Приемная комиссия

CALL- центр "Абитуриент" тел. +375 (152) 73-01-01 (многоканальный)
МТС: +375 (33) 35 44 500
Life: +375 (25) 77 44 500
Email: abit@grsu.by

 

 
Программа вступительного испытания для получения высшего образования II ступени
по специальности
1-31 81 04 «Современные методы и аппаратура физических измерений»
в 2018 году
 
 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

В программу вступительных экзаменов в магистратуру по специальности 1-31 81 04 включены разделы общей и теоретической физики, которые являются основными для успешной работы над магистерской диссертацией в рамках указанной специальности. Программа, в основном, отражает вопросы физики, которые необходимо знать выпускнику университета в рамках специализаций физического профиля, и которые являлись основными в программе государственного экзамена по физике. Все вопросы программы сосредоточены по разделам: общая физика, теоретическая физика.
Для ответа на поставленные вопросы поступающий в магистратуру должен продемонстрировать знания материала как по разделам общей, так и по разделам теоретической физики. При подготовке к экзамену и во время ответа на экзаменационные вопросы поступающий в магистратуру должен обосновать следующее: насколько анализируемый им вопрос экзаменационного билета является актуальным или неактуальным при работе над магистерской диссертацией. Следует обратить внимание на то, что во время вступительного экзамена могут быть заданы вопросы по теме магистерской диссертации, но их формулировка должна согласовываться с соответствующими разделами данной программы.

 

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

 

ОБЩАЯ ФИЗИКА

Описание перемещения, скорости и ускорения в векторной и координатной форме. Ускорение точки при криволинейном движении. Нормальное и тангенциальное ускорения.
Инерциальные системы отсчета. Взаимодействия и силы. Силы в механике. Первый закон Ньютона. Масса тела. Второй и третий законы Ньютона.
Центр масс системы материальных точек. Теорема о движении центра масс системы. Система центра масс. Закон сохранения импульса механической системы.
Вычисление момента инерции относительно оси. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела.
Момент импульса материальной точки. Момент силы. Уравнение моментов для материальной точки. Закон сохранения момента импульса механической системы.
Закон притяжения Ньютона. Энергия гравитационного взаимодействия. Основные законы движения планет и комет.
Полная механическая энергия материальной точки и механической системы. Закон ее изменения. Закон сохранения полной механической энергии.
Гармонические колебания. Собственные колебания. Энергия колебаний. Математический и физический маятники. Пружинный маятник.
Природа звука. Высота звука. Громкость. Звуковое давление. Энергия звуковой волны. Скорость звука и ее измерение. Источники звука. Ультразвук. Эффект Доплера.
Стационарное течение жидкости, поле скоростей. Линии и трубки тока. Уравнение неразрывности струи. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Полная энергия потока. Уравнение Бернулли.
Идеальный газ. Внутренняя энергия идеального газа. Первое начало термодинамики. Изопроцессы в идеальном газе. Работа при изопроцессах.
Отклонения свойств реальных газов от идеальных. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Свойства и структура жидкостей. Поверхностное натяжение. Условия равновесия на границе двух жидкостей и на границе жидкость – твердое тело. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления. Поверхностно-активные вещества.
Электростатическая теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса к расчетам электрических полей (поле бесконечной равномерно заряженной плоскости).
Проводники в электростатическом поле. Явление электростатической индукции. Равновесное распределение электрического заряда внутри и на поверхности проводников. Напряженность поля заряженного проводника вблизи его поверхности. Экранирование электрического поля (электростатическая защита).
Электрическая емкость. Емкость плоского конденсатора. Электрическая емкость уединенного проводника. Емкость уединенного проводящего шара. Соединение конденсаторов в батареи (параллельное и последовательное соединение конденсаторов).
Электрическое поле в диэлектрике. Поляризация диэлектриков. Типы диэлектриков и молекулярные механизмы их поляризации (деформационный, ориентационный, ионный). Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость вещества. Вектор электрического смещения. Электростатическая теорема Гаусса для диэлектриков.
Постоянный электрический ток, сила и плотность тока. Сторонние силы. Условия возникновения и существования электрического тока. Закон Ома для однородного участка цепи. Электрическое сопротивление. Последовательное и параллельное соединение проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Природа сторонних сил. Электродвижущая сила и падение напряжения. Закон Ома для неоднородного участка и полной цепи.
Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца. Индукция магнитного поля. Принцип суперпозиции. Силовые линии магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Расчеты магнитных полей проводников с током (магнитное поле прямолинейного тока). Взаимодействие электрических токов с магнитными полями. Закон Био-Савара-Ампера. Магнитные взаимодействия параллельных токов. Формула Ампера.
Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания. Молекулярные токи, токи намагничивания. Теорема Гаусса для магнитного поля, теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость. Магнитная проницаемость. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля.
Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Основной закон электромагнитной индукции – закон Фарадея. Взаимная индукция. Взаимная индуктивность. Явление самоиндукции. Индуктивность. Расчет индуктивности соленоида. Электрические машины постоянного тока.
Электромагнитная природа света. Структура и свойства плоских электромагнитных волн.
Явление интерференции, когерентность. Интерференционные опыты с использованием деления волнового фронта. Схемы Юнга и Френеля. Осуществление когерентных колебаний по методу деления амплитуды. Полосы равного наклона и полосы равной толщины.
Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция света на круглом отверстии и круглом диске. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля, дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.
Двойное лучепреломление. Обыкновенная и необыкновенная волны и их поляризация. Одноосные кристаллы. Искусственная анизотропия вещества.
Фотометрические величины и единицы их измерений. Кривая видности. Механический эквивалент света.
Постулаты Бора. Принцип соответствия и его применение к атомной модели Резерфорда – Бора. Закономерности в атомных спектрах.
Виды движения электронов и ядер в молекуле. Адиабатическое приближение. Типы молекулярных спектров. Вращательные спектры. Колебательно-вращательные спектры. Электронно-колебательно-вращательные спектры двухатомных молекул. Принцип Франка-Кондона.
Состав и основные характеристики атомных ядер (размеры, заряд, масса, спин, магнитный момент). Энергия связи и устойчивость ядер.
Явление радиоактивности. Основной закон радиоактивного распада. Энергетические условия и механизмы альфа- и бета-распадов. Нарушение четности при бета-распаде.
Деление тяжелых ядер. Элементарная теория деления. Использование энергии деления (атомная энергетика). Синтез легких ядер. Проблемы и перспективы использования термоядерной энергии.
Законы сохранения в мире элементарных частиц. Классификация взаимодействий и типов элементарных частиц. Слабое взаимодействие. Объединение электромагнитного и слабого взаимодействий.
Сильное взаимодействие. Кварковая структура адронов. Свойства кварков (заряд, спин, изоспин, странность). Конфайнмент и асимптотическая свобода. Глюоны и их свойства.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА

Абсолютное, относительное и переносное движения. Сложение скоростей.
Уравнение Лагранжа 2-го рода.
Процессы переноса. Физические явления в разреженных газах. Теплопередача, диффузия и трение.
Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы. Релаксация.
Силы межмолекулярного взаимодействия. Ионная связь. Ковалентная связь. Силы Ван-дер-Ваальса.
Экспериментальные изотермы. Насыщенный пар. Изотермы газа Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояния. Критическое состояние. Свойства критического состояния вещества. Закон соответственных состояний. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля-Томсона для газа Ван-дер-Ваальса.
Распределение молекул по скоростям. Скоростное пространство. Распределение Максвелла по вектору скорости. Распределение Максвелла по абсолютному значению скорости. Характерные скорости. Приведенное распределение Максвелла. Границы применимости распределения Максвелла. Экспериментальная проверка распределения Максвелла.
Теплоемкость газа. Политропические процессы. Работа, теплота, внутренняя энергия в политропических процессах.
Функция распределения Максвелла-Больцмана. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы.
Запаздывающие потенциалы. Электромагнитное дипольное излучение. Электромагнитное квадрупольное и магнитно-дипольное излучение.
Усреднение величин, описывающих электромагнитное поле в сплошной среде. Вектор смещения. Вектор магнитной индукции. Диэлектрическая проницаемость среды. Волновое уравнение для электромагнитного поля в сплошной среде. Поглощение и усиление электромагнитных волн.
Диамагнетики и парамагнетики. Природа диа- и парамагнетизма. Ферромагнетики.
Поляризация плоских монохроматических волн. Энергия и интенсивность электромагнитных волн.
Электронная теория дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Поглощение света. Закон Бугера.
Идея Луи де Бройля о волновых свойствах частиц. Свойства волн де Бройля. Экспериментальное обнаружение волн де Бройля. Дифракция электронов, нейтронов, атомов и молекул. Статистическая интерпретация волн де Бройля. Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
Характеристика квантовых состояний с помощью волновой функции. Принцип суперпозиции. Операторы физических величин и их свойства. Стационарное и временное уравнения Шредингера. Частица в бесконечно глубокой потенциальной яме.
Электрон в центральном поле. Квантование проекции момента импульса и квадрата момента импульса.
Уровни энергии атома водорода. Уровни энергии и волновые функции стационарных состояний водородоподобного атома. Пространственное распределение электронной плотности вероятности.
Неразличимость одинаковых микрочастиц. Симметричные и антисимметричные волновые функции. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Электронные слои и электронные оболочки атомов и их заполнение. Физическое объяснение периодического закона.
Квазинепрерывный характер спектра энергий электрона в зонах. Плотность электронных состояний. Распределение валентных электронов в кристаллах по состояниям. Функция Ферми-Дирака. Энергия Ферми Зонная модель металлов, полупроводников и диэлектриков.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТEPAТУPA

 

Основная

  1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 5 т. – М., 1974-2004.
  2. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. – М., 1986.
  3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М., 1981.
  4. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М., 1983.
  5. Бутиков Е.И.Оптика. – М., 1987.
  6. Шпольский Э.В. Атомная физика. В 2 т. – М.,1982.
  7. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 т. – М., 1983.
  8. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. – М., 1987.
  9. Вихман Э. Квантовая физика. – М., 1977.
  10. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. – М., 1988.
  11. Ольховский И.И. Курс теоретической механики для физиков. – М., 1978.
  12. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. – М., 1973.
  13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. – М., 1982.
  14. Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М., 1976.
  15. Давыдов А.С. Квантовая механика. – М., 1973.
  16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. – М., 1974.
  17. Базаров И.П. Термодинамика. – М., 1991.
  18. Леонтович М.А. Введение в термодинамику. – М., 1983.

 

Дополнительная

  1. Калашников С.Г. Электричество. – М., 1985.
  2. Матвеев А.Н. Оптика. – М., 1985.
  3. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. – М., 1980.
  4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. – М., 1986.
  5. Джексон Дж. Классическая электродинамика. – М., 1965.
  6. Мессиа А. Квантовая механика. В 2 т. – М., 1978.
  7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. – М., 1976.

 

С критериями оценки уровня подготовки абитуриентов на вступительном испытании по специальности «Современные методы и аппаратура физических измерений» можно ознакомиться здесь.