Прикладной физики
РУДН - участник государственной программы Российской Федерации 5 - 100
Государственная аттестация и вступительные испытания

График итоговых квалификационных мероприятий в 2017 г.

Кафедры прикладной физики, теоретической физики и механики РУДН

                 

                                               БАКАЛАВРИАТ

           Проведение итоговой государственной аттестации выпускников, завершающих в 2017 году обучение по основной образовательной программе  03.03.02 «ФИЗИКА»,  03.03.03 «РАДИОФИЗИКА»

 

                                                  БАКАЛАВРЫ

ТЕСТИРОВАНИЕ

ЭКЗАМЕНЫ

ЗАЩИТЫ

 

18.04.2017

 ДК №3 ауд.Б-25

 

25.04.2017

 

 

13 - 15.06.2017 

 

 

                                            МАГИСТРЫ

Проведение итоговой государственной аттестации выпускников, завершающих в 2016 году обучение по основной образовательной программе  03.04.02 «Физика», «Прикладная физика и физическая информатика» и «Теоретическая и математическая физика»

  

ТЕСТИРОВАНИЕ

ЭКЗАМЕНЫ

ЗАЩИТЫ

 

16.05.2017

 ДК №3 ауд.Б-25

 

 

23.05.2017


 

20.06.2017 

 

 

 

 

__________________________________________

 

Вопросы для государственного экзамена по физике для студентов-физиков 4 курса

1.Механика 

1.      Законы динамики Ньютона. Уравнение Лагранжа в форме Лагранжа и Гамильтона.

2.      Законы сохранения энергии и импульса в механике. Энергия и масса, соотношение Эйнштейна.

3.      Упругий и неупругий удары. Рассеяние частиц в поле центральной силы. Эффективное сечение рассеяния.

4.      Вращательное движение. Момент импульса и момент силы. Момент инерции. Теорема Штейнера. Закон сохранения момента импульса.

5.      Движение твердого тела. физический маятник. Прецессия гироскопа.

6.      Гармонические колебания материальной точки. Энергия гармонических колебаний. Затухающие и вынужденные колебания. Явление резонанса.

7.      Закон всемирного тяготения Ньютона. Движение в поле тяготения. Законы Кеплера. Космические скорости.

8.      Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Центробежная сила. Сила Кориолиса. Опыт Фуко.

9.      Деформация твердых тел. Упругие напряжения. Закон Гука. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона.

10.  Волны в упругих средах. Продольные и поперечные возмущения. Уравнение волны. Распространение звука в упругих средах.

11.  Законы гидростатики. Барометрическая формула. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.

 

12.  Принципы относительности Эйнштейна и Галилея. Основные положения специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Законы релятивисткой динамики.

 

2. Молекулярная физика и термодинамика

 

  1. Законы идеальных газов. Уравнение состояния Клапейрона. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Связь температуры со средней кинетической энергией молекул.
  2. Распределение Максвелла и вычисление средних значений. Распределение Максвелла-Больцмана.
  3. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Вычисление работы и теплоемкости при изопроцессах.
  4. Молекулярная теория теплоемкости. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Теплоемкость одно-, двух- и многоатомных газов. Теплоемкость твердого тела. закон Дюлонга и Пти. Теория теплоемкости Эйнштейна и Дебая.
  5. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Различные формулировки второго начала. Цикл Карно и теорема Карно. Неравенство Клаузиуса. Закон возрастания энтропии. Статистический смысл энтропии.
  6. Флуктуации. Броуновское движение. Формула Эйнштейна для смещения броуновской частицы. Опыты Перрена.
  7. Явления переноса в газах. Средняя длина свободного пробега. Эффективное поперечное сечение. Диффузия, вязкость и теплопроводность. Связь между коэффициентами переноса.
  8. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа. Критическое состояние вещества. критические параметры для газа Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия реального газа.
  9. Процесс Джоуля – Томпсона. Методы получения низких температур. Сжижение газов.
  10. Свойства вещества при низких температурах. Сверхпроводимость и сверхтекучесть. Теорема Нернста.
  11. Фазы и фазовые превращения. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Испарение и конденсация. Плавление и кристаллизация. Кипение. Тройные точки. Диаграммы состояния. Фазовые превращения второго рода.

3. Электричество и магнетизм

 

  1. Электростатика. Закон Кулона. Теорема Гаусса. Напряженность электрического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции полей. Энергия системы зарядов.
  2. электрическое поле системы зарядов. Разложение по мультиполям. Диполь. Свободные и связанные заряды. Поляризация диэлектриков. Поляризуемость молекул  и диэлектрическая восприимчивость. Диэлектрическая проницаемость. Векторы электрической поляризации и электрической индукции. Энергии электростатического в диэлектриках. Пьезоэлектричество. Сегнетоэлектрики.
  3. Постоянный электрический ток. Уравнение сохранения электрического заряда. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Источники постоянного тока. Сторонние силы. Механизм проводимости металлов. Зависимость сопротивления от температуры. Правила Кирхгофа. Мост постоянного тока.
  4. Магнитное взаимодействие токов. Закон Ампера. Магнитное поле и его напряженность. Закон Био – Савара – Лапласа. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля. Магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле.
  5. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. Измерение напряженности магнитного поля. Самоиндукция. Взаимная индукция. Токи Фуко. Магнитная энергия токов.
  6. Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания. Вектор магнитной индукции. Магнитная восприимчивость среды и магнитная проницаемость. Диа-, пара- и ферромагнетизм. Законы Кюри и Кюри – Вейсса. Ферриты.
  7. уравнения Максвелла в дифференциальной и интегральной формах. Ток смещения. Энергия и поток энергии электромагнитного поля.
  8. Движение заряженных частиц в однородном электрическом и магнитном полях. Сила Лоренца. Электрический дрейф. Определение удельного заряда частицы. Опыты Милликена и Иоффе по  определению элементарного электрического заряда. Эффект Холла.
  9. Электрический ток в вакууме. Работа выхода электронов их металлов. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы. Вторичная электронная эмиссия. Автоэлектронная эмиссия. Электронный осциллограф.
  10. Зонная теория проводимости. Металлы, полупроводники, диэлектрики. Свободная и примесная проводимости полупроводников. Выпрямляющее действие контактов полупроводников.
  11. Переменный электрический ток. Метод комплексных амплитуд. Импеданс цепи. Активное и реактивное сопротивления. Закон Ома для переменного тока. Работа и мощность переменного тока. Правила Кирхгофа. Эффективное напряжение и ток. Трансформатор.
  12. Электрический колебательный контур. Период свободных колебаний. Затухание колебаний. Вынужденные колебания. Добротность колебательного контура. Резонанс напряжений. Резонанс токов. Резонансные кривые. Ширина резонансной кривой.
  13. Плоские электромагнитные волны в неограниченной однородной среде. Волновое уравнение. Бегущие волны. Амплитуда и фаза волны. Частота колебаний и волновой вектор. Фазовая и групповая скорости. Поперечность электромагнитных волн. Стоячие волны. Скорость распространения электромагнитных волн. Волны в двухпроводной линии. Вибратор Герца.

 

4. Оптика

 

  1. Интерференция света. Разность хода интерферирующих лучей. Порядок интерференции. Роль размеров источников и степени монохроматичности интерферирующих волн. Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона. Двухлучевые и многолучевые интерферометры. Разрешающая способность.
  2. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа – Брэгга.
  3. Отражение и преломление света на границе раздела двух диэлектриков. Коэффициенты отражения и преломления. Поляризация света при прохождении через границу раздела. Закон Брюстера. Полное внутреннее отражение.
  4. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризационные устройства. Поляризация при двойном лучепреломлении. Интерференция поляризованных лучей. Эллиптическая и круговая поляризация света.
  5. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана – Больцмана. Закон Вина. Формула Рэлея – Джинса. Формула Планка.
  6. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Внутренний и внешний фотоэффект. Фотон. Энергия и импульс фотона.
  7. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Комбинационное рассеяние света.
  8. Измерение скорости света. Опыты Физо и Майкельсона. Эффект Доплера в оптике. Сложение скоростей в теории относительности.

 

5. Физика атома и атомных явлений

 

  1. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Комбинационный принцип. Формула Бальмера. Атом Бора. Принцип соответствия. Опыты Франка и Герца.
  2. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Свойства волн де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Статистическая интерпретация волн де Бройля. Соотношения неопределенностей.
  3. Уравнение Шредингера. Смысл волновой функции. Средние значения. Задачи с потенциальными «ямами» и «барьерами». Уровни энергии линейного гармонического осциллятора.
  4. Магнитные свойства атомов. Магнетон Бора. Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Принцип Паули.
  5. Вероятности квантовых переходов. Коэффициенты Эйнштейна. Правила отбора. Ширина уровней энергии. Ширина и форма спектральных линий.
  6. Общие принципы индуцированного усиления электромагнитного усиления электромагнитного излучения. лазеры и мазеры. Лазер на рубине. Мазер на аммиаке.
  7. Спектры атомов водорода и атомов щелочных металлов по Шредингеру. Тонкая структура термов.
  8. Сложение моментов импульса. Типы связей электронных компонентов в атоме. Мультиплетность термов. Спектр атома гелия.
  9. Электронные оболочки атомов. Периодическая система элементов.
  10. Рентгеновское излучение атомов. Поглощение и рассеяние рентгеновского излучения. Комптон-эффект.
  11. Простой и сложный эффект Зеемана. Эффект Пашена – Бака. Электронный парамагнитный резонанс. Эффект Штарка.
  12. Адиабатическое приближение. Полосатые спектры молекул.
  13. Типы химической связи молекул.

 

6. Физика атомного ядра

 

  1. Систематика элементарных частиц. Закон сохранения барионного и лептонного чисел.
  2. Радиоактивные ядра. Типы и законы радиоактивного распада. Эффект Мёссбауэра.
  3. Состав ядер. Размеры, заряд и масса ядер. Изотопы, изобары. Спин ядра. Магнитный момент нуклонов. Магнитный момент ядра. Энергия связи ядер.
  4. Классификация ядерных реакций. Прямые ядерные реакции. Составное ядро. Деление и синтез ядер.

 

Вопросы к вступительному экзамену

на магистерскую программу "Фундаментальная и прикладная физика"

 

Механика

 

1.      Кинематика материальной точки.

2.      Скорость и ускорение при криволинейном движении.

3.      Понятие силы.  Законы динамики Ньютона.

4.      Масса, импульс и энергия в механике Ньютона.

5.      Законы сохранения энергии и импульса в механике.

6.      Внутренняя энергия. Общефизический закон сохранения энергии.

7.      Вращательное движение. Момент импульса и момент силы.

8.      Закон сохранения момента импульса.

9.      Момент инерции. Теорема Гюйгенса-Штейнера.

10.  Движение твердого тела. Мгновенная ось вращения.

11.  Теорема Эйлера.

12.  Гироскопы. Движение свободного гироскопа. Прецессия гироскопа.

13.  Гармонические колебания материальной точки.

14.  Энергия гармонических колебаний. Затухающие и вынужденные колебания. Явление резонанса.

15.  Физический маятник.

16.  Закон всемирного тяготения Ньютона.

17.  Законы Кеплера и их связь с законом всемирного тяготения Ньютона. .

18.  Движение в поле тяготения. Космические скорости.

19.  Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

20.  Абсолютное, относительное, переносное и кориолисово ускорения, их связь.

21.  Центробежная сила. Сила Кориолиса.

22.  Опыт Фуко.

23.  Деформация твердых тел. Упругие напряжения.

24.  Закон Гука. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона.

25.  Волны в упругих средах. Продольные и поперечные возмущения.

26.  Распространение звука в упругих средах. Скорость звука.

27.  Законы гидростатики. Барометрическая формула.

28.  Кинематика идеальной жидкости. Уравнение непрерывности.

29.  Закон Бернулли.

30.  Формула Торричелли

 

 Молекулярная физика и термодинамика

 

31.   Понятие идеального газа. Понятие температуры. Температурная шкала.

32.   Законы идеальных газов.

33.   Уравнение состояния Клапейрона.

34.   Термодинамическое равновесие. Первое начало термодинамики.

35.   Теплоемкость. Вычисление работы и теплоемкости при изопроцессах.

36.   Молекулярная теория теплоемкости. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Теплоемкость одно-, двух- и многоатомных газов.

37.   Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.

38.   Цикл Карно и теорема Карно.

39.   Третье начало термодинамики (теорема Нернста).

40.   Термодинамические функции и соотношения между ними. Второе начало термодинамики для переменного числа частиц.

41.   Распределение Максвелла и вычисление средних значений.

42.   Распределение Максвелла-Больцмана.

43.   Фазы и фазовые превращения. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса.

44.   Фазовые переходы первого рода. Испарение и конденсация. Кипение.

45.   Фазовые переходы первого рода Плавление и кристаллизация. Тройные точки. Диаграммы состояния.

46.   Фазовые превращения второго рода.

 

Электричество и магнетизм

 

47.   Закон Кулона. Теорема Гаусса. Их взаимосвязь. 

48.   Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей.

49.   Электрическое поле системы зарядов. Разложение по мультиполям.

50.   Закон Био – Савара – Лапласа. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля.

51.   Уравнения Максвелла в вакууме. Потенциальные и соленоидальные векторные поля.

52.   Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость

53.   Проводники в электростатическом поле. Удельная проводимость.

54.   Векторы электрической поляризации и электрической индукции. Энергии электростатического в диэлектриках. Пьезоэлектричество. Сегнетоэлектрики.

55.   Магнитная восприимчивость среды и магнитная проницаемость. Диа-, пара- и ферромагнетизм.

56.   Сверхпроводники в магнитном поле.

57.   Уравнения Максвелла в веществе.

58.   Энергия электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга.

59.   Движение заряженной частицы в однородном электрическом и магнитном полях. Сила Лоренца. Электрический дрейф.

60.   Взаимодействие токов. Сила Ампера.

61.   Законы постоянного электрического тока.

62.   Переменный электрический ток. Метод комплексных амплитуд.

63.   Импеданс цепи. Реактивное сопротивление. Закон Ома для переменного тока.

64.   Электромагнитные волны в вакууме. Волновое уравнение. Фазовая и групповая скорости.

 

 

Оптика

 

65.   Законы геометрической оптики. 

66.   Отражение и преломление света на границе раздела изотропных диэлектриков. Коэффициенты отражения и преломления.

67.   Закон Брюстера. Полное внутреннее отражение.

68.   Интерференция колебаний. Разность хода лучей. 

69.  Классические интерференционные опыты.

70.   Пространственная когерентность. Роль размера источника в интерференционной картине.

71.   Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля.

72.  Дифракция Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на щели. Дифракционная решетка.

73.   Дифракция рентгеновских лучей. Формула Брэгга-Вульфа.

74.   Временная когерентность и монохроматичность. 

75.   Поляризация света. Поляризационные устройства. Поляризация при двойном лучепреломлении.

76.   Формулы Френеля для отражения и преломления.

77.   Дисперсия света. Классическая теория дисперсии.

78.   Нормальная и аномальная дисперсия.

 

 Физика атома и атомных явлений

 

79.  Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.

80.  Тепловое излучение. Закон Стефана – Больцмана. Закон Вина.

81.  Тепловое излучение. Формула Рэлея – Джинса. Формула Планка.

82.  Кванты энергии и импульса. Постоянная Планка.

83.  Атом водорода. Постулаты Бора. Серия Бальмера.

84.  Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

85.   Волны де-Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм. Статистическая интерпретация волн де Бройля. Соотношения неопределенностей.

86.   Рентгеновское излучение атомов. Поглощение и рассеяние рентгеновского излучения. Комптон-эффект.

87.  Простой и сложный эффект Зеемана.

88.   Эффект Штарка. Электронный парамагнитный резонанс.

89.   Статистика Бозе—Эйнштейна.  

90.  Энергия Ферми. Статистика Ферми—Дирака.

 

 

ПРИМЕЧАНИЕ: в экзаменационные билеты включаются задачи по содержанию приведенных вопросов

 

 

                                                                                                                       Примеры задач в экхзаменационных билетах к вступительному экзамену

на магистерскую программу "Фундаментальная и прикладная физика"

1.        1. Тонкий стержень массы m и длины L подвешен за один  конец и может вращаться без трения вокруг горизонтальной оси. К той же оси подвешен на нити длины  l  шарик такой же массы m. Шарик отклоняется на некоторый угол и отпускается.                                           При какой длине нити шарик  после удара остановится?  Считать удар абсолютно  упругим.

2.       2. В одном сосуде объемом 1,6 л находится 14 мг азота. В другом сосуде объемом 3,4 л  находится  16 мг  кислорода. Температуры газов одинаковы. Найти приращение энтропии, когда сосуды соединяют и газы перемешиваются.          

        3. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен стеклом с удельным сопротивлением r = 100 Гом×м. Ёмкость конденсатора С=4,0 нФ. Найти ток утечи через конденсатор при подаче на него напряжения U = 2,0 кВ.