Ответы к экзамену: Теория к экзамену

Теория к экзамену

• 1. Принцип Ферма. Законы геометрической оптики. Примеры.
• 2. Волновое уравнение. Плоские монохроматические волны: длина волны, частота, волновой вектор. Электромагнитные волны: поляризация, поток энергии, интенсивность.
• 3. Прохождение электромагнитных волн через границу раздела двух сред. Скачок фазы при отражении от оптически более плотной среды.
• 4. Какие источники излучения называют когерентными? Дайте определение понятиям когерентность, временная когерентность, пространственная когерентность.
• 5. Приведите известные Вам способы получения когерентных волн от некогерентного источника. Деление амплитуды, деление фронта.
• 6. Оптическая длина пути, оптическая разность хода. Связь между разностью фаз и разностью хода двух световых волн.
• 7. Выведите условия максимумов и минимумов при интерференции многих волн от дискретных источников.
• 8. Что такое интерференция света? Условия наблюдения интерференции. От чего зависит контрастность (видимость) интерференционной картины?
• 9. Приведите оптическую схему опыта Юнга. Как будет изменяться интерференционная картина при увеличении расстояния между щелями? От каких параметров зависит ширина интерференционных полос?
• 10. Приведите оптическую схему наблюдения интерференции в опыте с бипризмой Френеля. Расстояние между мнимыми источниками, условия максимумов и минимумов.
• 11. Приведите оптическую схему наблюдения колец Ньютона в отраженном свете. Выведите выражения для радиусов темных и светлых колец.
• 12. Интерференция в тонких пленках. Условия минимумов и максимумов. Радужная окраска мыльного пузыря. Просветленная оптика.
• 13. Интерференция в плоскопараллельной пластине. Полосы равного наклона.
• 14. Опыты Майкельсона и Морли.
• 15. Какое явление называется дифракцией света? Дифракция Фраунгофера и дифракция Френеля.
• 16. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля. В чем заключается метод зон Френеля?
• 17. Примените метод зон Френеля к расчету условий максимумов и минимумов при дифракции света на щели.
• 18. Распределение интенсивности на экране при дифракции на двух щелях.
• 19. Выведите условия главных максимумов и главных минимумов при дифракции на одномерной решетке. Объясните образование дополнительных минимумов.
• 20. Чем определяется ширина главных максимумов дифракционной решетки?
• 21. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Угловая дисперсия. Линейная дисперсия. Разрешающая способность. Критерий Релея.
• 22. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Освещенность точки экрана, находящейся напротив центра отверстия.
• 23. Что такое зонные пластинки? Какие виды зонных пластинок Вам известны, для чего они применяются?
• 24. Опишите известные Вам типы поляризации. Представление света в виде суперпозиции двух плоско-поляризованных волн.
• 25. Как изменяется интенсивность поляризованного света при прохождении через анализатор? Сформулируйте закон Малюса.
• 26. Как меняется интенсивность естественного света при прохождении через поляризатор?
• 27. Что называется степенью поляризации? Разложение частично поляризованного света на естественную и поляризованную составляющие.
• 28. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектриков. Угол Брюстера.
• 29. Нарисуйте диаграмму направленности излучения колеблющегося диполя. Объясните явление поляризации света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектриков.
• 30. Оптическая анизотропия. Обыкновенный и необыкновенный лучи.
• 31. Прохождение поляризованного света через кристаллическую пластинку в четверть длины волны и в половину длины волны. Как можно отличить естественный свет от света, поляризованного по кругу?
• 32. Сложение двух волн одинаковой амплитуды с близкими частотами и волновыми числами. Фазовая и групповая скорости.
• 33. Выведите связь между групповой и фазовой скоростью.
• 34. Сформулируйте основные положения классической электронной теории дисперсии. Может ли фазовая скорость света в среде быть больше скорости света в вакууме?
• 35. Основные результаты классической элементарной теории дисперсии. Поведение показателя преломления вблизи резонансных частот осцилляторов. Нормальная и аномальная дисперсия.
• 36. Элементарная теория дисперсии. Работа сил электромагнитного поля волны в резонансе с осциллятором. Линия поглощения.
• 37. Частотная зависимость показателя преломления плазмы. Отражение радиоволн от ионосферы.
• 38. Тепловое излучение, его особенности и характеристики. Закон Кирхгофа.
• 39. Спектральный коэффициент поглощения. Черное, серое и цветное тела.
• 40. Гипотеза и формула Планка для теплового излучения.
• 41. Асимптотическое поведение спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при низких частотах (формула РелеяДжинса).
• 42. Асимптотическое поведение спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при высоких частотах (формула Вина).
• 43. Энергетическая светимость абсолютно черного тела (вывод закона СтефанаБольцмана из формулы Планка).
• 44. Проанализируйте кривые распределения энергии в спектре теплового излучения абсолютно черного тела при различных температурах.
• 45. Спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела как функция длины волны. Закон смещения Вина.
• 46. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
• 47. Релятивистское соотношение между импульсом и энергией: существование частиц с нулевой массой покоя. Фотоны. Энергия и импульс фотона.
• 48. Тормозное рентгеновское излучение. Граничная частота, ее связь с энергией электронов.
• 49. Упругое рассеяние фотонов на свободных электронах: эффект Комптона (эксперимент). Комптоновская длина волны электрона.
• 50. Эффект Комптона. Запишите систему уравнений для описания упругого рассеяния фотона на свободном электроне. Какой вид имеет ее решение? Комптоновская длина волны электрона.
• 51. Волновые свойства частиц. Дифракция электронов на кристалле: опыт Дэвиссона и Джермера. Закон Вульфа-Брэгга.
• 52. Принцип неопределенности Гейзенберга. Поясните на примере дифракции электрона на щели.
• 53. Волновая функция. Квадрат модуля волновой функции. Нормировка.
• 54. Соответствие: динамические переменные – операторы. Примеры операторов.
• 55. Соответствие: собственные значения – результаты измерений. Пример: энергия и импульс свободной частицы.
• 56. Уравнение Шредингера.
• 57. Волновая функция свободной частицы (одномерный случай).
• 58. Волновые функции частицы при наличии «ступенчатого» потенциала: V(x<0) = 0, V(x>0) = V0 (одномерный случай). Понятие о туннельном эффекте. Туннельный микроскоп.
• 59. Частица в бесконечно-глубокой потенциальной яме (одномерный случай). Волновые функции. Уровни энергии.
• 60. Принцип неразличимости одинаковых частиц. Симметрия волновой функции 2- х частиц по отношению к перестановкам одинаковых частиц: бозоны и фермионы.
• 61. Строение атомного ядра. Нуклоны. Энергия связи ядра и дефект массы.
• 62. Ядерные силы. π-мезоны. Свойства ядерных сил.
• 63. Радиоактивность. Реакция распада ядер. Период полураспада. - и -распад.
• 64. Ядерные реакции деления и синтеза.
• 65. Понятие о классификации элементарных частиц. Лептоны и кварки. Адроны: мезоны и барионы.