rpd000000165 (160400 (24.05.01).С6 Моделирование и информационные технологии проектирования ракетно-космических систем), страница 3

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Кинематика движения материальной точки. Радиус-вектор, траектория, перемещение, путь, скорость, ускорение. Нормальное, тангенциальное, полное ускорение.

2.Кинематика движения по окружности. Угловые характеристики движения. Связь между ли-нейными и угловыми характеристиками.

3.Динамика поступательного движения материальной точки. Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея.

4.Импульс. Закон сохранения импульса. Понятие центра масс. Уравнение движения центра масс.

5.Работа. Мощность. Работа переменной силы (пример расчета). Консервативные и неконсер-вативные силы, примеры.

6.Энергия. Кинетическая, потенциальная, полная механическая энергия. Закон сохранения энергии в механике.

7.Потенциальные поля. Потенциальная энергия. Расчет потенциальной энергии пружины. Связь силы и потенциальной энергии.

8.Динамика твердого тела: поступательное и вращательное движение. Понятие момента силы и момента импульса относительно точки и неподвижной оси. Уравнение моментов (связь момента сил и момента импульса).

9.Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно непод-вижной оси.

10.Понятие момента инерции твердого тела. Пример расчета. Теорема Штейнера.

11.Момент импульса материальной точки, твердого тела. Закон сохранения момента импульса.

12.Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Работа при вращательном движении.

13.Свободные незатухающие гармонические механические колебания. Дифференциальное урав-нение и его решение. Скорость, ускорение. Энергия при незатухающих колебаниях.

14.Пружинный, математический и физический маятники. Уравнение колебаний. Формулы для периодов колебаний. Понятие приведенной длины физического маятника.

15.Свободные затухающие колебания. Дифференциальное уравнение, его решение. Характери-стики затухания.

16.Вынужденные механические колебания. Дифференциальное уравнение, его решение. Явле-ние резонанса. Резонансная частота.

17.Сложение одинаково направленных колебаний. Векторная диаграмма. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

18.Волны. Уравнение плоской волны. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение.

19.Принцип относительности в классической и релятивистской механике. Преобразования Га-лилея. Постулаты СТО (Эйнштейна). Преобразования Лоренца.

20.Следствия из преобразований Лоренца: сокращение длины, замедление времени, одновре-менность событий.

21.Релятивистская динамика: масса, импульс, энергия. Кинетическая энергия в СТО. Закон взаимосвязи массы и энергии.

22.Термодинамический и статистический методы исследования термодинамических систем. Основные положения МКТ. Термодинамические параметры.

23.Уравнение состояния идеального и реального газа. Изопроцессы. Графики изопроцессов.

24.Внутренняя энергия идеального газа, работа, теплота. Первое закон (начало) термодинамики.

25.Применение первого закона термодинамики для изопроцессов. Работа расширения газа в изопроцессах.

26.Теплоемкость идеального газа. Определения (удельная, молярная теплоемкости, связь между ними). Теплоемкость при постоянном давление Ср и постоянном объеме СV. Зависимость молярных теплоемкостей от числа степеней свободы. Формула Майера.

27.Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона в координатах P-V, P-T, V-T. Показатель адиабаты, его расчет через степени свободы.

28.Первое закон термодинамики для адиабатического процесса. Работа газа в адиабатическом процессе.

29.Второе начало термодинамики, его формулировки (содержание). Понятие энтропии. Изме-нение энтропии при обратимых и необратимых процессах. Энтропия идеального газа.

30.Принцип работы тепловой машины. КПД тепловой машины.

31.Цикл Карно, КПД цикла Карно (вывод).

32.Вероятностное описание случайных событий. Понятие функции распределения, ее свойства.

33.Опыт Штерна. Функция распределения Максвелла по компонентам и по модулю скорости. Физический смысл, свойства.

34.Характерные скорости движения молекул газа.

35. Расчет средних значений в статистической физике. Распределение Максвелла по энергиям. Среднее значение энергии молекулы при данной температуре.

36.Распределение молекул в силовом поле. Барометрическая формула. Распределение Больц-мана.

37. Явления переноса в газах. Основные понятия (средняя длина свободного пробега, эффек-тивное сечение столкновений, Среднее число соударений в секунду). Понятие градиента ка-кой-то физической величины.

38.Явления переноса в газах. Вязкость: уравнение Ньютона, Градиент скорости. Коэффициент динамической вязкости, его зависимость от температуры и давления.

39.Явления переноса в газах. Диффузия: уравнение Фика. Градиент плотности. Коэффициент диффузии, его зависимость от температуры и давления.

40.Явления переноса в газах. Теплопроводность: уравнение Фурье. Градиент температуры. Ко-эффициент теплопроводности, его зависимость от температуры и давления.

2. Экзамен

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Электростатическое поле в вакууме. Закон Кулона. Напряженность электростатического по-ля. Основная задача в электростатике. Принцип суперпозиции.

2.Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса. Примеры ее при-менения для расчета полей.

3.Потенциал электростатического поля. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Потенциальный характер электростатического поля. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля.

4.Силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и потен-циалом.

5.Электрический диполь. Диполь в электрическом поле.

6.Проводники в электрическом поле. Электроемкость, конденсаторы.

7.Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника, конденсатора. Энергия элек-трического поля.

8.Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Вектор электрической индукции (смещения). Тео-рема Гаусса для диэлектриков.

9.Постоянный электрический ток. Плотность тока. Законы Ома и Джоуля-Ленца в дифферен-циальной форме.

10.Магнитное поле в вакууме. Индукция магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Примеры расчета.

11.Теорема о циркуляции вектора индукции и напряженности магнитного поля. Вихревой ха-рактер магнитного поля. Магнитное поле соленоида.

12.Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Сила Ампера. Магнитное взаимодействие токов.

13.Контур с током в магнитном поле. Механический и магнитный моменты контура с током. Магнитный поток. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле.

14.Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Явление самоиндук-ции и взаимной индукции.

15.Энергия магнитного поля.

16.Электромагнитные колебания. Свободные незатухающие колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Период и частота колебаний.

17.Затухающие электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Характеристики затухания.

18.Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Метод векторных диаграмм. Явление резонанса.

19.Магнитное поле в веществе. Магнетики. Диа-, пара- ферромагнетики. Явление гистерезиса.

20.Вихревое электрическое поле. Токи смещения. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Физическое содержание уравнений Максвелла.

21.Образование электромагнитных волн. Волновое уравнение и его решение. Свойства элек-тромагнитных волн. Скорость электромагнитных волн в вакууме и веществе. Шкала электромагнитных волн.

22.Энергия, переносимая электромагнитной волной. Вектор Пойнтинга.

23.Явление интерференции. Понятие когерентных волн. Оптическая длина пути, разность хода двух лучей.

24.Условия максимума и минимума интенсивности света через разность фаз и оптическую раз-ность хода.

25.Схема с двумя источниками. Координаты минимумов и максимумов. Ширина полосы. Рас-стояние между полосами.

26.Интерференция в тонких пленках. Линии равного наклона и равной толщины: кольца Нью-тона, клин. Пример расчета.

27.Явление дифракции света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и на непрозрачном диске.

28.Дифракция Фраунгофера на щели.

29.Дифракционная решетка. Дифракция Фраунгофера на решетке. Условия максимумов и ми-нимумом интенсивности.

30.Дифракционная решетка как спектральный прибор. Угловая дисперсия и разрешающая спо-собность дифракционной решетки.

31.Дифракция на пространственной решетке. Условие Вульфа – Бреггов.

32.Естественный и поляризованный свет. Линейно поляризованный свет. Эллиптическая и кру-говая поляризация. Поляризаторы. Закон Малюса.

33.Поляризация света при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.

34.Двойное лучепреломление. Свойства обыкновенного и необыкновенного лучей.

35.Интерференция поляризованных лучей.

3. Экзамен

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Тепловое излучение. Основные характеристики теплового излучения. Абсолютно черное те-ло. Закон Кирхгофа.

2.Законы излучения абсолютно черного тела (Стефана – Больцмана и Вина). Гипотеза и фор-мула Планка для абсолютно черного тела.

3.Фотоны. Энергия, масса и импульс фотона.

4.Внешний фотоэффект. Вольтамперная характеристика фотоэффекта Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна.

5.Давление света. Тормозное рентгеновское излучение.

6.Комптон - эффект и его объяснение.

7.Корпускулярно-волновой дуализм материи. Гипотеза де Бройля, ее экспериментальное под-тверждение.

8.Волны де Бройля. Статистический смысл волн де Бройля, свойства волн.

9.Соотношения неопределенностей Гейзенберга, их физическое содержание.

10.Статистический смысл и свойства волновой функции. Уравнение Шредингера в стационар-ной форме, смысл входящих величин.

11.Уравнение Шредингера для свободной частицы. Энергия. Волновые функции.

12.Квантово-механический осциллятор.

13.Частица в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме. Квантование энергии час-тицы. Собственные значения волновой функции.

14.Прохождение частиц через полубесконечный потенциальный барьер высотой U0 (Е < U0).

15.Прохождение частиц через полубесконечный потенциальный барьер высотой U0 (E > U0).

16.ельный эффект. Коэффициент прозрачности барьера.

17.Модель атома Бора. Постулаты Бора. Спектр излучения атома водорода. Недостатки теории Бора. Опыт Франка – Герца.

18.Квантовомеханическая теория атома водорода. Уравнение Шредингера для атома водорода, анализ его решения. Собственные значения энергии электрона в атоме. Потенциал ионизации.

19.Квантование энергии, момента импульса и проекции момента импульса электрона в атоме водорода.

20.Кратность вырождения уровней энергии. Символика обозначения квантовых состояний.

21.Магнитные свойства атома. Спин электрона. Орбитальные и спиновые характеристики элек-трона в атоме. Опыт Штерна – Герлаха.

22.Полный набор квантовых чисел электрона в атоме, их физический смысл.

23.1S состояние атома водорода. Спектр излучения атома водорода. Правила отбора квантовых чисел. Серии излучения атома водорода.

24.Символика обозначений квантовых состояний. Два набора квантовых чисел, характеризующих состояние электрона в атоме Н. Понятие о вырождении. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Периодическая система Менделеева.

25.Магнитный момент атома. Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана.

26.Рентгеновское излучение. Тормозное и характеристическое излучение. Закон Мозли.

27.Молекулы. Энергия молекул. Молекулярные спектры.

28.Физические принципы работы лазеров.

29.Твердое тело. Образование энергетических зон в твердом теле. Зона проводимости, валент-ная зона, запрещенная зона. Энергетическая схема твердого тела для металлов, полупровод-ников, диэлектриков.

30.Квантовая модель свободных электронов в металлах. Распределение электронов по энергиям. Уровень Ферми.

31.Функция Ферми – Дирака. Энергия Ферми. Понятие вырожденного и невырожденного элек-тронного газа. Условие вырождения.

32.Плотность электронных состояний. Заполнение электронами энергетических зон. Энергия и уровень Ферми.

33.Элементы квантовой статистики. Нахождение числа электронов в заданном интервале энер-гий. Нахождение средних значений. Средняя энергия электронов в металле.

34.Электрическая проводимость твердых тел с точки зрения зонной теории. Металлы, полупро-водники, диэлектрики.

35.Чистые полупроводники. Механизм проводимости. Зависимость проводимости от температуры.

36.Примесные полупроводники р–типа и n-типа. Механизм проводимости. Зависимость прово-димости от температуры. Диод, триод.

37.Эффект Холла. Фотопроводимость полупроводников. Ее закономерности.

38.Тепловые свойства твердых тел. Экспериментальная зависимость теплоемкости твердых тел от температуры, ее объяснение. Закон Дюлонга – Пти. Модели передачи тепла в твердом теле.

39.Теплоемкость твердых тел. Закон Дебая. Фононы.

40.Теплоемкость металлов вблизи Т = 0 К.

41.Структура атомных ядер. Характеристики нуклонов. Символическая запись ядер.

42.Ядерные силы и их свойства. Дефект массы и энергия связи. Устойчивость ядер. Способы выделения энергии.

43.Закон радиоактивного распада. Постоянная распада, среднее время жизни ядра, период по-лураспада, активность.

44.Виды радиоактивного распада. альфа - распад, схема распада, закономерности распада.