Кафедра физики

Государственное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

Кафедра физики

УТВЕРЖДАЮ:

Заведующий кафедрой физики

д.ф.-м.н., профессор

А.Б. Федорцов

29 мая 2008 г.

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ,

выносимых на зачет по физике во 2-ом семестре обучения

для студентов специальности 140211, 200101, 200402, 210106, 210201, 210301,

220100, 220101, 220201

Колебания и волны

1. Понятие колебания и волны. Примеры колебаний. Колебания периодические и непериодические. Гармонические колебания. Кинематическая формула гармонических колебаний. Амплитуда, частота, период колебаний. Единицы измерения этих величин. Фаза колебаний (полная и начальная). Единицы измерения фазы. Векторное представление гармонических колебаний

2. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Максимальные значения скорости и ускорения в колебательном процессе. Фазовые сдвиги между скоростью, ускорением и смещением.

3. Упругие и квазиупругие силы. Дифференциальное уравнение собственных колебаний. Период и частота собственных колебаний. Период собственных колебаний пружинного маятника, зависимость периода от массы тела и коэффициента жесткости пружины.

4. Энергия гармонических колебаний, ее связь с массой тела, частотой и амплитудой колебаний. Сохранение энергии в колебательном процессе. Частота колебаний потенциальной и кинетической энергии.

5. Дифференциальное уравнение свободных (затухающих) колебаний, зависимость их амплитуды от времени. Логарифмический декремент колебаний, его связь с коэффициентом затухания и частотой. Частота свободных колебаний.

6. Дифференциальное уравнение вынужденных механических колебаний, зависимость их амплитуды от частоты вынуждающей силы. Явление резонанса. Добротность колебательной системы, ее связь с логарифмическим декрементом колебаний. Характер резонансных кривых при разных добротностях колебаний. Явления резонанса в технических системах.

7. Сложение гармонических колебаний. Понятие когерентности. Векторное сложение когерентных гармонических колебаний одного направления Зависимость амплитуды суммарного колебания от разности фаз складывающихся колебаний.

8. Сложение двух взаимноперпендикулярных когерентных колебаний. Фигуры Лиссажу.

9. Распространение волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Дифференциальное уравнение плоской волны. Фронт волны.

10. Кинематическая формула плоской и сферической гармонических волн. Амплитуда и фаза волны. Фазовая скорость, волновое число, длина волны.

11. Поток энергии упругих волн. Плотность потока энергии. Объемная плотность волновой энергии. Вектор Умова. Интенсивность волны. Единицы измерения.

12. Звуковые волны. Ультразвук и инфразвук. Акустический спектр. Тональные звуки. Основной тон. Обертоны. Скорость распространения звуковых волн в газах.

13. Интенсивность звука. Порог слышимости и порог болевого ощущения. Громкость. Звуковое давление. Единицы измерения. Беллы и децибеллы.

14. Скорость звука в газах. Эффект Доплера и его применение.

15. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний в последовательном электронном колебательном контуре. Частота собственных колебаний (Формула Томсона).

16. Полное сопротивление цепи. Его зависимость от частоты. Напряжение на элементах контура. Векторная диаграмма токов и напряжений в контуре.

17. Резонанс напряжений. Условие резонанса. Ток при резонансе. Напряжение на элементах контура при резонансе. Добротность контура.

18. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Физический смысл каждого из уравнений.

19. Понятие об электромагнитной волне (ЭМВ) как следствие из уравнений Максвелла. Кинематическая формула плоской гармонической ЭМВ. Длина волны. Волновое число. Фронт волны. Волновая поверхность. Основные свойства электромагнитных волн: поперечность, соотношение между составляющими. Скорость электромагнитной волны в вакууме и в среде. Показатель преломления, его зависимость от e и m.

20. Объемная плотность энергии электромагнитных колебаний. Перенос энергии электромагнитной волной. Поток волновой энергии. Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойнтинга. Интенсивность волны. Единицы измерения.

21. Шкала электромагнитных волн. Свойства и применение электромагнитных волн различных диапазонов.

22. Восприятие света человеком. Относительная спектральная световая эффективность излучения (функция видности) и ее график. Соотношение между длиной волны и цветом. Понятие монохроматического излучения. Спектральный максимум чувствительности глаза.

23. Светотехнические и энергетические единицы измерения электромагнитного излучения.

24. Условия когерентности электромагнитных волн. Определение результата интерференции на основе теоремы о сложении колебаний, влияние разности фаз интерферирующих волн. Оптическая длина пути и оптическая разность хода. Связь разности фаз двух волн и их оптической разности хода. Условия получения минимума и максимума амплитуды волны при интерференции ЭМВ.

25. Причины некогерентности волн, испускаемых естественными источниками света. Общий принцип получения когерентных волн от естественных источников света. Опыт Юнга.

26. Интерференция в тонких пленках и в клине. Кольца Ньютона. Цвета тонких пленок. Просветление оптики.

27. Понятие о дифракции волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света.

28. Дифракция волн на круглом отверстии и диске. Вид дифракционной картины.

29. Дифракция в параллельных лучах на щели. Условия возникновения дифракционных максимумов и минимумов. Разрешающая способность оптических инструментов.

30. Дифракционная решетка, принцип ее действия. Зависимость угла дифракции от длины волны. Разложение белого света в спектр с помощью дифракционной решетки. Разрешающая способность дифракционной решетки.

31. Естественный и поляризованный свет. Частично поляризованный свет. Степень поляризации. Плоскость поляризации. Закон Малюса.

32. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Поляризаторы.

33. Дисперсия электромагнитных волн. Дисперсия вещества нормальная и аномальная. Использование дисперсии в призмах. Объяснение дисперсии в электронной теории.

34. Поглощение света. Закон Бугера. Коэффициент поглощения. Рассеяние света. Прохождение света через атмосферу. Цвет неба.

Перечень вопросов рассмотрен и одобрен на заседании кафедры.

Протокол № 8 от 19.05.2008.

Доцент, канд. физ.-мат. наук В.П. Дзекановская