624 lines
22 KiB
Typst
624 lines
22 KiB
Typst
#set page(numbering: "- 1 -")
|
||
#set text(size: 1.3em)
|
||
|
||
#align(center)[= _Электромагнетизм_]
|
||
|
||
#align(center)[=== _Электростатика_]
|
||
|
||
*Q*: _*1*. Что такое электрический заряд?_
|
||
|
||
*A*: Электрический заряд - это физическая скалярная величина, показывающая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Минимальная величина электрического заряда $e$ (т.н. _элементарный_ заряд) приблизительно равна $1.6 dot 10^(-19) "Кл"$ (Кл - *кулон*). Такими зарядами обладают, например, электрон и протон $-e$ и $+e$. Заряд любого тела можно представить в виде: $q = plus.minus Z e$, где $Z$ - целое число.
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
|
||
*Q*: _*2*. Сформулируйте закон Кулона._
|
||
|
||
*A*: Закон взаимодействия неподвижных точечных зарядов был установлен экспериментально Шарлем Огюстеном де Кулоном в 1785 году. Этот закон может быть записан в виде формулы:
|
||
|
||
$
|
||
arrow(F)_(12) = k frac(q_1 q_2, |arrow(r)_(12)|^3) arrow(r)_(12),
|
||
$
|
||
|
||
где $arrow(F)_(12)$ - сила, действующая со стороны первого заряда на второй; $arrow(r)_(12)$ - вектор, направленный по прямой, соединяющий заряды в направлении от первого ко второму; $q_1, q_2$ - величины взаимодействующих зарядов с учетом знаков; $k$ - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбранной системы единиц.
|
||
|
||
В системе SI: $k = frac(1, 4 pi epsilon_0) approx 9 dot 10^9 "м/Ф"$ (Ф - *фарад*). Величина $epsilon_0 approx 0.885 dot 10^(-11) "Ф/м"$ называется электрической постоянной.
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
|
||
*Q*: _*3*. Дайте определение напряженности электрического поля._
|
||
|
||
*A*: Силовой характеристикой электрического поля является напряженность $arrow(E) = arrow(E)(arrow(r))$. Для определения напряженности в некоторой области пространства следует поместить в каждую точку этой области с радиус-вектором $arrow(r)$ пробный заряд $q'$. Тогда $arrow(E)(arrow(r))$ определяется по формуле:
|
||
|
||
$
|
||
arrow(E)(arrow(r)) = frac(arrow(F)(arrow(r)), q')
|
||
$
|
||
|
||
где $arrow(F)(arrow(r))$ - сила, действующая на пробный заряд. Она зависит от $q'$. Если $q'$ велико, то при внесении заряда $q'$ будут соответственно изменяться положения зарядов, создающих поле $arrow(E)$. Но если $q'$ достаточно мало, то искажение поля будет незначительным и $arrow(E)(arrow(r))$, определяемое по написанной выше формуле, перестает зависеть от $q'$ - становится характеристикой невозмущенного поля.
|
||
|
||
По размерности $[E] = "В/м"$ (*вольт/метр*), но его можно измерять и в единицах Н/Кл (*ньютон/кулон*).
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
|
||
*Q*: _*4*. По какой формуле вычисляется напряженность электрического поля точечного заряда?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*5*. Сформулируйте принцип суперпозиции для вектора $arrow(E)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*6*. Дайте определение потока вектора $arrow(E).$_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*7*. Сформулируйте теорему Гаусса в интегральной форме._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*8*. Сформулируйте теорему Гаусса в дифференциальной форме._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*9*. В чем заключается физический смысл $d i v arrow(E)$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*10*. Дайте определение циркуляции вектора $arrow(E)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*11*. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора $arrow(E)$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*12*. Дайте определение потенциального поля._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*13*. Докажите, что линии электростатического поля $arrow(E)$ не могут быть замкнутыми._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*14*. По какой формуле можно определить потенциальную энергию системы точечных зарядов?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*15*. Дайте определение потенциалов._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*16*. Чему равен потенциал системы точечных зарядов?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*17*. Чему равен потенциал в случае непрерывного распределения заряда плотностью $rho$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*18*. Сформулировать теорему о циркуляции поля $arrow(E)$ в дифференциальной форме._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*19*. Как связаны между собой напряженность электростатического поля $arrow(E)$ и его потенциал?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*20*. Что такое эквипотенциальная поверхность?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*21*. Как расположены друг относительно друга эквипотенциальные поверхности и силовые линии поля $arrow(E)$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*22*. Дайте определение электрического диполя._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*23*. Что такое электрический дипольный момент?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*24*. Как найти момент сил, действующих на диполь?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*25*. Какие молекулы называют полярными? Неполярными?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*26*. Опишите процесс поляризации диэлектрика._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*27*. Какие заряды называют связанными? Сторонними?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*28*. Дайте определение поляризованности $arrow(P)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*29*. Что такое диэлектрическая восприимчивость вещества?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*30*. Дайте определение вектора $arrow(D)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*31*. Интегральная форма теоремы Гаусса для вектора $arrow(D).$_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*32*. Дифференциальная форма теоремы Гаусса для вектора $arrow(D)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*33*. Какие диэлектрики называют изотропными?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*34*. Как связаны между собой $arrow(P)$ и $arrow(E)$ в изотропных диэлектриках?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*35*. Как связаны между собой $arrow(D)$ и $arrow(E)$ в изотропных диэлектриках?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*36*. Докажите, что внутри проводника, внесенного во внешнее электрическое поле, отсутствуют избыточные заряды._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*37*. Чему равна напряженность электрического поля у поверхности проводника?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*38*. Дайте определение емкости уединенного проводника._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*39*. Что такое конденсатор?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*40*. Дайте определение емкости конденсатора._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*41*. Как вычислить емкость батареи конденсаторов при последовательном соединении? При параллельном?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*42*. По каким формулам вычисляете энергия электрического поля?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*43*. Как вычислить работу при поляризации диэлектрика?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#pagebreak()
|
||
|
||
#align(center)[=== _Постоянный электрический ток_]
|
||
|
||
*Q*: _*1*. Что такое электрический ток?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*2*. Дайте определение плотности тока._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*3*. Сформулируйте уравнение непрерывности (в интегральной форме)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*4*. Сформулируйте уравнение непрерывности (в дифференицальной форме)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*5*. Сформулируйте закон Ома для однородного проводника._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*6*. Сформулируйте закон Ома в локальном виде._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*7*. Что такое сторонние силы?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*8*. Сформулируйте обобщенный закон Ома в локальной форме._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*9*. Сформулируйте закон Ома для неоднородного участка цепи._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*10*. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца (для однородного участка цепи)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*11*. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца в локальной форме для однородного участка цепи._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*12*. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца для неоднородного участка цепи._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#pagebreak()
|
||
|
||
#align(center)[=== _Магнитное поле. Электромагнитная индукция_]
|
||
|
||
*Q*: _*1*. Дайте определение силы Лоренца._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*2*. Что такое вектор $arrow(B)$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*3*. Сформулируйте принцип суперпозиции для вектора $arrow(B)$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*4*. Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*5*. Найдите поле $arrow(B)$ прямого тока._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*6*. Какую силу называют силой Ампера?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*7*. Дайте определение магнитного момента._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*8*. Сформулируйте теорему Гаусса для вектора $arrow(B)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*9*. В чем заключается механизм намагничения?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*10*. Дайте определение намагниченности $arrow(J)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*11*. Какие токи называют молекулярными?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*12*. Какие токи называют поверхностными токами намагничивания?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*13*. Какие токи называют объемными токами намагничивания?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*14*. Дайте определение вектора $arrow(H)$._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*15*. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора $arrow(H)$ (в интегральной и дифференциальной форме)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*16*. Связь между $arrow(J)$ и $arrow(H)$? Между $arrow(B)$ и $arrow(H)$?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*17*. В чем заключается явление электромагнитной индукции?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*18*. Дайте определение ЭДС индукции._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*19*. Сформулируйте правило Ленца._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*20*. Какие токи называют токам Фуко?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*21*. Сформулируйте закон электромагнитной индукции._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#pagebreak()
|
||
|
||
#align(center)[=== _Уравнения Максвелла_]
|
||
|
||
*Q*: _*1*. Дайте определение тока смещения._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*2*. Дайте определение полного тока._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*3*. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора $arrow(H)$ в случае произвольных токов (в интегральной и дифференциальной форме)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*4*. Сформулируйте уравнения Максвелла._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*5*. В чем заключается содержание этих уравнений?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#pagebreak()
|
||
|
||
#align(center)[= _Оптика_]
|
||
|
||
*Q*: _*1*. Уравнения Максвелла в интегральной форме (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
|
||
*Q*: _*2*. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*3*. Уравнения Максвелла в интегральной форме для случая отсутствия токов и зарядов (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*4*. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме для случая отсутствия токов и зарядов (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*5*. Волновое уравнение (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*6*. Уравнение плоской ЭМ волны (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*7*. Волновое число и волновой вектор (Определение. Направление. Формула)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*8*. Волновой фронт (Определение. Примеры (сферический и плоский ВФ))._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*9*. Показатель преломления среды (формула 1 через скорость света и фазовую скорость, формула 2 через проницаемости)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*10*. Вектор Пойнтинга (формула без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*11*. Интенсивность ЭМ излучения (Размерность. Выражение через квадрат амплитуды.)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*12*. Двухлучевая интерференция (Формула 1 через амплитуды и формула 2 через интенсивности)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*13*. Связь разности хода и разности фаз (формула, с объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*14*. Условие максимума через разность хода и разность фаз (формула, с объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*15*. Условие минимума через разность хода и разность фаз (формула, с объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*16*. Видность интерференционной картины (формула, с объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*17*. Ширина интерференционной полосы на примере схемы Юнга (ШИП выражается через параметры схемы. Без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*18*. Время и длина когерентности (Определение. Формула без вывода.)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*19*. Разность хода при интерференции в тонких пленках (Формула через толщину и показатель преломления пленки. Без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*20*. Вид интерференционной картины в случае плоскопараллельной пластины, клина, сферической линзы, лежащей на пластине (Словесное описание или эскиз. Особенности картин.)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*21*. Принцип Гюйгенса Френеля (Определение, примеры для отверстия, экрана)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*22*. Интеграл Фраунгофера (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*23*. Решение интеграла Фраунгофера для узкой щели (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*24*. Условие минимумов при дифракции на щели (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*25*. Вид решения для круглого отверстия (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*26*. Условие максимумов при дифракции на решетке (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*27*. Разрешающая способность диф. решетки (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*28*. Линейная поляризация(определение)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*29*. Закон Малюса (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*30*. Степень поляризации (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*31*. Эллиптическая поляризация(определение)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*32*. Двулучепреломление в кристаллах. Обыкновенный и необыкновенный луч. (Определение, причины нарушения законов геом. оптики.)_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*33*. Полуволновые и четверть волновые пластины (принцип работы с примерами)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*34*. Формулы Френеля для $s$ и $p$ поляризации (без вывода, но объяснением физического смысла всех членов)._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*35*. Что называется углом Брюстера?_
|
||
|
||
*A*:
|
||
|
||
#line(length: 100%)
|
||
*Q*: _*36*. Как связан угол Брюстера с показателями преломления среды, из которой падает волна и показателем преломления среды, в которую волна проходит._
|
||
|
||
*A*:
|
||
|