litceysel.ru
добавить свой файл
1 2 ... 8 9


БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


УТВЕРЖДАЮ

Ректор Белорусского государственного

университета


Академик НАНБ


___________________ С.В. Абламейко


_____ ____________________2013г.


Регистрационный №_____________


ПРОГРАММА

государственного экзамена


для специальности:

1-31 04 01 – Физика (по направлениям)


направления специальности:

1-31 04 01-01 – научно-исследовательская деятельность;

1-31 04 01-02 – производственная деятельность;

1-31 04 01-03 – научно-педагогическая деятельность;

1-31 04 01-04 – управленческая деятельность;

1-31 04 01-05 – ядерные физика и технологии;


специализации

согласно ОКРБ 011-2009


Минск 2013

РАССМОТРЕНА И РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

Советом физического факультета Белорусского государственного университета

(протокол № 6 от 10.01.2013г.)


Председатель

профессор ______________ В.М.Анищик


ОДОБРЕНА И РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

Научно-методическим советом Белорусского государственного университета

(протокол № 3 от 31.01.2013г.)


Председатель

профессор _____________ М.А.Журавков


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Государственный экзамен по физике является важнейшей заключительной частью учебного процесса и определяется Образовательными стандартами «Высшее образование. Первая ступень. Специальность 1 31 04 01 – Физика (по направлениям). Квалификации: “Физик. Исследователь”, “Физик. Инженер”, “Физик. Преподаватель физики и информатики”, “Физик. Менеджер”» (утвержден и введён в действие постановлением Министерства образования Республики Беларусь от 02.05.2008 №40), «Высшее образование. Первая ступень. Специальность 1 31 04 01 – Физика (по направлениям). Направление 1-31 04 01-05 – Физика (ядерные физика и технологии)» (утвержден и введён в действие постановлением Министерства образования Республики Беларусь от 15.03.2010 №35), Типовыми учебными планами направлений специальности 1-31 04 01-01, 1-31 04 01-02, 1-31 04 01-03, 1-31 04 01-04, утвержденными 07.03.2008 (регистрационные № G 31-013/тип., № G 31-014/тип., № G 31-015/тип., № G 31-016/тип.) и Типовым учебным планом направления специальности 1-31 04 01-05 – Физика (ядерные физика и технологии), утвержденным 12.10.2009 (регистрационный № G 31-033/тип.).


Важнейшей целью госэкзамена является проверка способности молодoго специалиста (выпускника) объяснить суть (природу) физического явления, эффекта, процесса и проанализировать причинно-следственные связи между физическими величинами, параметрами, характеристиками в том или ином процессе, явлении, опыте, а также проверка умения произвести оценку физической величины (параметра) и ее изменения при варьировании условий (переменных) в том или ином законе, описывающем это явление, процесс, зависимость и т.п. Иными словами, госэкзамен – это возможность, предоставленная выпускнику, продемонстрировать базовую фундаментальную подготовку, компетентность, ориентацию в различных областях классической и современной физической науки, а также продемонстрировать уровень специальных знаний в избранном направлении физики (будущей профессиональной деятельности).


ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


ОРГАНИЗАЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА

В соответствии с перечисленными Образовательными стандартами по физике и Типовыми учебными планами вопросы для госэкзамена в Программе представлены основными вопросами по специальности, важнейшими вопросами по направлению и вопросами по специализации.

При подготовке студентом ответов на вопросы экзаменационного билета допускается использование справочных источников, материалов, пособий, таблиц и т.п.

В соответствии с нормативными документами студент получает билет с вопросами за 60 минут до непосредственной сдачи экзамена, т.е. на подготовку ответов на вопросы билета в письменной форме студенту дается один час. Письменные ответы пишутся студентом на листах с печатью физического факультета и хранятся в деканате один год (требование СМК).

Непосредственно экзамен проводится в устной форме. Студенту могут быть заданы дополнительные (в том числе и наводящие) вопросы.

Оценка знаний студента-выпускника на госэкзамене осуществляется по 10-балльной системе.


Сообщение студенту о поставленной ему оценке производится по окончании экзамена (после обсуждения ответов выпускника экзаменаторами и принятия решения).

Проведение государственного экзамена осуществляется в соответствии с учебным планом в следующие сроки:


  • для студентов 5 курса направлений «научно-исследовательская деятельность», «производственная деятельность», «научно-педагогическая деятельность» и «управленческая деятельность» – июнь ;

  • для студентов 5 курса направления «ядерные физика и технологии» – январь.


РАЗДЕЛ 1


ОБЩАЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА


МЕХАНИКА

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА


  1. Кинематика материальной точки и твердого тела. Способы описания движения материальной точки. Степени свободы твердого тела. Разложение движения твердого тела на слагаемые движения. Виды движения. Векторы угловой скорости и углового ускорения. Мгновенная ось вращения.

  2. Основная задача динамики. Законы Ньютона. Виды фундаментальных взаимодействий. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Сила, масса, импульс. Второй закон Ньютона. Принцип независимости действия сил. Третий закон Ньютона.

  3. Принцип наименьшего действия. Уравнения Лагранжа. Формулировка принципа наименьшего действия. Необходимое условие экстремальности действия. Уравнения Лагранжа. Свойства функции Лагранжа (аддитивность, эквивалентность, невырожденность). Ковариантность уравнений Лагранжа. Схема нахождения закона движения механической системы методом Лагранжа.
  4. Гамильтонова форма уравнений механики. Переменные состояния в гамильтоновой механике. Фазовое пространство. Связь между функциями Лагранжа и Гамильтона. Физический смысл функции Гамильтона. Канонические уравнения. Схема нахождения закона движения механической системы методом Гамильтона. Пример: решение задачи о движении гармонического осциллятора методом Гамильтона.


  5. Фундаментальные законы сохранения в классической механике. Их связь со свойствами симметрии пространства и времени. Определения однородности и изотропности пространства и времени. Закон сохранения энергии и его связь с однородностью времени. Закон сохранения импульса и его связь с однородностью пространства. Закон сохранения момента импульса и его связь с изотропностью пространства.

  6. Движение в центральном силовом поле. Определение центрально-симметричного поля. Свойства силы, действующей на частицу в центральном поле. Сохранение момента импульса и закон площадей. Нахождение закона движения из первых интегралов движения. Общие свойства траекторий в кулоновском поле. Законы Кеплера.

  7. Линейные колебания механических систем. Нормальные координаты. Свободные колебания системы с одной степенью свободы в гармоническом приближении. Частота, амплитуда и фаза колебания. Изохронность колебаний. Вынужденные колебания при отсутствии трения. Резонанс. Функция Лагранжа и уравнения движения многомерной системы в гармоническом приближении. Характеристическое уравнение. Собственные частоты колебаний. Структура общего решения. Нормальные колебания и нормальные координаты.

  8. Динамика твердого тела с неподвижной точкой. Уравнения Эйлера. Тензор инерции, главные оси и главные моменты инерции твердого тела. Кинетическая энергия и момент импульса твердого тела, имеющего неподвижную точку. Свободное вращение шарового и симметрического волчков. Прецессия. Динамические уравнения Эйлера для вращательного движения. Пример: свободное вращение симметрического волчка.

  9. Основы специальной теории относительности. Постулаты СТО. Преобразования Лоренца и их следствия. Уравнения релятивистской механики. 4-вектор энергии-импульса.



МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

ТЕРМОДИНАМИКА И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА

  1. Первое начало термодинамики. Задача термодинамики. Работа. Теплота. Внутренняя энергия. Физическое содержание первого начала термодинамики. Функции состояния и полные дифференциалы.


  2. Второе начало термодинамики. Циклические процессы. Работа цикла. Коэффициент полезного действия тепловой машины. Цикл Карно. Теоремы Карно. Формулировки Клаузиуса и Кельвина второго начала термодинамики.

  3. Энтропия. Неравенство Клаузиуса. Равенство Клаузиуса. Энтропия. Энтропия идеального газа, ее физический смысл и расчет в процессах идеального газа. Формулировка второго начала термодинамики с помощью энтропии. Статистический характер второго начала термодинамики. Изменение энтропии в необратимых процессах.

  4. Фазовые превращения. Переход из газообразного состояния в жидкое. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Кристаллизация и плавление. Кристаллизация и сублимация. Фазовые диаграммы. Полиморфизм. Фазовые переходы первого и второго рода.

  5. Статистические распределения (микроканоническое, каноническое, большое каноническое). Функция распределения, матрица плотности и статистический оператор. Вычисление средних физических величин в статистической физике. Распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака.

  6. Термодинамические потенциалы. Преобразование производных термодинамических величин. Системы с переменным числом частиц. Химический потенциал. Термодинамические неравенства.


ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА


  1. Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность и потенциал электрического поля. Основная задача электростатики. Энергия электрического поля.

  2. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Вектор поляризованности. Механизмы поляризации полярных и неполярных диэлектриков.

  3. Стационарное магнитное поле. Закон Ампера. Теорема Био-Савара-Лапласа. Вихревой характер магнитного поля. Контур с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля.
  4. Магнитные свойства вещества. Вектор и токи намагничивания. Природа диамагнетизма, парамагнетизма и ферромагнетизма.


  5. Электрический ток и его поле. Характеристики тока. Уравнение непрерывности. Законы стационарного тока. Критерий квазистационарности тока.

  6. Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла. Явление электромагнитной индукции (закон Фарадея). Сила Лоренца. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла (трехмерная и четырехмерная форма записи) и их физический смысл. Уравнения электромагнитного поля в веществе как следствие усредненных микроуравнений Лоренца (векторы поляризации и намагничивания).

  7. Электромагнитные волны. Потенциал электромагнитного поля, калибровочные преобразования. Волновые уравнения и их решения (запаздывающие потенциалы). Плоская электромагнитная волна, ее свойства и характеристики. Электромагнитное поле точечного источника.

  8. Перенос энергии электромагнитными волнами. Вектор Умова-Пойнтинга. Электромагнитное поле медленно движущихся зарядов.

  9. Распространение электромагнитных волн в однородных изотропных средах и в неограниченной проводящей среде.



ОПТИКА


  1. Интерференция света. Когерентность колебаний. Интерференция волн. Способы получения интерференционной картины. Интерференция в тонких плёнках. Полосы равной толщины и равного наклона. Двухлучевые и многолучевые интерферометры. Применение интерференции.

  2. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах. Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракционная решётка. Дифракция света на многомерных структурах. Дифракция рентгеновских лучей. Физические основы голографии.
  3. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация излучения при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Формулы Френеля. Анизотропия оптических свойств кристаллов. Двулучепреломление. Дихроизм. Анализ поляризованного света. Поляризационные приборы.


  4. Геометрическая оптика. Основные законы геометрической оптики. Принцип Ферма. Центрированная оптическая система. Кардинальные элементы идеальной оптической системы. Аберрации оптических систем.

  5. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Фазовая и групповая скорости света. Спектральные приборы.

  6. Поглощение и рассеяние света. Поглощение света. Рассеяние Рэлея и Ми. Комбинационное рассеяние.

  7. Лазер. Принцип работы лазера. Свойства лазерного излучения. Некоторые типы лазеров: твёрдотельные, жидкостные, газовые, полупроводниковые.

  8. Основы нелинейной оптики. Генерация гармоник. Условие фазового синхронизма. Самодифракция. Самофокусировка. Многофотонные процессы.


ФИЗИКА АТОМА И АТОМНЫХ ЯВЛЕНИЙ

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА


  1. Корпускулярно-волновой дуализм. Квантование энергии атомов. Фотоны. Фотоэффект и эффект Комптона. Волны де Бройля. Дифракция микрочастиц. Связь между корпускулярными и волновыми свойствами. Постулаты Бора. Опыты Франка-Герца. Модель атома Бора-Зоммерфельда.

  2. Атом водорода. Волновые функции и уровни энергии. Квантовые числа. Распределение электронной плотности.

  3. Строение многоэлектронных атомов. Принцип Паули и электронные оболочки. Связь с периодическим законом Менделеева.

  4. Строение и свойства молекул. Природа химической связи. Виды движения в молекуле. Колебания и вращение двухатомных молекул. Молекулярные спектры.

  5. Состояния и наблюдаемые в квантовой механике. Влияние измерения на состояние физической системы как для чистых, так и для смешанных состояний. Статистическое распределение результатов измерения.
  6. Одновременная измеримость физических величин. Совместные наблюдаемые. Понятие о полном наборе совместных наблюдаемых. Соотношение неопределенностей для физических величин.


  7. Принцип причинности в квантовой механике. Изменение вектора состояния и наблюдаемых со временем. Время в квантовой механике. Квантовомеханические уравнения движения. Понятия о картинах изменения состояния (картины Шрёдингера, Гейзенберга и Дирака). Уравнение Шрёдингера для амплитуд вероятностей. Стационарные состояния и их свойства. Теорема Эренфеста.

  8. Интегралы движения в квантовой механике. Квантовые переходы. Понятие об интеграле движения. Связь интегралов движения с симметрией системы: импульс и момент импульса как интегралы движения для замкнутой системы. Соотношение неопределённости для энергии. Вероятности переходов.

  9. Уравнение Дирака. Момент импульса дираковской частицы. Спектр энергии атома водорода в квазирелятивистском приближении (тонкая структура).


ФИЗИКА ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ


  1. Основные свойства ядерных сил. Феноменологический ядерный потенциал. Мезонная теория ядерных сил.

  2. Явление радиоактивности и альфа-распад. Основной закон радиоактивного распада. Энергетические условия и механизм альфа-распада.

  3. Бета-распад. Энергетические условия, спектр, нейтрино. Нарушение Р-четности при бета-распаде.

  4. Основные виды и механизмы протекания ядерных реакций. Боровская модель ядерных реакций. Резонансные и нерезонансные реакции. Прямые ядерные реакции.

  5. Деление ядер. Элементарная теория деления. Цепная ядерная реакция.

  6. Реакция синтеза. Энергетические условия. Управляемый термоядерный синтез. Нуклеосинтез.

  7. Классификация элементарных частиц. Законы сохранения и квантовые числа. Стабильные частицы и резонансы. Лептоны и адроны.

  8. Слабое взаимодействие. Слабые распады и реакции. Слабый ток. Кванты слабого взаимодействия. Нарушение СР-инвариантности.
  9. Объединенные теории фундаментальных взаимодействий. Принципы, лежащие в основе электрослабых взаимодействий: локальная калибровочная инвариантность и спонтанное нарушение симметрии. Масштабы великого объединения. Распад протона.




РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА


Общая физика


  1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 5 т. М., 1996–2002.

  2. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. М., 2003.

  3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. М., 1987.

  4. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. М., 1983.

  5. Калашников С.Г. Электричество. М., 2003.

  6. Матвеев А.Н. Оптика. М., 1985.

  7. Бутиков Е.И. Оптика. М., 1987.

  8. Шпольский Э.В. Атомная физика. В 2 т. М., 1984.

  9. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 т. М., 1983.

  10. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. М., 1980.

  11. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. М., 1988.

  12. Вихман Э. Квантовая физика. М., 1986.

  13. Ландсберг Г.С. Оптика, ФИЗМАТЛИТ, 2003.

  14. Саржевский А.М. Оптика, Том 1, 2. Минск, 1986.


Теоретическая механика


    1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М., 2001.

    2. Ольховский И.И. Курс теоретической механики для физиков. М., 1978.

    3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М., 2001.


Электродинамика


  1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., 2003.

  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М., 2003.

  3. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М., 1989.

  4. Джексон Дж. Классическая электродинамика. М., 1965.


Квантовая механика


  1. Давыдов А.С. Квантовая механика. М., 1973.

  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М., 2002.

  3. Мессиа А. Квантовая механика. В 2 т. М., 1978.


Термодинамика и статистическая физика

  1. Базаров И.П. Термодинамика. М., 1991.

  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М., 2002.

  3. Леонтович М.А. Введение в термодинамику. М., 1983.





следующая страница >>