Физика (письменно) - Московский педагогический

Программа и правила проведения
вступительного испытания
"Физика (письменно)"
для поступающих в магистратуру по направлению
"Физика и технология наноструктур и наноматериалов"
Московского педагогического государственного университета
в 2016 году
Пояснительная записка
Программа вступительного испытания составлена в соответствии с требованиями
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования
по направлению подготовки 011200 Физика (квалификация (степень) «бакалавр») (Приказ
Министерства образования и науки РФ от 8 декабря 2009 г. № 711 с изменениями и
дополнениями приказом от 31 мая 2011 № 1975)
Цель вступительного испытания: оценка подготовленности абитуриента к изучению
физики в объеме магистерской программы.
Задачи вступительного испытания: оценка соответствия уровня подготовки
абитуриентов по физике требованиям Государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования по направлению подготовки 011200 Физика
(квалификация (степень) «бакалавр»).
Поступающий в должен:
знать:
теоретические основы, основные понятия, законы и модели механики,
молекулярной физики, электричества и магнетизма, оптики, атомной физики,
физики ядра и элементарных частиц; теоретические основы, основные понятия,
законы и модели теоретической механики, теории колебаний и волн, квантовой
механики, термодинамики и статистической физики, методов теоретических и
экспериментальных исследований в физике.
уметь:
понимать, излагать и критически анализировать базовую общефизическую
информацию; пользоваться теоретическими основами, основными понятиями,
законами и моделями физики.
владеть: методами обработки и анализа экспериментальной и теоретической
физической информации
Содержание программы
Механика
Законы Ньютона. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Состояние системы в
классической механике. Принцип относительности. Преобразования Лоренца. Импульс,
кинетическая энергия и момент импульса частицы и системы частиц. Законы сохранения
энергии и импульса и момента импульса. Упругие и неупругие столкновения. Закон
всемирного тяготения. Задача двух тел. Законы Кеплера. Момент инерции. Идеальная
жидкость. Уравнение непрерывности. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Формула
Пуазейля. Число Рейнольдса, его физический смысл. Упругие деформации. Модуль Юнга
модуль сдвига. Энергия упругой деформации. Малые колебания без затухания. Малые
колебания с затуханием. Добротность колебательной системы.
Электродинамика
Закон Кулона. Теорема Гаусса в дифференциальной и интегральной формах. Теорема о
циркуляции для электростатического поля. Потенциал. Уравнение Пуассона.
Электростатическое поле в веществе. Поля E и D. Граничные условия для полей E и D. Закон
Био-Савара. Сила Ампера. Сила Лоренца. Магнитное поле в веществе. Поля B и H.
Граничные условия для полей B и H. Электромагнитная индукция в движущихся и
неподвижных проводниках. ЭДС индукции. Само- и взаимоиндукция. Система уравнений
Максвелла для вакуума и вещества в интегральной и дифференциальной формах. Закон
сохранения энергии в электродинамике. Вектор Пойнтинга. Импульс электромагнитного поля.
Скалярный и векторный потенциалы. Калибровочная инвариантность уравнений Максвелла.
Калибровки Лоренца и Кулона.
Оптика
Интерференция волн. Временная и пространственная когерентность. Принцип ГюйгенсаФренеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Границы применимости
геометрической оптики. Спектральные приборы: призма, дифракционная решетка,
интерферометр Фабри-Перо и их основные характеристики. Дифракционный предел
разрешения оптических и спектральных приборов. Критерий Рэлея. Фазовая и групповая
скорость. Классическая теория дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Поляризация
света. Угол Брюстера. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Брэгга-Вульфа.
Квантовая механика
Излучение абсолютно черного тела. Формула Планка. Фотоэффект. Эффект Комптона.
Описание состояния в квантовой механике. Принцип суперпозиции. Операторы в квантовой
механике. Средние значения. Координатное представление: операторы координаты, импульса
и момента импульса частицы, канонические коммутационные соотношения, стационарное
уравнение Шредингера, нестационарное уравнение Шредингера, соотношение
неопределенности для координаты и импульса. Линейный гармонический осциллятор. Спин
электрона. Квантовые числа электрона в атоме водорода. Принцип тождественности частиц.
Симметрия волновой функции относительно перестановки частиц. Бозоны и фермионы.
Принцип Паули. Спин-орбитальное взаимодействие. Соотношение неопределенностей для
энергии и времени.
Статистическая физика и физика конденсированного состояния
Идеальный газ и его уравнение состояния на основе молекулярно-кинетической теории.
Уравнение неидеального газа Ван-дер-Ваальса. Квазистатические процессы. Первое начало
термодинамики. Количество теплоты и работа. Внутренняя энергия. Второе начало
термодинамики. Энтропия и закон ее возрастания. Энтропия идеального газа. Распределения
Максвелла, Больцмана, Ферми и Дирака. Температура вырождения. Теплоемкость. Закон
равномерного распределения энергии по степеням свободы. Зависимость теплоемкости газов
от температуры. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, вязкость. Коэффициенты
переноса в газах. Теории металлов Друде и Зоммерфельда. Энергия Ферми. Электронная
теплоемкость. Квантовая теория гармонического кристалла. Фононы. Температура Дебая.
Теория теплоемкости Дебая.
Литература
Основная литература:
1. Д.В. Сивухин, Общий курс физики : Учеб. пособие для физ. специальностей вузов :
[В 5 т.] . – 3. изд., стер . – Москва : Физматлит, 2008.
2. А.С. Компанеец, Курс теоретической физики, Т.1 : Элементарные законы : Для
физ.-мат. пед. ин-тов: В 2 т. – М. : Просвещение, 1972 . – 512с.
3. А.С. Компанеец, Курс теоретической физики, Т.1 : Статистические законы : Для
физ.-мат. пед. ин-тов: В 2 т. – М. : Просвещение, 1972 . – 479с.
Дополнительная литература:
1. Берклеевский курс физики : [В 5 т.] : Пер. с англ. / Под ред. А. И. Шальникова и А.
О. Вайсенберга . – 2. изд., стер . – Москва : Наука, 19752. Р.Ф. Фейнман, Фейнмановские лекции по физике : [Пер. с англ.] / Р. Фейнман, Р.
Лейтон, М. Сэндс . – 3. изд . – Москва : Мир, 1976 .
Правила проведения письменного вступительного испытания
1. Перед вступительным испытанием проводится консультация для абитуриентов
(в соответствии с утверждённым расписанием).
2. Вступительное испытание проводится в письменной форме.
3. При входе в аудиторию, где проводится испытание, абитуриент предъявляет
паспорт (иной документ, удостоверяющий личность) и экзаменационный лист.
4. Во время проведения вступительного испытания должны быть отключены
мобильные телефоны и другие средства связи.
5. Во время вступительного испытания не допускается использование
абитуриентами своей бумаги, корректирующей жидкости и др.
6. На вступительном испытании абитуриенту выдаются бланк Листа ответа и
экзаменационный материал.
7. При заполнении бланка Листа ответа необходимо использовать ручки синего или
черного цвета.
8. Консультации с членами экзаменационной комиссии во время проведения
вступительного испытания допускаются только в части уточнения формулировки вопроса.
9. Продолжительность вступительного испытания - 3 астрономических часа.
10. На вступительном испытании абитуриентам объявляется дата, место и время
объявления результатов, показа письменных работ и проведения заседания
апелляционной комиссии.
11. Выход из аудитории во время проведения вступительного испытания
допускается только в сопровождении секретаря отборочной комиссии.
12. Абитуриент имеет право покинуть аудиторию (в т.ч. досрочно) только с
разрешения экзаменаторов.
13. Вступительное испытание оценивается по стобалльной шкале.
14. В случае несогласия с выставленной оценкой абитуриент имеет право подать
апелляцию.
15. Абитуриент, не явившейся или опоздавший на вступительное испытание без
уважительной причины, к дальнейшим испытаниям не допускается.