Pytania do egzaminu z fizyki (czerwiec 2014)

Pytania do egzaminu z fizyki (czerwiec 2014)
Kierunek: inżynieria materiałowa, WMN
Część A (elektromagnetyzm)
1. Ładunki elektryczne, oddziaływanie pomiędzy ładunkami, prawo Coulomba.
2. Pole elektryczne i wielkości je charakteryzujące (natężenie, potencjał).
3. Praca przy przemieszczaniu ładunku i potencjał pola elektrycznego.
4. Związki między wielkościami wektorowymi i skalarnymi dla pola elektrycznego.
5. Dipol elektryczny (potencjał, dipol w polu elektrycznym).
6. Strumień pola elektrycznego i prawo Gaussa.
7. Przykłady zastosowań prawa Gaussa (np. prawo Coulomba z prawa Gaussa).
8. Kondensatory (płaski i cylindryczny). Łączenie szeregowe i równoległe kondensatorów.
9. Energia i gęstość energii pola elektrycznego.
10. Prawo Gaussa dla kondensatora z dielektrykiem.
11. Trzy wektory elektryczne (natężenie E, indukcja D, polaryzacja P).
12. Natężenie prądu elektrycznego (gęstość prądu, prędkość unoszenia).
13. Opór prądu elektrycznego, oporność oraz przewodnictwo elektryczne.
14. Prawo Ohma oraz przykłady odstępstw od tego prawa.
15. Obwód prądu stałego - pomiar prądu oraz napięcia.
16. Prawa Kirchoffa i łączenie oporników.
17. Obwód RC: analiza zależności i(t) oraz u(t) oraz pojęcie stałej czasowej.
18. Pole magnetyczne (linie sił pola, wektor indukcji B, strumień pola).
19. Cząstka naładowana w polu E i B (wzór Lorentza).
20. Przewodnik z prądem w polu magnetycznym.
21. Energia potencjalna ramki z prądem w polu magnetycznym przy obrocie.
22. Efekt Halla (napięcie i opór Halla). Częstość cyklotronowa.
23. Prawo Ampere'a (przykłady zastosowań, np. dwa przewodniki z prądem).
24. Prawo Biota-Savarta, przykłady zastosowań.
25. Dipol magnetyczny - model przewodnika kołowego z prądem.
26. Prawo indukcji Faradaya. Indukcyjność.
27. Trzy wektory magnetyczne (natężenie H, indukcja B, namagnesowanie M).
28. Obwód RL: analiza zależności i(t) oraz u(t) na elementach obwodu.
28. Obwód LC – generowanie drgań elektromagnetycznych.
29. Obwody prądu przemiennego. Przesunięcia fazowe i(t) oraz u(t) w układzie RLC.
30. Wartości średnie i skuteczne prądu i napięcia. Współczynnik mocy.
31. Równanie Ampere’a-Maxwella i prąd przesunięcia.
32. Równania Maxwella (dla próżni i dla ośrodka) – postać całkowa i różniczkowa.
Część B (fale, optyka, elementy fizyki współczesnej, STW)
1. Rodzaje fal (fala płaska, kulista) i równanie fali płaskiej.
2. Wielkości charakteryzujące falę (wektor falowy, częstość, prędkość, przesunięcie fazowe).
3. Zasada Huygensa. Odbicie i załamanie fal.
4. Fale dźwiękowe (dudnienia, zjawisko Dopplera).
5. Zasada superpozycji fal i rozkład Fouriera.
6. Fala stojąca.
7. Rozchodzenie się fal sprężystych w ośrodkach (gaz, ciecz, ciało stałe).
8. Równanie fali elektromagnetycznej. Związek pomiędzy E i B. Prędkość światła.
9. Wektor Poyntinga i jego interpretacja.
10. Fale EM (równanie, zakresy, wielkości charakterystyczne).
11. Odbicie, załamanie, całkowite wewnętrzne odbicie a zasada Fermata.
12. Zwierciadła, soczewki (równania Gaussa i Newtona, przykłady obrazów) i wady soczewek.
13. Dyfrakcja (1 i 2 szczeliny, siatka dyfrakcyjna). Warunek wzmocnienia i wygaszenia.
14. Interferencja światła (przykłady), interferometr Michelsona.
15. Prawo Bragga - dyfrakcja promieniowania X na kryształach.
16. Polaryzacja (kołowa, liniowa). Prawo Brewstera.
17. Ciało doskonale czarne (rozkład Plancka w funkcji długości fali i częstotliwości)
18. Prawo Stephana-Boltzmanna i prawo przesunięć Wiena.
19. Efekt fotoelektryczny. Wyznaczanie stosunku e/h.
20. Efekt Comptona i zjawisko kreacji par cząstek.
21. Model atomu wodoru Bohra (kwantowanie momentu pędu).
22. Poziomy energetyczne elektronu w modelu Bohra. Serie widmowe.
23. Fale materii de Broglie'a, dualizm korpuskularno-falowy.
24. Zasada nieoznaczoności Heisenberga.
25. Cząstki promieniowania alfa, beta, gamma, neutrony – podstawowe własności.
26. Prawo rozpadu, aktywność, szeregi promieniotwórcze.
27. Rozpad a rozszczepienie, reakcje łańcuchowe, reaktor.
28. Transformacje Lorentza.
29. Doświadczenie Michelsona-Morleya.
30. Relatywistyczne dodawanie prędkości.
31. Kontrakcja długości i dylatacja czasu.
32. Masa i energia relatywistyczna.