Экзамен общефиз мфти

  • Абитуриентам

    Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

    • Приемная комиссия
    • Физтех-центр
    • ЗФТШ
    • Школы
    • Олимпиады и конференции
  • Студентам
  • Аспирантам
  • Выпускникам

  • О Физтехе
  • Образование
  • Наука и инновации
  • Новости науки
  • МФТИ
  • Образование
  • Институтские кафедры
  • Кафедра общей физики
  • I семестр
  • Экзаменационные материалы
  • Экзаменационная программа 2022/23
  • Экзаменационная программа ФБВТ 2022/23
  • Видео-консультация к устному экзамену (youtube)
  • Вопрос по выбору
  • Экзаменационные задачи прошлых лет
  • Задачи полусеместровых контрольных прошлых лет

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

1. Описание движения материальной точки вдоль плоской кривой. Нормальное и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории.
2. Первый закон Ньютона. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Преобразования Галилея.
3. Описание состояния частицы в классической механике. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Начальные условия.
4. Закон сохранения импульса. Третий закон Ньютона.
5. Центр масс. Закон движения центра масс.
6. Задача двух тел. Приведённая масса.
7. Реактивное движение: уравнение Мещерского, реактивная сила, формула Циолковского.
8. Кинетическая энергия. Связь между кинетическими энергиями в различных системах отсчёта. Теорема Кёнига.
9. Работа силы, мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия, связь силы и потенциальной энергии. Закон сохранения механической энергии. Общефизический принцип сохранения энергии.
10. Упругие столкновения тел. Лобовое столкновение. Диаграммы скоростей для упругого столкновения частиц. Максимальный угол рассеяния на неподвижной частице.
11. Неупругие столкновения частиц. Порог реакции.
12. Момент импульса системы материальных точек относительно точки и относительно оси. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса.
13. Закон всемирного тяготения. Теорема Гаусса (без вывода) и примеры её применения для вычисления гравитационных полей.
14. Движение тел в центральном гравитационном поле. Законы Кеплера. Виды траекторий, критерий финитности и инфинитности движения. Первая и вторая космические скорости.
15. Интегралы движения в поле центральных гравитационных сил. Связь момента импульса материальной точки с секториальной скоростью.
16. Вычисление параметров эллиптических орбит. Связь длин полуосей орбиты с интегралами движения. Третий закон Кеплера для эллиптических орбит.
17. Вращение твердого тела вокруг фиксированной оси. Момент инерции. Соотношение Гюйгенса—Штейнера. Вычисление моментов инерции.
18. Связь векторов момента импульса и угловой скорости твердого тела. Тензор инерции. Главные оси инерции. Эллипсоид инерции.
19. Плоское движение твёрдого тела. Мгновенная ось вращения. Качение. Скатывание с наклонной плоскости.
20. Гироскоп. Вынужденная регулярная прецессия гироскопа (приближенная теория).
21. Свободные гармонические колебания. Примеры гармонических осцилляторов. Фазовые траектории гармонического осциллятора.
22. Физический маятник. Уравнение колебаний, период малых колебаний. Центр качания, приведённая длина, теорема Гюйгенса.
23. Осциллятор с вязким трением. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность. Фазовые траектории осциллятора с затуханием.
24. Параметрическое возбуждение колебаний (на примере качелей).
25. Вынужденные колебания осциллятора с затуханием под действием синусоидальной силы. Амплитудно-частотная характеристика осциллятора. Резонанс.
26. Описание движения тела в неинерциальной системе отсчёта. Преобразование скоростей и ускорений. Силы инерции. Невесомость.
27. Поступательная и центробежная силы инерции, примеры их проявлений. Потенциальная энергия сил инерции.
28. Сила Кориолиса и её геофизические проявления. Маятник Фуко. Отклонение траектории падающего тела от направления отвеса.
29. Упругие и пластические деформации. Модуль Юнга. Закон Гука. Коэффициент Пуассона. Всестороннее и одностороннее сжатие. Объёмная плотность энергии упругой деформации.
30. Касательные напряжения. Деформация сдвига, модуль сдвига.
31. Скорость распространения продольных упругих возмущений в стержне.
32. Бегущие и стоячие волны. Длина волны, волновое число, фазовая скорость. Условия возникновения стоячих волн.
33. Принцип относительности. Преобразования Лоренца. Интервал, инвариантность интервала. Относительность понятия одновременности. Замедление времени, собственное время частицы. Сокращение длин.
34. Релятивистский закон сложения скоростей.
35. Энергия и импульс релятивистской частицы. Энергия покоя. Кинетическая энергия. Инвариант энергии-импульса.
36. Уравнение движения релятивистской частицы под действием внешней силы.

37. Эффект Доплера (релятивистский и классический).

39. Стационарное ламинарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Формула Торричелли.

40. Стационарное течение вязкой жидкости в трубе. Формула Пуазейля.
41. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. Законы гидродинамического подобия.

Источник

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе

Д.А. Зубцов

3 июня 2014 г.

П Р О Г Р А М М А

по дисциплине: Общая физика: Квантовая физика

по направлению подготовки 010900 «Прикладные математика и физика» факультеты: для всех факультетов кафедра Общей физики курс 3 семестр 5

Трудоёмкость: теор. курс: обязательная часть – 2 зач. ед.; вариативная часть – 1 зач. ед., доп. за сложность – 1 зач. ед.; физ. практикум: обязательная часть – 2 зач. ед.; вариативная часть – 0 зач. ед., доп. за сложность – 1 зач. ед.

лекции – 34 часа

Экзамен – 5 семестр

практические (семинарские)

занятия – 34 часа

Диф. зачёт – 5 семестр

лабораторные занятия – 68 часов

Самостоятельная работа

– 2 часа в неделю

ВСЕГО ЧАСОВ – 136

Программу и задание составили:

д.ф.-м.н., профессор Ю.М. Ципенюк д.ф.-м.н., доцент А.Б. Струминский к.ф.-м.н., доцент А.О. Раевский д.ф.-м.н., профессор М.Г. Никулин д.ф.-м.н., профессор А.И. Морозов

Программа обсуждена на заседании кафедры общей физики 22 мая 2014 года

Заведующий кафедрой

д.ф.-м.н., профессор

А.В. Максимычев

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Лекция 1. Корпускулярные свойства электромагнитных волн

Основные экспериментальные результаты по внешнему фотоэффекту. Гипотезы Планка и Эйнштейна относительно энергии квантов света (фотонов). Уравнение Эйнштейна и объяснение фотоэффекта. Импульс фотона. Эксперимент Комптона по рассеянию рентгеновских лучей на лёгких ядрах, формула для изменения длины волны квантов при рассеянии на свободных электронах, комптоновская длина волны.

Лекция 2. Волновые свойства частиц. Соотношение неопределенностей

Гипотеза де Бройля о волновых свойствах материальных частиц – корпус- кулярно-волновой дуализм. Опыты Девиссона–Джермера и Томсона по дифракции электронов. Длина волны де Бройля нерелятивистской частицы. Критерий квантовости системы. Соотношения неопределенностей (ко- ордината-импульс; энергия время). Волновая функция свободной частицы (волна де Бройля). Вероятностная интерпретация волновой функции, выдвинутая Борном.

Лекция 3. Формализм квантовой механики. Потенциальные барьеры

Понятие об операторах. Операторы координаты, импульса, потенциальной и кинетической энергии системы, гамильтониан. Собственные функции и собственные значения. Результат квантового измерения значения физической величины. Уравнение Шредингера. Свойства волновой функции стационарных задач: непрерывность, конечность, однозначность, непрерывность производной. Закон сохранения вероятности, вектор плотности пока вероятности (без вывода). Рассеяние частиц на потенциальной ступеньке конечной высоты, прохождение частицы над ямами и барьерами конечной ширины – эффект Рамзауэра. Прохождение частицы через прямоугольный потенциальный барьер конечной ширины (туннельный эффект), вывод формулы для прозрачности барьера произвольной формы.

Лекция 4. Потенциальные ямы. Квазиклассическое приближение. Осциллятор

Состояния частицы в одномерной симметричной потенциальной яме. Уровни энергии одномерного гармонического осциллятора (без вывода). Оператор момента импульса. Квантование проекции момента и квадрата момента импульса. Движение в центральном поле, центробежная энергия, радиальное квантовое число, кратность вырождения. s-состояния в трёхмерной сферически симметричной яме конечной глубины, условие существования связанных состояний в такой яме.

2

Лекция 5. Водородоподобные атомы. Колебательные и вращательные спектры молекул

Закономерности оптических спектров атомов (комбинационный принцип Ритца), формулы серий. Модели атома Томсона и Резерфорда. Постулаты Бора, боровский радиус, энергия атома водорода. Движение в кулоновом поле, случайное вырождение. Спектр атома водорода (без вывода), главное квантовое число, кратность вырождения. Качественный характер поведения радиальной и угловой частей волновой функции. Волновая функция основного состояния.

Водородоподобные атомы: влияние заряда ядра (на примере иона гелия) и его массы (изотопический сдвиг), мезоатомы. Характеристическое рентгеновское излучение (закон Мозли). Вращательные спектры плоского и пространственного ротаторов (двухатомная молекула). Вращательные и колебательные уровни молекул, энергетический масштаб соответствующих возбуждений (иерархия молекулярных спектров).

Лекция 6. Магнитный момент. Спин. Тонкая и сверхтонкая структура атома водорода

Магнитный орбитальный момент электронов, гиромагнитное отношение, g-фактор, магнетон Бора. Опыт Штерна—Герлаха. Гипотеза Уленбека и Гаудсмита о спине электрона, спиновый g-фактор. Опыт Эйнштейна—де Гааза. Векторная модель сложения спинового и орбитального моментов электрона, полный момент, фактор Ланде. Тонкая и сверхтонкая структуры атома водорода.

Лекция 7. Тождественность частиц. Обменное взаимодействие. Сложные атомы

Тождественность частиц, симметрия волновой функции относительно перестановки частиц, бозоны и фермионы, принцип Паули. Сложные атомы. Самосогласованное поле. Электронная конфигурация атома. Атомные термы, спектроскопическая запись состояния атома. Правила Хунда. Качественное объяснение возникновения обменной энергии и правил Хунда на примере возбужденного состояния 1s2s атома гелия и образования молекулы водорода.

Лекция 8. Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Излучение, правила отбора. ЭПР и ЯМР

Эффект Зеемана для случаев слабого и сильного магнитных полей на примере 3P–3S-переходов. Понятие спина (спиральности) фотона, полный момент и четность Классификация фотонов по полному моменту и чётности (E— и M-фотоны), отношение вероятностей излучения фотонов различной мультипольности. Вероятность дипольного излучения (закон 3).

3

Ядерный и электронный магнитный резонанс (квантовомеханическая трактовка). Строгие и нестрогие правила отбора при поглощении и испускании фотонов атомами (на примере эффекта Зеемана и ЯМР).

Лекция 9. Ядерные модели

Эксперименты Резерфорда и Гейгера по рассеянию α-частиц в газах. Открытие нейтрона Чадвиком. Экспериментальная зависимость удельной энергии связи ядра от массового числа A. Свойства ядерных сил: радиус действия, глубина потенциала, насыщение ядерных сил, спиновая зависимость. Природа ядерных сил, обменный характер ядерных сил, переносчики взаимодействия. Модель жидкой заряженной капли. Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра. Оболочечная модель и магические числа в осцилляторном потенциале. Одночастичные и коллективные возбуждённые состояния ядра.

Лекция 10. Радиоактивность. Альфа, бета, гамма

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада, константа распада, период полураспада, среднее время жизни, вековое уравнение. Альфа-распад, закон Гейгера—Нэттола и его вывод (формула Гамова). Бета-распад, энергетический спектр бета-распада, гипотеза нейтрино и его опытное обнаружение, внутренняя конверсия электронов, K-захват. Гамма-излучение, изомерия ядер. Спонтанное деление ядер, механизм формирования барьера деления — зависимость кулоновской и поверхностной энергии от деформации, параметр делимости, энергия, выделяемая при делении ядер, предел стабильности ядер относительно деления.

Лекция 11. Ядерные реакции. Оценка сечений

Ядерные реакции: экзотермические и эндотермические реакции, порог реакции, сечение реакции (полное и парциальные сечения), каналы реакции, ширины каналов. Составное ядро. Нерезонансная теория — классическое сечение, поправки на волновой характер частиц, коэффициент проникновения частицы в прямоугольную яму, закон Бете (на примере проникновения частицы в прямоугольную яму). Резонансные реакции — формула Брейта—Вигнера. Деление ядер под действием нейтронов, мгновенные и запаздывающие нейтроны, цепная реакция деления. Роль запаздывающих нейтронов в работе ядерного реактора. Схема реактора на тепловых нейтронах.

Лекция 12. Фундаментальные взаимодействия. Элементарные частицы

Фундаментальные взаимодействия и фундаментальные частицы (лептоны, кварки и переносчики взаимодействий). Законы сохранения и внутренние квантовые числа. Кварковая структура адронов — мезоны, барионы и ре-

4

зонансы. Квантовая хромодинамика, асимптотическая свобода. Гипотеза конфайнмента кварков и глюонов, кварковый потенциал. Оценка адронных сечений при высоких энергиях на основе кварковой структуры. Открытие W— и Z-бозонов, t-кварка, методы регистрации нейтрино. Несохранение чётности при бета-распаде, опыт Ву.

Лекция 13. Законы излучения АЧТ

Подсчет числа состояний поля в заданном объеме; фазовый объём, приходящийся на одно квантовое состояние, плотность состояний. Формула Рэ- лея—Джинса и ультрафиолетовая катастрофа, формула Вина. Распределение Планка. Закон смещения Вина. Равновесное излучение как идеальный газ фотонов. Законы Кирхгофа и Стефана—Больцмана.

Лекция 14. Спонтанное и вынужденное излучение

Двухуровневая квантовая система в поле равновесного излучения, принцип детального равновесия, спонтанные и индуцированные переходы, соотношения Эйнштейна и его вывод распределения Планка. Прохождение излучения через среду, условие усиления (инверсная заселённость уровней). Принцип работы лазера и его устройство.

Основная литература

1.Ципенюк Ю.М. Квантовая микро- и макрофизика. – М.: Физматкнига,

2006.

2.Белонучкин В.Е., Заикин Д.А., Ципенюк Ю.М. Основы физики. Т. II под ред. Ю.М. Ципенюка. – М.: Физматлит, 2006.

3.Карлов Н.В., Кириченко Н.А. Начальные главы квантовой механики.

–М.: Физматлит, 2006.

4.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 5. Ч. I, Ч. II. – М.: Наука, 1989.

Дополнительная литература

5.Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. – М.:

Наука, 1988.

6.Крылов И.П. Основы квантовой физики и строение вещества: учебное пособие. – М.: МФТИ, 1989.

7.Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. Частицы и атомные ядра.

– М.: ЛКИ, 2007.

8.Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц. – М.: УРСС, 2004.

9.Фаддеев М.А., Чупрунов Е.В. Лекции по атомной физике. – М.: Физма-

тлит, 2008.

5

ЗАДАНИЕ ПО ФИЗИКЕ для студентов 3-го курса

на осенний семестр 2014-2015 учебного года

№

Даты

Темы

Первая

Вторая

сем.

семинарских занятий

группа

группа

1–7

Фотоэффект.

1.7, 1.18, 1.23,

1

1.35, 1.39, 1.48,

1.50

сен.

Эффект Комптона.

1.51

8–14

Волны де Бройля. Соотноше-

2.10, 2.15, 2.26

2

2.30, 2.31, 2.32,

2.36

сен.

ние неопределенностей.

2.44

15–21

Потенциальные ямы. Ква-

2.38, 3.2, 3.5,

3

зиклассическое приближение.

3.6, 3.18, 3.21,

3.47

сен.

3.49

22–28

Потенциальные барьеры.

3.14, 3.27, 3.33,

4

3.38, 3.40, 3.41,

3.51

сен.

Туннельный эффект.

3.45

29 сен.

Водородоподобные атомы.

4.10, 4.17, 4.28,

5

–

Колебательные и вращатель-

4.29, 5.31,

5.25

5 окт.

ные уровни.

5.33, 5,51

6–12

Магнитный момент. Спин.

6.10, 6.15, 6.20,

6

Тонкая и сверхтонкая струк-

6.45, 6.46, 6.48,

6.49

окт.

тура.

6.56

13−19

Обменное взаимодействие.

6.65, 6.68, 6.75,

7

6.76, 6.78, Т1,

6.77

окт.

Сложные атомы.

Т2

8

20–26

К о н т р о л ь н а я р а б о т а

окт.

27окт.

9

–

С д а ч а 1-го з а д а н и я

2 нояб.

3–9

Атом в магнитном поле.

6.22, 6.25, 6.34,

10

Эффект Зеемана. Излучение,

6.59, 6.63, Т3,

6.62

нояб.

правила отбора. ЭПР и ЯМР.

Т4

6

10–16

Ядерные модели.

7.5, 7.16, 7.32,

11

7.51, 7.56, 7.58,

7.52

нояб.

Радиоактивность.

7.64

17–23

8.10, 8.62, 8.68,

12

Ядерные реакции.

9.4, 9.5, 9.11,

9.13

нояб.

9.12

Фундаментальные взаимо-

10.59, 10.60,

24–30

10.62, 10.70,

13

действия и частицы.

10.86

нояб.

10.73, 10.83,

Элементарные частицы.

10.88

1–7

Законы излучения АЧТ.

1.22, 1.25, 1.38,

14

1.44, 1.51, 1.55,

1.73

дек.

Лазеры.

1.59

15

8–14

С д а ч а 2-го з а д а н и я

дек.

16

15–22

Обсуждение вопросов по выбору

дек.

З а ч ё т

Номера задач указаны по задачнику «Сборник задач по общему курсу физики. Часть III. Атомная и ядерная физика. Строение вещества». Под ред. В.А. Овчинкина. – М.: Физматкнига, 2009. Задачи семина-

ра 14 берутся из части 2 задачника.

Задачи первой группы должны быть решены и оформлены в тетради для сдачи задания. Преподаватель по своему усмотрению разбирает часть задач на семинаре. Возможен разбор и других равноценных задач.

Для получения дополнительных зачетных единиц студент должен решить и оформить в тетради задачи второй группы.

Текстовые задачи

Т.1. Найти все термы атома углерода, имеющего одну частично

заполненную оболочку. На этой 2p-оболочке

находятся два электрона

(электронная конфигурация 2p2).

Ответ: 1D, 3P, 1S.

Т.2. Найти все термы атома азота, имеющего одну частично заполненную оболочку. На этой 2p-оболочке находятся три электрона (элек-

тронная конфигурация 2p3).

Ответ: 2D, 2P, 4S.

7

Т.3. Атом хлора, находящийся в основном состоянии 2P3/2, помещен в постоянное однородное магнитное поле B = 104 Гс. На некоторой частоте переменного поля возникает резонансное поглощение энергии атомами хлора. Определить преимущественный тип фотона, поглощаемого атомами хлора. Расстояние между подуровнями тонкой структуры основного состояния атома хлора составляет ∆E = 0,11 эВ, угловой момент ядра не учитывать. Ответ: M1, M3 и E2.

Т.4. В спектре полярных сияний самая интенсивная желто-зеленая линия с λ = 5577 Å (aurora borealis) соответствует переходу между состояниями 1S0 и 1D2 нейтрального атома кислорода. Определить тип перехода и оценить время жизни возбужденного состояния, считая, что для электрических дипольных переходов оно составляет порядка 10–8 с.

Ответ: 0,3 c (экспериментальная величина – 0,7 с).

Усл. печ. л. 0,5.

Тираж 1010 экз.

8

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
Источник
  • Физика — уроки для подготовки к экзаменам ЕГЭ ОГЭ
  • Кафедра общей физики МФТИ

Кафедра общей физики МФТИ

Общефизический научный семинар 14.12.2022 (Жмур В.В.)

Общефизический научный семинар 14.12.2022 (Жмур В.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

15.12.2022

0

Общефизический научный семинар 26.10.2022 (Залесский А. Д.)

Общефизический научный семинар 26.10.2022 (Залесский А. Д.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

28.10.2022

0

Общефизический научный семинар 28.09.2022 (Савельев С.В.)

Общефизический научный семинар 28.09.2022 (Савельев С.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

30.09.2022

0

Консультация перед устным экзаменом по оптике 2022 (Гавриков А.В.)

Консультация перед устным экзаменом по оптике 2022 (Гавриков А.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

26.05.2022

0

Консультация перед устным экзаменом по термодинамике 2022 (Крымский К.М.)

Консультация перед устным экзаменом по термодинамике 2022 (Крымский К.М.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

24.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 1 (Усков В.В.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 1 (Усков В.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 8 (Чивилев В.И.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 8 (Чивилев В.И.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 7 (Чивилев В.И.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 7 (Чивилев В.И.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 6 (Чивилев В.И.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 6 (Чивилев В.И.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 5 (Усков В.В.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 5 (Усков В.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 4 (Усков В.В.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 4 (Усков В.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 2 (Усков В.В.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 2 (Усков В.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 3 (Усков В.В.)

Подготовка к ЕГЭ по физике 2022, занятие 3 (Усков В.В.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.05.2022

0

Общефизический научный семинар 20.04.2022 (Чернов А.И.)

Общефизический научный семинар 20.04.2022 (Чернов А.И.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

22.04.2022

0

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (10 класс, Физика, варианты 1-4)

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (10 класс, Физика, варианты 1-4)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

08.04.2022

0

Общефизический научный семинар 23.03.2022 (Шибанов С.Ю., Коротков Д.М.)

Общефизический научный семинар 23.03.2022 (Шибанов С.Ю., Коротков Д.М.)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

24.03.2022

0

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (9 класс, Физика, варианты 1-4)

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (9 класс, Физика, варианты 1-4)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

17.03.2022

0

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (11 класс, Физика, варианты 5-8)

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (11 класс, Физика, варианты 5-8)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

15.03.2022

0

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (9 класс, Физика, варианты 1-4)

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (9 класс, Физика, варианты 1-4)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

15.03.2022

0

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (11 класс, Физика, варианты 1-4)

Разбор задач олимпиады Физтех 2022 год (11 класс, Физика, варианты 1-4)

Канал видео: Кафедра общей физики МФТИ

05.03.2022

0

← Предыдущая Следующая → 1 2 3 4 Последняя

Показаны 1-20 из 1128

Источник

Уже послезавтра, в понедельник 2 сентября, начнется первая учебная неделя, и первокурсники посетят свои первые в жизни лекции и семинары в качестве студентов Физтеха. Недавно закончившие школу ребята задают много вопросов о том, как устроена учеба в нашем вузе, и редакция «Потока» подготовила для 1 курса статью с ответами на самые популярные из них.

Ну а заглянувшим на огонек студентам старших курсов напоминаем, что на нашем сайте есть раздел с учебными материалами, которые могут быть вам полезны.

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

Какие предметы есть и как проходят занятия?

Для начала ознакомьтесь со своим учебным расписанием. Там есть три класса предметов:

  • Лекции (выделены розовым) – новая для большинства первокурсников форма занятий, проходящая в формате полуторачасового монолога преподавателя. Это происходит в большой аудитории, вмещающей в себя всех студентов курса с факультета (факультетов). Лектор рассказывает теоретический материал, а студенты слушают и конспектируют. Также на некоторых предметах преподаватели могут устраивать небольшие контрольные для проверки посещаемости и лучшего усвоения материала.
Физтехи на лекции
  • Семинары (выделены голубым) проходят в достаточно похожей на школьную атмосфере — семинарист разбирает практические задачи по темам лекций в небольшой аудитории, работая с одной академической группой. Именно преподавателю семинарских занятий вы сдаете домашние задания и контрольные работы по пройденным темам.
  • Практические занятия (выделены жёлтым) разделяются на лабораторные работы («лабы»), английский язык и физическую культуру. Расскажем о них поподробнее.

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

Лабораторные работы?

«Лабы» проходят в формате занятия-написания работы (взаимодействие с установкой, снятие экспериментальных данных и т.д.) и занятия-сдачи, на которых преподаватель проверяет ваш отчет о проделанной работе. Отчеты обычно готовят в тетради формата А4.

Большинство студентов использует Excel и другие программы для обработки экспериментальных данных и построения графиков. Некоторые предпочитают оформлять весь отчет на компьютере (например, в системе верстке LaTeX). Однако это разрешают не все преподаватели — обязательно уточните у своего «лабника», какие у него требования к отчету.

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

Погодите, на семинарах есть домашние задания?

Обложка задавальника студентов 1 курса ФОПФ

Не совсем. На Физтехе существует сборник программ и заданий — задавальник, в котором по основным предметам написан список задач, который вы должны прорешать в течение семестра. Эти задачи разбиты на 2-3 группы (задания), а также распределены по неделям (рекомендации от кафедры, в каком объеме необходимо заниматься). Для каждого задания указан срок сдачи его семинаристу и контрольной по пройденным темам.

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

Расписание контрольных? Помимо сессии, есть и контрольные работы в течение семестра?

Да, обычно после/перед сдачей задания семинарист предлагает вам решить задачи по пройденным темам в формате семинарской контрольной. У 1 курса проводятся также 2 полусеместровые работы, единых для всех групп — по 1 заданию общефиза и 2 заданию матана. Также после 1 задания по матану есть коллоквиум — «репетиция» устного экзамена по первой трети программы. За контрольные вы получаете баллы БРС на кафедре высшей математики и какие-либо бонусы к устному/письменному экзамену по других предметам.

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

БРС? А это что за зверь такой и с чем его едят?

На некоторых кафедрах Физтеха принята балльно-рейтинговая система проведения промежуточной аттестации студентов. Суть в том, что оценки/результаты, полученные в течение всего семестра на лекциях, контрольных, семинарах и т.д. напрямую идут в общий зачет в виде какого-то количества баллов. Затем вы получаете такие же баллы на экзамене/зачете, они суммируются с набранными за семестр и переводятся в оценку. С БРС на кафедре высшей математики вы можете здесь: математический анализ, аналитическая геометрия (документ прошлого года, может незначительно отличаться в текущем семестре).

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

А почему все старшекурсники говорят мне, что самое важное на Физтехе — пары по физре и английскому? Мы же вроде приехали сюда физикой/информатикой заниматься!

Дело в том, что в департаментах физкультуры и иностранных языков тоже существует БРС, в которой большинство баллов зарабатываются именно за посещение занятий (если точнее, то на английском в случае пропуска вы теряете и балл за посещение, и балл за контрольную/презентацию/etc, которые были на пропущенной паре). И если на всех остальных предметах умный, но не посещающий занятия студент может прийти и закрыть задолженности по всему семестру разом (в той и иной степени), то на физре и английском он просто не имеет такой возможности и получает академическую задолженность.

Подробно о БРС по физкультуре можно почитать в этом посте. А в материале социального деканата вы можете узнать, какие специализации представлены в департаменте. Обращаем ваше внимание, что на многих специализациях допускается посещение физкультуры в удобное для вас время (не по расписанию) — уточните это у своего преподавателя.

БРС в департаменте иностранных языков складывается из посещения занятий (10%), домашних заданий и ответов на паре (70%) и итоговых контрольных в конце семестра (20%). Подробнее об этом вам расскажет ваш преподаватель на первом после тестирования занятии.

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

А как подводятся итоги семестра на сессии?

Учебные занятия на Физтехе длятся 15 календарных недель. Таким образом, последние пары пройдут 13 декабря, а с 16 по 21 декабря будет зачетная неделя. Зачеты разделяются на недифференцированные («зачет»/«незачет») и дифференцированные (с оценкой). Все зачеты нужно получить до конца зачетной недели. Да, кстати, если вы еще не слышали об этом, то у нас десятибалльная система оценивания:

  • 10-8 = «отлично» («5»)
  • 7-5 = «хорошо» («4»)
  • 4-3 = «удовлетворительно» («3»)
  • 2-1 = «неудовлетворительно» («2»)

Затем, с 22 декабря до конца января проходит экзаменационная сессия. Экзамены есть устные, а есть устные + письменные. На устном экзамене вы вытягиваете билеты с теоретическими вопросами, которые необходимо вывести и доказать, а на письменном — несколько практических задачек, которые необходимо решить. Если письменного экзамена нет, то на устном в билет также входит практическая задача.

Студенты МФТИ на экзамене

[/su_note]

[su_note note_color=”##2998ff” radius=”10″ class=”box-shadow: rgba(0,0,0,1.2) 0px 1px 3px;«]

Звучит это все немного пугающе, и букв много. Учиться прям очень сложно? Можно найти свободное время?

Конечно! Если правильно распределить время и приоритеты, учеба на Физтехе хоть и сложна, но реальна для всех, кто поступил сюда, пройдя столь строгий конкурсный отбор. Наоборот, с нашей нагрузкой важно заниматься чем-то еще, иметь какое-то хобби, которые будет приносить вам радость и отдых от учебы. Большинство физтехов стараются реализовать себя во множестве самых разных проектах и увлечениях, что вы могли увидеть на ярмарке Дня Первокурсника. На правах рекламы — если тебе интересно участвовать в работе самого крупного студенческого СМИ МФТИ, то присоединяйся к редакции «Потока»!

Также в конце сентября-начале октября состоится День Энтузиаста, на котором вы сможете узнать еще больше о существующих в МФТИ студенческих клубах и организациях. Не бойтесь попытаться реализовать себя и в учебе, и в чем-то еще — вы же физтехи!

[/su_note]

Статья обновлена в соответствии с реалиями 2019 года. Оригинал был опубликован на Потоке в сентябре 2017 года. В материале использованы фотографии пресс-службы МФТИ.

Поделиться

Твитнуть

Поделиться

Источник

Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.

Отлично

Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.

Отлично

Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.

Отлично

Отличный сайт
Лично меня всё устраивает — и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.

Отлично

Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.

Хорошо

Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.

Отлично

Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.

Отлично

Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.

Отлично

Отзыв о системе «Студизба»
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.

Хорошо

Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.

Отлично

Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.

Отлично

Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.

Отлично

Источник

В данной статье представлен разбор демонстрационного варианта вступительного испытания по физике в МФТИ. Все решения выполнены профессиональным репетитором по физике и математике, занимающимся подготовкой абитуриентов к поступлению в МФТИ. Представлен также видеоразбор одного из заданий. Статья будет интересна абитуриентам, готовящимся к вступительному испытанию по физике в МФТИ, школьникам и преподавателям, а также всем, кто интересуется решением сложных задач по физике из школьного курса.

Разбор вступительного испытания по физике в МФТИ

1. Шарик скользит по гладкой горизонтальной поверхности и сталкивается с неподвижным шариком. Удар центральный, упругий. После столкновения первый шарик движется назад с кинетической энергией в 9 раз меньшей его начальной кинетической энергии.

1) Найти отношение масс шариков.
2) Найти отношение скорости второго шарика к начальной скорости первого шарика.

Пусть m_1 и m_2 — массы первого и второго шаров, соответственно; upsilon_1 и upsilon_2 — скорости движения первого шарика до и после удара, соответственно; u — скорость движения второго шарика после удара.

Определяющая формула кинетической энергии выглядит следующим образом:

    [ E_K=frac{mupsilon^2}{2}. ]

То есть кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости движения тела. Из этого следует, что поскольку после столкновения кинетическая энергия первого шарика стала в 9 раз меньше, то скорость его движения уменьшилась в 3 раза. То есть upsilon_2 = frac{1}{3}upsilon_1.

Запишем закон сохранения импульса в результате столкновения:

    [ m_1upsilon_1 = -m_1upsilon_2+m_2 u. ]

Минус в выражении справа от знака равенства возникает из-за того, что после столкновения первый шарик начинает двигаться в противоположную сторону. После преобразований получаем следующее уравнение:

    [ frac{4}{3}m_1upsilon_1=m_2 u. ]

Из этого уравнения выражаем скорость движения второго шарика после столкновения u через скорость движения первого шарика до столкновения upsilon_1:

(1)   begin{equation*} u = frac{4m_1}{3m_2}upsilon_1. end{equation*}

Поскольку удар был упругий, то выполняется закон сохранения механической энергии:

    [ frac{m_1upsilon_1^2}{2}=frac{1}{9}cdotfrac{m_1upsilon_1^2}{2}+frac{m_2 u^2}{2}. ]

Или после упрощения:

    [ frac{8}{9}m_1upsilon_1^2 = m_2 u^2. ]

Используя уравнение (1), получаем следующий результат:

    [ frac{8}{9}m_1upsilon_1^2 = m_2cdot frac{16m_1^2upsilon_1^2}{9m_2^2}. ]

Далее после несложных преобразований получаем ответ на вопрос под буквой а):

    [ frac{m_1}{m_2} = frac{1}{2}. ]

Далее, используя уравнение (1), получаем ответ на вопрос под буквой б):

    [ frac{u}{upsilon_1} = frac{4m_1}{3m_2} = frac{4}{3}cdotfrac{1}{2} = frac{2}{3}. ]

2. Идеальный газ является рабочим веществом тепловой машины, работающей по циклу Карно. КПД цикла равен eta. Найти отношение модуля работы газа при изотермическом сжатии к работе газа за цикл.

Пусть A — работа газа за цикл, A_2 — модуль работы газа при изотермическом сжатии, Q_1 — количество теплоты, переданное газу от нагревателя в процессе изотермического расширения, Q_2 — количество теплоты, отданное газом холодильнику в процессе изотермического сжатия.

В соответствии с 1-ым законом термодинамики имеет место равенство:

    [ Q_2 = A_2, ]

так как теплота отдаётся холодильнику только в процессе изотермического сжатия газа, при этом изменение внутренней энергии идеального газа равно нулю, поскольку его температура не меняется (процесс изотермический).

Тогда по закону сохранения энергии получаем:

    [ Q_1=A+Q_2 = A+A_2. ]

Распишем теперь КПД тепловой машины. По определению — это отношение полезной работы (полной работы газа за цикл A) к затраченной энергии (количеству теплоты, которое было передано газу от нагревателя Q_1):

    [ eta = frac{A}{Q_1} = frac{A}{A+A_2}. ]

Из последнего получаем:

    [ frac{1}{eta} = 1+frac{A_2}{A}. ]

Выражая искомое отношение, получаем окончательно:

    [ frac{A_2}{A} = frac{1}{eta}-1 = frac{1-eta}{eta}. ]

3. Параметры цепи указаны на схеме. Источник идеальный. Ключ замыкают.

Электрическая схема из задачи №3 вступительного экзамена по физике в МФТИ

1) Найти установившееся напряжение на конденсаторе.
2) Найти ток через источник сразу после замыкания ключа.
3) Найти ток через источник в момент, когда напряжение на конденсаторе станет E/4.

1) После замыкания ключа через некоторое время конденсатор зарядится и ток через него прекратится. Далее ток будет течь только по «верхней» части схемы (через два последовательно соединённых резистора с сопротивлениями R и 2R, а также источник E с нулевым внутренним сопротивлением). Ток в такой цепи по закону Ома для полной цепи будет равен:

    [ I_1 = frac{E}{3R}. ]

Тогда напряжение на конденсаторе будет равно напряжению на резисторе 2R, посrольку они соединены параллельно. То есть искомое напряжение в первом случае будет равно:

    [ U_1=I_1cdot 2R = frac{2E}{3}. ]

2) В самый первой момент после замыкания ключа конденсатор не заряжен и накоротко замыкает резистор 2R, поэтому последний не оказывает сопротивления току. Сопротивление оказывает только резистор R. То есть ток в этот момент равен:

    [ I_2 = frac{E}{R}. ]

3) В тот момент, когда напряжение на конденсаторе равно E/4, такое же напряжение наблюдается и на резисторе 2R, и на верхнем участке цепи, поскольку все они соединены параллельно. То есть для «верхней» ветки цепи, состоящей из источника E и резистора сопротивлением R, соединённых последовательно, имеет место следующее равенство:

    [ frac{E}{4} = E-I_3R. ]

Примечание: иначе можно сказать, что последнее выражение представляет собой запись 2-го правила Кирхгофа для «верхнего» контура, состоящего из источника E, а также двух резисторов R и 2R.

Из этого уравнения получаем:

    [ I_3 = frac{3E}{4R}. ]

4. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные, их параметры указаны. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. Оказалось, что ток через резистор R непосредственно перед размыканием ключа в 3 раза меньше, чем сразу после размыкания.

Электрическая схема из примера вступительного экзамена по физике в МФТИ

1) Найдите ток через резистор R сразу после замыкания ключа.
2) Найдите ток через катушку сразу после размыкания ключа.
3) Какое количество теплоты выделится в цепи после размыкания ключа.

1) Индуктивность — наиболее инерционный элемент электрической цепи, поэтому сразу после замыкания цепи ток через индуктивность будет отсутствовать и затем начнёт постепенно нарастать. То есть в момент сразу после замыкания ключа ток будет протекать только по «верхней» части схемы (через источник и резисторы, соединённые последовательно). То есть ток через резистор R в этом случае равен току во всей цепи и равен:

    [ I_1 = frac{E}{5R}. ]

2) Очевидно, что после замыкания ключа экспериментатор не дождался, пока ток в цепи установится, то есть разомкнул ключ до этого момента. Однако, после размыкания ключа, ток через катушку не может уменьшится до нуля мгновенно из-за того, что у катушки есть отличная от нуля индуктивность. В этом смысле катушка в цепи ведёт себя как КАМАЗ (или любой другой тяжёлый грузовик) на дороге, который, разогнавшись до большой скорости, остановиться мгновенно не сможет из-за своей большой массы. То есть индуктивность — это некий аналог массы в механике.

То есть сразу после того, как ключ разомкнут, ток I_2, который до этого тёк через катушку, станет течь в «нижней» части цепи (из последовательно соединённого резистора R и катушки индуктивности L). Этот ток нам и нужно найти. Из условия известно, что этот ток в три раза больше тока, который протекал через резистор R непосредственно перед размыканием. Отметим также, что в соответствии с 1-м правилом Кирхгофа ток через резистор 4R в момент непосредственно перед размыканием ключа равен сумме токов I_2 (ток через катушку L) и frac{1}{3}I_2 (ток через резистор R). Тогда можно записать 2-е правило Кирхгофа для «верхнего» контура в момент непосредственно перед размыканием ключа:

    [ E=left(I_2+frac{1}{3}I_2right)cdot 4R+frac{1}{3}I_2cdot R. ]

После несложных преобразований получаем искомое значение тока:

    [ I_2 = frac{3}{17}frac{E}{R}. ]

3) По закону сохранения энергии количество теплоты, которое выделится на резисторе R после размыкания ключа равно запасу энергии, которым будет обладать катушка в момент непосредственно перед размыканием ключа:

    [ Q = frac{LI_2^2}{2} = frac{9}{578}frac{LE^2}{R^2}. ]

5. Угол при вершине стеклянного клина α = 15ᵒ, показатель преломления стекла n = 5/3. Луч света падает по нормали на верхнюю поверхность клина на расстоянии L от ребра клина (см. рис.). После отражения от нижней зеркальной поверхности клина и преломления на верхней луч выходит из клина под некоторым углом φ к нормали.

Задача по геометрической оптике из вступительного экзамена по физике в МФТИ

1) Найти угол φ.
2) Найти расстояние между точкой выхода луча из клина и ребром клина.

Изобразим оптический ход луча при его прохождении сквозь клин:

Оптический ход луча при его прохождении по стеклянному клину

1) В треугольниках AFE и EDF равны по два угла: ∠F — общий, ∠AEF = ∠FDE = 90º. Значит, оставшиеся два угла также равны. То есть ∠A = ∠DEF = 15º. По закону отражения ∠DEF = ∠FEG = 15º. Значит, ∠DEG = 30º. Кроме того, ∠DEG = ∠η = 30º, так как эти углы являются накрест лежащими при параллельных прямых.

По закону преломления луча в точке G имеет место равенство:

    [ frac{sineta}{sinvarphi} = frac{1}{n}=frac{sin 30^{circ}}{sinvarphi}Rightarrowfrac{1}{2sinvarphi}=frac{3}{5}. ]

Понятно, что угол varphi — острый, поэтому из последнего равенства находим varphi = arcsinfrac{5}{6}.

2) Наша цель состоит в нахождении расстояния AG. Ищем сперва расстояние ED из треугольника ADE:

    [ ED = Ltan 15^{circ}=Lleft(2-sqrt{3}right). ]

Доказательство того, что tan 15^{circ}=2-sqrt{3} предлагаю читателю провести самостоятельно, либо посмотреть в видеоразборе выше.

Ищем теперь расстояние DG из треугольника EDG:

    [ DG = DEtan 30^{circ} = Lfrac{2-sqrt{3}}{sqrt{3}}. ]

Окончательно, находим расстояние AG:

    [ AG = AD + DG = L + Lfrac{2-sqrt{3}}{sqrt{3}} = frac{2L}{sqrt{3}}. ]

Подготовка к вступительному испытанию по физике в МФТИ

Если вам требуется подготовка к вступительному испытанию по физике в МФТИ, наиболее эффективным способом являются индивидуальные занятия с профессиональным репетитором по математике и физике в Москве, который специализируется на подготовке к этому экзамену. Контакты репетитора вы можете найти на этой странице. Удачи вам и успехов в подготовке к вступительному испытанию по физике в МФТИ!

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Новое и интересное на сайте:

  • Экзамен общество егэ дата
  • Экзамен общество 9 класс 2021 ответы
  • Экзамен невыучен правописание
  • Экзамен обследование зданий
  • Экзамен невыучен или экзамен не выучен

    • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии