Szanowni Państwo,

Przesyłam zagadnienia do egzaminu z fizyki w sesji letniej 2013, wraz z przykładowym zestawem zadań.

Egzamin, 10 pytań, będzie pisemny; każde pytanie będzie się składało z dwóch części: opisowej (wypowiedzieć i zapisać prawo) i testowej (obliczeniowej, lub z testu wyboru). W sumie za każde pytanie można dostać do 5 punktów. Czym odpowiedź będzie bardziej kompletna (uzasadnienie!), tym punktacja będzie wyższa; podanie wyniku bez uzasadnienia nie daje punktów! Aby egzamin był zdany konieczne jest uzyskanie min. 25 punktów.

Poniżej podaję zagadnienia do egzaminu, a także parę pytań podobnych do tych, z których będzie się składał egzamin.

Z poważaniem,

Andrzej Kozłowski

Zagadnienia, które mogą się pojawić, to:

1. Prawo Coulomba, definicja natężenia pola elektrycznego

2. Prawo Gaussa dla pola elektrycznego

3. Pojemność i kondensatory (łączenie kondensatorów)

4. Prawo Ohma, prawa Kirchoffa i obwody prądu stałego (łączenie oporów)

5. Pole magnetyczne: źródło, definicja B, prawo Gaussa dla pola magnetycznego

6. Prawo Biote'a-Savarte'a

7. Prawo Ampera i jego rozszerzenie przez Maxwella

8. Magnetyzm materii

9. Efekt Halla

10. Prawo Faradaya indukcji elektromagnetycznej i jego zastosowanie

11. Obwody prądu ze zmienną siłą elektromotoryczną: RLC

12. Fala elektromagnetyczna

13. Interferencja i dyfrakcja

14. Dyfrakcja promieni X na krysztale; wzór Bragga

15. Polaryzacja

16. Podstawy mechaniki kwantowej: zasada nieoznaczoności Heisenberga, funkcja falowa i jej interpretacja, bozony i fermiony, elektron w nieskończonej studni potencjału.

Oczywiście, jeśli jakiś temat nie będzie na wykładzie przerobiony, to nie będzie go też na egzaminie

Przykładowe pytania

1.Podaj prawo Coulomba i zdefiniuj natężenie pola elektrycznego. Wektor natężenia pola elektrycznego we wskazanym punkcie, wytworzony przez dwa ładunki punktowe +Q i -Q.

Można opisać jako:

a)←, b)↑ ,c)→, d)↓, e) 0

2. Podać i objaśnić prawo Ampera

W dwóch bardzo długich drutach, prostopadłych do płaszczyzny kartki jak na rysunku, płyną prądy w kierunku kartki. Które ze stwierdzeń dotyczących pola magnetycznego w punkcie A jest prawdziwe

(a) pole jest równe zeru

(b) pole jest skierowane wzdłuż osi +x

(c) pole jest skierowane wzdłuż osi - x

(d) pole jest skierowane wzdłuż osi - y

(e) pole jest skierowane wzdłuż osi z

f) pole nie jest wektorem, więc nie można mówić o jego skierowaniu

3. Narysować zależność napięcia na kondensatorze na rysunku od czasu po zamknięciu klucza.

Gdy klucz S jest otwarty, to kondensator nie jest naładowany. Jaki jest ładunek i energia naładowanego kondensatora po długim czasie po zamknięciu klucza?

A) 3.6 x 10^-4 C 3 x 10^-3 J

B) 1.4 x 10^-3 C 6 x 10^-3 J

C) 1.8 x 10^-4 C 3 x 10^-3 J

D) 1.8 x 10^-4 C 6 x 10^-3 J

E) 1.4 x 10^-3 C 0 J

4.Napisać prawo Biote'a Savarte'a.

O polu B w punkcie A utworzonym przez prąd o natężeniu J przepływający przez odcinek CD przewodnika (nie brać pod uwagę doprowadzeń ) można powiedzieć:

a). Jest skierowane →

b). Jest skierowane ↓

c). Jest skierowane ↑

d). Jest skierowane ←

e). Jest równe zero

5. Podać i objaśnić prawo Faradaya

Strumień pola przez pewien obwód zmienia się w sposób

jak na rysunku.

Który z rysunków najlepiej oddaje napięcie indukowane w obwodzie.

6. Podać prawo Gaussa dla elektryczności.

Półkula o promieniu R znajduje się w jednorodnym polu elektrycznym jak na rysunku. Strumień pola elektrycznego przez płaską i wypukłą powierzchnię półkuli wynoszą:

a)płaska: 0, wypukła: 0

b) -πR²E, 0

c) -πR²E, πR²E

d) πR²E, 0

e) żadna odpowiedź nie jest dobra

7. Wyjaśnij zjawisko interferencji fali elektromagnetycznej.

Światło o długości fali λ= 450 nm pada na 2 bardzo wąskie szczeliny wytwarzając obraz interferencyjny na ekranie odległym od szczelin o 9.5m. Pierwsze maksimum odległe jest od maksimum głównego o 1.5 cm. Zakładając, że sinθ=tgθ, odległość między szczelinami można oszacować na:

(a) 4.3 mm

(b) 0.21 mm

(c) 3.0 mm

(d) 0.58 mm

(e) 0.29 mm

8. Omów obwód RLC

Wykresy przedstawiają zależność natężenia prądu płynącego przez opornik w postaci zwojnicy z rdzeniem żelaznym (a więc mający dużą indukcyjność) od przyłożonego napięcia. Jedne wyniki uzyskano dla prądu stałego (DC), drugie dla prądu zmiennego (AC). Który opis sytuacji jest najbliższy prawdy:

a) otwarte punktu uzyskano przy pomiarze AC; różnica spowodowana jest wzrostem temperatury

b) otwarte punktu uzyskano przy pomiarze AC; różnica spowodowana jest falą elektromagnetyczną

c) otwarte punktu uzyskano przy pomiarze DC; różnica spowodowana jest oporem indukcyjnym

d) otwarte punktu uzyskano przy pomiarze DC; różnica spowodowana jest wzrostem temperatury

e) żadne zdanie nie jest prawdziwe

9. Podaj prawo Bragga

Na rysunku pokazano przekrój przez sieć krystaliczną pewnego, jednoatomowego, materiału. Obraz dyfrakcyjny dla fali promieni X o dlugości 0.07nm najlepiej oddaje rys...

2

1

Ф_B (Tm² )

3

2

-

-Q

+Q

i

-

+

1

t(s)

D

C

A

V

czas

d

V

czas

V

czas

V

czas

V

czas

elektromagnetyczne

e

c

b

a

U(V)

I(A)

1

2

3

4

0.5

1.0

1.5

2.0

---