Физика 11 класс: оптика, квантовая физика, СТО и тренажер ЕНТ

Вектор магнитной индукции B (Тесла, Тл). Сила Ампера: F_A = I B L sin α. Правило левой руки для проводника с током. Сила Лоренца: F_Л = |q| v B sin α. Траектория движения заряженной частицы в магнитном поле: радиус окружности R = (m v) / (q B) и период T = (2π m) / (q B). Масс-спектрометр.

Магнитный поток (Ф = B S cos α, Вебер, Вб). Открытие Фарадея (1831 г.). Закон электромагнитной индукции: E_i = - ΔФ / Δt. Правило Ленца. ЭДС индукции в движущемся проводнике: E_i = v B L sin α. Самоиндукция. Индуктивность катушки L (Генри, Гн). Энергия магнитного поля: W = (L I²) / 2.

Свободные электромагнитные колебания. Идеальный LC-контур. Период свободных колебаний — формула Томсона: T = 2π√(L C). Циклическая частота: ω₀ = 1 / √(L C). Превращение энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки: q_m² / (2C) = (L I_m²) / 2. Затухающие колебания.

Генерация синусоидального тока. Действующие (эффективные) значения: I_действ = I_m / √2, U_действ = U_m / √2. Активное сопротивление R, емкостное сопротивление X_C = 1 / (ω C), индуктивное сопротивление X_L = ω L. Закон Ома для цепи переменного тока. Устройство и принцип работы трансформатора. Коэффициент трансформации: k = U₁ / U₂ = N₁ / N₂.

Теория Максвелла: переменное электрическое поле порождает вихревое магнитное поле, и наоборот. Свойства электромагнитных волн. Скорость волн в вакууме: c ≈ 3 · 10⁸ м/с. Шкала: радиоволны, терагерцы, ИК, видимый свет, УФ, рентген, гамма-излучение. Принцип радиотелефонной связи: модуляция и детектирование.

Волновая природа света. Дисперсия света: зависимость показателя преломления n от частоты волны. Опыт Ньютона со стеклянной призмой. Когерентность источников. Интерференция света: разность хода лучей, условия максимумов (Δ = k λ) и минимумов (Δ = (2k + 1) λ/2). Дифракция света. Дифракционная решетка: d sin φ = k λ. Поляризация.

Кризис классической физики и опыт Майкельсона — Морли. Постулаты Эйнштейна (1905 г.). Относительность одновременности. Релятивистское замедление времени: Δt = Δt₀ / √(1 - v²/c²). Лоренцево сокращение длины: l = l₀ √(1 - v²/c²). Релятивистский закон сложения скоростей. Закон взаимосвязи массы и энергии: E = m c² = (m₀ c²) / √(1 - v²/c²).

Гипотеза Планка о квантах энергии (1900 г.): E = h · ν. Постоянная Планка h. Фотон: энергия E = h ν, масса m = h ν / c², импульс p = h / λ. Внешний фотоэффект (опыты Столетова). Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: h ν = A_вых + (m v_max²) / 2. Красная граница фотоэффекта: ν₀ = A_вых / h.

Трудности классической физики при объяснении устойчивости атома. Постулаты Нильса Бора (1913 г.). Стационарные состояния атома и квантование орбит: m v r = n ℏ. Правило частот Бора: h ν = E_n - E_m. Линейчатые спектры водорода. Спонтанное и вынужденное (индуцированное) излучение. Принцип действия лазера (оптического квантового генератора).

Деление тяжелых ядер нейтронами (Ган, Штрассман, Фриш, Мейтнер). Цепная ядерная ядерная реакция деления урана-235. Коэффициент размножения нейтронов k (критическая масса). Устройство ядерного реактора: ядерное горючее, замедлитель, поглощающие стержни, теплоноситель. Термоядерный синтез на Солнце (реакция синтеза гелия из водорода). Элементарные частицы: кварки, лептоны, бозоны.