Ministerul Educaiei i tiinei din Republica Moldova

Chestionar pentru examenul de fizic

ntrebri teoretice

1. Noiune de probabilitate. Exemple. Densitatea de probabilitate (funcia de distribuie). Deducerea formulei barometrice i obinerea cu ajutorul ei a distribuiei Boltzmann. Distribuia Maxwell dup vitezele moleculelor gazului ideal i dup energiile lor. Obinerea expresiilor pentru viteza cea mai probabil i medie aritmetic. Experiena lui Stern.2. Energia intern. Variaia energiei interne. Gradele de libertate a moleculelor. Teorema despre echipartiia energiei dup gradele de libertate. Principiul nti al termodinamicii. Lucrul efectuat de un gaz la expansiunea sa cuasistatic. Lucrul n procesul ciclic. 3. Capacitatea termic. Energia intern i capacitatea termic a gazelor ideale. Relaia lui R.Mayer. Aplicarea principiului nti al termodinamicii la procesele izocor, izobar, izoterm i adiabatic. Deducerea ecuaiei lui Poisson n variabilele (P,V), (P,T), (V,T). Procesele politropice.4. Legile experimentale ale difuziei, conductivitii termice i viscozitii i teoria lor cinetico-molecular pentru gazul ideal. Obinerea expresiilor pentru coeficienii de difuzie, conductivitate termic i viscozitate. Obinerea formulelor pentru numrul mediu de ciocniri i parcursul liber mediu al moleculelor gazului ideal.5. Procese reversibile i ireversibile. Procese ciclice. Maini termice i frigorifice. Formulrile Thomson i Clausius ale postulatului celui de-al II-lea principiu al termodinamicii. Echivalena lor. Ciclul Carnott. Teorema Carnott. Entropia i deducerea legii creterii ei.6. Sarcina electric i proprietile ei. Legea conservrii sarcinii electrice. Cmpul electric. Intensitatea cmpului electrostatic. Principiul superpoziiei i aplicarea lui la calculul cmpului electric. 7. Deducerea teoremei lui Gauss n form integral i diferenial pentru cmpul electrostatic n vid i aplicarea ei la calculul cmpului electrostatic. Calculul cmpului unui plan i fir infinit ncrcate uniform. Calculul cmpului unei sfere ncrcate uniform dup suprafa i dup volum.8. Lucrul forelor cmpului electrostatic la deplasarea sarcinii electrice Potenialul cmpului electrostatic. Deducerea legturii dintre intensitatea i potenialul cmpului electrostatic n form diferenial i integral. Obinerea ecuaiilor lui Poisson i Laplace. 9. Circulaia vectorului intensitate a cmpului electrostatic. Condiia de potenialitate a cmpului electrostatic n form integral i diferenial. Dipolul electric.10. Sarcini electrice libere i legate n mediile dielectrice. Dielectrici polari i nepolari. Polarizarea dielectricilor. Vectorul de polarizare. Susceptibilitatea dielectric a mediilor i dependena ei de temperatur. Teoria lui Langevin.11. Deducerea teoremei lui Gauss pentru cmpul electrostatic n dielectrici. Deplasarea electric. Permitivitatea relativ a mediului. Condiiile de frontier pentru vectorii E i D ntre dou medii dielectrice izotrope.12. Cmpul electrostatic la suprafaa i n interiorul conductoarelor. Distribuia sarcinilor n conductoare. Capacitatea electric a unui conductor izolat. Deducerea formulei pentru capacitatea conductorului sferic.Capacitatea electric a dou conductoare. Condensatoarele. Deducerea formulelor pentru capacitile condensatorului plan, cilindric i sferic.13. Obinerea expresiilor pentru energia sistemului de sarcini electrice, a conductorului ncrcat i a condensatorului. Energia cmpului electrostatic. Densitatea energiei cmpului electrostatic.14. Intensitatea i densitatea curentului. Condiiile de existen a curentului electric. Obinerea ecuaiei de continuitate. Forma diferenial i cea integral a legilor lui Ohm i Joule-Lenz. 15. Cmpul magnetic. Inducia cmpului magnetic. Fora lui Ampere. Cadrul parcurs de curent n cmpul magnetic. Momentul magnetic a spirei parcurse de curent. 16. Cmpul magnetic al curentului electric continuu n vid. Legea lui Biot-Savart-Laplace i aplicarea ei la calculul cmpului magnetic. Obinerea formulelor pentru inducia cmpului magnetic al curenilor rectilinii i circulari. Proprietile turbionare ale cmpului magnetic. 17. Legea curentului total pentru cmpul magnetic n vid. Obinerea ei n cazuri particulare. Obinerea expresiilor pentru inducia cmpului magnetic al solenoidului i toroidului. 18. Flux magnetic. Teorema lui Gauss pentru cmpul magnetic n vid. Obinerea formulei pentru lucrul efectuat la deplasarea conductorului parcurs de curent ntr-un cmp magnetic permanent. 19. Micarea particulelor ncrcate n cmp magnetic. Fora Lorentz. Obinerea expresiilor pentru raza i pasul liniei spirale n cazurile clasic i relativist. Acceleratoarele de particule ncrcate. Efectul Hall. n metale. 20. Oscilaii armonice(mecanice i electromagnetice). Obinerea ecuaiei difereniale a oscilaiilor armonice. Deducerea ecuaiilor difereniale a oscilaiilor armonice a pendulului cu arc elastic, a pendulului fizic i a celui matematic. Obinerea expresiilor pentru perioadele oscilaiilor acestor pendule. 21. Deducerea ecuaiei difereniale a oscilaiilor armonice libere n circuitul electric oscilant. Obinerea formulei lui Thomson. Oscilatorul armonic. Energia oscilaiilor armonice mecanice i electromagnetice.22. Compunerea oscilaiilor armonice coliniare de aceeai frecven i de frecvene puin deosebite. Obinerea expresiilor pentru amplitudinile i fazele iniiale ale oscilaiilor rezultante. Bti. 23. Compunerea oscilaiilor armonice reciproc perpendiculare. Obinerea ecuaiei traiectoriei punctului material ce efectueaz oscilaii armonice reciproc perpendiculare de aceeai frecven. Compunerea oscilaiilor armonice reciproc perpendiculare de frecvene diferite. Figurile Lissajou.24. Obinerea i soluionarea ecuaiei difereniale generale a oscilaiilor libere amortizate ale sistemelor liniare. Amplitudinea i perioada oscilaiilor amortizate. Coeficientul de amortizare. Decrementul logaritmic al amortizrii. Factorul de calitate al sistemului oscilant. Micarea aperiodic. 25. Obinerea ecuaiilor difereniale ale oscilaiilor mecanice i electrice forate i soluionarea lor. Amplitudinea oscilaiilor forate. Rezonana. Frecvena de rezonan. Lrgimea relativ a curbei de rezonan. Curentul alternativ. 26. Mecanismul propagrii undelor n medii elastice. Unde longitudinale i transversale. Unde sinusoidale. Obinerea ecuaiei undei plane progresive. Unda sferic. Lungimea de und i numrul de und. Vectorul de und. Ecuaia de und. Viteza de faz a undei. Dispersia undelor.27. Energia undei. Fluxul de energie. Vectorul densitii fluxului de energie(vectorul Poynting). Intensitatea undei. Pachet de unde. Viteza de grup.28. Undele coerente. Interferena undelor. Obinerea condiiilor de maxim i minim a amplitudinii. Undele staionare. Obinerea expresiei pentru amplitudinea undei staionare. Efectul Doppler n acustic.29. Deducerea ecuaiei de und pentru undele electromagnetice reieind din ecuaiile lui Maxwell. Proprietile undelor electromagnetice. Viteza undelor electromagnetice. Unde monocromatice. 30. Energia undelor electromagnetice. Flux de energie. Vectorul Poynting. Intensitatea undeii electromagnetice monocromatice progresive. Radiaia dipolului electric. 31. Monocromatismul i coerena temporal a luminii. Interferena luminii. Coerena spaial. Oglinda dubl Fresnel i biprisma Fresnel.32. Interferena luminii n pelicule subiri. Obinerea condiiilor de maxim i minim la interferena luminii reflectate i trectoare prin pelicul. Franje de egal nclinare i egal grosime. Inelele Newton. Optica albastr. 33. Principiul Huygens-Fresnel. Metoda zonelor Fresnel. Aplicarea metodei zonelor Fresnel pentru demonstrarea legii propagrii rectilinii a luminii. Obinerea expresiei pentru raza unei zone arbitrare Fresnel. Difracia Fresnel pe un orificiu circular i pe un disc mic. 34. Difracia Fraunhofer printr-o fant. Reeaua de difracie. Obinerea condiiilor de maxim i minim de difracie n ambele cazuri. Puterea de rezoluie a aparatelor optice. Difracia pe o reea spaial. Obinerea condiiei Bragg-Wulff. Analiza structural a cristalelor. Holografia.35. Radiaia termic. Densitatea spectral a radianei energetice. Coeficientul de absorbie. Corp absolut negru Legea lui Kirchhoff . Radiana energetic. 36. Legea Stefan-Boltzmann. Formula lui Wien. Legea deplasrii a lui Wien. Formula Rayleigh-Jeans. Ipoteza cuantic a lui Planck. Formula lui Planck. Obinerea legilor radiaiei termice din formula lui Planck. 37. Obinerea expresiilor pentru masa i impulsul fotonului. Deducerea expresiei pentru presiunea luminii. Efectul Compton. Obinerea formulei lui Compton reieind din legile de conservare. Dualismul und-corpuscul al proprietilor luminii.38. Ecuaia fundamental a mecanicii cuantice ne relativiste. Principiul cauzalitii n mecanica cuantic. Ecuaia staionar a lui Schroedinger. Micarea particulei libere. 39. Modelul cuantic al atomului de hidrogen. Cuantificarea momentului impulsului electronului. Cuantificarea energiei. Numerele cuantice principal i orbital. 40. Cuantificarea momentului cinetic. Numrul cuantic magnetic Experienele lui Stern i Gerlach, Einstein i de Haas. Numrul cuantic de spin. Principiul indiscernabilitii particulelor identice. Fermionii i bosonii Principiul Pauli. Calculul numerelor de electroni ce se pot afla n strile descrise de numerele cuantice (n,l,m,ms ); (n,l,m); (n,l); (n). Distribuia electronilor pe nivelele energetice ale atomilor. Sistemul periodic al elementelor chimice.41. Noiune despre particulele elementare. Interaciunile fundamentale i clasificarea particulelor elementare. Particule i antiparticule.

Literatur recomandat

1. A.A.Detlaf, B.M. Iavorski, Curs de fizic, Chiinu, Lumina, 1991.2. A.Rusu, S. Rusu. Probleme de Fizic. Chiinu, UTM, 2004.3. D.iuleanu, C.Marcu, .a. Probleme de fizic. Ed. Tehnica info, Chiinu, 2007.4. Ion M.Popescu, Gabriela F.Cone, Gheorghe A. Stanciu, Culegere de probleme de fizic, editura didactic i pedagogic, Bucureti, 1981.5. ... . , , 1979.6. T.G. Staru, .S. Todiraco, V.Z. Cebotaru, I.P. Molodeanu, ndrumar pentru lucrri individuale la fizic. Mecanica, fizica molecular, Chiinu, UTM, 1995.7. M.V.Nazarov, A.D.Draghici, V.Z. Cebotaru, E.I. Perepelia, N.T. Burbulea, .N. Bodrug, V.G. Chistol, Electrodinamica. ndrumar pentru lucrri individuale la fizic, Chiinu, UTM, 1997.8. S.V. Bulearschi, M.I.Vladimir, M.E. Marinciuc, Fizica molecular i termodinamica. ndrumar metodic pentru rezolvarea problemelor, Chiinu, UTM, 1997.

2. Exemple de probleme1. 1 mol de gaz ideal cu presiunea de 100 kPa i temperatura 300 K este nclzit isocor pn la presiunea de 200 kPa. Dup aceasta gazul se dilat isotermic pn la presiunea iniial, apoi se comprim isobar pn la volumul iniial. S se construiasc diagrama ciclului. Determinai temperatura gazului n punctele caracteristice i randamentul ciclului. 2.

S se afle numrul mediu de ciocniri a unei molecule de heliu timp de o secund, precum i parcursul liber mediu al moleculelor acestui gaz, dac el se afl la presiunea de i temperatura de . 3. O cantitate de oxigen cu masa de 0,2 g este nclzit de la 27 C pn la 127 C. S se determine variaia entropiei oxigenului, dac se tie c procesul se petrece la presiune atmosferic constant. 4.

Un gaz ideal efectueaz un ciclu Carnot, temperatura rcitorului fiind de . De cte ori va crete randamentul ciclului, dac temperatura nclzitorului va crete de la la ? 5. Un gaz ideal multiatomic efectueaz un proces constituit din 2 isocore i 2 isobare. Presiunea maximal a gazului este de 2 ori mai mare ca cea minimal, iar volumul maximal e de 4 ori mai mare ca cel minim. Determinai randamentul ciclului. 6.

Trei sarcini punctiforme de fiecare se afl n vrfurile unui triunghi echilateral cu latura de . Calculai modulul i determinai sensul forei ce acioneaz asupra unei sarcini din partea celorlalte dou. 7.

n vrfurile unui triunghi echilateral cu latura de se afl sarcinile , i . Calculai: a) fora ce acioneaz asupra sarcinii din partea celorlalte dou; b) intensitatea cmpului electric n punctul, unde se afl sarcina . 8.

Dou plane paralele infinite se afl la distana unul de altul. Planele sunt ncrcate uniform cu sarcini de densiti i . Determinai diferena de potenial dintre plane. 9. 1000 de picturi identice de mercur ncrcate fiecare pn la potenialul se contopesc ntr-o pictur mare. Determinai potenialul picturii mari. 10. Dou condensatoare cu capacitatea de fiecare au fost unite mai nti n serie, apoi n paralel. Cum se va schimba capacitatea total a condensatoarelor? 11.

Oscilaiile unui punct au loc dup legea . La un moment de timp t elongaia a punctului este de , iar viteza i acceleraia lui sunt i, respectiv,. Determinai amplitudinea , pulsaia , perioada oscilaiilor i faza () la momentul de timp dat. 12. Un cerc subire suspendat pe un cui, btut orizontal ntr-un perete, oscileaz ntr-un plan paralel peretelui. Raza cercului este de . Calculai frecvena oscilaiilor cercului. 13. Un disc omogen cu raza de oscileaz n jurul unei axe orizontale ce trece prin una din generatoarele suprafeei cilindrice a discului. Aflai perioada oscilaiilor lui.14.

Decrementul logaritmic al oscilaiilor unui pendul este de . Determinai numrul de oscilaii complete, pe care trebuie s le efectueze pendulul, pentru ca amplitudinea oscilaiilor s se micoreze de trei ori. 15.

Care este frecvena oscilaiilor amortizate , dac perioada oscilaiilor proprii , iar decrementul logaritmic al amortizrii oscilaiilor este de. 16. Determinai numrul oscilaiilor complete ale unui sistem oscilator, n urma crora energia lui se micoreaz de dou ori. Decrementul logaritmic al amortizrii este de . 17.

T.e.m. a unei baterii este de . Rezistena exterioar este de , iar intensitatea curentului este de . Aflai randamentul bateriei. Pentru ce valoare a rezistenei exterioare randamentul va fi de ?18.

T.e.m. a unei baterii este de , iar intensitatea curentului de scurt circuit este de . Ce putere maxim se poate obine n partea exterioar a circuitului conectat la aceast baterie? 19.

T.e.m. a unei baterii este de . La valoarea intensitii curentului n circuit de , randamentul bateriei este de . Determinai rezistena interioar a bateriei. 20.

Distana dintre dou conductoare rectilinii lungi i paralele este de . Prin conductoare circul cureni de aceeai intensitate . Calculai inducia cmpului magnetic n punctul situat la distana de de un conductor i de de la cel de-al doilea. Considerai cazurile, cnd curenii au acelai sens i cnd ei au sensuri opuse.21.

Printr-un contur sub form de triunghi echilateral cu latura de circul un curent de . Determinai inducia cmpului magnetic n punctul de intersecie a nlimilor triunghiului. 22.

Prin dou cadre ptrate cu laturile de circul cureni de fiecare. Determinai fora de interaciune a cadrelor situate n plane paralele, dac distana dintre ele este de . 23.

n efectul Compton, un foton a fost difuzat de un electron liber sub unghiul . Determinai impulsul obinut de electron, dac energia fotonului incident era .24.

Un foton cu energia a fost difuzat de un electron liber sub unghiul . Determinai energia a fotonului difuzat i energia cinetic a electronului de recul.25.

Ce parte din energia fotonului n efectul Compton revine electronului de recul, dac fotonul a fost difuzat sub un unghi ? Energia fotonului nainte de mprtiere este .26.

Un foton cu energia a fost difuzat de un electron liber prin efectul Compton sub unghiul . Calculai energia cinetic a electronului de recul.27.

Lungimea de und a unui foton este egal cu lungimea de und Compton a electronului. Determinai energia i impulsul al fotonului.28.

Energia fotonului incident este egal cu energia de repaus a electronului. Determinai partea din energia fotonului incident, pe care o pstreaz fotonul difuzat i, partea din aceast energie, primit de electronul de recul, dac unghiul de difuzie este egal cu: a) ; b) ; c) .29.

Un foton cu energia a fost difuzat sub unghiul de un electron n repaus. Determinai energia fotonului difuzat.30. Cu ct ar trebui mrit energia cinetic a unei particule nerelativiste, pentru ca lungimea de und de Broglie s se micoreze de dou ori? Efectuai calculul pentru un electron nerelativist cu lungimea de und .31. Ce energie cinetic trebuie transmis unui proton, pentru ca lungimea de und de Broglie a acestuia s devin egal cu: a) , b) lungimea de und Compton.32. Ce energie cinetic trebuie transmis unui electron, pentru ca lungimea de und de Broglie s devin egal cu lungimea de und Compton a electronului?33.

Ce diferen de potenial de accelerare trebuie s parcurg un electron, pentru ca lungimea de und de Broglie a lui s fie egal cu ?34.

Determinai lungimea de und de Broglie a unui proton care a parcurs diferena de potenial de accelerare : a); b).35.

Calculai lungimea de und de Broglie pentru un electron ce posed energia cinetic (energia de ionizare a atomului de hidrogen).36.

Ce diferen de potenial de accelerare trebuie s parcurg un proton, pentru ca lungimea de und de Broglie s fie egal cu: a); b) ?37.

Un proton posed energia cinetic . Determinai energia suplimentar , care trebuie s i se transmit protonului, pentru ca lungimea de und de Broglie asociat lui s se reduc de 3 ori?38. Un electron posed energia cinetic . De cte ori se va modifica lungimea de und de Broglie, dac energia cinetic a electronului se va micora de dou ori?39.

Energia cinetic a unui electron este egal cu valoarea dubl a energiei sale de repaus (). Calculai lungimea de und de Broglie asociat acestui electron.40.

Pe o pelicul subire, n direcia normalei la suprafaa ei, cade lumin monocromatic cu lungimea de und . n urma interferenei lumina reflectat este maximal amplificat. Determinai grosimea minim a peliculei, dac indicele de refracie al materialului peliculei este .41.

Pe o plac de sticl se afl o lentil plan convex. Perpendicular pe ea, cade lumin monocromatic cu lungimea de und . Determinai raza de curbur a lentilei, dac raza celui de-al patrulea inel ntunecat al lui Newton n lumina reflectat este .42.

Pe o pelicul subire de glicerin cu grosimea de , pe direcia normal la suprafaa ei, cade lumin alb. Determinai lungimile de und ale razelor spectrului vizibil , care vor fi atenuate ca rezultat al interferenei.43.

Pe o plac de sticl este distribuit un strat subire din substan transparent cu indicele de refracie . Placa este luminat cu un fascicol de raze paralele de lumin monocromatic cu lungimea de und , incidente normal pe plac. Ce grosime minim trebuie s aib stratul, pentru ca fluxul reflectat s aib luminozitate minim?44.

Instalaia folosit pentru observarea inelelor lui Newton este iluminat cu lumin monocromatic () incident normal. Raza de curbur a lentilei este . Determinai grosimea stratului de aer n acel loc, unde n lumin reflectat se observ cel de-al treilea inel luminos.45.

Pe o pelicul subire de terebentin cade lumin alb. Privit sub unghiul de n lumin reflectat, pelicula pare portocalie (). Care va fi culoarea peliculei observat sub un unghi de 2 ori mai mic?46.

Pe o pelicul subire de spun () cu grosimea de cade normal lumin monocromatic. n lumin reflectat pelicula pare luminoas. Ce grosime minim trebuie s aib o pelicul de terebentin, pentru ca n aceleai condiii ea s par ntunecat.47.

Ce numr minim de fante trebuie s conin o reea de difracie, pentru ca n spectrul de ordinul doi s se poat vedea desprite cele dou linii galbene ale natriului cu lungimile de und i ? Ce lungime are aceast reea dac constanta ei este ?48. Lungimea de und a luminii monocromatice incidente normal pe suprafaa unei reele de difracie este de ori mai mic dect constanta reelei. Determinai numrul total al maximelor de difracie, care pot fi teoretic observate cu ajutorul acestei reele.49. Pe o reea de difracie cade normal un fascicol de lumin alb. Spectrele de ordinele 3 i 4 parial se suprapun. Care este lungimea de und a culorii din spectrul de ordinul 4, pe care se suprapune marginea () spectrului de ordinul 3?50.

Pe o plac netransparent ce conine o fant ngust cade normal o und monocromatic de lumin (). Raza ce corespunde maximului de ordinul 2 se abate sub unghiul . Determinai limea fantei.51. Constanta unei reele de difracie este de 4 ori mai mare dect lungimea de und a luminii monocromatice incidente normal pe suprafaa ei. Determinai unghiul dintre direciile spre primele maxime de difracie situate simetric.52.

Distana dintre dou fante vecine ale reelei de difracie este . Pe reea cade normal lumin cu lungimea de und de . Care este cel mai mare ordin al maximului obinut cu aceast reea.53.

Ce diferen de lungimi de und poate separa reeaua de difracie cu perioada de i limea de , n spectrul de ordinul 3 pentru razele verzi ()?54.

Un fascicol de lumin monocromatic cu lungimea de und cade normal pe o reea de difracie cu perioada de . Determinai ordinul maxim al spectrului i numrul total al maximelor principale n tabloul de difracie.55.

Cum i de cte ori se va modifica fluxul radiant al unui corp absolut negru, dac maximul radianei energetice se va deplasa de la linia roie a spectrului vizibil () la cea violet ()?56.

De pe o suprafa de arie acoperit cu funingine la temperatura , n intervalul de timp este radiat energia . Determinai emisivitatea radiant (coeficientul de radiaie) a funinginii .57.

La creterea temperaturii unui corp absolut negru de dou ori lungimea de und , la care densitatea spectral a radianei energetice () este maxim, s-a micorat cu . Determinai temperaturile iniial i final a corpului.58.

Ca rezultat al variaiei temperaturii unui corp absolut negru, maximul densitii spectrale a radianei energetice s-a deplasat de la la . Cum i de cte ori a variat radiana energetic i maximul densitii spectrale a radianei energetice a corpului?59.

Lungimile de und i ce corespund maximelor densitii spectrale a dou corpuri absolut negre difer cu . Determinai temperatura corpului al doilea, dac temperatura primului corp este .60. Radiana energetic a unui corp absolut negru este. Determinai lungimea de und ce corespunde maximului densitii spectrale a radianei energetice a acestui corp.61.

Puterea de radiaie a unui corp absolut negru este . Cu ce este egal aria suprafeei radiante a corpului, dac lungimea de und pentru care densitatea spectral a radianei energetice prezint maxim este ?62.

Ca rezultat al variaiei temperaturii unui corp absolut negru maximul densitii spectrale a radianei energetice s-a deplasat de la la . De cte ori s-a modificat: a) temperatura corpului; b) radiana energetic?63.

ntr-un vas negru de metal cu perei subiri de forma unui cub, s-a turnat de ap la temperatura care a umplut vasul. Determinai timpul de rcire a vasului pn la temperatura , dac vasul este aezat ntr-o cavitate neagr, temperatura pereilor acesteia fiind de zero absolut.64.

O bil de cupru, avnd diametrul a fost introdus ntr-un vas, din care s-a evacuat aerul. Temperatura pereilor vasului se menine aproape de zero absolut. Temperatura iniial a bilei este . Considernd suprafaa bilei absolut neagr, determinai intervalul de timp, n care temperatura ei se va micora de 2 ori. Cldura specific a cuprului , iar densitatea cuprului .

- 5 -