Подобные работы

Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов (№30)

echo "Выполнил студент Группы 99 – ЭТУ Наумов Антон Николаевич Проверил: Н. Новгород 2000г. Цель работы : определение диэлектрической проницаемости и поляризационных характеристик различных диэлектрик

Исследование электрических колебаний (№27)

echo "Теоретическая часть. Рисунок 1. Уравнение, которому удовлетворяет ток I в колебательном контуре (рис.1) с подключенным к нему генератором синусоидальной ЭДС e = e 0 cos w t имеет вид: ";

Компьютерное моделирование в курсе "Электричество и Магнетизм"

echo "Основным методом исследования вычислительной физики является компьютерный эксперимент, теоретической базой которого служит математическое моделирование, а экспериментальной базой - ЭВМ. Компьюте

Расцвет естествознания на конец XIX века. Электричество

echo "Начинается внедрение электричества во все отрасли производства, появляются электрические двигатели, телефон, телеграф, радио, электронагревательные приборы, начинается изучение электромагнитных

Флуктуации. Бифуркации

echo "Попробуем проиллюстрировать сказанное на примерах. Первым будет пример из области психологии. Возьмем “Исповедь” Аврелия Августина и вчитаемся в строки, где он рассказывает о своем опыте религ

Опыты Резерфорда

echo "Электроны, как думал Томсон, вкраплены в сверхминиатюрную сферу диаметром 10 –8 см., в которой равномерно распределены положительные заряды. Вместе с отрицательно заряженными электронами сфера

Торсионные поля. Торсионные технологии

echo "Торсионное поле, как объект науки. Его определение. Какие свойства торсионных полей можно выделить? Полтергейст как проявление бессознательного. Торсионное поле - материя или идея? Торсионные т

Изучение основных правил работы с радиоизмерительными приборами (№23)

echo "Выполнил студент Группы 99 – ЭТУ Наумов Антон Николаевич Проверил: Н. Новгород 2000г. Цель работы : знакомство с основными характеристиками радиоизмерительных приборов, правилами их подключения

Справочник по физике

Справочник по физике

Механика делится на три раздела: кинематику, динамику, статику.

Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, которые это движение обусловливают.

Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение.

Статика изучает законы равновесия тел. КИНЕМАТИКА Поступательным называется движение тела, при котором все его точки описывают одинаковые траектории.

Материальной точкой называется тело, размерами которого в условиях его движения можно пренебречь.

Система отсчёта - это совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчёта.

Перемещение - вектор, проведенный из начального положения движущейся точки в положение ее в данный момент времени. Путь - это длина отрезка траектории, пройденного телом за рассматриваемый промежуток времени.

Траектория - непрерывная линия, которую описывает движущаяся материальная точка.

Прямолинейным равномерным движением называют такое движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

Скорость - векторная величина, которая определяет как быстроту движения, так и его направление в данный момент времени.

Средняя скорость равна отношению перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло. D r = D t При прямолинейном движении вектор перемещения совпадает с соответствующим участком траектории и модуль перемещения D r равен пройденному пути S. В этом случае = S/t. Единица скорости - метр в секунду.

Мгновенноя скорость - скорость тела в данный момент времени в данной точке траектории. v = d S /dt Вектор мгновенной скорости направлен по касательной к траектории в данной точке.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает разные перемещения, называется неравномерным.

Ускорение - характеристика неравномерного движения; определяет быстроту изменения скорости по модулю и направлению. a = d v /dt Единица ускорения - метр на секунду в квадрате ( 1 м/с 2 ). Равноускоренное движение - движение с ускорением, постоянным по модулю и направлению. . - 2 - Скорос ть точки при равнопеременном движении изменяется в зависимости от времени по закону: v=v 0 +at, где v 0 -cкорость в начальный момент времени, v-скорость тела в момент времени t, аускорение.

Кинематическое уравнение равнопеременного движения имеет вид: S=v 0 t+at 2 /2. Пройденный путь, ускорение и изменение скорости при равнопеременном движении связаны формулой: v 2 -v 2 0 =2aS , где vКонечная скорость, v 0 -начальная скорость, a-ускорение, Sпройденный путь.

Свободным падением называется движение тела в безвоздушном пространстве под действием силы тяжести.

Криволинейным называют движение, траектория которого представляет собой кривую линию.

Движение тела, брошенного под углом a к горизонту с модулем скорости v 0 : S=v 0 2 sin2 a /g - дальность полета, H = v 0 2 sin 2 a /2g - максимальная высота подъема, t = 2v 0 sin a /g - время полета, gускорение свободного падения.

Равномерное движение по окружности - это движение по круговой траектории с постоянной скоростью.

Линейная скорость - это величина равная отношению длины дуги, описанной точкой при движении по окружности за некоторый промежуток времени, к величине этого промежутка. v=S/t. Вектор линейной скорости направлен по касательной к окружности в данной точке.

Угловая скорость - это величина, равная отношению угла поворота радиуса-вектора, проведённого к движущейся точке из центра вращения, к промежутку времени, за который этот поворот совершен. w = f /t. Вектор угловой скорости направлен вдоль оси вращения в ту сторону, откуда поворот тела виден происходящим против хода часовой стрелки.

Единица угловой скорости - радиан в секунду (рад/с). Связь между линейной и угловой скоростями выражается формулой: v = w R Период обращения - это время, за которое точка совершает один полный оборот.

Период ( Т ) измеряется в секундах.

Частота вращения - это число оборотов в единицу времени.

Частота вращения ( n ) измеряется в об/с или с -1 . Формула, выражающая связь между периодом и частотой вращения: n=1/T. Связь линейной скорости с периодом и частотой: v=2 p R/T = 2 p Rn, где vлинейная скорость; R - радиус окружности, по которой движется точка; T - период вращения; n - частота вращения.

Центростремительное ускорение - это ускорение, характеризующее быстроту изменения линейной скорости при вращательном движении по направлению. Оно направлено к центру вращения.

Модуль центростремительного ускорения определяется по формулам: a = v 2 /R = w 2 R = w v = 4 p 2 n 2 R. . - 3 - Cкорость движения точки относительно неподвижной системы отсчета : v = v ` + u , где v` - скорость частицы относительно подвижной системы отсчета, u - скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной. ОСНОВЫ ДИНАМИКИ Первый закон Ньютона : существуют такие системы отсчёта, относительно которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Инерциальная система отсчета - система отсчета, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная воздействию других тел, движется равномерно и прямолинейно ( по инерции ). Инертность - это свойство тел сохранять скорость своего движения неизменной. Масса тела - это физическая величина, являющаяся мерой его инерционных ( инертная масса ) и гравитационных ( гравитационная масса ) свойств.

Инертная и гравитационная массы равны друг другу.

Плотность тела - это физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму. r = m/V. Измеряется в кг/м 3 . Сила - векторная величина, характеризующая действие на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или подвергается деформациям. Сила характеризуется числовым значением, направлением в пространстве и точкой приложения.

Единица силы - ньютон. 1 Н = кг . м/с 2 . Импульсом силы называется произведение силы на время её действия. F . t Импульс материальной точки - векторная величина, численно равная произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направление скорости. p = m v Второй закон Ньютона : ускорение, приобретаемое материальной точкой , пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки. a = F /m Более общая формулировка второго закона Ньютона : скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе. F = d p /dt Третий закон Ньютона : Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. F 12 = - F 21 Закон всемирного тяготения : тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. F = G m 1 m 2 /r 2 , где G - гравитационная постоянная, численно равная силе, с которой притягиваются тела массами по 1 кг на расстоянии 1 м друг от друга. Сила тяжести - это сила, с которой тело притягивается Землёй. Вес тела - это сила с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Сила тяжести действует всегда, а вес проявляется только в том случае, когда на тело кроме силы тяжести действуют еще другие силы. Сила упругости - сила, возникающая в результате деформации тела. . - 4 - Деформация - это изменение объёма и формы тела под действием других тел.

Деформацию называют упругой, если после прекращения действия других тел деформируемое тело полностью восстанавливает свою форму и объём.

Деформацию называют пластичной, если после прекращения действия других тел деформируемое тело не восстанавливает свою форму и объём или делает это не полностью. Закон Гука : Сила упругости пропорциональна удлинению тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации. F = - kx, где Fсила упругости, k - коэффициент жесткости, х - удлинение тела.

Другая формулировка закона Гука : При малых деформациях механическое напряжение s прямо пропорционально относительному удлинению e . s = E e Механическим напряжением называют отношение модуля силы упругости F к площади поперечного сечения S тела: s = F/S. Относительное удлинение e = (l-l 0 )/l 0, где l 0 - длина при отсутствии внешней нагрузки, lдлина тела после приложения силы, Емодуль Юнга. Сила трения - сила сопротивления, действующая на тело и направленная противоположно относительному перемещению данного тела. Сила трения покоя - сила, возникающая на границе соприкосновения тел при отсутствии относительного движения тел. Сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления F тр = m N, где m - коэффициент трения скольжения,зависящий от свойств соприкасающихся поверхностей. Закон сохранения импульса : в замкнутой системе тел геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. p = S m v = const Замкнутая система - механическая система тел, на которую не действуют внешние силы.

Моментом силы относительно оси вращения называется величина М, равная произведению силы F на плечо d M = Fd Плечом силы называется кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.

Правило моментов : твердое тело с закрепленной осью вращения находится в равновесии при условии равенства нулю суммы всех моментов сил относительно этой оси. S M = 0 РАБОТА И ЭНЕРГИЯ Работа силы - величина, равная произведению модуля вектора силы на модуль вектора перемещения и на косинус угла между вектором силы и вектором перемещения. A = FScos a A-величина скалярная . Единица работы - джоуль (Дж). 1 Дж=Н . м.

Мощность - это физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который эта работа совершена. N=A/t Единица мощности - ватт (Вт). 1 Вт=Дж/с. . - 5 - Мгновенная мощность равна произведению силы на скорость с которой движется тело и на косинус угла между векторами силы и скорости. N = Fvcos a Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. В соответствии с различными формами движения материи различают разные виды энергии: механическая, внутренняя, электромагнитная и т.д.

Механическая энергия характеризует движение и взаимодействие тел и является функцией скоростей и взаимного расположения тел. Она равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Е = Е к + Е р Кинетическая энергия механической системы - энергия механического движения этой системы.

Кинетическая энергия тела массой m, движущегося поступательно со скоростью v, определяется по формуле: Е к = mv 2 /2 Потенциальная энергия - энергия, обусловленная взаимодействием тела с другими телами или взаимодействием частей одного и того же тела между собой при деформации.

Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли на высоту h Е р = mgh Потенциальная энергия упругодеформированного тела. Е р = kx 2 /2 Закон сохранения полной механической энергии: полная механическая энергия системы тел остается неизменной при любых движениях тел системы. Е = Е к + Е р = const МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ Давление - физическая величина равная отношению модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади поверхности. р=F/S. Единица давления - паскаль (Па). 1Па = Н/м 2 Внесистемные единицы давления: 1 мм.рт.ст.= 133 Па. 1атм. = 10 5 Па = 760 мм.рт.ст. Закон Паскаля : давление , производимое на жидкость или газ, передаётся по всем направлениям одинаково.

Давление столба жидкости на глубине h P = r gh, где r - плотность жидкости Закон Архимеда : На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости или газа, вытесненного этим телом. F A = r gV , где r - плотность жидкости или газа, g - ускорение свободного падения, V-объём погруженной в жидкость или газ части тела. . - 6 - СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ Принцип относительности Эйнштейна: никакие опыты ( механические, электрические, оптические), проведенные внутри данной инерциальной системы отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно.

Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Релятивистское замедление времени t = t 0 /(1 - v 2 /c 2 ) 1/2 Релятивистское сокращение длины l = l 0 /(1 - v 2 /c 2 ) 1/2 Масса релятивистской частицы m = m 0 /(1 - v 2 /c 2 ) 1/2 Закон взаимосвязи массы и энергии Е = mc 2 Формула, выражающая связь между энергией и импульсом релятивистской частицы. E = m 0 2 c 4 + p 2 c 2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ. Молекулярная физика - раздел физики, изучающий строение и свойства вещества, исходя из молекулярно-кинетических представлений о его строении.

Основные положения молекулярно-кинетической теории: 1). Все тела состоят из частиц - молекул, атомов и ионов. 2). Атомы, молекулы и ионы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении.

Скорость этого движения зависит от температуры. 3). Между частицами любого тела существуют силы взаимного притяжения и отталкивания.

Броуновское движение - беспорядочное движение малых макроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе, присходящее под действием ударов со стороны молекул жидкости или газа.

Диффузия - это явление проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества.

Количество вещества - величина, равная числу структурных элементов (атомов, молекул, ионов), составляющих систему. n = N/N A, где N - число частиц, N A - постоянная Авогадро. Моль - единица количества вещества. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же частиц, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0.012 кг.

Постоянная Авогадро - число атомов ( молекул или ионов), содержащихся в одном моле различных веществ. N A = 6,022 . 10 23 моль -1 Молярная масса - масса 1 моль вещества М = m 0 N A , где m 0 - масса молекулы.

Единица молярной массы - килограмм на моль (кг/моль) Число N молекул в теле массой m можно подсчитать по формуле: m N = n N A = - N A , M . - 7 - где n - количество вещества, N A - число Авогадро, М-молярная масса, m - масса веществ.

Идеальный газ - это газ, между молекулами которого отсутствуют силы взаимного притяжения.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов 1 2 p = - nm или p = - n 3 3 где n-число молекул в единице объёма, m - масса молекулы, - cредний квадрат скорости. - средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа.

Температура - величина, характеризующая состояние термодинамического (теплового) равновесия макроскопической системы.

Абсолютный нуль температуры - это предельная температура, при которой прекращается поступательное движение молекул.

Абсолютная (термодинамическая) шкала - это шкала температур, в которой за начало отсчета принят абсолютный нуль.

Единица температуры в этой шкале - кельвин (К), величина которого совпадает градусом Цельсия. В шкале Цельсия абсолютный нуль равен - 273,15 0 С. Связь между абсолютной температурной шкалой и шкалой Цельсия выражается формулой Т = (t + 273) К Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального газа 3 = - kT , 2 где k - постоянная Больцмана. k = 1,38 . 10 -23 Дж/К Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры p = nkT Молярная газовая постоянная R = kN A . R = 8,31 Дж/(моль . К) Средняя квадратичная скорость молекул = (3RT/M) 1/2 = (3kT/m) 1/2 Уравнение Клапейрона PV/T = const Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) m pV = - RT, M где P - давление, V - объём, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура, M - молярная масса газа.

Изотермический процесс - процесс, протекающий при постоянной температуре. Закон Бойля-Мариотта: Для данной массы газа произведение давления на объём при постоянной температуре есть величина постоянная. pV=const Изобарный прцесс - процесс, протекающий при постоянном давлении. Закон Гей-Люссака: Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре есть величина постоянная. V/T=const. Изохорный процесс - процесс, протекающий при постоянном объёме. . - 8 - Закон Шарля: Для данной массы газа при постоянном объёме отношение давления к абсолютной температуре есть величина постоянная. p/T=const. Закон Дальтона: Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов. p=p 1 +p 2 +p 3 + .. +p n Термодинамика - раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.

Внутренняя энергия - энергия хаотического движения молекул и энергия взаимодействия их между собой.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа 3 3 m U = - PV = - - RT 2 2 M Работа совершаемая газом при изменении его объема dA = PdV Количество теплоты - энергия, которую тело получает или отдаёт при теплообмене.

Первое начало термодинамики: Количество теплоты, переданное системе , расходуется на изменение её внутренней энергии и на совершение ею работы против внешних сил. Q = D U + A. Теплоёмкость - физическая величина, численно равная отношению количества теплоты, сообщаемого телу, к изменению температуры тела. C=Q/ D T. Теплоёмкость тела измеряется в Дж/К. Удельная теплоёмкость - величина численно равная количеству теплоты, которую надо сообщить телу массой 1 кг для изменения его температуры на 1 кельвин. Q с = m D T Единица удельной теплоёмкости - Дж/(кг . К). Работа газа при изобарном прцессе A = P(V 2 -V 1 ), A = mR(T 2 -T 1 )/M Адиабатный процесс - процесс протекающий без теплообмена с окружающей средой.

Тепловой двигатель - устройство, которое превращает внутреннюю энергию топлива в механическую работу.

Тепловой двигатель состоит из трёх частей: нагревателя, холодильника и рабочего тела.

Термический коэффициент полезного действия тепловой машины: A Q 1 -Q 2 h = - = , Q 1 Q 1 где Q 1 - количество теплоты, полученной от нагревателя, Q 2 - количество теплоты, отданной холодильнику, A - механическая работа. . - 9 - Максимально возможный КПД при данных температурах нагревателя и холодильника имеет идеальный тепловой двигатель, работающий по циклу Карно T 2 h = 1 - - , T 1 где Т 1 - температура нагревателя, Т 2 - температура холодильника.

Плавление - процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое при температуре плавления.

Удельная теплота плавления - количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг твёрдого кристаллического вещества из твёрдого состояния в жидкое при температуре плавления. l = Q/m. Пар - вещество, находящееся в газообразном состоянии.

Насыщенный пар - пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью. Точка росы - температура, при которой пар переходит в состояние насыщения.

Парообразование - процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.

Испарение - процесс парообразования, происходящий со свободной поверхности жидкости при любой температуре.

Кипение - процесс парообразования, происходящий не только с свободной поверхности жидкости, но и во всем её объёме внутрь образующихся при этом пузырьков пара. Для каждой жидкости существует своя температура кипения.

Жидкость кипит при такой температуре, при которой давление её насыщенных паров равно атмосферному давлению.

Конденсация - процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.

Удельная теплота парообразования - Количество теплоты, которое необходимо для превращения единицы массы жидкости в пар . r = Q/m. Кристаллизация - Процесс превращения жидкости в твёрдое кристаллическое состояние.

Кристаллическая решетка - структура, для которой характерно регулярное расположение частиц с переодической повторяемостью в трех измерениях.

Абсолютная влажность - плотность водяных паров в атмосфере. Может определятся также парциальным давлением водяного пара.

Единица абсолютной влажности - килограмм на кубический метр или паскаль.

Относительная влажность - величина равная отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного пара при данной температуре. r = r / r н . 100 %. Точка росы - температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

Высота подъема жидкости в капилярной трубке при полном смачивании h = 2 s / r gr, где s - коэффициент поверхностного натяжения, r - плотность жидкости, r - радиус капиляра, g - ускорение свободного падения. . - 10 - ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОСТАТИКА. Элекростатика - раздел элекродинамики, изучающий взаимодействия неподвижных электрических зарядов и свойств постоянного электрического поля.

Электрический заряд - величина, характеризующая свойство тел или частиц, вступать в электромагнитные взаимодействия.

Единица электрического заряда - кулон (Кл) Существует два вида электрических зарядов - положительные и отрицательные. Заряд, которым обладает электрон называют отрицательным, а заряд протона - положительным.

Разноимённые заряды притягиваются, а одноимённые отталкиваются.

Электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда.

Элементарный электрический заряд - e = 1.6 . 10 -19 Кл. Закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов в электрически изолированной системе есть величина постоянная. S q = const. Точечный заряд - заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует. Закон Кулона : сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорционална произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. q 1 q 2 F = k , r 2 где k = 1/4 p e e 0 = 9 . 10 9 Н . м 2 /Кл 2 , e - диэлектрическая проницаемость среды в которой находятся заряды, e 0 - электрическая постоянная.

Электрическая постоянная e 0 = 8.85 . 10 -12 Ф/м.

Электростатическое поле - поле, которое создается неподвижными электрическими зарядами.

Напряжённость электрического поля - физическая величина равная отношению силы, действующей на положительный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда. E=F/q. Единица напряженности электрического поля - вольт на метр 1В/м = 1Н/Кл Вектор напряжённости электрического поля совпадает по направлению с вектором силы, действующей на пробный положительный заряд, помещённый в данную точку поля.

Напряжённость электрического поля точечного заряда q E = k - , r 2 где k = 1/4 p e e 0 , rрасстояние от заряда до точки поля. Линии напряжённости электрического поля - линии, касательные к которым в любой точке совпадают по направлению с вектором напряжённости. Линии напряжённости используются для графического изображения полей. . - 11 - Принцип суперпозиции полей : напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности. Е = Е 1 + Е 2 + Е 3 + ... Однородное электрическое поле - электрическое поле, во всех точках которого вектор напряжённости одинаков по величине и направлению.

Поверхностная плотность заряда -заряд, приходящийся на единицу поверхности. s = q/S Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной бесконечной плоскостью. Е = s /2 e 0 Напряженность поля в плоском конденсаторе Е = s / ee 0 Диэлектрическая проницаемость диэлектрика - безразмерная величина, показывающая во сколько раз электрическое поле ослабляется диэлектриком. e = E 0 /E, где Е 0 - напряженность поля в вакууме, Е - напряженность поля в диэлектрике.

Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов. q 1 q 2 W = k , r где k = 1/4 p e e 0 , r-расстояние между зарядами.

Потенциал электростатического поля - величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в данной точке поля, к величине этого заряда. f = W/q. Единица потенциала - вольт (В). Потенциал - энергетическая характеристика поля.

Потенциал электростатического поля точнчного заряда на расстоянии r от заряда q f = k - , r где k = 1/4 p e e 0 Если поле создано несколькими зарядами, то потенциал результирующего поля в данной точке равен алгебраической сумме потенциалов полей, созданных отдельными зарядами. f = f 1 + f 2 + f 3 + ..... Работа сил электрического поля рвна убыли потенциальной энергии A 12 = W 1 - W 2 Работа сил электрического поля по перемещению заряда из одной точки поля в другу A = q( f 1 - f 2 ), где f 1 - потенциал поля в начальной точке перемещения, f 2 - потенциал поля конечной точки перемещения.

Разность потенциалов между двумя точками поля равна отношению работы по перемещению заряда из одной точки поля в другую, к величине этого заряда. f 1 - f 2 = A/q. . - 12 - Напряжение в электростатическом поле равно разности потенциалов. U = f 1 - f 2 Разность потенциалов и напряжение измеряются в вольтах (В). Напряжение между двумя точками однородного поля и напряжённость связаны между собой соотношением: E = U/d, где d-кратчайшее расстояние между эквипотенциальными поверхностями, на которых находятся точки поля.

Эквипотенциальные поверхности - поверхности, во всех точках которых потенциал имеет одно и то же значение.

Диэлектрики - вещества, практически не проводящие электрический ток.

Полярные диэлектрики состоят из молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

Неполярные диэлектрики состоят из молекул и атомов, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Электрический диполь - система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.

Поляризация диэлектрика - смещение положительных и отрицательных зарядов диэлектрика в противоположные стороны под действием электрического поля.

Электростатическая индукция - явление перераспределения поверхностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле.

Уединенный проводник - проводник, который удален от других проводников, тел и зарядов.

Электроемкость уединенного проводника - величина, равная отношеню заряда проводника к его потенциалу. C = q/ f . Единица электроёмкости - фарад (Ф). Фарад - электроёмкость такого проводника, потенциал которого изменяется на 1 вольт при изменении заряда на 1 Кл.

Конденсатор - система из двух проводников (обкладок) с одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку зарядами, форма и расположение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоре между обкладками.

Электроёмкость конденсатора - величина равная отношению заряда конденсатора к напряжению между его обкладками: С=q/U Электроёмкость плоского конденсатора ee 0 S C = , d где e - диэлектрическая проницаемость диэлектрика, e 0 - электрическая постоянная , S - площадь одной из пластин, d - расстояние между пластинами.

Емкость батареи конденсаторов: при последовательном соединении 1/С = 1/С 1 + 1/С 2 + 1/С 3 + ... при параллельном соединении С = С 1 + С 2 + С 3 + ... Энергия заряженного конденсатора: W = CU 2 /2 = q 2 /2C = qU/2 . - 13 - Объемная плотность энергии электростатического поля - энергия поля в единице объема ee 0 E 2 W = 2 ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Электрический ток - упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов За направление тока принято направление движения положительно заряженных частиц.

Постоянный ток - ток, сила тока и направление которого не изменяются со временем. Сила тока - скалярная величина , равная отношению заряда, протекшего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к величине этого промежутка. I = q/t. Единица силы тока - ампер (А). Ампер - это сила такого неизменяющегося тока, при припускании которого по 2 проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, находящимся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга, вызывает силу взаимодействия между ними 2 . 10 -7 Н на каждый метр длины. Для существования электрического тока необходимо выполнение двух условий:1) Наличие электрического поля ,2) Наличие свободных носителей зарядов.

Плотность тока - векторная величина, модуль которой равен отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.

Направление вектора плотности тока совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов. j = I/S Плотность тока связана со скоростью движения носителей заряда соотношением: j = qnv, где q-заряд носителя зарядов, n-число носителей заряда в единице объёма, v - средняя скорость носителей заряда. Закон Ома для однородного участка цепи : Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. I = U/R. Сопротивление одногодного линейного проводника l R = r - , S где r - удельное сопротивление, l - длина проводника, S - площадь поперечного сечения.

Сопротивление проводников при последовательном соединении R = R 1 + R 2 + R 3 ... . Сопротивление проводников при параллельном соединении 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + ... . Зависимость сопротивления проводников от температуры R = R 0 (1 + a t), где R - сопротивление при температуре t, R 0 - сопротивление при 0 0 С, a - температурный коэффициент сопротивления. . - 14 - Сторонние силы - силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока.

Электродвижущая сила - физическая величина, равная отношению работы сторонних сил по перемещению заряда по замкнутой цепи, к величине этого заряда. E = A ст /q Закон Ома для замкнутой цепи : Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. E I = , R + r где rвнутреннее сопротивление источника тока R-общее сопротивление внешнего участка цепи.

Работа постоянного тока A = I . Ut = U 2 t/R = I 2. Rt. Мощность тока N = IU = U 2 /R = I 2 R. Закон Джоуля-Ленца : Количество теплоты, которое выделяется в проводнике при пропускании электрического тока равно произведению квадрата силы тока, протекающего по проводнику, на сопротивление проводника и на время протекания электрического тока. Q = I 2 Rt. Короткое замыкание цепи - это такой режим работы источника тока, при котором сопротивление внешнего участка цепи стремится к нулю. Сила тока при коротком замыкании равна I кз = E /r. Сверхпроводимость - такое состояние вещества проводника, при котором его сопротивление становится равным нулю.

Электролиты - вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток.

Носителями зарядов в электролитах являются положительные и отрицательные ионы.

Электролитическая диссоциация - распад молекул электролита на ионы под влиянием электрических полей молекул растворителя.

Рекомбинация - процесс образования нейтральных молекул из ионов.

Электролиз - явление выделения вещества на электродах при пропускании тока через электролит. Закон Фарадея для электролиза : Масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе, прямо пропорциональна заряду, протекшему через электролит. m = kq = kIt, где k - электрохимический эквивалент вещества, выделяющегося на элетроде. k = M/(eN A n), где Ммолярная масса, е - элементарный заряд, N A - число Авогадро, n - валентность. F = eN A - число Фарадея.

Газовый разряд - прохождение электрического тока через газ.

Несамостоятельный газовый разряд - разряд, существующий только под действием внешнего ионизатора.

Самостоятельный газовый разряд - разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора.

Плазма - сильно ионизированный газ, в котором концентрация положительных и отрицательных зарядов практически одинакова.

Вакуум - состояние газа при давлениях значительно ниже атмосферного. . - 15 - Термоэлектронная эмиссия - явление вылетания электронов с поверхности металлов и их окислов при нагревании.

Полупроводники - группа веществ, представители которой по своей проводимости занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками.

Главное отличие полупроводников от металлов состоит в зависимости электрического сопротивления от температуры.

Сопротивление металлов при нагревании медленно растёт, а сопротивление полупроводников быстро уменьшается. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Магнитное поле - силовое поле в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты.

Магнитное поле порождается движущимися зарядами и обнаруживается по действию на движущиеся заряды с некоторой силой.

Индукция магнитного поля - векторная величина, равная отношению максимального вращательного момента сил, действующего на контур с током, помещённый в магнитное поле, к магнитному моменту контура. B = M макс /p m Магнитный момент контура p m = IS, где I - сила тока в контуре, S - площадь ограниченная контуром. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле.

Единица индукции магнитного поля - тесла (Тл). Закон Ампера : Сила , действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле, равна произведению модуля вектора индукции магнитного поля на силу тока в проводнике , на длину проводника и на синус угла между направлением тока и вектором индукции магнитного поля. F = BlIsin a Направление силы Ампера можно определить по правилу левой руки: Левую руку располагаем так, чтобы вектор индукции магнитного поля был перпендикулярен ладони, четыре пальца были направлены по направлению тока, тогда, отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Ампера.

Силовая линия магнитного поля - линия , касательная к которой в любой точке совпадает по направлению с вектором В индукции магнитного поля в этой точке. Сила Лоренца - сила, действующая на электрический заряд q, движущийся в магнитном поле со скоростью v. F л = qvBsin a Направление силы Лоренца можно определить по правилу левой руки: Левую руку располагаем так, чтобы вектор индукции магнитного поля В был перпендикулярен ладони, 4 пальца были направлены по направлению вектора скорости v положительно заряженной частицы, тогда отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца. Если частица имеет отрицательный заряд, то вытянутые пальцы левой руки следует направить против направления вектора скорости v. Радиус окружности, по которой со скоростью v, перпендикулярной В, движется в магнитном поле заряженная частица r = mv/qB . - 16 - Период обращения частицы - время, затрачиваемое ею на один полный оборот. T = 2 p m/qB Магнитная проницаемость - величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в веществе больше или меньше, чем в вакууме. m = B/B 0 Ферромагнетики - вещества, в которых магнитные моменты атомов или ионов самопроизвольно ориентированы параллельно друг другу.

Домены - области в ферромагнетике, самопроизвольно намагниченные до насыщения.

Парамагнетики - вещества, в которых вектор магнитной индукции собственного магнитного поля имеет одинаковое направление с вектором индукции намагничивающего поля.

Диамагнетики - вещества, в которых вектор индукции собственного магнитного поля направлен противоположно вектору магнитной индукции намагничивающего поля.

Соленоид - проводник, свернутый в спираль с большим числом витков, по которому идет электрический ток. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ Электромагнитная индукция - это явление возникновения индукционного тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного поля, пересекающего контур, ограниченный этим проводником.

Магнитный поток - величина, равная произведению модуля вектора индукции магнитного поля B на площадь поверхности S, которую пересекает магнитное поле, и на косинус угла a между вектором нормали к контуру и вектором индукции магнитного поля. Ф = ВScos a . Единица измерения Магнитного потока - вебер (Вб). Закон Фарадея : ЭДС индукции, возникающаяя в контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пересекающего площадь, ограниченную этим контуром. 2D Ф 2 E = - D t Правило Ленца : Индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором, созданное им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока , вызывающего этот ток.

Самоиндукция - возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока. ЭДС самоиндукции: ЭДС самоиндукции, возникающая в электрической цепи при изменении тока в ней, прямо пропорциональна скорости изменения силы тока. E с = -L D I/ D t, где L-индуктивность контура.

Индуктивность контура - величина, равная отношению полного магнитного потока пронизывающего контур к силе тока, текущего в нем. L = Ф/I Единица индуктивности - генри (Гн) Магнитный поток, создаваемый током в контуре Ф = LI . - 17 - ЭДС индукции возникающая в движущемся проводнике E = Blv sin a , где В - модуль вектора магнитной индукции, a - угол между векторами v и В, l - длина проводника.

Гипотеза Максвелла : во всех случаях, когда электрическое поле изменяется со временем, оно порождает магнитное поле.

Электромагнитное поле - это совокупность переменного электрического поля и неразрывно связанного с ним переменного магнитного поля.

Энергия магнитного поля : W=LI 2 /2 МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Колебания - движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени.

Свободные колебания - колебания, которые совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на колебательную систему.

Гармонические колебания - колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса.

Уравнение гармонических колебаний x = A cos( w t + f ), где х - значение изменяющейся величины в данный момент времени, A - амплитуда, w - циклическая частота, f - начальная фаза.

Амплитуда колебаний - максимальное значение колеблющейся величины. Фаза колебаний - переодически изменяющийся аргумент, описывающий колебательный процесс ( w t + f ), Частота колебаний y - число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.

Единица частоты - герц (Гц). Циклическая частота w - число колебаний за 2 p секунд.

Единица циклической частоты - с -1 . Связь частоты с циклической частотой w = 2 py Период колебаний T - время, за которое совершается одно полное колебание. Связь периода с частотой w = 2 p /T ; y = 1/T. Скорость колеблющейся точки dx v = = - A w sin( w t + f ) dt Максимальная скорость колеблющейся точки v мах = A w Ускорение колеблющейся точки dv a = = A w 2 cos( w t + f ) dt Максимальное ускорение колеблющейся точки a мах = A w 2 Сила, действующая на колеблющуюся материальную точку F = - m w 2 x = - kx . - 18 - Полная энергия материальной точки, совершающей гармонические колебания m w 2 A 2 W = 2 Пружинный маятник - груз массой m, подвешенный на абсолютно упругой пружине и совершающий колебания под действием упругой силы Период колебаний пружинного маятника Т = 2 p ? m/k , где mмасса маятника, k - жесткость пружины.

Математический маятник - идеализированная система, состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой и нерастяжимой нити.

Период колебаний математического маятника Т=2 p ? l/g , где l - длина математического маятника, g-ускорение свободного падения.

Затухающие колебания - колебания, амплитуда которых уменьшается с течением времени.

Вынужденные колебания - колебания, которые происходят под действием внешней периодически изменяющейся силы или внешней периодически изменяющейся эдс.

Автоколебания - незатухающие колебания, поддерживаемые внешним источником энергии, вид и свойства которых определяются самой системой.

Резонанс - явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебаний системы.

Колебательный контур - электрическая цепь, состоящая из включенных последовательно конденсатора емкостью С, катушки индуктивностью L и резистора сопротивлением R, в которой могут возникать электромагнитные колебания.

Формула Томсона , устанавливает связь между периодом Т собственных колебаний в контуре без активного сопротивления, индуктивностью L и емкостью С контура. T = 2 p ? L . C Полная электромагнитная энергия контура в любой момент времени W = LI 2 /2 + CU 2 /2 Переменный ток - электрический ток, изменяющийся во времени. ЭДС индукции, возникающая при вращении рамки E = BSN w sin w t, где В - индукция магнитного поля, S - площадь рамки, N - число витков в рамке, w - угловая скорость вращения рамки, t - время.

Максимальная ЭДС индукции E мах = BSN w Действующее значения силы тока и напряжения - среднее квадратичное значение силы переменного тока или напряжения за период.

Действующее значение силы тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за то же время. . - 19 - Действующее или эффективное значение силы переменного тока и напряжения связаны с их максимальными значениями формулами: __ __ I д = I m / ? 2 , U д = U м / ? 2 . Индуктивное сопротивление R L = w L Емкостное сопротивление R C = 1/ w . C Импеданс (полное сопротивление электрической цепи при синусоидальных напряжениях и токе) Z = ? R 2 + [ w L - 1/( w C)] 2 Закон Ома для цепи переменного тока I 0 = U 0 /Z, где I 0 и U 0 -амплитудные значения силы тока и напряжения.

Мощность переменного тока P = IU cos f Коэффициент мощности cos f = R/Z Трансформатор - электротехническое устройство, служащее для повышения или понижения напряжения переменного тока.

Коэффициент трансформации - отношение числа витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора, показывающее, во сколько раз ЭДС во вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чем в первичной. k = N 1 /N 2 = U 1 /U 2 При к > 1 трансформатор - понижающий, при к ВОЛНЫ Волна - процесс распространения колебаний в среде.

Поперечная волна - волна, в которой колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

Продольная волна - волна, в которой колебания происходят вдоль направления её распространения. Длина волны - величина, равная расстоянию между точками, фазы колебаний в которых отличаются на 2 p , или расстояние, на которое распостраняется волна за время, равное периоду колебаний точки среды. l = vT, где v - скорость волны, Т - период колебаний.

Формула, связывающая длину волны с частотой колебаний v = ly Фронт волны - поверхность, которая отделяет область пространства, уже вовлечённую в волновой процесс, от области пространства, в которой колебания ещё не возникли.

Волновая поверхность - геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.

Разность фаз 2 p Df = (r 2 - r 1 ) l . - 20 - Принцип суперпозиции волн: при распостранении в линейной среде нескольких волн каждая из них распстраняется так, как будто другие волны отсутствуют, а результирующее смещение частиц среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов.

Когерентность - согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.

Когерентные волны - волны, разность фаз которых остается постоянной во времени.

Когерентными могут лишь волны, имеющие одинаковую частоту.

Интерференция волн - сложение когерентных волн, при котором в разных точках пространства получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны.

Условия интерференционных максимумов : разность хода волн равна чётному числу длин полуволн или целому числу длин волн. D r = 2k l /2 = k l где D r - разность хода волн, l - длина волны, k = 0,1,2,... Условия интерференционных мимимумов : разность хода волн равна нечётному числу длин полуволн. D r = (2k + 1) l /2, где D r - разность хода волн, l - длина волны, k = 0,1,2,... Звуковые (или акустические) волны - распостраняющиеся в среде упругие волны, частоты которых лежит в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц.

Звуковые волны в газах и жидкостях могут быть только продольными. В твердых телах звуковые волны могут быть как продольными, так и поперечными.

Инфразвук - волны с частотами меньше 16 Гц.

Ультразвук - волны с частотами больше 20 кГц.

Интенсивность звука - величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м 2 , перпендикулярную направлению распостранению волны. I = W/St Интенсивность звука - величина, объективно характеризующая волновой процесс.

Громкость звука - субъективная характеристика звука, связанная с его интенсивностью и зависящая от частоты.

Высота звука - качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука. С ростом частоты высота звука увеличивается.

Электромагнитная волна - переменное электромагнитное поле, распостраняющееся в пространстве с конечной скоростью.

Электромагнитные волны возникают по той причине, что переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает переменное электрическое поле.

Электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью света.

Электромагнитные волны поперечны: векторы Е и В электрического и магнитного полей волны взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной вектору v скорости распостранения волны.

Электромагнитные волны поглощаются, отражаются и преломляются подобно всем другим видам волн. . - 21 - ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА Свет - электромагнитные волны, длина волны которых лежит в диапазоне от 4,5 . 10 -7 м до 8 . 10 -7 м.

Геометрическая оптика - раздел оптики, в котором законы распостранения света рассматриваются на основе представления о световых лучах.

Световой луч - линия, вдоль которой распостраняется энергия световых электромагнитных волн.

Оптически однородная среда - среда, для которой показатель преломления везде одинаков. Закон прямолинейного распостранения света: свет в оптически однородной среде распостраняется прямолинейно. Закон отражения света : луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр опущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения. Закон преломления : луч падающий, луч преломлённый и перпендикуляр, опущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной плоскости.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой (n 21 ). sin a /sin b = n 21 , где a - угол падения, b - угол преломления. Углы падения и преломления отсчитываются от перпендикуляра к границе раздела сред.

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления. n 21 = n 2 /n 1 Абсолютный показатель преломления среды - величина n, равная отношению скорости с электромагнитных волн в вакууме к их скорости v в среде. n = c/v Полное отражение света может наблюдаться при переходе луча света из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления.

Предельный угол полного отражения - угол падения, при котором угол преломления равен p /2. sin a пр = n 2 /n 1 , где a пр - предельный угол полного отражения; n 1 - показатель преломления среды, из которой луч света падает на границу раздела сред; n 2 - показатель преломления среды, в которую переходит преломлённый луч. Линза - прозрачное тело, ограниченное двумя поверхностями, преломляющими световые лучи, способное формировать оптические изображения предметов. По оптическим свойствам линзы делятся на собирающие и рассеивающие.

Тонкая линза - линза, толщина которой значительно меньше по сравнению с радиусами поверхностей, ограничивающих линзу.

Главная оптическая ось - прямая, проходящая через центры кривизны поверхностей линзы.

Оптический центр линзы - точка, лежащая на главной оптической оси и обладающая тем свойством, что лучи проходят сквозь нее не преломляясь. Фокус - точка, в которой после преломления собираются все лучи, падающие на линзу, параллельно главной оптической оси. . - 22 - Формула тонкой линзы 1/f + 1/d = 1/F, где d - расстояние от предмета до линзы; f - расстояние от линзы до изображения; F - фокусное расстояние. Для собирающей линзы F > 0, d>0, для действительного изображения f > 0, для мнимого изображения f Оптическая сила линзы - величина обратная фокусному расстоянию. D = 1/F. Единица оптической силы линзы - диоптрия (дптр). Оптическая сила тонкой линзы D = (n - 1) . (1/R 1 + 1/R 2 ), где n - относительный показатель преломления линзы, R 1 и R 2 - радиусы кривизны поверхностей (R > 0 для выпуклой поверхности; R для вогнутой). Увеличение линзы - отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета. G = H/h, где Н-размер изображения, hразмер предмета. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА Волновая оптика - раздел оптики, изучающий оптические явления, в которых проявляется волновая природа света.

Интерференция света - сложение когерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Дифракция света - явление огибания волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

Принцип Гюйгенса - каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Дифракционная решётка - это оптический прибор, представляющий собой систему из большого числа одинаковых по ширине и параллельных друг другу щелей, разделенных одинаковыми по ширине непрозрачными промежутками.

Постоянная (период) дифракционной решетки d = a + b, где а - ширина каждой щели решетки, b - ширина непрозрачных участков между щелями.

Условие главных максимумов для дифракционной решётки : dsin f = k l , где d - постоянная дифракционной решётки, f - угол дифракции, l - длина волны, k - порядок дифракционного максимума, k = 1,2,3... Дисперсия света - зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины волны) света или зависимость скорости световых волн от его частоты.

Следствие дисперсии - разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму. Угол отклонения лучей призмой f = A(n - 1), где А - преломляющий угол призмы, n - показатель ее преломления.

Естественный свет - электромагнитная волна, в которой направления векторов E и B могут лежать во всевозможных плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распостранения волны. . - 23 - Поляризованный свет - свет, в котором направления колебаний векторов Е и В каким-то образом упорядочены. КВАНТОВАЯ ОПТИКА Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного поля. Имеет нулевую массу покоя, движется со скоростью света.

Энергия кванта света e = h y = hc/ l , где h - постоянная Планка, y - частота света, l - длина волны, с - скорость света в вакууме. с = 3 . 10 8 м/с.

Постоянная Планка h = 6.625 . 10 -34 Дж/с Масса фотона m = h y /c 2 Импульс фотона p = h y /c = h/ l Внешний фотоэффект - вырывания электронов с поверхности металлов под действием света.

Законы внешнего фотоэффекта. 1. Закон Столетова: при фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света (сила фототока насыщения пропорциональна световому потоку). 2.Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой. 3.Для каждого вещества существует 'красная граница' фотоэффекта, т.е. минимальная частота света ниже которой фотоэффект невозможен.

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта: энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии. h n = A + mv 2 /2 Работа выхода - энергия , которую надо сообщить электрону для его выхода за пределы металла.

Красная граница фотоэффекта h n кр = А hc/ l кр = А АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные ( не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергию. В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, имеет дискретные квантованные значения момента импульса. mvr = nh/2 p , где m - масса электрона, v - его скорость, r - радиус орбиты, n = 1,2,3,... Второй постулат Бора ( правило частот) при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) фотон с энергией, равной разности энергий соответствующих стационарных состояний. h y = E n - E m Атомное ядро состоит из из протонов и нейтронов. Их общее название - нуклоны. . - 24 - Число протонов в ядре равно порядковому номеру химического элемента в таблице Менделеева, а число нейтронов равно разности между массовым числом и порядковым номером.

Массовое число - общее число нуклонов в атомном ядре.

Изотопы - атомы химических элементов, ядра которых состоят из одинакового числа протонов, но разного числа нейтронов.

Энергия связи ядра - энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны.

Энергия связи нуклонов в ядре E св = [Zm p + (A - Z)m n - m я ] . c 2 = [Zm H + (A - Z)m n - m] . c 2 , где m p , m n , m я - соответственно массы протона, нейтрона и ядра; m H - масса атома водорода. m - масса атома. А - массовое число, Z - заряд ядра.

Удельная энергия связи - энергия связи, отнесенная к одному нуклону. Е св / А Дефект массы ядра : разность между суммарной массой свободных нуклонов, из которых состоит ядро и массой ядра. D m = [Zm p + (A - Z)m n - m я ] . c 2 = [Zm H + (A - Z)m n - m] . c 2 Ядерные силы - силы, действующие между составляющими ядро нуклонами и значительно превышающими кулоновские силы отталкивания между протонами.

Относятся к классу сильных взаимодействий.

Радиоактивность - способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием элементарных частиц.

Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций). К радиоактивным превращениям относятся: альфа-распад, все виды бета-распада, спонтанное деление ядер, протонная радиоактивность.

Обычно все типы радиоактивности сопровождаются гамма-излучением. Три типа радиоактивного излучения: 1.Альфа-излучение - поток ядер гелия. 2.Бета-излучение - поток быстрых электронов. 3.Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны меньше 10 -10 м, т.е. является потоком фотонов.

Радиоактивный распад - естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Число ядер, распавшихся в среднем за промежуток времени dt dN = - l Ndt, где N - число нераспавшихся ядер в начальный момент времени, l - постоянная радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада - _ t N = N 0 exp(- l t) или N = N 0 2 T , где N 0 - число нераспавшихся ядер в начальный момент времени, N - число нераспавшихся ядер в момент времени t, exp = 2,72 - основание натурального логарифма, l - постоянная радиоактивного распада. Т - период полураспада.

Период полураспада - время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое. T = ln2/ l . - 25 - Число ядер, распавшихся за время t D N = N 0 - N = N 0 [ 1 - exp(- l t)] Cреднее время жизни радиоактивного ядра t = 1/ l Активность радиоактивного источника - число распадов радиоактивных ядер в единицу времени A = l N = ln2 . N/T Единица активности - беккерель.

Ядерная реакция - превращения атомных ядер одних химических элементов в ядра атомов других химических элементов, вызванные взаимодействием ядер с элементарными частицами или с другими ядрами.

Реакция деления ядра - тяжелое ядро под действием нейтронов делится чаще всего на два ядра, близких по массе.

Цепная реакция деления - ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции.

Коэффициент размножения нейтронов - отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении.

Необходимым условием для развития цепной реакции деления является требование k . 1. Критические размеры - минимальные размеры активной зоны, при которых возможно осуществление цепной реакции.