Выражение плотности тока через характеристики переносчиков заряда.

БИЛЕТ 1

1) Механическое движение- это процесс изменения положения тела в пространстве с течением времени относительно другого тела, которое мы считаем неподвижным. Тело, условно приятое за неподвижное- тело отсчета. Тело отсчета- это тело, относительно которого определяется положение другого тела. Система отсчета- тело отсчета, система координат, жестко связанная с ним, и прибор для измерения времени движения. Траектория движения- непрерывная линия, которую описывает движущееся тело(рассматриваемая как мат. Точка) по отношению к выбранной системе отсчета. Перемещение-направленный отрезок прямой ,соединяющий начальное положение тела с его последующим положением, векторная величина .Средняя скорость движения-физическая величина равная отношению вектора перемещения точки к интервалу времени, за которое это перемещение произошло. Направление вектора ср скорости совпадает с направлением вектора delta S. Vср=дельта s/ дельта t. Мгновенная скорость- физическая величина равная пределу к которому стремится средняя скорость при бесконечном уменьшении промежутка времени. Вектор мгновенной скорости направлен по касательной к траектории. Модуль равен первой производной пути по времени. V=lim дельтаt-0 дельта S/ дельта t= dS/dt.

Равноускоренное движение- это движение, при котором ускорение постоянно по модулю и направлению. S=V0t+ at^2/2 S=V^2-V0^2/2a S=V+V0*t/2.
2) Электромагнитная индукция – явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Опыты фарадея : если подностить постоянныф магнит к катушке или наоборот, то в катушке возникает электрический ток. То же самое происходит с двумя близко расположенными катушками: если к одной из катушек подключить источник переменного тока, то в другой также возникнет переменный ток. Но лучше всего этот эффект проявляется, если две катушки соеденить сердечником. Если поток вектора индукции, пронизывающий замкнутый, проводящий контур меняется, то в контуре возникает электрический ток. Это явление называют явлением ЭМИ, а ток – индукционным.
При этом явление совершенно не зависит от способа изменения потока вектора магнитной индукции; формулы ЭДС: E=|deltaФ/deltat|, где Ф– магнитный поток. Правило ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению магнитного потока, которым он вызван. ЭДС инд =-deltaФ/deltat
Вывод формулы ЭДС

1)dA1=IdФ
dФ- магнитный поток через площадку
2)dA2=I^2RT
3) Работы dA1 и dA2 совершаются за счет энергии источника тока
dA=эдсdq=эдсIt
 По ЗСЭ: Эдс Idt = IdФ+I^2 RT. I=(Эдс – d Ф/ dt)/R

d Ф/ dt =ЭДС
3) Тепловое излучение, его энергетические характеристики. Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое телом за счет его внутренней энергии, присущей всем телам при всех температурах. С увеличением температуры: 1)увеличивается интенсивность излучения. 2) максимум излучения смещается в сторону более коротких длин волн. 3) температура тела понижается, пока не наступит термодинамическое равновесие.
Энергетические характреистики теплового излучения. 1) поток энергии( мощность излучения) Ф=dW/dt (Вт) dW – энергия теплового излучения всех длин волн испускаемого за время dt.
2) Энергетическая светимость: M=dФ/dS (Вт/м^2), где М – энергетическая светимость. М= потоку энергии всех длин волн, которые испускаются единицей поверхности. M=W/St , где М численно равна энергии всех длин волн, излучаемых телом с единицы площади за единицу времени. М=f(t)  - хар. Интенсивность излучения при данной t
3) cпектральная плотность энергетической светимости. Mλ = dM/d λ

Mν= dM / d ν ….. Mλ численно равна энергии электромагнитных волн с длинами от лямбда до лямбда +dлямбда испускаемых с единицы площади за единицу времени и отнесенной к ширине интервала dлямбда. Mλ=f(T, λ) - характеризует интенсивтность телпового излучения для данных Т и лямбда. M= интеграл от нуля до бесконечности Mλdλ
4) Коэффициент поглощения ( поглощательная способность) αλ=dФ(погл) λ/dФ(падающего) λ, где αλ<=1

 Альфалямбда показывает какая часть энергии падающего потока данной длины волны поглощается поверхностью тела.
альфалямбда=1 – абсолютно черное тело.
ЗАКОНЫ кирхгофа: Mλ1/ αλ1= Mλ2/ αλ2=…….= Mλ0. Mλ0=f(лямбда, T) - функция кирхгофа.(спектральная плотность энергетичской светимости абсолютно черного тела. Отношение мпектральной плотности энергетической светимости тела к его коэфу поглощения одиннаково для всех тел и равно спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при той же температуре.
ЗАКОН стефана- больцмана: M0=сигма T^4
сигма=5,7*10^-8 Вт/М^2*k^4  - постоаянная стефана больцмана. Энергетическая светимость абсолютно черого тела пропорциональна четвертой степени температуры на постоянную больцмана
Закон смещения Вина. T λmax=b
b=2,9*10^-3 мК
Длина волны, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре.
λmax - длина волны на которую приходится максимум излучения!!!!!1
Постулат Планка
1) излучение электромагнитных волн атомами происходит отдельными порциями – квантами. Энергия кванта равна Э(эдс)=h НЮ
h=6,62*10^-34 Дж*с – постоянная Планка
M0лямбда=(2Pi*h*c^2/лямбда^5)*1/e^(hc/kTлямбда)-1
h- gостоянная планкаа

С- скорость света в вакууме
k=1,38*10^-23 Дж/К - постоянная больцмана
Абсолютно чёрное тело — физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. ... Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

Билет2
1) кинетическая энергия тела – энергия движущегося тела. По определнию кинетическая жнергия покоящегося в данной системе отсчета тела обращается в 0. Изменение кинетической энергии тела ( материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной силой дейсвтующей на тело за этот же промежуток времени. Равбота равна = Ek2-Ek1 = deltaEk
Поступательное движение – в этом случае все точки тела движутся с одиннакомывми скоростями, равными скорости движения центра масс. Кинетичсекая энергия поступательного вращения равна:

или
Таким образом, кинетическая энергия тела при поступатель­ном движении равна половине произведения массы тела на квад­рат скорости центра масс.
Вращательное движение . Если тело вращается вокруг какой-нибудь оси О z (см. рис.1), то скорость любой его точки где - расстояние точки от оси вращения, а - угло­вая скорость тела. Подставляя это значение и вынося общие множители за скобку, получим:

Величина, стоящая в скобке, представляет собою момент инерции тела относительно оси z . Таким образом, окончательно найдем:

т.е. кинетическая энергия тела при вращательном движении равна половине произведения момента инерции тела относительно оси вращения на квадрат его угловой скорости.
2 ) Магнитное взаимодействие – взаимодейтвие упорядоченных движущихся электрических зарядов.
Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля.
Сила лоренса – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся со скоростью V положительный заряд, где V – скорость упорядоченного движения носителей положительного заряда. Fл=qvBsina
Cила ампера – сила с которой магнитное поле действует на проводник с током. Fа= BIdeltaLsina
Сила Лоренца перпендикулярна векторам В и v , и её направление определяется с помощью того же правила левой руки, что и направление силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца F л.
Если вектор магнитной индукции паралеллен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакое дейсвтие на проводник с током. Т е сила ампера равна 0                                                                               Магнитная индукция – векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле. Вектор магнитной индукции всегда направлен по касательной к магнитной линии. Магнитными линиями называются воображаемые линии, вдоль которых расположились бы магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

B=МюМюнулевоеH.
Индукция магнитного поля, созданного бесконечно длинным прямолинейным проводником с током. B=мюмюнулевоеI/2PiR, где Мю – отнсоительная магнитная проницаемость, Мюнулевое – магнитная постоянаня. R –расстояние до проводника.
Магнитная индукция поля в центре кругового тока. B= мюмюнулевое I/2R
где r – радиус
Соленоид : B=мюмюнулевое In где n = N/l
Напряженность магнитного поля – векторная величина характеризующая магнитное поле и определяющаяся следующим оборазом: H=I/l (ампер/метр)Напряженность магнитного поля для прямого проводника
H=I/2PiR
для круогового тока: H=I/2R
Закон Био-Савара-Лапласса. Магнитное поле любого тока может быть вычесленно как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками тока.
dB(вектор)=мюмюнулевоеI[dl*r(вектор)]/4Pir^3dB(не вектор)= мюмюнулевое Idlsina/4Pir^2
dB – индукция магнитного поля. dl – длина элементарного участка проводника с током. r – вектор, проведенный от элементарного тока dl в рассматриваемую точку.
3) В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества (МКТ) лежат три основных положения:все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов, элементарных частиц), между которыми есть промежутки;частицы находятся в непрерывном тепловом движении;(докозательство – броуновское движение)между частицами вещества существуют силы взаимодействия (притяжения и отталкивания); природа этих сил электромагнитная.
агрегатное состояние вещества зависит от взаимного расположения молекул, расстояния между ними, сил взаимодействия между ними и характера их движения.Сильнее всего проявляется взаимодействие частиц вещества в твердом состоянии. Расстояние между молекулами примерно равно их собственным размерам. Это приводит к достаточно сильному взаимодействию, что практически лишает частицы возможности двигаться: они колеблются около некоторого положения равновесия. Они сохраняют форму и объем. Wk<<WпотminСвойства жидкостей также объясняются их строением. Частицы вещества в жидкостях взаимодействуют менее интенсивно, чем в твердых телах, и поэтому могут скачками менять свое местоположение – жидкости не сохраняют свою форму – они текучи. Жидкости сохраняют объем. Wk=WпотminГаз представляет собой собрание молекул, беспорядочно движущихся по всем направлениям независимо друг от друга. Газы не имеют собственной формы, занимают весь предоставляемый им объем и легко сжимаются. Wk>>WпотminПлазма - частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. При достаточно сильном нагревании любое вещество испаряется, превращаясь в газ. Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т. е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, которые затем превращаются в ионы.
СТАТИСТИЧЕСКИЙ метод описания состояния и поведения систем многих частиц. Свойства системы, состоящей из большего числа частиц. Свойства сисетмы с большим числом молекул отличаются от свойств отдельных молекул. В таких система возникают новые закономерности – стастистические. В статистическом методе используют средние значения Vср и Wср. Эти средние значения расчитывают на основе функции распредедения частиц по состоянию. F9x)=dомега/dx – вероятность того, что х имеет значние в интервале dx Основная задача: найти функицю распределения. Функция распредления максвелла по скоростям. F(v)=Ae^(-mv^2/2KT)*4PiV^2
A- const K-пост больцмана =1,38*10^-23 дж/к
Vв- наиболее вероятная скорость Vв=sqrt(2kt/m)

Vсра- v средняя арифметическая. Vсра=интегрл от нуля до бесконечности v*f(v)dv=sqrt(8kt/Pim)

Vср квадратичная = интеграл от нуля до бесконечности v^2f(v)dv=sqrt(3kt/m)

 

Основное уравнение мкт идеального газа.
Идеальный газ – модель газа в котором силы притяжения частиц =0, тоесть пот. Энергия равна 0. Применяется ко всем адеальным газам при атмосферном давлении. Уравнение устанавливает связь между средними значениями и термодинамическим параметрами. Давление газа – определяется суммарным импульсом переданным молекулами газа стенкам сосуда за единицу времени в расчете на единицу площади. P=F/s(Па) ……. deltaP(вектор)=P2(вектор)-P1(вектор) deltaP=2mv fdeltat=deltap за deltat – Z ударов 1/6N - в положительном направлении Х     N=n*v=nsvdeltat
z=1/6nsvdeltat Fdeltat=deltap*z F=mv^2sn/3 => P =1/3 m 0 nV ^2(ср. Квадратич) p - давление m0- масса одной молекулы n – концентрация. Основное уравнение мкт связывает макро(p) и микро(m0) параметры.

 

Билет3
1) ускорение движения – векторная физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела.Первая производная от скорости по времени. Тангенциальное и нормальное ускорения. Тангенц. Ускорение – составляющая вектора ускорения, направленная вдоль касательной к траектории в данной точки траектории движения. Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю при криволинейном движении. а(танг)= dV/dt=(v1-v0)/deltat. Направление вектора тангенциального ускорения лежит на одной оси с касательной окружности, которая является траекторией движения тела.
Нормальнео ускорение – составляющая вектора ускорения, направленная вдоль нормали к траектории движения тела в данной точке на траектории движения. Вектор перпендикулярен линейной скорости движения. Направлен по радиусу кривизны траектории. а(норм) = v^2/r .

Формула скорости при равноускоренном движении. V=v0+adeltat
2) поток индукции магнитного поля. Магнитный поток через контур численно равен произведению модуля вектора магнитной индукции B на площадь, ограниченную контром и на косинус угла между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к поверхности, ограниченной этим контуром. Ф=BScosa (Вб – вебер) (для однородного поля). Для неоднородного поля: Элементарный поток: dФ=BcosadS Ф=интеграл от s(снизу) BndS
Теорема Остроградского – гаусса. Поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю. Отражает отсутствие магнитных зарядов. Формула работы силы ампера при движении прямого проводника с постоянным током в однородном магнитном поле.
Сила ампера: Fa=BIdeltalsina=BIdeltal
A- работа силы ампера. A=Fa*x=BIdeltalx. Площадь пересекаемая проводником равна deltalx      deltaФ=BnS A=IdeltaФ

Индуктивность контура: Индуктивность – физическая величина численно равная эдс самоиндукции, возникающая в контуре при изменении силы тока на 1 ампер за 1 секунду.
Ф=LI L измеряется в Гн(генри)
Энергия магнитного поля: магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденасаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии. W=LI^2/2
Плотность Энергии магнитного поля. Омега=W/v=(LI^2)/2Sl =(мюмюнулевое n^2 slI^2)/2Sl => омега = (мюмюнулевое H^2)/2
H=In
3) Осуществлении интерференции света от обычных источников света.
Интерференция света – устойчивое во времени усиление интенсивности света в одних точках пространства, ослабление – в других, наблюдаемое при наложении когерентных волн.
Когерентные волны – разность фаз колебаний, возбуждаемых ими в какой либо точке, остается постоянной во времени. ( могут быть только монохроматические волны)
Монохроматическая волна – волна одной определенной и строго постоянной частоты.

к-волновое число, показывающее чему равна разность фаз точек, находящихся на расстоянии 1м.
r – расстояние до точки

 E1=E01sin(омегаt-k1r1)

E2=E02sin(омегаt-k2r2)

K1=2Pi/лямбда1
K2=2Pi/лямбда2
d<<L
В точке M складываются два колебания одной частоты и одного направления. E0^2(результ)=E01^2+E02^2+2E01E02cosdeltaфи
deltaфи = k1r1-k2r2 лямбда=VT = cT/n1=лямбданулевое/n1

Vср= c/n n- коэф преломления. Deltaфи= 2Pi*deltaб/лямбда нулевое (б- сигма маленькая, только в другую сторону)
лямбданулевое - длина волны в вакууме.
б=nr – оптическая длина пути deltaб=n1r1-n2r2 – разность оптических путей

Условия максимум и минимумов интерцференции света на пленке в отроженном и проходящем свете.
Явление интерференции наблюдается в тонком слое несмешивающихся жидкостей керосина или масла на поверхности воды, в малых пузырях, в бензине. Луч света проходя через пленку толщиной h отразится дважды: от внутренней и наружней поверхностей. Отраженные лучи будут иметь постоянную разность фаз, равную удвоенной   толщине пленки. От чего лучи станут когерентрными и будут интерферировать. Разность оптических путей волн в отраженном свете. Deltaб=(AB+BC)n-AD-лямбданулевое/2
deltaб = 2hncosбета-лямбда/2 Deltaб = 2hsqrt(n^2-sin^2a)-лямбда/2
условие максимума: deltaб=+-nлямбда
условие минмума: deltaб=+-(2n+1)*лямбда/2

Полоса равного наклона – интер. полосы, возникающие в результате наложения лучей, паlающих на плоскопараллельную пластину под одиннаковыми углами.
Полосы равной толщины: каждая из инт. Полос возникает в результате отражения от участков клина с одиннаковой толщиной, поэтому их называют полосами равной толщины.

 

4 БИЛЕТ

1)первый закон ньютона: Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор пока взаимодействие со стороны других тел не изменит это движение. Инерциальная система отсчета = такая система отсчета, относительно которой материальная точка свободна от внешних воздействий, либо покоится либо движется прямолинейно и равномерно. В природе существует 4 вида взаимодейтсвия: гравиатационное( силы тяготения) – взаимодействие между телами, которые обладают массой. 2 – электромагнитные – справдливы для тел, обладающих электрическим зарядом, ответственны за такие механические силы, как сила трения, сила тяготения. 3) сильные – взаимодействие – короткодейтвующее ( действуют на расстоянии порядка размера ядра. 4) слабое – ответственны за некоторые виды взаимодейтвия среди элементарных частиц, за некоторые виды бета – распада и за другие процессы, происходящие внутри атома и атомного ядра.
Масса тела – колличественная характеристика инертных свойств тела. Она показывае, как тело реагирует на внешнее воздействие.         

Второй закон ньютона – сила действующие на тело равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение. Импульс тела – физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость движения называется импульсом тела.
Выражение второго закона ньютона через изменение импульса тела. F=ma=m(v2-v1)/deltat или Fdeltat=mv2-mv1=mdeltav=delta(mv) Над скоростью и силой и ускорением – вектора.
Равноемерное движение – движение с постоянной скоростью т е когда v=const и ускорение или замедление не происходит т е a=0
прямолинейное движение – движение по прямой линии. Т е7 траектория прямолинйеного движения – прямая линия.

Равноускоренное движение – движение, при котором ускорение постоянно по модулю и направлению.
2) Формула работы электростатического взаимодействия двух точечных зарядов. Работа на пути dl равная dA=Fdlcosa=(1/4Piэписолннулевое)*(q1q2/r^2)dlcosa, то есть dA=(q1q2/4piэпсиолнулевое r^2)*dr

Консервативность поля точечного заряда: работа по перемещения точечного заряда из точки 1 в точку 2 не зависит от траектории движения. Определяется только анчальным и конечным положениями. Таким образом электростатическое поле точечного заряда является потенциальным. А электростатические силы - консервативными.
Формула работы электростатического поля                     

 

Связь напряженности электростатического поля с потенциалом. A=q(фи1-фи2)=qU

A=-(фи2-фи1)*q = -qdeltaфи

U=фи1-фи2=-deltaфи=A/q
3) фотоэффект. Явление вырывания электронов из вещества под действием света.

 

Вольтамперная характеристика: 1) U=0 I0не равно 0
2)(mv^2max)/2=eUзапирающее; U=Uз, I=0
3)Iнас=en; n – число электронов, испускаемых катодом за единицу времени
4)Iнас ~ Ф, где Ф – поток света. Чем больше поток(интенсивность) тем больше вылетает электронов.
Опытные закономерности фотоэффекта(законы)

1) фототок насыщения прямопроппорционален интенсивности света, падающего на катод. Iнас~Ф
2) максимальная кинетическая энергия линейно зависит от частоты света и не зависит от интенсивности. Wкин=f(ню(частота))
3) для каждого вещества существует минимальная частота света, называемся красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.
Гипотеза эйнштейн а- свет не только излучается, но и распространяется и поглощается квантами.Квант - неделимая порция света.
Уравнение Эйншейна для фотоэффекта:
hню=Aвых+(mv^2max)/2
hню – энергия поглощаемого кванта;
1закон: интенсивность света ~ nср(числофотонов)UЭпсилон(энергия фотона)=hню

2 закон – записан

3 закон: hнюкрасн=Aвых Нюкрасн=Aвых/h

Лямбдакрасная=ch/Aвых
Фото́н элементарная частица, квант электромагнитного излучения

 

5 БИЛЕТ
1)Момент силы относительно оси – проекция вектора момента силы на ось.

Плечо силы – кратчайшее расстояние от линии действия силы до моментной точки.
выражение момента силы относительно оси через тангенциальную составляющую силы

Момент инерции тел – характеризует меру инертности тел, вращающихся отностительно фиксированной оси вращения.
Момент инерции материальной точки с массой M равен проивзедению массы на квадрат расстояния r от точки до оси вращения J=mr^2
Для системы материальных точек J=сумма miri^2, где i=1 2 3 4 ….n
Для твердого тела: J=интеграл ро r^2 dv
Кольцо: J=mr^2 цилиндр: J=mr^2/2 шар: J=(2/5)*mr^2
Стержень длинной l : J=ml^2/12
Теормеа штейнера: Момент инерции тела относительно произвольной оси J равен сумме момента инерции J0 отнсоительно оси, параллельной данной и проходящей через центр масс тела и произведения массы тела на квадрат расстояния между освями. J=j0+md^2
Уравнение динамики вращательного движения deltap/deltat=F [r*deltap/deltat]=[r*F], можно доказать что : [r*deltap/deltat]=d/dt(r*p) => dL/dt=M

Основной закон динамики вращательного движения
Скорость изменения момента импульса тела равна суммарному моменту сил, действующих на тело. dL(вектор)/dt=M(вектор) dLz/dt=Mz Lz=Jомега
Mz=d(Jомега)/dt=J*dомега/dt=Jальфа
Mz = J альфа произведение момента инерции тела на его угловое ускорение равно моменту силы, действующей на тело.
Условия равномерного и равноускоренного вращения твердого тела: равномерное вращение:омега =const
фи=финулевое+омегаt
равноускоренное вращение: эпсилон(угловое ускорение)=const, фи=финулевое+омеганулевоеt +(эпсилон t^2)/2
2) Электромагни́тные во́лны — электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Электромагнитной волной называют распространяющеесяэлектромагнитное поле.

условием возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов. Так, изменение магнитного поля происходит при изменении тока в проводнике, а изменение тока происходит при изменении скорости зарядов, т. е. при движении их с ускорением. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, по расчетам Максвелла, должна быть приблизительно равна 300 000 км/с. Суть теории Максвелла состоит в том, что изменяющееся магнитное поле создает не только в окружающих телах, но и в вакууме вихревое электрическое поле, которое, в свою очередь, вызывает появление магнитного поля.Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

n = n2/n1.

Закон преломления света находит объяснение в волновой физике. Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую. Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ₁ к скорости их распространения во второй среде υ₂:n=ню1 делить на ню2Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде: n=c/v

радиоволны ν=10⁵- 10¹¹ Гц, λ=10^-3-10³ м.Получают с помощью коле­бательных контуров и макро­скопических вибраторов. Свойства. Радиоволны различных ча­стот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами. Применение Радиосвязь, телевидение, радиолокация. Инфракрасное излучение (тепловое)ν=3-10¹¹- 4^.10¹⁴ Гц, λ=8^.10^-7 - 2^.10^-3 м.Излучается атомами и мо­лекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой тем­пературе. Свойства

Проходит через некото­рые непрозрачные тела, а так­же сквозь дождь, дымку, снег.

Производит химическое действие на фотопластинки.Поглощаясь веществом, нагревает его.Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):

Свойства.Воздействует на глаз.Ультрафиолетовое излучение

(меньше, чем у фиолетового света)Источники: газоразрядные лампы с трубками из кварца (кварцевые лампы).Излучается всеми твердыми телами, у которых T>1000°С, а также светящимися парами ртути.Свойства. Высокая химическая активность (разложение хлорида сереб­ра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность
Рентгеновские лучи Излучаются при большом ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке
Свойства Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность.
γ-излучениеИсточники: атомное ядро (ядерные реакции). Свойства. Имеет огромную проникающую способность, оказывает силь­ное биологическое воздействие. Общим свойством электромагнитных волн является также то, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.
3)Круговые процессы, их КПД. P , V , T = const
- равновесное состояние. Переход из состояние 1 в другое всегда связан с нарушением равновесия.
Термодинамический процесс – переход от состояния 1 к состояюнию 2 ( пример – любоей график в системе p(v) ) В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние, следовательно, полное изменение внутренней энергии равно нулю. Поэтому ΔQ=ΔU+A=A, то есть работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты. Если в ходе кругового процесса система не только получает количество теплоты Q₁, но и теряет (отдает) количество теплоты Q₂, то Q=Q₁-Q₂.
Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса - это величина, равная отношению работы, совершенной системой, к количеству теплоты, полученному в этом цикле системой: η=A/Q₁=(Q₁-Q₂)/Q₁=1-(Q₂/Q₁) (65)

Термодинамический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении. Причем, если такой процесс происходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.
Реальные процессы необратимы, в них всегда происходит диссипация (потеря) энергии (из-за трения, теплопроводности и т.д.). Обратимые процессы - это физическая модель (идеализация реальных процессов).
Цикл Карно: - прямой обртатимый круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Условие обратимости: нагреватель и холодильник неизменяют свою температуру. Изотермический процесс будет обратимым, если температура Т1 нагревеателя совпадает с температурой газа Т. Тн=т1. Тх=Т2
1-2: Изотермическое расширение. Q1=A1-2 ,

 A1-2=m/M*RT1*lnV2/V1 >0
3-4 изотермическое сжатие: Q2=A3-4 A3-4=m/M RT2 lnV4/V3 <0
2-3 адиабатическое расширение: A2-3=-(U3-U2)=m/M CvT1-m/M CvT2

4-1 адиабатическое сжатие: A4-1 = U4-U1 = m/M CvT2- m/M CvT1
A2-3+A4-1=0

кпд идеального и реального цикла карно.

 

 

 

6 БИЛЕТ.
1)Момент силы относительно оси – проекция вектора момента силы на ось.

Плечо силы – кратчайшее расстояние от линии действия силы до моментной точки.
выражение момента силы относительно оси через тангенциальную составляющую силы

Момент инерции тел – характеризует меру инертности тел, вращающихся отностительно фиксированной оси вращения.
Момент инерции материальной точки с массой M равен проивзедению массы на квадрат расстояния r от точки до оси вращения J=mr^2
Для системы материальных точек J=сумма miri^2, где i=1 2 3 4 ….n
Для твердого тела: J=интеграл ро r^2 dv
Кольцо: J=mr^2 цилиндр: J=mr^2/2 шар: J=(2/5)*mr^2
Стержень длинной l : J=ml^2/12
Теормеа штейнера: Момент инерции тела относительно произвольной оси J равен сумме момента инерции J0 отнсоительно оси, параллельной данной и проходящей через центр масс тела и произведения массы тела на квадрат расстояния между освями. J=j0+md^2
Уравнение динамики вращательного движения deltap/deltat=F [r*deltap/deltat]=[r*F], можно доказать что : [r*deltap/deltat]=d/dt(r*p) => dL/dt=M

Основной закон динамики вращательного движения
Скорость изменения момента импульса тела равна суммарному моменту сил, действующих на тело. dL(вектор)/dt=M(вектор) dLz/dt=Mz Lz=Jомега
Mz=d(Jомега)/dt=J*dомега/dt=Jальфа
Mz = J альфа произведение момента инерции тела на его угловое ускорение равно моменту силы, действующей на тело.
Условия равномерного и равноускоренного вращения твердого тела: равномерное вращение:омега =const
фи=финулевое+омегаt
равноускоренное вращение: эпсилон(угловое ускорение)=const, фи=финулевое+омеганулевоеt +(эпсилон t^2)/2
2) Магнитное взаимодействие – взаимодейтвие упорядоченных движущихся электрических зарядов.
Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля.
Сила лоренса – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся со скоростью V положительный заряд, где V – скорость упорядоченного движения носителей положительного заряда. Fл=qvBsina
Cила ампера – сила с которой магнитное поле действует на проводник с током. Fа= BIdeltaLsina
Сила Лоренца перпендикулярна векторам В и v , и её направление определяется с помощью того же правила левой руки, что и направление силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца F л.
Если вектор магнитной индукции паралеллен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакое дейсвтие на проводник с током. Т е сила ампера равна 0                                                                               Магнитная индукция – векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле. Вектор магнитной индукции всегда направлен по касательной к магнитной линии. Магнитными линиями называются воображаемые линии, вдоль которых расположились бы магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

B=МюМюнулевоеH.
Индукция магнитного поля, созданного бесконечно длинным прямолинейным проводником с током. B=мюмюнулевоеI/2PiR, где Мю – отнсоительная магнитная проницаемость, Мюнулевое – магнитная постоянаня. R –расстояние до проводника.
Магнитная индукция поля в центре кругового тока. B= мюмюнулевое I/2R
где r – радиус
Соленоид : B=мюмюнулевое In где n = N/l
Напряженность магнитного поля – векторная величина характеризующая магнитное поле и определяющаяся следующим оборазом: H=I/l (ампер/метр)Напряженность магнитного поля для прямого проводника
H=I/2PiR
для круогового тока: H=I/2R
Закон Био-Савара-Лапласса. Магнитное поле любого тока может быть вычесленно как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками тока.
dB(вектор)=мюмюнулевоеI[dl*r(вектор)]/4Pir^3dB(не вектор)= мюмюнулевое Idlsina/4Pir^2
dB – индукция магнитного поля. dl – длина элементарного участка проводника с током. r – вектор, проведенный от элементарного тока dl в рассматриваемую точку.
3)Ядерная модель атома
резерфорд предположил что атом устроен подобно планетарной системе . Суть модели строения атома по резерфорду заключается в следующем: в центре атома находится положительно заряженнрое ядро, в котором сосредоточенна вся масса. Вокруг ядра по круговым орбитам на больших расстояниях вращаются электроны. Заряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице менделеева. dя=10^-14 dа=10^-10  Атом по резерфорду: 1) положительно заряженное ядро в центре атома и электроны на орбитах вокруг ядра. 2) характер движения электронов определяется двействием кулоновских сил со стороны ядра. 3) диаметр ядра в 100000 меньше диаметра атома. 4) масса ядра составляет 99 процентов массы всего атома.
5) заряд ядра по модулю равен сумме зарядов электронов, поэтому атом в целом нейтрален.
состав ядра: протон нейтрон электрон. Протон и нейтрон – нуклоны; массовое число А находится сверху , а зарядовое снизу,Результаты квантово механического рассмотрения поведения электрона в водородоподобном атоме.квантово механического рассмотрения поведения электрона в водородоподобном атоме показывает, что как и любые частицы, находящиеся в ограниченной области, электрон в водородоподобном атоме может находиться только в таких стационарных состояниях, в которых энергия электрона равна дискретным занчениям энергии, которые определяются по формуле. Энергия электрона в атоме принимает дискретные значения то есть квантуется Wп=(-me^4/8эпсиолннулевое h^2)* z^2/n^2, где m –масса электрона, е – заряд элеткрона, эпсилон нулевое – постоянная, h- постоянная планка, n- целое число, z – зарядовое число( номер в таблице менделеева)
n- главное кварнтовое число, которое определяет энергию электрона в атоме.

Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами. В состоянии покоя электрон находится на нижнем уровне, поглощая энергию, электрон переходит на более выскоий уровень( переходит в возбужденное состояниее). Время жизни электрона в возбужденном состоянии 8-10 секунд, после чего электрон переходит на уровень ниже. Возвращение на предыдущий уровень сопровождается излучением фотонов с определенным количеством энергии.
Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний) гласит: атомная система может находится только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E_n. В стационарных состояниях атом не излучает.
Второй постулат Бора (правило частот) формулируется следующим образом: при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией E_n в другое стационарное состояние с энергией E_m излучается или поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: hν_nm = E_n – E_m,
третий постулат : на стационарной орбите момент импульса электрон квантуется. mVrn=nh(с палкой) h(c палкой)=h/2Pi=1,05*10^-34 дж*c

 

7 БИЛЕТ

1)Второй закон Ньютона для точечного тела,движущегося по окружности. Приведите примеры и укажите силы, обуславливающие центростремительное ускорение.

M=Je(угловое ускорение) или e(угловое ускорение)=M/J J=mR^2. Это выражение представляет собой аналог второго закона Ньютона для вращательного движения из которого следует что угловое ускорение прямо пропорционально вращательному моменту и обратно пропорционально моменту инерции. Из этого следует что момент инерции является мерой его инертности во вращательном движении относительно неподвижной оси. В поступательном движении мерой инертности является масса тела. ПРИВЕДИТЕ примеры и укажите силы обуславливающие центростремительное ускорение. 1) деревянный брусок лежит на вращательном диске(сила трения бруска с диском) 2)спутник обращается вокруг земли(сила притяжения спутника землей) 3)шарик вращающийся на шнуре, закрепленном одним концом в точке О(сила упругости шара)

2) Магнитное взаимодействие – взаимодейтвие упорядоченных движущихся электрических зарядов.
Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля.
Сила лоренса – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся со скоростью V положительный заряд, где V – скорость упорядоченного движения носителей положительного заряда. Fл=qvBsina
Cила ампера – сила с которой магнитное поле действует на проводник с током. Fа= BIdeltaLsina
Сила Лоренца перпендикулярна векторам В и v , и её направление определяется с помощью того же правила левой руки, что и направление силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца F л.
Если вектор магнитной индукции паралеллен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакое дейсвтие на проводник с током. Т е сила ампера равна 0                                                                               Магнитная индукция – векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле. Вектор магнитной индукции всегда направлен по касательной к магнитной линии. Магнитными линиями называются воображаемые линии, вдоль которых расположились бы магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

B=МюМюнулевоеH.
Индукция магнитного поля, созданного бесконечно длинным прямолинейным проводником с током. B=мюмюнулевоеI/2PiR, где Мю – отнсоительная магнитная проницаемость, Мюнулевое – магнитная постоянаня. R –расстояние до проводника.
Магнитная индукция поля в центре кругового тока. B= мюмюнулевое I/2R
где r – радиус
Соленоид : B=мюмюнулевое In где n = N/l
Напряженность магнитного поля – векторная величина характеризующая магнитное поле и определяющаяся следующим оборазом: H=I/l (ампер/метр)Напряженность магнитного поля для прямого проводника
H=I/2PiR
для круогового тока: H=I/2R
Закон Био-Савара-Лапласса. Магнитное поле любого тока может быть вычесленно как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками тока.
dB(вектор)=мюмюнулевоеI[dl*r(вектор)]/4Pir^3dB(не вектор)= мюмюнулевое Idlsina/4Pir^2
dB – индукция магнитного поля. dl – длина элементарного участка проводника с током. r – вектор, проведенный от элементарного тока dl в рассматриваемую точку.

2 В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества (МКТ) лежат три основных положения:все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов, элементарных частиц), между которыми есть промежутки;частицы находятся в непрерывном тепловом движении;(докозательство – броуновское движение)между частицами вещества существуют силы взаимодействия (притяжения и отталкивания); природа этих сил электромагнитная.
агрегатное состояние вещества зависит от взаимного расположения молекул, расстояния между ними, сил взаимодействия между ними и характера их движения.Сильнее всего проявляется взаимодействие частиц вещества в твердом состоянии. Расстояние между молекулами примерно равно их собственным размерам. Это приводит к достаточно сильному взаимодействию, что практически лишает частицы возможности двигаться: они колеблются около некоторого положения равновесия. Они сохраняют форму и объем. Wk<<WпотminСвойства жидкостей также объясняются их строением. Частицы вещества в жидкостях взаимодействуют менее интенсивно, чем в твердых телах, и поэтому могут скачками менять свое местоположение – жидкости не сохраняют свою форму – они текучи. Жидкости сохраняют объем. Wk=WпотminГаз представляет собой собрание молекул, беспорядочно движущихся по всем направлениям независимо друг от друга. Газы не имеют собственной формы, занимают весь предоставляемый им объем и легко сжимаются. Wk>>WпотminПлазма - частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. При достаточно сильном нагревании любое вещество испаряется, превращаясь в газ. Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т. е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, которые затем превращаются в ионы.
СТАТИСТИЧЕСКИЙ метод описания состояния и поведения систем многих частиц. Свойства системы, состоящей из большего числа частиц. Свойства сисетмы с большим числом молекул отличаются от свойств отдельных молекул. В таких система возникают новые закономерности – стастистические. В статистическом методе используют средние значения Vср и Wср. Эти средние значения расчитывают на основе функции распредедения частиц по состоянию. F9x)=dомега/dx – вероятность того, что х имеет значние в интервале dx Основная задача: найти функицю распределения. Функция распредления максвелла по скоростям. F(v)=Ae^(-mv^2/2KT)*4PiV^2
A- const K-пост больцмана =1,38*10^-23 дж/к
Vв- наиболее вероятная скорость Vв=sqrt(2kt/m)

Vсра- v средняя арифметическая. Vсра=интегрл от нуля до бесконечности v*f(v)dv=sqrt(8kt/Pim)

Vср квадратичная = интеграл от нуля до бесконечности v^2f(v)dv=sqrt(3kt/m)

 

Основное уравнение мкт идеального газа.
Идеальный газ – модель газа в котором силы притяжения частиц =0, тоесть пот. Энергия равна 0. Применяется ко всем адеальным газам при атмосферном давлении. Уравнение устанавливает связь между средними значениями и термодинамическим параметрами. Давление газа – определяется суммарным импульсом переданным молекулами газа стенкам сосуда за единицу времени в расчете на единицу площади. P=F/s(Па) ……. deltaP(вектор)=P2(вектор)-P1(вектор) deltaP=2mv fdeltat=deltap за deltat – Z ударов 1/6N - в положительном направлении Х     N=n*v=nsvdeltat
z=1/6nsvdeltat Fdeltat=deltap*z F=mv^2sn/3 => P =1/3 m 0 nV ^2(ср. Квадратич) p - давление m0- масса одной молекулы n – концентрация. Основное уравнение мкт связывает макро(p) и микро(m0) параметры.

 

БИЛЕТ 8

1) работа силы- мера действия силы при превращении механического движения в другую форму движения. A=F*Scosa
примеры формул работы сил: работа силы тяжести: A=mgh
Работа силы тяжести по наклонной поверхности: A=mgscosa
Работа силы упругости: A=kx^2/2 A=k/2 (x1^2-x2^2)
Работа силы трения: A=-|F(вектор)|s
Консервативными называются силы, работа которых не зависит от формы траектории. Определяется только положеним начальных и конечных точек. К калссу консервативных сил относят гравитационные силы, упругие и силы электростатического взаимодействия. Существуют силы, работа которых зависит от формы пути. То есть работа по замкнутой траектории не равна 0, например сила трения. Такие силы называются неконсервативными. В этом случае работа не идет на увеличение потенциальной энергии, а идет на увеличение кинетической энергии молекул тела( на нагревание.
Потенциальная энергия – скалярная физическая величина, равная работе, совершаемой потенциальной силой при перемещении тела из данной точки в точку, потенциальная энергия которой принято за ноль. Eп=mgh – потенциальная энергия взаимодействия тела и земли
Eп=-G*Mm/r - Потенциальная энергия тел, взаимодействующих по средствам гравитационных сил.  
Eп= (kx^2)/2-
Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Работа силы упругости.
Связь потенциальной энергии с силой взаимодейстия:
F=-grad*Eп
Градиент – вектор показывающий направление наибыстрейшего изменения функции.
2) Интерференция света – устойчивое во времени усиление интенсивности света в одних точках пространства, ослабление – в других, наблюдаемое при наложении когерентных волн.
Когерентные волны – разность фаз колебаний, возбуждаемых ими в какой либо точке, остается постоянной во времени, одиннаковая частота колебаний, колебание кетора E вдоль одной одной прямой или вдоль параллельных прямых ( могут быть только монохроматические волны)
Монохроматическая волна – волна одной определенной и строго постоянной частоты.

к-волновое число, показывающее чему равна разность фаз точек, находящихся на расстоянии 1м.
r – расстояние до точки

 E1=E01sin(омегаt-k1r1)

E2=E02sin(омегаt-k2r2)

K1=2Pi/лямбда1
K2=2Pi/лямбда2
d<<L
В точке M складываются два колебания одной частоты и одного направления. E0^2(результ)=E01^2+E02^2+2E01E02cosdeltaфи
deltaфи = k1r1-k2r2 лямбда=VT = cT/n1=лямбданулевое/n1

Vср= c/n n- коэф преломления. Deltaфи= 2Pi*deltaб/лямбда нулевое (б- сигма маленькая, только в другую сторону)
лямбданулевое - длина волны в вакууме.
б=nr – оптическая длина пути deltaб=n1r1-n2r2 – разность оптических путей – связь разности оптических длин путей волн с разностью фаз колебаний, вызываемых волнами.
Оптическая длина пути между двумя точками среды — расстояние, на которое свет (оптическое излучение) распространился бы в вакууме за время его прохождения между этими точками.
Условия максимумов и минимумов амплитуды при интерференции двух волн.
E0^2(результ)=E01^2+E02^2+2E01E02cosdeltaфи
Iрезультирующее = I1+I2+2sqrt(I1*I2) cosфи
delta фи = const – когерентные волны
deltaфи не равно const – не когерентные волны, косинус фи =0

Iрезульт = I1+I2 – интерференции не будет.
Cosdeltaфи=1  deltaфи=+-2PiN, где n=1 2 3 ….

Deltaфи= (2Pi/лямбданулевое)*deltaб
условие максимум: deltaб=+-Nлямбданулевое
Амплитуда результирующего колебания будет максимальной и равной E01+E02, если разность оптических путей волн равна целому числу длин волн в вакууме.
Cosфи=-1 deltaфи= +-(2N+1)Pi, N = 0 1 2 3 …..

Условие минимума: deltaб=+-(2N+1) лямбданулевое/2
Амплитуда результирующего колебания будет минимальной и равной разности амплитуд, если разность оптических путей равна полуцелому числу длин волн.
Интерференционные полосы и интерференционная картина на плоском экране при освещении двух узких длинных параллельных щелей. А)красным светом Б) белым светом.
Опыт Юнга а) если используется монохроматический свет, то на экране увидим чередование светлых и темных полос данного цвета. С увеличением порядка кольца интенсивность уменьшается. Полосы тусклеют. Б) если источник дает белый свет, то на экране в области светлых полос наблюдается радужные полосы. Радужность объясняется тем, что условия максимумов и минимумов зависит от длины волны.

3) Тепловое излучение, его энергетические характеристики. Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое телом за счет его внутренней энергии, присущей всем телам при всех температурах. С увеличением температуры: 1)увеличивается интенсивность излучения. 2) максимум излучения смещается в сторону более коротких длин волн. 3) температура тела понижается, пока не наступит термодинамическое равновесие.
Энергетические характреистики теплового излучения. 1) поток энергии( мощность излучения) Ф=dW/dt (Вт) dW – энергия теплового излучения всех длин волн испускаемого за время dt.
2) Энергетическая светимость: M=dФ/dS (Вт/м^2), где М – энергетическая светимость. М= потоку энергии всех длин волн, которые испускаются единицей поверхности. M=W/St , где М численно равна энергии всех длин волн, излучаемых телом с единицы площади за единицу времени. М=f(t)  - хар. Интенсивность излучения при данной t
3) cпектральная плотность энергетической светимости. Mλ = dM/d λ

Mν= dM / d ν ….. Mλ численно равна энергии электромагнитных волн с длинами от лямбда до лямбда +dлямбда испускаемых с единицы площади за единицу времени и отнесенной к ширине интервала dлямбда. Mλ=f(T, λ) - характеризует интенсивтность телпового излучения для данных Т и лямбда. M= интеграл от нуля до бесконечности Mλdλ
4) Коэффициент поглощения ( поглощательная способность) αλ=dФ(погл) λ/dФ(падающего) λ, где αλ<=1

 Альфалямбда показывает какая часть энергии падающего потока данной длины волны поглощается поверхностью тела.
альфалямбда=1 – абсолютно черное тело.
ЗАКОНЫ кирхгофа: Mλ1/ αλ1= Mλ2/ αλ2=…….= Mλ0. Mλ0=f(лямбда, T) - функция кирхгофа.(спектральная плотность энергетичской светимости абсолютно черного тела. Отношение мпектральной плотности энергетической светимости тела к его коэфу поглощения одиннаково для всех тел и равно спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при той же температуре.
ЗАКОН стефана- больцмана: M0=сигма T^4
сигма=5,7*10^-8 Вт/М^2*k^4  - постоаянная стефана больцмана. Энергетическая светимость абсолютно черого тела пропорциональна четвертой степени температуры на постоянную больцмана
Закон смещения Вина. T λmax=b
b=2,9*10^-3 мК
Длина волны, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре.
λmax - длина волны на которую приходится максимум излучения!!!!!1
Постулат Планка
1) излучение электромагнитных волн атомами происходит отдельными порциями – квантами. Энергия кванта равна Э(эдс)=h НЮ
h=6,62*10^-34 Дж*с – постоянная Планка
M0лямбда=(2Pi*h*c^2/лямбда^5)*1/e^(hc/kTлямбда)-1
h- постоянная планка

С- скорость света в вакууме
k=1,38*10^-23 Дж/К - постоянная больцмана
Абсолютно чёрное тело — физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. ... Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

 

9 БИЛЕТ
1) третий закон ньютона.
два тела взаимодействующие между собой всегда действуют на друг друга силами, векторы которых равны по модулю, противоположны по направлению и лежат на одной прямой. Примеры: 1) делая шаг мы действуем на землю силой, направленной вниз. От действия нашей силы участок земли под ступней деформируется, и возникающие в результате этого, упругие силы земли действуют на ступню вверх.
Закон сохранения импульса: в замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Рассмотрим какие-либо два взаимодействующих тела, входящих в состав замкнутой системы. Силы взаимодействия между этими телами обозначим через и По третьему закону Ньютона Если эти тела взаимодействуют в течение времени t, то импульсы сил взаимодействия одинаковы по модулю и направлены в противоположные стороны: Применим к этим телам второй закон Ньютона: где и – импульсы тел в начальный момент времени, а и – импульсы тел в конце взаимодействия. Из этих соотношений следует: Реактивное движение — это движение, которое возникает при отделении от тела некоторой его части с определенной скоростью. Реактивное движение, например, выполняет ракета. Особенностью этого движения является то, что тело может ускоряться и тормозить без какой-либо внешней взаимодействия с другими телами. Продукты сгорания при вылет получают относительно ракеты некоторую скорость. Согласно закону сохранения импульса, сама ракета получает такой же импульс, как и газ, но направлен в другую сторону. Закон сохранения импульса нужен для расчета скорости ракеты.   2)Уравнение плоской волны. Acosомега(t-x/v) Плоская волна — волна, фронт которой имеет форму плоскости. Фронт плоской волны неограничен по размерам, вектор фазовой скорости перпендикулярен фронту. Плоская волна является частным решением волнового уравнения и удобной моделью: такая волна в природе не существует, так как фронт плоской волны начинается в {\displaystyle -{\mathcal {1}}}-бесконечности и заканчивается в {\displaystyle +{\mathcal {1}}}+бесконечности, чего, очевидно, быть не может. Волновая поверхность — геометрическое место точек, испытывающих возмущение обобщенной координаты в одинаковой фазе. Частный случай волновой поверхности – волновой фронт. Плоская волна – волна, волновые поверхности которой представляют собой совокупность параллельных друг другу плоскостей. Сферическая волна- волна, волновые поверхности которой представялют собой совокупность концентрических сфер. Луч волны – линия, нормальной и волновой поверхности. Под направлением рассмотрения волн понимают направление лучей. Если среда распространения волны однородная и изотропная, лучи прямые. ( причем если волна плоская – параллельные прямые) 3) Работа газа,теплоемкость,изменение внутренней энергии,первый закон термодинамики при изопроцессах. Работа газа: а) при изменении объема. Работа-мера изменения внутренней энергии при совершении мех. Работы. А=F*dl F= PS dA= PSdl=PdV A=интеграл от V1 do V2 PdV. б) в изохорном v=const, A=0 в)изотермический: pv=m/M RT P=mRT/Mv dA=(mRT/Mv)*dV=mRT/M интеграл от v1 до v2 dV/V = (mRT/M)ln V2/v1 г)изобарный: p=const A=P(v2-v1)=pdeltav Теплоемкость:  - У АНТОНА Внутренняя энергия идеального газа — в идеальных газах внутренняя энергия определяется как сумма кинетических энергий молекул. Между молекулами идеального газа отсутствуют силы притяжения и потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. Это означает, что внутренняя энергия идеального газа рассматривается как сумма всех кинетических энергий молекул. Изменение внутренней энергии deltaU=Q+Aвнешних Aвнутренних=-Aвнешних Первый закон термодинамики: Q=deltaU+Aгаза колическтво теплоты Qполученное газом идет на изменение внутеренней жнергии и на соверщение работы газа против внешних сил. Для жлементарных процессов:dQ=dU+dA dU-изменение внутренней энергии интеграл от 1 до 2 dU=U2-U1 dQ- элементрное количество теплоты. dA = элементарная работа 1) изохорный процесс: Q=deltaU A=0 2)изотермический процесс: deltaU=0 Q=A 3) Адиабатный процесс — это процесс, происходящий без теплообмена системы с окружающей средой, т.е. Q = 0. Первый закон термодинамики имеет вид: Δ U + A = 0 ⇒ A = − Δ U 4) Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает: Q = U (T2) – U (T1) + p (V2 – V1) = ΔU + p ΔV. При изобарном расширении Q > 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q < 0 – тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0. 3) Количеством теплоты (Q) называется изменение внутренней энергии тела, происходящее в результате теплопередачи. Теплоемкость – кол-во теплоты, необходимое на нагревание тела на 1 градус c=dQ/dT Удельная теплоемкость c(уд)=Dq/mdT Молярная теплоемкость с(м)=dQ/(m/M)*d 1)V=const- dQ=DИ, И=(m/M)CvdT И==(m/M)*Irt/2 Cv = iR /2 2)Cр=Cv+R=(i+2)R/2 3)Cт=бесконечность На любую степень свободы приходится одинаковая кин.энергия Wck=ikT/2     10 БИЛЕТ 1)Кинетическая энергия тела, ее связь с работой силы. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения твердого тела. 1) кинетическая энергия тела – энергия движущегося тела. По определнию кинетическая жнергия покоящегося в данной системе отсчета тела обращается в 0. Изменение кинетической энергии тела ( материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной силой дейсвтующей на тело за этот же промежуток времени. Равбота равна = Ek2-Ek1 = deltaEk Поступательное движение – в этом случае все точки тела движутся с одиннакомывми скоростями, равными скорости движения центра масс. Кинетичсекая энергия поступательного вращения равна: или Таким образом, кинетическая энергия тела при поступатель­ном движении равна половине произведения массы тела на квад­рат скорости центра масс. Вращательное движение . Если тело вращается вокруг какой-нибудь оси О z (см. рис.1), то скорость любой его точки где - расстояние точки от оси вращения, а - угло­вая скорость тела. Подставляя это значение и вынося общие множители за скобку, получим: Величина, стоящая в скобке, представляет собою момент инерции тела относительно оси z . Таким образом, окончательно найдем: т.е. кинетическая энергия тела при вращательном движении равна половине произведения момента инерции тела относительно оси вращения на квадрат его угловой скорости. 2) Электромагнитная индукция – явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Опыты фарадея : если подностить постоянныф магнит к катушке или наоборот, то в катушке возникает электрический ток. То же самое происходит с двумя близко расположенными катушками: если к одной из катушек подключить источник переменного тока, то в другой также возникнет переменный ток. Но лучше всего этот эффект проявляется, если две катушки соеденить сердечником. Если поток вектора индукции, пронизывающий замкнутый, проводящий контур меняется, то в контуре возникает электрический ток. Это явление называют явлением ЭМИ, а ток – индукционным. При этом явление совершенно не зависит от способа изменения потока вектора магнитной индукции; формулы ЭДС: E=|deltaФ/deltat|, где Ф– магнитный поток. Правило ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению магнитного потока, которым он вызван. ЭДС инд =-deltaФ/deltat Вывод формулы ЭДС 1)dA1=IdФ dФ- магнитный поток через площадку 2)dA2=I^2RT 3) Работы dA1 и dA2 совершаются за счет энергии источника тока dA=эдсdq=эдсIt  По ЗСЭ: Эдс Idt = IdФ+I^2 RT. I=(Эдс – d Ф/ dt)/R p = nkT, d Ф/ dt =ЭДС 3) Соотношение связывающее давление газа с его температурой и концентрацией молекул, для модели идеального газа, молекулы которого взаимодействуют между собой и со стенками сосуда только во время упругих столкновений. Это соотношение может быть записано в другой форме, устанавливающей связь между макроскопическими параметрами газа – объемом V, давлением p, температурой T и количеством вещества ν. Для этого нужно использовать равенства n=N/V=нюNa/V=mNa/MV Здесь N – число молекул в сосуде, NА – постоянная Авогадро, m – масса газа в сосуде, M – молярная масса газа. В итоге получим: pV=нюNakT=mNakT/M R = 8,31 Дж/моль·К. Произведение постоянной Авогадро NА на постоянную Больцмана k называется универсальной газовой постоянной и обозначается буквой R. Ее численное значение в СИ есть: Соотношение pV=НюRT=mRT/M называется уравнением состояния идеального газа.Если температура газа равна Tн = 273,15 К (0 °С), а давление pн = 1 атм = 1,013·105 Па, то говорят, что газ находится при нормальных условиях. Как следует из уравнения состояния идеального газа, один моль любого газа при нормальных условиях занимает один и тот же объем V0, равный V0 = 0,0224 м3/моль = 22,4 дм3/моль. Это утверждение называется законом Авогадро. Интерес представляют процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным. Такие процессы называются изопроцессами. Изотермический процесс (T = const) PV=CONST график в осях pv – гипербола Изобарный: P = const V / T = const Изохорный V = const => P / T = const 11 БИЛЕТ 1)Момент импульса тела относительно оси – скалярная величин, равная проекции на эту ось момента импульса, определенного относительно произвольной точки этой оси. L=[Rвектор*P вектор]  L=mVR =mR^2 омега = g омега     Выражение основного закона динамики вращательного движения через изменение момента импульса тела - производная момента импульса твердого тела относительно оси равна моменту сил относительно той же оси. Уравнение динамики вращательного движения deltap/deltat=F [r*deltap/deltat]=[r*F], можно доказать что : [r*deltap/deltat]=d/dt(r*p) => M=dL/dt Закон сохранения момента испульса - если сумма моментов сил, действующих на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси равна 0, то момент импульса сохраняется. L=J омега=const L1+L2=L1’+L2’ Примеры: фигуристка( спортсменка входит во вращение достаточно медленно, широко раскинув руки и ноги, а затем по мере того, как она собирает массу своего тела все ближе к туловищу, скорость ее вращения увеличивается из за уменьшения момента инерции J Скамья жуковского: скамья представляет собой вращающийся стул, сидение которого имеет форму диска. Человек, оттолкнувшись от пола приводит скамью во вращение. Вместе со скамьей будет вращаться и он сам. Во время вращения момент импульса системы будет оставаться постоянным, какие бы внутрениие движения не совершались. Если челвоек разведет руки в стороны, то он увеличит момент инерции J, а потому угловая скорость движения уменьшится. 2)Первое и второе положения теории электромагнитного поля Максвелла Основные положения теории Максвелла 1)Переменное магнитное поле порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле. 2) Переменное электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле. Электромагнитное излучение – распространяющиеся в пространстве элект Электромагни́тные во́лны, электромагни́тное излуче́ние — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля. 3) фотоэффект. Явление вырывания электронов из вещества под действием света.   Вольтамперная характеристика: 1) U=0 I0не равно 0 2)(mv^2max)/2=eUзапирающее; U=Uз, I=0 3)Iнас=en; n – число электронов, испускаемых катодом за единицу времени 4)Iнас ~ Ф, где Ф – поток света. Чем больше поток(интенсивность) тем больше вылетает электронов. Опытные закономерности фотоэффекта(законы) 1) фототок насыщения прямопроппорционален интенсивности света, падающего на катод. Iнас~Ф 2) максимальная кинетическая энергия линейно зависит от частоты света и не зависит от интенсивности. Wкин=f(ню(частота)) 3) для каждого вещества существует минимальная частота света, называемся красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен. Гипотеза эйнштейн а- свет не только излучается, но и распространяется и поглощается квантами.Квант - неделимая порция света. Уравнение Эйншейна для фотоэффекта: hню=Aвых+(mv^2max)/2 hню – энергия поглощаемого кванта; 1закон: интенсивность света ~ nср(числофотонов)UЭпсилон(энергия фотона)=hню 2 закон – записан 3 закон: hнюкрасн=Aвых Нюкрасн=Aвых/h Лямбдакрасная=ch/Aвых Фото́н элементарная частица, квант электромагнитного излучения     12 БИЛЕТ 1)Момент импульса тела относительно оси – скалярная величин, равная проекции на эту ось момента импульса, определенного относительно произвольной точки этой оси. L=[Rвектор*P вектор] L=mVR =mR^2 омега = g омега     Выражение основного закона динамики вращательного движения через изменение момента импульса тела - производная момента импульса твердого тела относительно оси равна моменту сил относительно той же оси. Уравнение динамики вращательного движения deltap/deltat=F [r*deltap/deltat]=[r*F], можно доказать что : [r*deltap/deltat]=d/dt(r*p) => M=dL/dt Закон сохранения момента испульса - если сумма моментов сил, действующих на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси равна 0, то момент импульса сохраняется. L=J омега=const L1+L2=L1’+L2’ Примеры: фигуристка( спортсменка входит во вращение достаточно медленно, широко раскинув руки и ноги, а затем по мере того, как она собирает массу своего тела все ближе к туловищу, скорость ее вращения увеличивается из за уменьшения момента инерции J Скамья жуковского: скамья представляет собой вращающийся стул, сидение которого имеет форму диска. Человек, оттолкнувшись от пола приводит скамью во вращение. Вместе со скамьей будет вращаться и он сам. Во время вращения момент импульса системы будет оставаться постоянным, какие бы внутрениие движения не совершались. Если челвоек разведет руки в стороны, то он увеличит момент инерции J, а потому угловая скорость движения уменьшится. 2) А2. Стоячие волны образуются в результате интерференции двух встречных плоских волн одинаковой частоты ω и амплитуды А. Представим себе, что в точке S(рис.7.4) находится вибратор, от которого вдоль лучаSOраспространяется плоская волна. Достигнув преграды в точке О, волна отразится и пойдёт в обратном направлении, т.е. вдоль луча распространяются две бегущие плоские волны: прямая и обратная. Эти две волны когерентны, так как рождены одним и тем же источником и, накладываясь друг на друга, будут интерферировать между собой.Возникающее в результате интерференции колебательное состояние среды и называется стоячей волной. S=2Acos(2pi*x/лямбда)cosомегаt Выражение 2Acos(2pi*x/лямбда) называется амплитудой стоячей волны. Как видно, амплитуда определяется положением точки на лучеSO (х).Максимальное значениеамплитуды будут иметь точки, для которых или (n = 0, 1, 2,….) откуда , или(7.18) Точки, имеющие такие координаты, называют пучностями стоячей волны. Минимальное значение, равное нулю, будут иметь те точки для которых или (n = 0, 1, 2,….) откуда Точки, имеющие такие координаты, называют узлами стоячей волны. Сопоставляя выражения видим, что расстояние между соседними пучностями и соседними узлами равно λ/2. В отличие от бегущей волны в стоячей волне не происходит переноса энергии. Энергия просто переходит из потенциальной (при максимальном смещении точек среды от положения равновесия) в кинетическую (при прохождении точками положения равновесия)в пределах между узлами, остающимися неподвижными. Все точки стоячей волны в пределах между узлами колеблются в одинаковой фазе, а по разные стороны от узла – в противофазе.Стоячие волны возникают, например, в закреплённой с обоих концов натянутой струне при возбуждении в ней поперечных колебаний. Причём в местах закреплений располагаются узлы стоячей волны.Если стоячая волна устанавливается в воздушном столбе, открытом с одного конца (звуковая волна), то на открытом конце образуется пучность, а на противоположном – узел. 3)Фотон – элементарная микрочастица, которая является мельчайшей порцией электромагнитного излучения. 1) энергия фотона ЭДС=hню 2) масса покоя фотона m0=0 3)фотон может существовать только двигаясь со скоростью света V=c 4) W=mc^2 , m=hню/c^2 5)импульс фотона: p=h/лямбда 6)P,ЭДС,m = характеристики частицы 7)лямбда и ню – характеристиик волны Представление о том, что электромагнитные волны состоят из элементарных частиц – фотонов, – является примером корпускулярно-волнового дуализма: в одних экспериментах ( интерференция, дифракция) свет проявляет себя как волна, в других ( фотоэффект,) – как частица. Связь корпускулярных и волновых свойств фотоно. Квадрат амплитуды волны A^2 в данной точке определяет вероятность попадания фотона в эту точку. Свет – поток фотонов, распространение и распределение которых в пространстве описывается уравнениями электромагнитных волн. 1) Носители энергии, импульса, массы – фотоны 2)распространение фотонов в простанстве имеет вероятностный харакер, вероятность определяется квадратом амплитуды волны. Луи Де бройль – гипотеза о корпускулярно волновом дуализме. Является свойством всех микрочастиц. Лямбда б(индекс) =h/p –формула де бройля.   13 БИЛЕТ 1)Механическая энергия тела. В физике механи́ческая эне́ргия описывает сумму потенциальной и кинетической энергий, имеющихся в компонентах механической системы. Механическая энергия — это энергия, связанная с движением объекта или его положением, способность совершать механическую работу[1][2]; это энергия движения и сопровождающего его взаимодействия. Полная энергия в замкнутой системе тел остается величиной постоянной. Может переходить из одного вида в другой и передаваться от одного тела к другому;  Механическая энергия характеризует способность тела соверхать работу. Wмех=Wк+Wпот Тела или система тел обладают потенциальной энергией только в том случае, если на него действуют потенциальные силы; Работа консервативной силы равна убыли потенциальной энергии тела Wп1-Wп2=Aконс deltaWпот=-Aконс  Потенциалльная энергия численно равна работе, совершаемой консервативной силой при перемещении тела из данной точки. В точку принятую за нуль отсчета потенциальной энергии. Работа совершается за счет запаса потенциальной энергии. Работа, совершаемая внешними неконсервативными силами при переходе системы из одного состояния в другое, равна изменению механической энергии системы. Изменение механической энергии равно работе неконсервативных сил A = E2 – E1 2)Дифракция волн - любое отклонение распространения волн вблизи препятствия от законов геометрической оптики. (огибание волнами препятствий). Принцип Гюйгена-Френеля: Световая волна, возбуждаемая каким – либо источником света может быть представлена как результат суперпозиции когерентных вторичных волн, излучаемых фиктивными источниками.

Согласно принципу Гюйгенса, каждую точку фронта волны можно рассматривать как источник вторичных волн.Френель существенно развил этот принцип. Все вторичные источники фронта волны, исходящей из одного источника, когерентны между собой.Равные по площади участки волновой поверхности излучают равные интенсивности (мощности). Вторичные источники когерентны и колебания в любой точке наблюдения является результатом их интерференций. Зоны Френеля . Френель предложил оригинальный метод разбиения волновой поверхности S на зоны, позволивший сильно упростить решение задач (метод зон Френеля).Границей первой (центральной) зоны служат точки поверхности S, находящиеся на расстоянии от точки M (рис. 9.2). Точки сферы S, находящиеся на расстояниях , , и т.д. от точки M, образуют 2, 3 и т.д. зоны Френеля. Колебания, возбуждаемые в точке M между двумя соседними зонами, противоположны по фазе, так как разность хода от этих зон до точки M .

 

Поэтому при сложении этих колебаний, они должны взаимно ослаблять друг друга: li=b+iлямбда/2  i=1 2 3; Ap=A1-A2+A3-A4+….    где A p – амплитуда результирующего колебания, – амплитуда колебаний, возбуждаемая i-й зоной Френеля.  Величина зависит от площади зоны и угла между нормалью к поверхности и прямой, направленной в точку M. Таким образом, принцип Гюйгенса–Френеля позволяет объяснить прямолинейное распространение света в однородной среде.

Волновая поверхность разбивается на кольцевые зоны так, что расстояние до краев от точки M= li=b+iлямбда/2  

Разность хода от двух аналогичных точек соседних зон оличаются на лямбдапополам, что соответствует разности фаз Pi =>колебания возбуждаемые в точке M соседними зонами противоположны по фазе и ослабляют друг друга.
Дифракционная картина, наблюдаемая на плоском экране, если круглое отверстие освещается красным светом. Дифракционаня картина от круглово отверстия вблизи точки будет иметь вид чередующихся темных и светлых колец с центрами в точке M( если число зон френеля равно четному числу, то в центре – темное кольцо. Если нечетному – светлое колльцо) причем интенсивность максимумов убывает с расстоянием от центра картины;
ЕСЛИ между точечным источником красного света и экраном расположена круглая преграда: В точке M всегда наблюдается интерференционный максимум ( светлое пятно), соответствующий половине действия первой открытой зоны френеля. Центральный максимум окружен концентрическими темными и светлыми полосами, а интенсивность в максимумов убывает с расстоянием от центра картины.
3)Термодинамический метод описания состояния и повдения систем многих частиц. Для изучения тепловых процессов в естествознании сформировался термодинамический метод исследования: термодинмаическая система рассматривается как один целостный объект, и ее  состояние системы задается термодинамическими параметрами( параметрами системы), характеризующими ее свойства(абсолютная температура(температура по шкале кельвина), давление, молярный объем(объем одного моля вещества)) Параметры связаны друг с другом,. Поэтому состояние системы можно представить в виде уравнения(для идеального газа массой в один моль – уравниение менделеева-клапейрона: PV=mRT/m) Основное уравнение мкт идеального газа.
Идеальный газ – модель газа в котором силы притяжения частиц =0, тоесть пот. Энергия равна 0. Применяется ко всем адеальным газам при атмосферном давлении. Уравнение устанавливает связь между средними значениями и термодинамическим параметрами. Давление газа – определяется суммарным импульсом переданным молекулами газа стенкам сосуда за единицу времени в расчете на единицу площади. P=F/s(Па) ……. deltaP(вектор)=P2(вектор)-P1(вектор) deltaP=2mv fdeltat=deltap за deltat – Z ударов 1/6N - в положительном направлении Х     N=n*v=nsvdeltat
z=1/6nsvdeltat Fdeltat=deltap*z F=mv^2sn/3 => P =1/3 m 0 nV ^2(ср. Квадратич) p - давление m0- масса одной молекулы n – концентрация. Основное уравнение мкт связывает макро(p) и микро(m0) параметры.

Внутренняя энергия идеального газа — в идеальных газах внутренняя энергия определяется как сумма кинетических энергий молекул. Между молекулами идеального газа отсутствуют силы притяжения и потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. Это означает, что внутренняя энергия идеального газа рассматривается как сумма всех кинетических энергий молекул.

U=i/2 нюRT
Температура – макропараметр, характеризующий способность тела к теплопередаче. Кинетическая теория газов определяет температуру, как величину, пропорциональную средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Eпост=ikT/2
T=2E_k/ik

 

14 Билет.

1)Физический маятник – твердое тело, совершающее колебания относительно оси, проходящей через точку, несовпадающую с центром масс тела. При небольших углах отклонения альфа физический маятник также совершает гармонические колебания. (((((Колебания, при которых изменения физических величин происходят по закону косинуса или синуса (гармоническому закону), наз. гармоническими колебаниями.)))) Будем считать, что вес физического маятника приложен к его центру тяжести в точке С. Сила, которая возвращает маятник в положение равновесия в данном случае будет составляющей силой тяжести. F=-mgsina Знак минус в правой части означает то, что сила F направлена в стороную уменьшения угла альфа. С учетом малости угла альфа F=-mgальфа.(при малых углах синус альфа примерно равен альфа) Для вывода закона движения физического маятника используем основное уравнение динамики вращательного движения J=ml²
Момент силы: определить в явном виде нельзя. С учетом всех величин, входящих в исходное дифференциальное уравнение колебаний физического маятника имеет вид:

 

Решение этого уравнения

Определим длину l математического маятника, при которой период его колебаний равен периоду колебаний физического маятника, т.е. или

.
Из этого соотношения определяем

Данная формула определяет приведенную длину физического маятника, т.е. длину такого математического маятника, период колебаний которого равен периоду колебаний данного физического маятника.                                                                          

Период колебаний - промежуток времени, за которое осциллятор совершает одно полное колебание.           

2)Энергетические характеристики волн: объемная плотность энергии волны, поток энергии волны, плотность потока энергии волны, интенсивность волны.  Поток энергии- кол-во энергии переносимое волной за еденицу времени через некоторую пов-ть. Ф=dW/dt (Вт). Объемная плотность энергии-энергия, приходящаяся на еденицу объема. W=dW/dV=p(ро)A²w²(омега)cos²(омеганулевое*t-kx); wср=(1/2)*р(ро)А²омега². Плотность потока энергии-энергия переносимая волной через еденичную площадку за еденицу времени. J=dФ/dS, j=w*V-вектор Умова. Интенсивность волны-средняя по времени значение плотности потока энергии. I(И большое)=j_ср=(1/2)р(ро) А²омега²V, I~A²

3) ) Работа газа,теплоемкость,изменение внутренней энергии,первый закон термодинамики при изопроцессах. Работа газа: а) при изменении объема. Работа-мера изменения внутренней энергии при совершении мех. Работы. А=F*dl F= PS dA= PSdl=PdV A=интеграл от V1 do V2 PdV. б) в изохорном v=const, A=0
в)изотермический: pv=m/M RT P=mRT/Mv dA=(mRT/Mv)*dV=mRT/M интеграл от v1 до v2 dV/V = (mRT/M)ln V2/v1 г)изобарный: p=const A=P(v2-v1)=pdeltav
Теплоемкость: - У АНТОНА
Внутренняя энергия идеального газа — в идеальных газах внутренняя энергия определяется как сумма кинетических энергий молекул. Между молекулами идеального газа отсутствуют силы притяжения и потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. Это означает, что внутренняя энергия идеального газа рассматривается как сумма всех кинетических энергий молекул.

Изменение внутренней энергии deltaU=Q+Aвнешних
Aвнутренних=-Aвнешних

Первый закон термодинамики: Q=deltaU+Aгаза
колическтво теплоты Qполученное газом идет на изменение внутеренней жнергии и на соверщение работы газа против внешних сил.
Для жлементарных процессов:dQ=dU+dA
dU-изменение внутренней энергии
интеграл от 1 до 2 dU=U2-U1
dQ- элементрное количество теплоты. dA = элементарная работа
1) изохорный процесс: Q=deltaU A=0
2)изотермический процесс: deltaU=0 Q=A

3) Адиабатный процесс — это процесс, происходящий без теплообмена системы с окружающей средой, т.е. Q = 0. Первый закон термодинамики имеет вид: Δ U + A = 0 ⇒ A = − Δ U
4) Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает:

Q = U (T₂) – U (T₁) + p (V₂ – V₁) = ΔU + p ΔV. При изобарном расширении Q > 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q < 0 – тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T₂ < T₁; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.

 

 

15 билет
1) Взаимодействие неподвижных зарядов осуществляется посредством электростатического поля. Всякий заряд возбуждает в окружающем пространстве эл.поле. Характеристики: Е-напряженность, фи-потенциал, D- электрическое смещение. Электрическое поле проявляет себя в том, что на заряд, помещенный в данное поле, действует сила.                                                            Напряженность Е=F/q0 (направлена по действию силы на положительный заряд) Е=k|Q|/r^2 – напряженность поля точечного заряда. Линии напряженности – линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности Е в данной точке.   Их свойства:1)Начинаются на +, закагчиваются на – или уходят в бесконечность   2)Силовые линии не пересекаются                           D=эпсилонд*эпсилонднулевое*E, для точечного заряда D=|q|/4pir^2

2. Дифракционная решетка Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа равноотстоящих щелей, нанесенных на стеклянной или металлической поверхности. Период решетки d - это сумма ширины щели b и расстояния между щелями a.

 При работе со спектрами низких порядков (обычно второго или третьего) дифракционная решетка пригодна для исследования излучения, занимающего достаточно широкий спектральный интервал. В этом главное преимущество дифрак­ционных решеток перед интерференционными спектральными приборами, у область дисперсии очень мала. Если в направлении фи для какой-либо щели выполняется условие максимума, то она выполняется для всех щелей.

Dsinфи=+-Nлямбда Условие главных максимумов

bsinфи=+-Nлямбда Условие главных минимумов

Также возникают дополнительные минимумы d=+-(2N+1)лямба/2П При прохождении белого света все максимумы ненулевого порядка разложатся в спектр(кроме центрального). 1)При N=0 центральный максимум. В центре образуется яркая белая полоса 2) При N=1: dsinфизеленая=Лямбдазеленая а dsinфи=лямбдакрасная

3.Ядерная модель атома
Ядерная модель атома
резерфорд предположил что атом устроен подобно планетарной системе . Суть модели строения атома по резерфорду заключается в следующем: в центре атома находится положительно заряженнрое ядро, в котором сосредоточенна вся масса. Вокруг ядра по круговым орбитам на больших расстояниях вращаются электроны. Заряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице менделеева. dя=10^-14 dа=10^-10 Атом по резерфорду: 1) положительно заряженное ядро в центре атома и электроны на орбитах вокруг ядра. 2) характер движения электронов определяется двействием кулоновских сил со стороны ядра. 3) диаметр ядра в 100000 меньше диаметра атома. 4) масса ядра составляет 99 процентов массы всего атома.
5) заряд ядра по модулю равен сумме зарядов электронов, поэтому атом в целом нейтрален.
состав ядра: протон нейтрон электрон. Протон и нейтрон – нуклоны; массовое число А находится сверху , а зарядовое снизу,Результаты квантово механического рассмотрения поведения электрона в водородоподобном атоме.квантово механического рассмотрения поведения электрона в водородоподобном атоме показывает, что как и любые частицы, находящиеся в ограниченной области, электрон в водородоподобном атоме может находиться только в таких стационарных состояниях, в которых энергия электрона равна дискретным занчениям энергии, которые определяются по формуле. Энергия электрона в атоме принимает дискретные значения то есть квантуется Wп=(-me^4/8эпсиолннулевое h^2)* z^2/n^2, где m –масса электрона, е – заряд элеткрона, эпсилон нулевое – постоянная, h- постоянная планка, n- целое число, z – зарядовое число( номер в таблице менделеева)
n- главное кварнтовое число, которое определяет энергию электрона в атоме.

Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами. В состоянии покоя электрон находится на нижнем уровне, поглощая энергию, электрон переходит на более выскоий уровень( переходит в возбужденное состояниее). Время жизни электрона в возбужденном состоянии 8-10 секунд, после чего электрон переходит на уровень ниже. Возвращение на предыдущий уровень сопровождается излучением фотонов с определенным количеством энергии.
Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний) гласит: атомная система может находится только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E_n. В стационарных состояниях атом не излучает.
Второй постулат Бора (правило частот) формулируется следующим образом: при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией E_n в другое стационарное состояние с энергией E_m излучается или поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: hν_nm = E_n – E_m,
третий постулат : на стационарной орбите момент импульса электрон квантуется. mVrn=nh(с палкой) h(c палкой)=h/2Pi=1,05*10^-34 дж*c

 

 

16 БИЛЕТ
1) 1. Колебания-процесс, повторяющийся через определенные промежутки времени. Гармонические колебания-движение, при котором смещение тела от положения равновесия изменяется по гармоническому закону. Х-смещение от положения равновесия                                                           X=Acos(омега0t+фи0), фи= омега0t+фи0 – Фаза колебаний, которая определяет значение Х в любой момент времени. Омега0-циклическая частота, омега0=2Пи/Т, где Т-период колебаний, фи0-начальная фаза. Если в начальный момент времени смещение равно 0, то используют закон синуса(такой же, только синус)

Скорость V=X’=-Aомега0sin(омега0т+фи0), Vmax=Aомега0                 Ускорение равно производной от скорости a=-A(омега0)^2cos(омега0т+фи0)  amax=-(омега0)^2*X

2. Электрический ток – упорядоченное движение эл.зарядов  Условия возникновения и существования1. наличие свободных носителей зарядов, 2. наличие разности потенциалов. это условия возникновения тока,3. замкнутая цепь, 4. источник сторонних сил, который поддерживает разность потенциалов.                                                        Сторонние силы - силы неэлектрической природы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока. Сторонними считаются все силы отличные от кулоновских сил.  Э.д.с. Напряжение. Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля сторонних сил                                ЭДС=Аст./ q                Напряжение ( U ) равно отношению работы электрического поля по перемещению заряда
к величине перемещаемого заряда на участке цепи.U = A / q        Сила тока ( I )- скалярная величина, равная отношению заряда q , прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t , в течение которого шел ток. Сила тока показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Плотность тока j — вектор, модуль которого равен отношению силы тока, протекающего через некоторую площадку, перпендикулярно направлению тока, к величине этой площадки.

Выражение плотности тока через характеристики переносчиков заряда.

3. Дифракция Фраунгофера – дифракция параллельных лучей. У Френеля сходящиеся лучи. Для осуществления необходимо, чтобы источник света и точка наблюдения были бесконечно удалены от препятствия и точный источник помещают в фокус собирающей линзы фи-угол дифракции, ВС –разность оптических путей. Если число зон Френеля четное, то соседние пары зон Френеля гасят друг друга и

 

минимум

Bsinфи=+-ЛямбдаN

Если число зон нечетное, то максимум Bsinфи=+-(2N+1)лямбда/2

С увеличением ширины щели b центральный максимум становтся уже, но ярче

 

 

17 БИЛЕТ
1). работа силы- мера действия силы при превращении механического движения в другую форму движения. A=F*Scosa
примеры формул работы сил: работа силы тяжести: A=mgh
Работа силы тяжести по наклонной поверхности: A=mgscosa
Работа силы упругости: A=kx^2/2 A=k/2 (x1^2-x2^2)
Работа силы трения: A=-|F(вектор)|s
Консервативными называются силы, работа которых не зависит от формы траектории. Определяется только положеним начальных и конечных точек. К калссу консервативных сил относят гравитационные силы, упругие и силы электростатического взаимодействия. Существуют силы, работа которых зависит от формы пути. То есть работа по замкнутой траектории не равна 0, например сила трения. Такие силы называются неконсервативными. В этом случае работа не идет на увеличение потенциальной энергии, а идет на увеличение кинетической энергии молекул тела( на нагревание.
Потенциальная энергия – скалярная физическая величина, равная работе, совершаемой потенциальной силой при перемещении тела из данной точки в точку, потенциальная энергия которой принято за ноль. Eп=mgh – потенциальная энергия взаимодействия тела и земли
Eп=-G*Mm/r - Потенциальная энергия тел, взаимодействующих по средствам гравитационных сил.
Eп= (kx^2)/2-
Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Работа силы упругости.
Связь потенциальной энергии с силой взаимодейстия:
F=-grad*Eп
Градиент – вектор показывающий направление наибыстрейшего изменения функции.

 

2. Представление гармонических колебаний в виде вектора. При вращении вектора А с угловой скорость омеганулевок проекция конца вектора будет перемещаться по оси Х по закону Х=А*косинусфи, где фи=омега нулевое*т+финулевое. Проекция конца вектора А на ось Х будет совершать гармонические колебания  

Сложени гармонических колебаний:Х1=A1cos(омега0т+фи1), X2=A2cos(омега0т+фи2), X=Acos(омега0т+фи0)    A^2=A1^2+A2^2-2A1A2cosальфа, где альфа=Пи-(фи2-фи1)

Получаем: А^2=A1^2+A2^2+2A1A2cos(фи2-фи1)

Если дельтафи=0, то А=А1+А2, если дельтафи=Пи, то А=А1-А2

 

3. Состав ядер атомов. Ядро состоит из протонов и нетронов. Сисло протонов определяет зарядовое число, заряд ядра равен суммарному заряду протонов.Атом нейтрален. Число протонв в ядре равно числу электронов в ядре. Массовое число А=З+Н(сумма протонов и нейтронов) ------Закон распада Радиоактивностью называется способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц. Альфа-распад, бета-распад, гамма-распад                                                               Ядерные силы – короткодействующие, нецентральные. Энергия связи ядра равна работе которую нужно совершить для расщепления ядра на нуклоны. При образовани ядра из свободных нуклонов выделяется энергия, равная энергии связм ядра. Масса ядра уменьшается на величину дельтаМ-дефект массы. дельтаМ=Z*Mp+N*Mn-Мядра, где Мр, Мн-массы протона и нейтрона

Возможны 2 процесса, при которых выделяется энергия:1)деление тяжелых ядер 2)слияние легких ядер                    1)Для расщепления ядра необходима энергия Wc=7.5*240 МэВ, при образовании ядра выделяется энергия W=8.5*120+8.5*120=8.5*240 МэВ Итого Выделяется энерния W-Wc=240 МэВ, называемая атомной энергией   2)Слияние-реакция синтеза  

 

 

18 БИЛЕТ
1.Электростатическое взаимодействие тел Электростатика изучает взаимодействие и свойства неподвижных электрических зарядов. Электрический заряд – количественная мера способности тела к электромагнитному взаимодействию. Закон сохранения эл.заряда: суммарный заряд электрически изолированной системы остается величиной постоянной                                                                   В случае точечных заряженных тел (т.е. тел, размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними) электростатические взаимодействия описываются законом Кулона: Сила, действующая между двумя точечными покоящимися зарядами пропорциональна величинам зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними F=k|q1||q2|/эпсилонд*r^2, где к – коэффициент пропорциональности к=1/4пи*эпсилонднулевое, эпсилонд нулевое – электрическая постоянная, эпсилонд – относительная диэлектрическая проницаемость среды, равная отношению напряженности в вакууме к напряженности данной среды.Взаимодействие неподвижных зарядов осуществляется посредством электростатического поля. Всякий заряд возбуждает в окружающем пространстве эл.поле. Характеристики: Е-напряженность, фи-потенциал, D- электрическое смещение. Электрическое поле проявляет себя в том, что на заряд, помещенный в данное поле, действует сила.Напряженность Е=F/q0 (направлена по действию силы на положительный заряд) Е=k|Q|/r^2 – напряженность поля точечного зарядаD=эпсилонд*эпсилонднулевое*E, для точечного заряда D=|q|/4pir^2

2) Интерференция света – устойчивое во времени усиление интенсивности света в одних точках пространства, ослабление – в других, наблюдаемое при наложении когерентных волн.
Когерентные волны – разность фаз колебаний, возбуждаемых ими в какой либо точке, остается постоянной во времени, одиннаковая частота колебаний, колебание кетора E вдоль одной одной прямой или вдоль параллельных прямых ( могут быть только монохроматические волны)
Монохроматическая волна – волна одной определенной и строго постоянной частоты.

к-волновое число, показывающее чему равна разность фаз точек, находящихся на расстоянии 1м.
r – расстояние до точки

 E1=E01sin(омегаt-k1r1)

E2=E02sin(омегаt-k2r2)

K1=2Pi/лямбда1
K2=2Pi/лямбда2
d<<L
В точке M складываются два колебания одной частоты и одного направления. E0^2(результ)=E01^2+E02^2+2E01E02cosdeltaфи
deltaфи = k1r1-k2r2 лямбда=VT = cT/n1=лямбданулевое/n1

Vср= c/n n- коэф преломления. Deltaфи= 2Pi*deltaб/лямбда нулевое (б- сигма маленькая, только в другую сторону)
лямбданулевое - длина волны в вакууме.
б=nr – оптическая длина пути deltaб=n1r1-n2r2 – разность оптических путей – связь разности оптических длин путей волн с разностью фаз колебаний, вызываемых волнами.
Оптическая длина пути между двумя точками среды — расстояние, на которое свет (оптическое излучение) распространился бы в вакууме за время его прохождения между этими точками.
Условия максимумов и минимумов амплитуды при интерференции двух волн.
E0^2(результ)=E01^2+E02^2+2E01E02cosdeltaфи
Iрезультирующее = I1+I2+2sqrt(I1*I2) cosфи
delta фи = const – когерентные волны
deltaфи не равно const – не когерентные волны, косинус фи =0

Iрезульт = I1+I2 – интерференции не будет.
Cosdeltaфи=1  deltaфи=+-2PiN, где n=1 2 3 ….

Deltaфи= (2Pi/лямбданулевое)*deltaб
условие максимум: deltaб=+-Nлямбданулевое
Амплитуда результирующего колебания будет максимальной и равной E01+E02, если разность оптических путей волн равна целому числу длин волн в вакууме.
Cosфи=-1 deltaфи= +-(2N+1)Pi, N = 0 1 2 3 …..

Условие минимума: deltaб=+-(2N+1) лямбданулевое/2
Амплитуда результирующего колебания будет минимальной и равной разности амплитуд, если разность оптических путей равна полуцелому числу длин волн.
Интерференционные полосы и интерференционная картина на плоском экране при освещении двух узких длинных параллельных щелей. А)красным светом Б) белым светом.
Опыт Юнга а) если используется монохроматический свет, то на экране увидим чередование светлых и темных полос данного цвета. С увеличением порядка кольца интенсивность уменьшается. Полосы тусклеют. Б) если источник дает белый свет, то на экране в области светлых полос наблюдается радужные полосы. Радужность объясняется тем, что условия максимумов и минимумов зависит от длины волны.

3. Обратимый процесс – система проходит через те же равновесные состояния, что и по прямому, но в обратной последовательности. Обратимыми являются все равновесные процессы. В результате прямого и обратного процесса не происходит изменения в окружающей среде. Все остальные – необратимые                                      Необратимость тепловых процессов:невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах. Чисто механические процессы (без учета трения) обратимы, т.е. инвариантны (не изменяются) при замене t→ -t. Уравнения движения каждой отдельно взятой молекулы также инвариантны относительно преобразования времени, т.к. содержат только силы, зависящие от расстояния. Значит причина необратимости процессов в природе в том, что макроскопические тела содержат очень большое количество частиц.                                        Особенность тепловой энергии состоит в том, что она является энергией неупорядоченного, хаотического движения мельчайших частиц тела, в то время как все другие виды энергии - результат упорядоченного движения. Энтропия – мера беспорядка системы. Пример: при соединении двух тел, система переходит из менее вероятного состояния в более вероятное состояние – равновесия. Энтропия – величина для характеристики вероятности состояния S=klnP  где,k-постоянная Больцмана. а Р – термодинамическая вероятность(число микросостояний, которыми может быть осуществлено данное макросостояние)Все процессы в замкнутой системе происходят от менее вероятного к более вероятному – в сторону возрастания энтропии Изменение энтропии равно тношению полученного в ходе обратимого процесса тепла к температуре системы dS=dQ/T/ Дифференциируя выражение 1 закона термодинамики, получаем S2-S1==(m/M)*Cvln(T2/T1)+(m/M)*Rln(V2/V1) Изменение энтропии в изопроцессах: Изотермический: дельтаS=(m/M)*Rln(V2/V1), Изохорный дельтаS= (m/M)*Cvln(T2/T1) Изобарный дельтаS= (m/M)*Cрln(T2/T1) Адиабатный =0

 

19 БИЛЕТ
1. Динамика гармонических колебаний F=ma=-mомеганулевое^(2)x k=mомеганулевое^2                           F=-kX – квазиупругая сила(не являющаяся по своей природе упругой и подчиняющаяся закону F=-kX)                  A=X’’=d^2X/dt^2 Дифференциальное уравнение гармон.колебаний                                             X’’+омеганулевое^2X=0     d^2X/dt^2+ омеганулевое^2X=0

2 Электромагни́тные во́лны — электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Электромагнитной волной называют распространяющеесяэлектромагнитное поле.

условием возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов. Так, изменение магнитного поля происходит при изменении тока в проводнике, а изменение тока происходит при изменении скорости зарядов, т. е. при движении их с ускорением. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, по расчетам Максвелла, должна быть приблизительно равна 300 000 км/с. Суть теории Максвелла состоит в том, что изменяющееся магнитное поле создает не только в окружающих телах, но и в вакууме вихревое электрическое поле, которое, в свою очередь, вызывает появление магнитного поля.Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

n = n2/n1.

Закон преломления света находит объяснение в волновой физике. Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую. Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ₁ к скорости их распространения во второй среде υ₂:n=ню1 делить на ню2Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде: n=c/v

радиоволны ν=10⁵- 10¹¹ Гц, λ=10^-3-10³ м.Получают с помощью коле­бательных контуров и макро­скопических вибраторов. Свойства. Радиоволны различных ча­стот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами. Применение Радиосвязь, телевидение, радиолокация. Инфракрасное излучение (тепловое)ν=3-10¹¹- 4^.10¹⁴ Гц, λ=8^.10^-7 - 2^.10^-3 м.Излучается атомами и мо­лекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой тем­пературе. Свойства

Проходит через некото­рые непрозрачные тела, а так­же сквозь дождь, дымку, снег.

Производит химическое действие на фотопластинки.Поглощаясь веществом, нагревает его.Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):

Свойства.Воздействует на глаз.Ультрафиолетовое излучение

(меньше, чем у фиолетового света)Источники: газоразрядные лампы с трубками из кварца (кварцевые лампы).Излучается всеми твердыми телами, у которых T>1000°С, а также светящимися парами ртути.Свойства. Высокая химическая активность (разложение хлорида сереб­ра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность
Рентгеновские лучи Излучаются при большом ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке
Свойства Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность.
γ-излучениеИсточники: атомное ядро (ядерные реакции). Свойства. Имеет огромную проникающую способность, оказывает силь­ное биологическое воздействие. Общим свойством электромагнитных волн является также то, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.                                                                                   3. Внутрення энергия И=СуммаКинетических энергий + СуммаПотенциальных энергий их взаимодействия +Сумма внутримолекулярной энергии      U=(m/M)Na*i/2kt=(i/2)m/MRT Способы изменения:1)При совершении мех.работы 2)Теплообмен                           Работа при изопроцессах:1)V=const A=0 2)T=const: 3)p=const A=p(V2-V1)                                                                                               Теплообмен-обмен внутренней энергией между телами без совершения мех.работы:Теплопроводность,Конвекция,Излучение Количество теплоты – мера изменения внутренней энергии в процессе теплообмена Q=deltaИ+А – ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ(Количество теплоты, полученноге газом, расходуется на изменение внутренней энергии и совершение работы против внешних сил)

 

 

20 БИЛЕТ
1. Закон Ома Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению
I=U/R
В диф. Форме:

 I=U/R=Edl/(ро*dl/ds)=Eds/ро

Где j=dI/dS=1*E/ро Отсюда можно записать закон в диф.форме: j =сигма*Е, где сигма – удельная электропроводность, j – плотность тока, Е – вектор напряженности эл.тока

Классическая теория электропроводности металлов
Друде предположил, что электроны проводимости в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. В промежутках между соударениями они движутся совершено свободно, пробегая в среднем некоторый путь ЛЯМДА. Правда в отличие от молекул газа, пробег которых определяется соударениями молекул друг с другом, электроны сталкиваются преимущественно не между собой, а с ионами, образующими кристаллическую решетку металла. Эти столкновения приводят к установлению теплового равновесия между электронным газом и кристаллической решеткой. Полагая, что на электронный газ могут быть распространены результаты кинетической теории газов, оценку средней скорости теплового движения электронов можно произвести по формуле V=sqrt(8kt/pi*m) . Для комнатной температуры (300К) вычисление по этой формуле приводит к следующему значению: V=10^5 м/c. При включении поля на хаотическое тепловое движение, происходящее, со скоростью V , накладывается упорядоченное движение электронов с некоторой средней скоростью Vср . Величину этой скорости легко оценить, исходя из формулы, связывающей плотность тока j с числом n носителей в единице объема, их зарядом е и средней скоростью Vср :

J=neVср

Таким образом, даже при больших плотностях тока средняя скорость упорядоченного движения зарядов в раз меньше средней скорости теплового движения .

Работа эл.тока А=Uq, q=It, А=UIt=U^2t/R=I^2Rt

Совершается эл.полем при перемещении зарядов по проводнику

Закон Джоуля-Ленца При прохождении эл.тока по проводнику кол-во теплоты пропорционально квадрату тока

Q=I^2Rt

2. Дифракционная решетка Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа равноотстоящих щелей, нанесенных на стеклянной или металлической поверхности. Период решетки d - это сумма ширины щели b и расстояния между щелями a.

 При работе со спектрами низких порядков (обычно второго или третьего) дифракционная решетка пригодна для исследования излучения, занимающего достаточно широкий спектральный интервал. В этом главное преимущество дифрак­ционных решеток перед интерференционными спектральными приборами, у область дисперсии очень мала. Если в направлении фи для какой-либо щели выполняется условие максимума, то она выполняется для всех щелей.

Dsinфи=+-Nлямбда Условие главных максимумов

bsinфи=+-Nлямбда Условие главных минимумов

Также возникают дополнительные минимумы d=+-(2N+1)лямба/2П При прохождении белого света все максимумы ненулевого порядка разложатся в спектр(кроме центрального). 1)При N=0 центральный максимум. В центре образуется яркая белая полоса 2) При N=1: dsinфизеленая=Лямбдазеленая а dsinфи=лямбдакрасная

Колво теплоты. Теплоемкость

Количеством теплоты (Q) называется изменение внутренней энергии тела, происходящее в результате теплопередачи. Теплоемкость – кол-во теплоты, необходимое на нагревание тела на 1 градус c=dQ/dT

Удельная теплоемкость c(уд)=Dq/mdT

Молярная теплоемкость с(м)=dQ/(m/M)*d
1)V=const- dQ=DИ, И=(m/M)CvdT И==(m/M)*Irt/2 Cv = iR /2

2)Cр=Cv+R=(i+2)R/2 3)Cт=бесконечность

На любую степень свободы приходится одинаковая кин.энергия Wck=ikT/2

 

БИЛЕТ 21
1. Самоундукция – возникновение ЭДС индукции в проводнике при изменении в нем самом силы тока: Ф=LI, где L – индуктивность контура. Индуктивность соленоида: L=мюмюнулевоеSn^2l, где n-число витков на ед.длины. Индуктивность зависит от формы и размеров контура и магнитных свойств среды

Эпсилонсам=-dФ/dt=-d(LI)/dt Эпсилонсам=-Ld(I)/dt ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и убыванию силы тока при размыкании цепи

2. ) Осуществлении интерференции света от обычных источников света.
Интерференция света – устойчивое во времени усиление интенсивности света в одних точках пространства, ослабление – в других, наблюдаемое при наложении когерентных волн.
Когерентные волны – разность фаз колебаний, возбуждаемых ими в какой либо точке, остается постоянной во времени. ( могут быть только монохроматические волны)
Монохроматическая волна – волна одной определенной и строго постоянной частоты.

к-волновое число, показывающее чему равна разность фаз точек, находящихся на расстоянии 1м.
r – расстояние до точки

 E1=E01sin(омегаt-k1r1)

E2=E02sin(омегаt-k2r2)

K1=2Pi/лямбда1
K2=2Pi/лямбда2
d<<L
В точке M складываются два колебания одной частоты и одного направления. E0^2(результ)=E01^2+E02^2+2E01E02cosdeltaфи
deltaфи = k1r1-k2r2 лямбда=VT = cT/n1=лямбданулевое/n1

Vср= c/n n- коэф преломления. Deltaфи= 2Pi*deltaб/лямбда нулевое (б- сигма маленькая, только в другую сторону)
лямбданулевое - длина волны в вакууме.
б=nr – оптическая длина пути deltaб=n1r1-n2r2 – разность оптических путей

Условия максимум и минимумов интерцференции света на пленке в отроженном и проходящем свете.
Явление интерференции наблюдается в тонком слое несмешивающихся жидкостей керосина или масла на поверхности воды, в малых пузырях, в бензине. Луч света проходя через пленку толщиной h отразится дважды: от внутренней и наружней поверхностей. Отраженные лучи будут иметь постоянную разность фаз, равную удвоенной толщине пленки. От чего лучи станут когерентрными и будут интерферировать. Разность оптических путей волн в отраженном свете. Deltaб=(AB+BC)n-AD-лямбданулевое/2
deltaб = 2hncosбета-лямбда/2 Deltaб = 2hsqrt(n^2-sin^2a)-лямбда/2
условие максимума: deltaб=+-nлямбда
условие минмума: deltaб=+-(2n+1)*лямбда/2

Полоса равного наклона – интер. полосы, возникающие в результате наложения лучей, паlающих на плоскопараллельную пластину под одиннаковыми углами.
Полосы равной толщины: каждая из инт. Полос возникает в результате отражения от участков клина с одиннаковой толщиной, поэтому их называют полосами равной толщины.

Колво теплоты. Теплоемкость

Количеством теплоты (Q) называется изменение внутренней энергии тела, происходящее в результате теплопередачи. Теплоемкость – кол-во теплоты, необходимое на нагревание тела на 1 градус c=dQ/dT

Удельная теплоемкость c(уд)=Dq/mdT

Молярная теплоемкость с(м)=dQ/(m/M)*d
1)V=const- dQ=DИ, И=(m/M)CvdT И==(m/M)*Irt/2 Cv = iR /2

2)Cр=Cv+R=(i+2)R/2 3)Cт=бесконечность

На любую степень свободы приходится одинаковая кин.энергия Wck=ikT/2

 

БИЛЕТ 22

22. 1)первый закон ньютона: Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор пока взаимодействие со стороны других тел не изменит это движение. Инерциальная система отсчета = такая система отсчета, относительно которой материальная точка свободна от внешних воздействий, либо покоится либо движется прямолинейно и равномерно. В природе существует 4 вида взаимодейтсвия: гравиатационное( силы тяготения) – взаимодействие между телами, которые обладают массой. 2 – электромагнитные – справдливы для тел, обладающих электрическим зарядом, ответственны за такие механические силы, как сила трения, сила тяготения. 3) сильные – взаимодействие – короткодейтвующее ( действуют на расстоянии порядка размера ядра. 4) слабое – ответственны за некоторые виды взаимодейтвия среди элементарных частиц, за некоторые виды бета – распада и за другие процессы, происходящие внутри атома и атомного ядра.
Масса тела – колличественная характеристика инертных свойств тела. Она показывае, как тело реагирует на внешнее воздействие.         

Второй закон ньютона – сила действующие на тело равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение. Импульс тела – физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость движения называется импульсом тела.
Выражение второго закона ньютона через изменение импульса тела. F=ma=m(v2-v1)/deltat или Fdeltat=mv2-mv1=mdeltav=delta(mv) Над скоростью и силой и ускорением – вектора.
Равноемерное движение – движение с постоянной скоростью т е когда v=const и ускорение или замедление не происходит т е a=0
прямолинейное движение – движение по прямой линии. Т е7 траектория прямолинйеного движения – прямая линия.

Равноускоренное движение – движение, при котором ускорение постоянно по модулю и направлению.

 

2. Упругие волны(механические) – периодические возмущения среды, распространяющиеся в этой среде и несущие энергию. Упругие волны возникают в упругой среде(воздух, вода). Также различают волны на поверхности жидкости и электромагнитные. Условие возникновения упругой волны-возникновения в момент возмущения среды препятствующих ему сил упругости 1)Все частички среды совершают те же колебания, но в другой фазе 2) Волна переносит энергию, но не вещество 3) Волна распространяется с конечной скоростью.

Поперечные волны – частички колеблются в направлении перпедик. К направлению распространения волны

Продольные – вдоль направления распространения. Только в газах и жидкостях

Скорость волны – скорость распространения возмущения

Длина волны – расстояние на которое распр. Волна за время периода колебания.

Волновое число – численно равно числу длин волн на отрезке 2Пи метров к=2Пи/лямбда

Фи1=(омеганулевое*т-кх1) фи2=(омеганулевое*т-кх2)

Разность фаз равна дельтафи=к(х2-х1)

 

3. Круговые процессы, их КПД. P , V , T = const
- равновесное состояние. Переход из состояние 1 в другое всегда связан с нарушением равновесия.
Термодинамический процесс – переход от состояния 1 к состояюнию 2 ( пример – любоей график в системе p(v) ) В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние, следовательно, полное изменение внутренней энергии равно нулю. Поэтому ΔQ=ΔU+A=A, то есть работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты. Если в ходе кругового процесса система не только получает количество теплоты Q₁, но и теряет (отдает) количество теплоты Q₂, то Q=Q₁-Q₂.
Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса - это величина, равная отношению работы, совершенной системой, к количеству теплоты, полученному в этом цикле системой: η=A/Q₁=(Q₁-Q₂)/Q₁=1-(Q₂/Q₁) (65)

Термодинамический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении. Причем, если такой процесс происходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.
Реальные процессы необратимы, в них всегда происходит диссипация (потеря) энергии (из-за трения, теплопроводности и т.д.). Обратимые процессы - это физическая модель (идеализация реальных процессов).
Цикл Карно: - прямой обртатимый круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Условие обратимости: нагреватель и холодильник неизменяют свою температуру. Изотермический процесс будет обратимым, если температура Т1 нагревеателя совпадает с температурой газа Т. Тн=т1. Тх=Т2
1-2: Изотермическое расширение. Q1=A1-2 ,

 A1-2=m/M*RT1*lnV2/V1 >0
3-4 изотермическое сжатие: Q2=A3-4 A3-4=m/M RT2 lnV4/V3 <0
2-3 адиабатическое расширение: A2-3=-(U3-U2)=m/M CvT1-m/M CvT2

4-1 адиабатическое сжатие: A4-1 = U4-U1 = m/M CvT2- m/M CvT1
A2-3+A4-1=0

 

 

кпд идеального и реального цикла карно.

 

 

 

БИЛЕТ 23

1. Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему R=U/I

Удельное сопротивление вещества – характ. Спопобность вещества препятствовать прохождению эл.тока. Является только свойством вещества. Удельная электропроводность – способность тела проводить эл.ток: сигма=1/ро, где сигма – уд. Электропроводность, ро – уд. Сопротивление

R=роl/s. У металлов высокая проводимость. Наименьшее уд.споротивление – серебро и медь, наибольшее – хромаль, висмут

2. Дифракция Фраунгофера – дифракция параллельных лучей. У Френеля сходящиеся лучи. Для осуществления необходимо, чтобы источник света и точка наблюдения были бесконечно удалены от препятствия и точный источник помещают в фокус собирающей линзы фи-угол дифракции, ВС –разность оптических путей. Если число зон Френеля четное, то соседние пары зон Френеля гасят друг друга и минимум

Bsinфи=+-ЛямбдаN

Если число зон нечетное, то максимум Bsinфи=+-(2N+1)лямбда/2

С увеличением ширины щели b центральный максимум становтся уже, но ярче

3.Гармонически колеб. Тело обладает потенц. И кинечтиской энергией

Wpot=kx^2/2=1/2(m*омеганулевое^2*A^2cos^2(омеганулевое*t+финулевое)
Wkin=mv^2/2=1/2mA^2*омеганулевое^2*sin^2(омеганулвое*t+финулевое) Wmeh=Wpot+Wkin=1/2m*омеганулевоe^2*A^2=const

Полная мех.энергия гармонических колебаний остается величиной постоянной. Частота изменения кин. И пот. Энергии в 2 раза больше частоты смещения

 

БИЛЕТ 24
1.Поступательное движение – любая прямая перемещается параллельно самой себе, все точки движутся одинаково. Вращетельное – все точки тела движутся по окружности, центры которой лежат но оси вращения

Угловая скорость равна омега=лим дельтафи/дельтат – производной от угла поворота. Угловое ускорения альфа равно производной от угловой скорости – и второй производной от угла поворота                                     V=омега*R                                                                            Тангенциальное ускорение =dV/dt=dомегаR/dtальфатангенциальное=альфаR                     Нормальное ускорение анормальное=(омега)^2*R

2. Электроемкость – способность накапливать эл.заряд

c=q/фи1-фи2= q/U  Заряд конденсатора – заряд положительной обкладки. Самой простой формой конденсатора является плоский конденсатор, представляющий собой 2 одинаковые параллельные металлические пластины, разделенные диэлектриком. Емкость такого конденсатора: c=эпсилонд*эпсилонднулевое*S/d

Электроемкость проводника:с= q/фи                                       Если имеется система n заряженных проводников, то полная электрическая энергия системы состоит из суммы собственных энергий проводников и энергии их взаимодействия: W_э =½Σ q_i φ_i ,где q_i –заряд i-того проводника, φ_i – потенциал i-того проводника, создаваемый как полем всех других проводников, так и собственным полем этого проводника. Энергия заряженного конденсатора является полной энергией системы двух проводников и вычисляется по формуле        W_э =½q(φ₁ – φ₂)=½C(φ₁ – φ₂) ²

Wэ=A=Q^2/2c=cU^2/2=QU/2

 

 

БИЛЕТ 25
1. Закон Ома Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению
I=U/R
В диф. Форме:

 I=U/R=Edl/(ро*dl/ds)=Eds/ро

Где j=dI/dS=1*E/ро Отсюда можно записать закон в диф.форме: j =сигма*Е, где сигма – удельная электропроводность, j – плотность тока, Е – вектор напряженности эл.тока

Классическая теория электропроводности металлов
Друде предположил, что электроны проводимости в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. В промежутках между соударениями они движутся совершено свободно, пробегая в среднем некоторый путь ЛЯМДА. Правда в отличие от молекул газа, пробег которых определяется соударениями молекул друг с другом, электроны сталкиваются преимущественно не между собой, а с ионами, образующими кристаллическую решетку металла. Эти столкновения приводят к установлению теплового равновесия между электронным газом и кристаллической решеткой. Полагая, что на электронный газ могут быть распространены результаты кинетической теории газов, оценку средней скорости теплового движения электронов можно произвести по формуле V=sqrt(8kt/pi*m) . Для комнатной температуры (300К) вычисление по этой формуле приводит к следующему значению: V=10^5 м/c. При включении поля на хаотическое тепловое движение, происходящее, со скоростью V , накладывается упорядоченное движение электронов с некоторой средней скоростью Vср . Величину этой скорости легко оценить, исходя из формулы, связывающей плотность тока j с числом n носителей в единице объема, их зарядом е и средней скоростью Vср :

J=neVср

Таким образом, даже при больших плотностях тока средняя скорость упорядоченного движения зарядов в раз меньше средней скорости теплового движения .

Работа эл.тока А=Uq, q=It, А=UIt=U^2t/R=I^2Rt

Совершается эл.полем при перемещении зарядов по проводнику

Закон Джоуля-Ленца При прохождении эл.тока по проводнику кол-во теплоты пропорционально квадрату тока

Q=I^2Rt

2. Стоячие волны образуются в результате интерференции двух встречных плоских волн одинаковой частоты ω и амплитуды А. Представим себе, что в точке S(рис.7.4) находится вибратор, от которого вдоль лучаSOраспространяется плоская волна. Достигнув преграды в точке О, волна отразится и пойдёт в обратном направлении, т.е. вдоль луча распространяются две бегущие плоские волны: прямая и обратная. Эти две волны когерентны, так как рождены одним и тем же источником и, накладываясь друг на друга, будут интерферировать между собой.

Возникающее в результате интерференции колебательное состояние среды и называется стоячей волной. S=2Acos(2pi*x/лямбда)cosомегаt Выражение 2Acos(2pi*x/лямбда) называется амплитудой стоячей волны. Как видно, амплитуда определяется положением точки на лучеSO (х).Максимальное значениеамплитуды будут иметь точки, для которых

или (n = 0, 1, 2,….)

откуда , или(7.18) Точки, имеющие такие координаты, называют пучностями стоячей волны. Минимальное значение, равное нулю, будут иметь те точки для которых или (n = 0, 1, 2,….) откуда Точки, имеющие такие координаты, называют узлами стоячей волны. Сопоставляя выражения видим, что расстояние между соседними пучностями и соседними узлами равно λ/2. В отличие от бегущей волны в стоячей волне не происходит переноса энергии. Энергия просто переходит из потенциальной (при максимальном смещении точек среды от положения равновесия) в кинетическую (при прохождении точками положения равновесия)в пределах между узлами, остающимися неподвижными. Все точки стоячей волны в пределах между узлами колеблются в одинаковой фазе, а по разные стороны от узла – в противофазе.

Стоячие волны возникают, например, в закреплённой с обоих концов натянутой струне при возбуждении в ней поперечных колебаний. Причём в местах закреплений располагаются узлы стоячей волны.Если стоячая волна устанавливается в воздушном столбе, открытом с одного конца (звуковая волна), то на открытом конце образуется пучность, а на противоположном – узел.

3) Тепловое излучение, его энергетические характеристики. Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое телом за счет его внутренней энергии, присущей всем телам при всех температурах. С увеличением температуры: 1)увеличивается интенсивность излучения. 2) максимум излучения смещается в сторону более коротких длин волн. 3) температура тела понижается, пока не наступит термодинамическое равновесие.
Энергетические характреистики теплового излучения. 1) поток энергии( мощность излучения) Ф=dW/dt (Вт) dW – энергия теплового излучения всех длин волн испускаемого за время dt.
2) Энергетическая светимость: M=dФ/dS (Вт/м^2), где М – энергетическая светимость. М= потоку энергии всех длин волн, которые испускаются единицей поверхности. M=W/St , где М численно равна энергии всех длин волн, излучаемых телом с единицы площади за единицу времени. М=f(t)  - хар. Интенсивность излучения при данной t
3) cпектральная плотность энергетической светимости. Mλ = dM/d λ

Mν= dM / d ν ….. Mλ численно равна энергии электромагнитных волн с длинами от лямбда до лямбда +dлямбда испускаемых с единицы площади за единицу времени и отнесенной к ширине интервала dлямбда. Mλ=f(T, λ) - характеризует интенсивтность телпового излучения для данных Т и лямбда. M= интеграл от нуля до бесконечности Mλdλ
4) Коэффициент поглощения ( поглощательная способность) αλ=dФ(погл) λ/dФ(падающего) λ, где αλ<=1

 Альфалямбда показывает какая часть энергии падающего потока данной длины волны поглощается поверхностью тела.
альфалямбда=1 – абсолютно черное тело.
ЗАКОНЫ кирхгофа: Mλ1/ αλ1= Mλ2/ αλ2=…….= Mλ0. Mλ0=f(лямбда, T) - функция кирхгофа.(спектральная плотность энергетичской светимости абсолютно черного тела. Отношение мпектральной плотности энергетической светимости тела к его коэфу поглощения одиннаково для всех тел и равно спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при той же температуре.
ЗАКОН стефана- больцмана: M0=сигма T^4
сигма=5,7*10^-8 Вт/М^2*k^4  - постоаянная стефана больцмана. Энергетическая светимость абсолютно черого тела пропорциональна четвертой степени температуры на постоянную больцмана
Закон смещения Вина. T λmax=b
b=2,9*10^-3 мК
Длина волны, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре.
λmax - длина волны на которую приходится максимум излучения!!!!!1
Постулат Планка
1) излучение электромагнитных волн атомами происходит отдельными порциями – квантами. Энергия кванта равна Э(эдс)=h НЮ
h=6,62*10^-34 Дж*с – постоянная Планка
M0лямбда=(2Pi*h*c^2/лямбда^5)*1/e^(hc/kTлямбда)-1
h- gостоянная планкаа

С- скорость света в вакууме
k=1,38*10^-23 Дж/К - постоянная больцмана
Абсолютно чёрное тело — физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. ... Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой

 

 

 

---

Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 40; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!