Справочник по физике


	Загрузить архив:
	Файл: 041-0008.zip (23kb [zip], Скачиваний: 107) скачать

- 1 -

2МЕХАНИКА

2Механика1 -0 раздел физики,который изучает закономерности механи-

ческого движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

3Механическим движением1 0 называетсяизменениеположения телав

пространстве относительно других тел с течением времени.

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

3Кинематика1 0изучает движение тел,не рассматривая причин, которые

это движение обусловливают.

1Динамика0 изучает законы движения тел и причины,которые вызывают

или изменяют это движение.

1Статика0 изучает законы равновесия тел.

2КИНЕМАТИКА

1Поступательным0 называется движение тела, при котором все его точ-

ки описывают одинаковые траектории.

1Материальной точкой0 называется тело, размерами которого в услови-

ях его движения можно пренебречь.

1Система отсчёта0 - это совокупностьсистемыкоординат ичасов,

связанных с телом отсчёта.

1Перемещение0 - вектор,проведенный из начального положения движу-

щейся точки в положение ее в данный момент времени.

1Путь0 -это длина отрезка траектории,пройденного телом за расс-

матриваемый промежуток времени.

1Траектория0 - непрерывная линия,которую описывает движущаяся матери-

альная точка.

1Прямолинейным равномерным движением0 называют такое движение, при

котором тело за равные промежутки времени совершает одинаковые переме-

щения.

1Скорость0 -векторная величина,которая определяет как быстроту

движения, так и его направление в данный момент времени.

1Средняя скорость0равна отношению перемещения к промежутку време-

ни, в течение которого это перемещение произошло.

7D0 2r

< 2v0 > 2=0 ───

7D0 t

При прямолинейном движении вектор перемещения совпадаетссоот-

ветствующим участкомтраекториии модуль перемещения7 D2 r0 равен прой-

денному пути S. В этом случае < v > = S/t.

Единица скорости - метр в секунду.

1Мгновенноя скорость0 - скорость тела вданныймомент временив

данной точке траектории.

2v0 = d2S0/dt

Вектор мгновеннойскорости направлен по касательной к траектории

в данной точке.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает

разные перемещения, называется неравномерным.

1Ускорение -0характеристиканеравномерного движения;определяет

быстроту изменения скорости по модулю и направлению.

2a0 = d2v0/dt

Единица ускорения - метр на секунду в квадрате ( 1 м/с520 ).

1Равноускоренное движение-0 движение с ускорением,постоянным по

модулю и направлению.

- 2 -

Скорос1ть точки при равнопеременном движении3 0изменяется взависи-

мости от времени по закону:

v=v400+at,

где v400-cкоростьв начальный момент времени,v-скорость тела в момент

времени t, а- ускорение.

1Кинематическое уравнение равнопеременного движения0 имеет вид:

S=v400t+at520/2.

Пройденный путь, ускорение и изменение скорости при равноперемен-

ном движении связаны формулой:

v520-v52400=2aS ,

где v- Конечная скорость, v400-начальная скорость, a-ускорение, S- прой-

денный путь.

1Свободным падением0 называется движение тела в безвоздушном прост-

ранстве под действием силы тяжести.

1Криволинейным 0называют движение, траектория которого представляет

собой кривую линию.

Движение тела, брошенного под углом7 a0к горизонту с модулем ско-

рости v400: S=v40520 sin27a0 /g - дальность полета,

H = v40520 sin527a0 /2g - максимальная высота подъема,

t = 2v400 sin7a0 /g - время полета,

g- ускорение свободного падения.

1Равномерное движениепо окружности0-это движение по круговой

траектории с постоянной скоростью.

1Линейная скорость0- это величина равная отношению длины дуги, опи-

санной точкой при движении по окружности за некоторый промежуток вре-

мени, к величине этого промежутка. v=S/t.

Вектор линейной скорости направлен по касательной к окружностив

данной точке.

1Угловая скорость0 - это величина,равная отношению углаповорота

радиуса-вектора, проведённого к движущейся точке из центра вращения, к

промежутку времени, за который этот поворот совершен.

7w0 = 7f0 /t.

Вектор угловой скорости направлен вдоль оси вращения в тусторо-

ну, откуда поворот тела виден происходящим против хода часовой стрелки.

Единица угловой скорости - радиан в секунду (рад/с).

Связь между линейной и угловой скоростями выражается формулой:

v = 7w0 R

1Период обращения0- это время, за которое точка совершает один пол-

ный оборот. Период ( Т ) измеряется в секундах.

1Частота вращения0 - это число оборотов в единицу времени.Частота

вращения ( n ) измеряется в об/с или с5-10.

Формула, выражающаясвязь междупериодоми частотой вращения:

n=1/T.

Связь линейной скорости с периодом и частотой: v=27p0 R/T = 27p0 Rn,

где v- линейная скорость;R - радиус окружности,по которой движется

точка; T - период вращения; n - частота вращения.

1Центростремительное ускорение0 -этоускорение, характеризующее

быстроту изменения линейной скорости при вращательном движении по нап-

равлению. Оно направлено к центру вращения.

Модуль центростремительного ускорения определяется по формулам:

a = v520/R = 7w0 520R = 7w0 v = 47p0 520n520R.

- 3 -

1Cкорость движения точки относительно неподвижной системы отсчета0:

2v0 =2v0` +2 u0,где2 v`0 - скорость частицы относительно подвижной сис-

темы отсчета,2u0 - скорость подвижной системы отсчета относительно не-

подвижной.

2ОСНОВЫ ДИНАМИКИ

1Первый закон Ньютона0:существуют такие системы отсчёта,относи-

тельно которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не

действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

1Инерциальная система отсчета0 - система отсчета,относительно ко-

торой свободная материальная точка, не подверженная воздействию других

тел, движется равномерно и прямолинейно ( по инерции ).

1Инертность0 - это свойство тел сохранять скорость своегодвижения

неизменной.

1Масса0 тела - это физическая величина,являющаяся мерой его инер-

ционных( инертная масса ) и гравитационных ( гравитационная масса )

свойств. Инертная и гравитационная массы равны друг другу.

1Плотность тела0-это физическая величина,равная отношению массы

тела к его объёму.7 r 0= m/V. Измеряется в кг/м530.

1Сила0- векторнаявеличина, характеризующаядействиена тело со

стороны других тел или полей,в результате которого телоприобретает

ускорение или подвергается деформациям.

Сила характеризуется числовым значением,направлениемв прост-

ранстве и точкой приложения. Единица силы - ньютон. 1 Н = кг5.0м/с520.

1Импульсом силы0 называется произведение силы на время её действия.

F5.0t

1Импульс0 материальной точки - векторная величина,численно равная

произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направ-

ление скорости.

2p0 = m2v

1Второй закон Ньютона0:ускорение, приобретаемое материальной точ-

кой ,пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направ-

лению и обратно пропорционально массе материальной точки.

2a 0=2 F0/m

Более общая формулировка1 второго закона Ньютона0: скорость измене-

ния импульса материальной точки равна действующей на нее силе.

2F0 = d2p0/dt

1Третий закон Ньютона0: Тела действуют друг на друга с силами, рав-

ными по модулю и противоположными по направлению.

2F4122 0=2 0-2 F421

1Закон всемирного тяготения0: тела притягиваются друг к другу с си-

лой прямо пропорциональной произведению их масс и обратнопропорцио-

нальной квадрату расстояния между ними.

F = G m410m420/r520,

где G- гравитационная постоянная, численно равная силе,с которой

притягиваются тела массами по 1 кг на расстоянии 1 м друг от друга.

1Сила тяжести0 - это сила, с которой тело притягивается Землёй.

1Вес тела 0- это сила с которой тело давит на опору или растягивает

подвес.

Сила тяжести действует всегда, а вес проявляетсятолько втом

случае, когдана телокроме силы тяжести действуют еще другие силы.

1Сила упругости -0 сила, возникающая в результате деформации тела.

- 4 -

Деформация - это изменение объёма и формы тела под действием дру-

гих тел.Деформацию называют упругой, если после прекращения действия

другихтел деформируемое тело полностью восстанавливает свою форму и

объём. Деформацию называют пластичной, если после прекращения действия

другихтел деформируемоетело не восстанавливает свою форму и объём

или делает это не полностью.

1Закон Гука0:Сила упругости пропорциональна удлинению тела и нап-

равлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела

при деформации.

F = - kx,

где F- сила упругости, k - коэффициент жесткости, х - удлинение тела.

Другая формулировка 1закона Гука0: При малых деформациях механичес-

кое напряжение7 s0прямо пропорционально относительному удлинению7 e0.

7s 0 = E7e

Механическим напряжениемназывают отношение модуля силы упругости F к

площади поперечного сечения S тела:7 s0 = F/S.

Относительное удлинение7 e0= (l-l400)/l40,0 где l400 - длина при отсутствии

внешней нагрузки, l- длина тела после приложения силы, Е- модуль Юнга.

1Сила трения- 0сила сопротивления,действующая на тело и направ-

леннаяпротивоположно относительному перемещению данного тела.

1Сила трения покоя0 - сила,возникающая на границе соприкосновения

тел при отсутствии относительного движения тел.

1Сила трения скольжения0 пропорциональна силе нормального давления

F4тр0 =7 m0 N,

где 7m 0- коэффициент трения скольжения,зависящий от свойств соприкасаю-

щихся поверхностей.

1Закон сохраненияимпульса0:в замкнутойсистеме тел геометрическая

сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействияхтел

этой системы междусобой.

2p0 =7S0m2v0 = const

1Замкнутая система0 - механическая система тел, на которую не дейс-

твуют внешние силы.

1Моментом силы0относительно осивращения называется величина М,

равная произведению силы F на плечо d

M = Fd

1Плечом силы0 называется кратчайшее расстояние от оси вращениядо

линии действия силы.

1Правило моментов0: твердое тело с закрепленной осью вращения нахо-

дится вравновесии при условии равенства нулю суммы всех моментов сил

относительно этой оси.

7S0M = 0

2РАБОТА И ЭНЕРГИЯ

1Работа силы - 0величина,10равная произведению модуля векторасилы

намодуль вектора перемещения и на косинус угла между вектором силы и

вектором перемещения.

A1 0=1 0FScos7a

A-величина скалярная1.0 Единица работы 1- 0 джоуль (Дж). 1 Дж=Н5.0м.

1Мощность0 -это физическаявеличина,равная отношению работы к

промежутку времени, за который эта работа совершена.

N=A/t

Единица мощности -ватт (Вт). 1 Вт=Дж/с.

- 5 -

1Мгновенная мощность0равна произведению силы на скоростьс кото-

рой движется тело и на косинус угла между векторами силы и скорости.

N = Fvcos7a

1Энергия0 - универсальная мера различных формдвиженияи взаимо-

действия.

В соответствии с различными формами движения материи различают разные

виды энергии: механическая, внутренняя, электромагнитная и т.д.

1Механическая энергия 0характеризует движение и взаимодействие тел

и является функцией скоростей и взаимного расположения тел.Она равна

сумме кинетической и потенциальной энергий.

Е = Е4к0 + Е4р

1Кинетическая энергия0 механической системы - энергия механического

движения этой системы.

1Кинетическая энергия0 тела массой m,движущегося поступательно со

скоростью v, определяется по формуле:

Е4к0 = mv520/2

1Потенциальная энергия01- 0энергия,обусловленная взаимодействием

тела с другими телами или взаимодействием частей одного и того же тела

между собой при деформации.

1Потенциальная энергия тела,поднятого над поверхностью Земли0на

высоту h

Е4р 0=4 0mgh

1Потенциальная энергия упругодеформированного тела.0

Е4р0 = kx520/2

1Закон сохранения полной механической энергии:0 полная механическая

энергия системы тел остается неизменной при любых движениях тел систе-

мы.

Е = Е4к 0+ Е4р0 = const

2МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ

1Давление 0-физическая величинаравнаяотношению модуля силы,

действующей перпендикулярно поверхности, к площади поверхности.

р=F/S.

Единица давления - паскаль (Па). 1Па = Н/м52

Внесистемные единицы давления: 1 мм.рт.ст.= 133 Па.

1атм. = 10550 Па = 760 мм.рт.ст.

1Закон Паскаля0: давление , производимое на жидкость или газ, пере-

даётся по всем направлениям одинаково.

1Давление столба жидкости0 на глубине h

9P0 9=7 r0 gh,

где7 r0- плотность жидкости

1Закон Архимеда0: На тело, погружённое в жидкость или газ, действу-

етвыталкивающая сила,направленная вертикально вверх и равная весу

жидкости или газа, вытесненного этим телом.

F4A0 9=7r 9gV0,

9где 7r 9- плотность жидкости или газа, g7 9- ускорение свободного0 падения,

9V-объём погруженной в жидкость или газ части тела.

- 6 -

2СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

1Принцип относительности Эйнштейна:0никакие опыты ( механические,

электрические, оптические),проведенныевнутри даннойинерциальной

системы отсчета,не дают возможности обнаружить, покоится ли эта сис-

тема или движется равномерно и прямолинейно.

1Принцип постоянства скорости света:0скорость света в вакуумене

зависит отскорости движения источника света или наблюдателя и одина-

кова во всех инерциальных системах отсчета.

1Релятивистское замедление времени

1t 0=1 t400/(1 - v520/c520)51/2

1Релятивистское сокращение длины

l1 0=1 0l400/(1 - v520/c520)51/2

1Масса релятивистской частицы

m = m400/(1 - v520/c520)51/2

1Закон взаимосвязи массы и энергии

Е = mc52

Формула, выражающаясвязь между энергией и импульсом релятивист-

ской частицы.

E = m40520c540 + p520c52

2МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

1Молекулярная физика -0 раздел физики, изучающий строение и свойства

вещества, исходя из молекулярно-кинетических представлений о его стро-

ении.

1Основные положения молекулярно-кинетической теории:0

1). Все тела состоят из частиц -молекул, атомов и ионов.

2). Атомы,молекулы и ионы находятся в непрерывном хаотическом тепло-

вом движении.Скорость этого движения зависит от температуры.

3). Между частицами любого тела существуют силы взаимного притяжения и

отталкивания.

1Броуновское движение-0 беспорядочное движение малых макроскопи-

ческих частиц,взвешенных в жидкости или газе,присходящее под дейс-

твием ударов со стороны молекул жидкости или газа.

1Диффузия0 - это явление проникновения молекулодноговещества в

промежутки между молекулами другого вещества.

1Количество вещества0 - величина,равная числу структурных элемен-

тов (атомов, молекул, ионов), составляющих систему.

7n0 = N/N4A,

где N - число частиц, N4A0 - постоянная Авогадро.

1Моль -0 единица количества вещества. Моль равен количеству вещест-

ва системы,содержащей столько же частиц, сколько содержится атомов в

углероде-12 массой 0.012 кг.

1Постоянная Авогадро -0 число атомов ( молекул или ионов), содержа-

щихся в одном моле различных веществ.

N4A0 = 6,0225.0105230 моль5-1

1Молярная масса -0 масса 1 моль вещества

М = m400N4A0,

где m400 - масса молекулы.

Единица молярной массы - килограмм на моль (кг/моль)

Число N молекул в теле массой m можно подсчитать по формуле:

N = 7n0 N4A 0=4 0- N4A0 ,

- 7 -

где7 n0- количество вещества, N4A 0- число Авогадро, М-молярная масса,

m - масса веществ.

1Идеальный газ0-это газ,между молекулами которого отсутствуют

силы взаимного притяжения.

1Основное уравнение01молекулярно-кинетической теории 0идеальных га-

зов

1 2

p = - nmили p = - n

3 3

где n-число молекул в единице объёма, m - масса молекулы, - cредний

квадрат скорости. - средняя кинетическая энергияпоступательного

движения молекул газа.

1Температура -0 величина, характеризующая состояние термодинамичес-

кого (теплового) равновесия макроскопической системы.

1Абсолютный нуль температуры 0- это предельная температура, при ко-

торой прекращается поступательное движение молекул.

1Абсолютная (термодинамическая)шкала -0 это шкала температур,в

которой за начало отсчета принят абсолютный нуль.Единица температуры

в этой шкале - кельвин (К), величина которого совпадает градусом Цель-

сия. В шкале Цельсия абсолютный нуль равен - 273,15500С. Связьмежду

абсолютной температурной шкалой и шкалой Цельсия выражается формулой

Т = (t + 273) К

1Средняя кинетическаяэнергия поступательногодвижения молекулы

идеального газа

= - kT ,

где k - постоянная Больцмана.k = 1,385.0105-230 Дж/К

1Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры

p = nkT

1Молярная газовая постоянная0 R = kN4A0. R = 8,31 Дж/(моль5.0К)

1Средняя квадратичная5 1скорость молекул

= (3RT/M)51/20 = (3kT/m)51/2

1Уравнение Клапейрона0

PV/T = const

1Уравнениесостояния идеального газа5 0(уравнение Менделеева-Клапей-

рона)

pV = - RT,

где P - давление, V - объём, R - универсальная газовая постоянная,

T - абсолютная температура, M - молярная масса газа.

1Изотермический процесс -0 процесс, протекающий при постоянной тем-

пературе.

1Закон Бойля-Мариотта:0 Для данной массы газа произведение давления

на объём при постоянной температуре есть величина постоянная.

pV=const

1Изобарный прцесс -0 процесс, протекающий при постоянном давлении.

1Закон Гей-Люссака:0Для данной массы газа при постоянном давлении

отношение объёма к абсолютной температуре есть величина постоянная.

V/T=const.

1Изохорный процесс0 1-0процесс, протекающий при постоянном объёме.

- 8 -

1Закон Шарля:0Для данной массы газа при постоянном объёме отноше-

ние давления к абсолютной температуре есть величина постоянная.

p/T=const.

1Закон Дальтона:0 Давление смеси идеальных газов равно сумме парци-

альных давлений входящих в нее газов.

p=p410+p420+p430+5..0+p4n

1Термодинамика 0- раздел физики, изучающий общие свойства макроско-

пических систем,находящихся в состоянии термодинамическогоравнове-

сия, и процессы перехода между этими состояниями.

1Внутренняя энергия0 -энергия хаотическогодвижениямолекул и

энергия взаимодействия их между собой.

1Внутренняя энергия одноатомного идеального газа

3 3 m

U = - PV = - - RT

2 2 M

1Работа совершаемая газом при изменении его объема

dA = PdV

1Количество теплоты0 - энергия,которую тело получаетили отдаёт

при теплообмене.

1Первое начало термодинамики:0Количество теплоты, переданное сис-

теме1,0расходуется на1 0изменение еёвнутренней энергии и на совершение

ею работы против внешних сил.

Q = 7D0 U + A.

1Теплоёмкость0 - физическая величина, численно равная отношению ко-

личества теплоты, сообщаемого телу, к изменению температуры тела.

C=Q/7D0 T.

Теплоёмкость тела измеряется в Дж/К.

1Удельная теплоёмкость0- величина численно равная количеству теп-

лоты,которую надо сообщить телу массой 1 кг для изменения его темпе-

ратуры на 1 кельвин.

с = ────

m7D0 T

Единица удельной теплоёмкости - Дж/(кг5.0К).

1Работа газа при изобарном прцессе

A1 0=1 0P(V420-V410), A = mR(T420-T410)/M

1Адиабатный процесс0 - процесс протекающий без теплообмена сокру-

жающей средой.

1Тепловой двигатель0 - устройство,котороепревращает внутреннюю

энергию топлива в механическую работу.

Тепловой двигатель состоит из трёх частей: нагревателя, холодильника и

рабочего тела.

1Термический коэффициент полезного действия0 тепловой машины:

A Q410-Q42

7h0 = -= ──────4 ,

Q410 Q41

где Q41 0-4 0количество теплоты, полученной от нагревателя, Q42 0- количест-

вотеплоты, отданной холодильнику, A - механическая работа.

- 9 -

Максимально возможный КПД при данных температурахнагревателяи

холодильника имеетидеальный тепловой двигатель,работающий по циклу

Карно

T42

7h0 = 1 - - ,

T41

где Т410 - температура нагревателя, Т420 - температура холодильника.

1Плавление0 - процесс перехода веществаизтвёрдого состоянияв

жидкое при температуре плавления.

1Удельная теплота плавления0 - количество теплоты,необходимое для

превращения 1 кг твёрдого кристаллического вещества из твёрдого состо-

яния в жидкое при температуре плавления.

7l0= Q/m.

1Пар0 - вещество, находящееся в газообразном состоянии.

1Насыщенный пар0 - пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью.

1Точка росы0 - температура,при которой пар переходит всостояние

насыщения.

1Парообразование0 - процесс перехода вещества из жидкогосостояния

в газообразное.

1Испарение 0- процесс парообразования,происходящийсо свободной

поверхности жидкости при любой температуре.

1Кипение0 - процесс парообразования,происходящий не только с сво-

бодной поверхности жидкости, но и во всем её объёме внутрь образующих-

ся при этом пузырьков пара.

Для каждой жидкости существует своя температура кипения. Жидкость ки-

пит притакой температуре,при которой давление её насыщенных паров

равно атмосферному давлению.

1Конденсация0 - процесс перехода вещества из газообразного состоя-

ния в жидкое.

1Удельная теплота парообразования -0Количествотеплоты, которое

необходимо для превращения единицы массы жидкости в пар1.0

r1 0=1 0Q/m.

1Кристаллизация0 -Процесс превращения жидкости в твёрдое кристал-

лическое состояние.

1Кристаллическая решетка0 - структура, для которой характерно регу-

лярное расположение частиц с переодической повторяемостью в трех изме-

рениях.

1Абсолютная влажность0 - плотность водяных паров в атмосфере.

Может определятся также парциальным давлением водяного пара.

Единица абсолютнойвлажности - килограмм на кубический метр или

паскаль.

1Относительная влажность0- величинаравная отношению абсолютной

влажности к плотности насыщенного пара при данной температуре.

r = 7r 0/7r 4н5.01004 0%.

1Точка росы0 - температура, при которой водяной пар, содержащийся в

воздухе, становится насыщенным.

1Высота подъема жидкости0 в капилярной трубке при полном смачивании

h = 27s0 /7r0 gr,

где7 s0 - коэффициент поверхностного натяжения,7r0 - плотность жидкости,

r - радиус капиляра, g - ускорение свободного падения.

- 10 -

2ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

2ЭЛЕКТРОСТАТИКА.

1Элекростатика0 -раздел элекродинамики,изучающий взаимодействия

неподвижных электрических зарядов и свойств постоянного электрического

поля.

1Электрический заряд0 - величина,характеризующая свойство тел или

частиц, вступать в электромагнитные взаимодействия.

Единица электрического заряда - кулон (Кл)

Существует два видаэлектрических зарядов - положительные и отрица-

тельные. Заряд,которым обладает электрон называютотрицательным,а

заряд протона - положительным.

Разноимённые заряды притягиваются, а одноимённые отталкиваются. Элект-

рический заряддискретен,т.е. зарядлюбоготела составляет целое

кратное от элементарного электрического заряда.

1Элементарный электрический заряд - e =0 1.65.0105-190 Кл.

1Закон сохранения заряда:0 алгебраическая сумма элект-

рических зарядов в электрически изолированной системе есть величина

постоянная.

7S 0 q = const.

1Точечный заряд 0- заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры

которогопренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заря-

женных тел, с которыми он взаимодействует.

1Закон Кулона0:сила взаимодействия между двумя точечными зарядами

прямо пропорционална произведению модулей этих зарядов и обратнопро-

порционален квадрату расстояния между ними.

q410q42

F = k ────,

r52

где k = 1/47p0 7e0 7e0 400 = 95.01059 0Н5.0м520/Кл520,7 e0 - диэлектрическая проницаемость

среды в которой находятся заряды, 7e0 400 - электрическая постоянная.

1Электрическая постоянная7 e4 00 = 8.855.0105-120 Ф/м.

1Электростатическое поле0 - поле,котороесоздается неподвижными

электрическими зарядами.

1Напряжённость электрического поля0 -физическаявеличина равная

отношению силы,действующей на положительный заряд, помещённый в дан-

ную точку поля, к величине этого заряда.

E=F/q.

Единица напряженности электрического поля - вольт на метр 1В/м = 1Н/Кл

Вектор напряжённостиэлектрическогополя совпадает по направлению с

вектором силы, действующейна пробный положительный заряд, помещённый

в данную точку поля.

1Напряжённость электрического поля точечного заряда

E = k - ,

r52

где k = 1/47p0 7e0 7e0 400 , r- расстояние от заряда до точки поля.

1Линии напряжённостиэлектрическогополя0 - линии,касательные к

которым в любой точке совпадают по направлению с вектором напряжённос-

ти.

Линии напряжённости используются для графического изображения полей.

- 11 -

1Принцип суперпозицииполей0: напряженность результирующего поля,

создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженнос-

тей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности.

2Е = Е410+2 Е420+2 Е430+5...

1Однородное электрическое поле -0 электрическое поле,во всех точ-

ках которого вектор напряжённости одинаков по величине и направлению.

1Поверхностная плотностьзаряда 0-заряд,приходящийся на единицу

поверхности.

7s09=0 9q/S

1Напряженность поля,создаваемого равномерно заряженной бесконеч-

1ной плоскостью.

Е =7 s 0/27e4 0

1Напряженность поля в плоском конденсаторе

Е =7 s 0/7ee4 0

1Диэлектрическая проницаемость диэлектрика7 0- безразмерная величи-

на, показывающаявосколько раз электрическое поле ослабляется диэ-

лектриком.

7e0= E400/E,

где Е400 - напряженность поля в вакууме,Е - напряженность поля вдиэ-

лектрике.

1Потенциальная энергия0 взаимодействия двух точечных зарядов.

q410q42

W = k ─── ,

где k = 1/47p0 7e0 7e0 400 , r-расстояние между зарядами.

1Потенциал0 электростатическогополя - величина,равная отношению

потенциальной энергии заряда в данной точке поля, к величине этого за-

ряда.

7f0 = W/q.

Единица потенциала -вольт (В).

Потенциал - энергетическая характеристика поля.

1Потенциал электростатического поля точнчного заряда0 на расстоянии

r от заряда

7f 0 = k - ,

где k = 1/47p0 7e0 7e0 40

Если полесоздано несколькими зарядами,то потенциал результирующего

поля в данной точке равен алгебраической сумме потенциалов полей, соз-

данных отдельными зарядами.

7f0 = 7f0 410+ 7f0 420+ 7f0 430+5.....

1Работа сил электрического поля0 рвна убыли потенциальной энергии

A4120 = W41 0-4 0W42

1Работа силэлектрическогополя0 поперемещению заряда из одной

точки поля в другу

A = q(7f 41 -7f4 20),

где7 f0 410 - потенциал поля в начальной точке перемещения,7 f0 420 - потенци-

ал поляконечной точки перемещения.

1Разность потенциалов0 между двумя точками поля равна отношению ра-

ботыпо перемещению заряда из одной точки поля в другую,к величине

этого заряда.

7f0 410 -7f0 420 = A/q.

- 12 -

1Напряжение 0в электростатическом поле равно разности потенциалов.

U =7f 417 0-7f4 2

Разность потенциалов и напряжение измеряются в вольтах (В).

1Напряжение0 междудвумя точками однородного поля и 1напряжённость

связаны между собой соотношением:

E = U/d,

где d-кратчайшее расстояние между эквипотенциальными поверхностями, на

которых находятся точки поля.

1Эквипотенциальные поверхности0 - поверхности, во всех точках кото-

рых потенциал имеет одно и то же значение.

1Диэлектрики0 - вещества,практически не проводящиеэлектрический

ток.

1Полярные диэлектрики0 состоят из молекул, у которых центры распре-

деления положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

1Неполярные диэлектрики0 состоят из молекулиатомов, укоторых

центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.

1Электрический диполь0 - система двух равных по модулю разноименных

точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше рассто-

яния до рассматриваемых точек поля.

1Поляризация0 диэлектрика- смещение положительных и отрицательных

зарядов диэлектрика в противоположные стороны под действиемэлектри-

ческого поля.

1Электростатическая индукция0 - явлениеперераспределенияповерх-

ностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле.

1Уединенный проводник -0 проводник,который удален от другихпро-

водников, тел и зарядов.

1Электроемкость0 уединенного проводника - величина, равная отношеню

заряда проводника к его потенциалу.

C = q/7f0.

Единица электроёмкости - фарад (Ф).

Фарад - электроёмкость такого проводника, потенциал которого изменяет-

ся на 1 вольт при изменении заряда на 1 Кл.

1Конденсатор -0 система из двух проводников (обкладок) с одинаковы-

ми по модулю,но противоположными по знаку зарядами, форма и располо-

жение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоре между обк-

ладками.

1Электроёмкость конденсатора0 - величинаравнаяотношению заряда

конденсатора к напряжению между его обкладками:

С=q/U

1Электроёмкость плоского конденсатора

7ee0 400S

C = ───,

где7 e0- диэлектрическая проницаемость диэлектрика,7e0 400 - электрическая

постоянная ,S - площадь одной из пластин, d - расстояние между плас-

тинами.

1Емкость батареи конденсаторов:

при последовательном соединении

1/С = 1/С410 + 1/С420 + 1/С430 +5 ...

при параллельном соединении

С = С410 + С420 + С430 +5 ...

1Энергия заряженного конденсатора:

W = CU520/2 = q520/2C = qU/2

- 13 -

1Объемная плотность энергии электростатического поля -0 энергия по-

ля в единице объема

7ee4 00E52

W = ────

2ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1Электрический ток0 - упорядоченное (направленное) движение элект-

рических зарядов

За направление тока принято направление движения положительно заряжен-

ных частиц.

1Постоянный ток0 - ток, сила тока и направление которого не изменя-

ются со временем.

1Сила тока 0- скалярная величина , равная отношению заряда, протек-

шегочерез поперечное сечение проводника за некоторый промежуток вре-

мени, к величине этого промежутка.

I = q/t.

Единица силы тока - ампер (А).

1Ампер0 - это сила такого неизменяющегося тока, при припускании ко-

торого по 2 проводникам бесконечной длины и ничтожно малогосечения,

находящимся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга, вызывает си-

лу взаимодействия между ними 25.0105-70 Н на каждый метр длины.

Для существованияэлектрического тока необходимо выполнение двух

условий:1) Наличие электрического поля ,2) Наличие свободных носителей

зарядов.

1Плотность тока0 - векторная величина, модуль которой равен отноше-

нию силытокак площади поперечного сечения проводника. Направление

вектора плотности тока совпадает с направлением упорядоченного движе-

ния положительных зарядов.

j = I/S

Плотность тока связана со скоростью движения носителей заряда со-

отношением:

j = qnv,

где q-заряд носителя зарядов,n-число носителей заряда в единице объ-

ёма, v - средняя скорость носителей заряда.

1Закон Ома для однородного участка цепи0:Сила токав однородном

участкецепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно

пропорциональна сопротивлению.

I = U/R.

1Сопротивление одногодного линейного проводника

R1 0=7r1 -0,

где 7r0 - удельное сопротивление,l - длина проводника, S - площадь по-

перечного сечения.

1Сопротивление проводников при последовательном соединении

R = R410 + R420 + R435...0.

1Сопротивление проводников при параллельном соединении

1/R1 0=1 01/R411 0+1 01/R421 0+1 01/R430+5...0.

Зависимость сопротивления проводников от температуры

R = R400(1 +7a0 t),

где R - сопротивление при температуре t, R400 - сопротивление при 0500 С,7a

- температурный коэффициент сопротивления.

- 14 -

1Сторонние силы0 - силы неэлектростатического происхождения, дейс-

твующие на заряды со стороны источников тока.

1Электродвижущая сила0 - физическая величина,равная отношению ра-

боты сторонних сил по перемещению заряда по замкнутой цепи, к величине

этого заряда.

7E0 = A4ст0/q

1Закон Ома для замкнутой цепи0:Сила тока в замкнутойцепи прямо

пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопро-

тивлению цепи.

I = ─────,

R + r

где r- внутреннее сопротивление источника тока

R-общее сопротивление внешнего участка цепи.

1Работа постоянного тока0

A = I5.0Ut = U520t/R = I52.0Rt.

1Мощность тока

N = IU = U520/R = I520R.

1Закон Джоуля-Ленца0: Количество теплоты, которое выделяется в про-

воднике при пропускании электрического тока равно произведению квадра-

та силы тока,протекающего по проводнику, на сопротивление проводника

и на время протекания электрического тока.

Q = I520Rt.

Короткое замыканиецепи - это такой режим работы источника тока,

при котором сопротивление внешнего участка цепи стремится к нулю.

Сила тока при коротком замыкании равна I4кз0 = 7E0 /r.

1Сверхпроводимость0 - такое состояние вещества проводника,при ко-

тором его сопротивление становится равным нулю.

1Электролиты0 - вещества,растворы ирасплавыкоторых проводят

электрический ток.Носителями зарядов в электролитах являются положи-

тельные и отрицательные ионы.

1Электролитическая диссоциация0 - распад молекул электролита на ио-

ны под влиянием электрических полей молекул растворителя.

1Рекомбинация0 - процесс образования нейтральных молекул из ионов.

1Электролиз0 - явление выделения вещества на электродах при пропус-

кании тока через электролит.

1Закон Фарадея для электролиза0:Масса вещества,выделившегося на

электроде при электролизе,прямо пропорциональна заряду, протекшему

через электролит.

m = kq = kIt,

где k - электрохимический эквивалент вещества, выделяющегося на элет-

роде.

k = M/(eN4A╧n), где М- молярная масса, е0 ╧- элементарный заряд,0 N4A0- число

Авогадро, n - валентность.F = eN4A0 - число Фарадея.

1Газовый разряд4 0- прохождение электрического тока через газ.

1Несамостоятельный газовыйразряд0 - разряд,существующий только

под действием внешнего ионизатора.

1Самостоятельный газовыйразряд0 -разряд в газе,сохраняющийся

после прекращения действия внешнего ионизатора.

1Плазма0 - сильно ионизированный газ,в котором концентрация поло-

жительных и отрицательных зарядов практически одинакова.

1Вакуум0 -состояние газа при давлениях значительно ниже атмосфер-

ного.

- 15 -

1Термоэлектронная эмиссия0 - явление вылетания электронов с поверх-

ности металлов и их окислов при нагревании.

1Полупроводники0 -группа веществ,представители которой по своей

проводимости занимают промежуточное положение между металламиидиэ-

лектриками.

Главное отличие полупроводников от металлов состоит в зависимости

электрическогосопротивления от температуры.Сопротивление металлов

при нагревании медленно растёт, а сопротивление полупроводников быстро

уменьшается.

2МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

1Магнитное поле0 - силовое поле в пространстве,окружающем токии

постоянные магниты.Магнитное поле порождается движущимися зарядами и

обнаруживается по действию на движущиеся заряды с некоторой силой.

1Индукция магнитногополя0 - векторная величина,равная отношению

максимального вращательного момента сил,действующего на контур с то-

ком,помещённый в магнитное поле, к магнитному моменту контура.

B = M4макс0/p4m

1Магнитный момент контура

p4m0 = IS,

где I - сила тока в контуре, S - площадь ограниченная контуром.

За направление вектора магнитной индукции принимается направлениеот

южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно устанавливающей-

ся в магнитном поле.

Единица индукции магнитного поля - тесла (Тл).

1Закон Ампера0: Сила , действующая на проводник с током, помещённый

в магнитное поле, равна произведению модуля вектора индукции магнитно-

го поля на силу тока в проводнике , на длину проводника и на синус уг-

ла между направлением тока и вектором индукции магнитного поля.

F = BlIsin7a

Направление силыАмпера можно определить по правилу левой руки:

Левую руку располагаем так,чтобы вектор индукции магнитного поля был

перпендикуляренладони, четыре пальца были направлены по направлению

тока,тогда, отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направле-

ние силы Ампера.

1Силовая линия магнитного поля0 - линия ,касательная к которойв

любойточке совпадает по направлению с вектором 2В0 индукции магнитного

поля в этой точке.

1Сила Лоренца0 - сила, действующая на электрический заряд q, движу-

щийся в магнитном поле со скоростью v.

F4л0 = qvBsin7a

Направление силы Лоренца можно определить по правилу левойруки:

Левуюруку располагаем так,чтобы вектор индукции магнитного поля2 В

был перпендикулярен ладони,4 пальца были направленыпонаправлению

вектора скорости2 0v положительно заряженной частицы, тогда отогнутый на

90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца. Если час-

тица имеет отрицательный заряд, то вытянутые пальцы левой руки следует

направить против направления вектора скорости2 0v.

Радиус окружности, по которой со скоростью v, перпендикулярной В,

движется в магнитном поле заряженная частица

r = mv/qB

- 16 -

Период обращения частицы - время, затрачиваемое ею на один полный

оборот.

T = 27p0 m/qB

1Магнитная проницаемость0 - величина,показывающая, во сколько раз

индукция магнитного поля в веществе больше или меньше, чем в вакууме.

7m0= B/B40

1Ферромагнетики0 - вещества, в которых магнитные моменты атомов или

ионов самопроизвольно ориентированы параллельно друг другу.

1Домены 0- области в ферромагнетике,самопроизвольно намагниченные

до насыщения.

1Парамагнетики -0 вещества,в которыхвектор магнитнойиндукции

собственного магнитногополяимеет одинаковое направление с вектором

индукции намагничивающего поля.

1Диамагнетики -0вещества, в которых вектор индукции собственного

магнитного поля направлен противоположновекторумагнитной индукции

намагничивающего поля.

1Соленоид0 - проводник,свернутый в спираль с большим числомвит-

ков, по которому идет электрический ток.

2ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

1Электромагнитная индукция0 - это явление возникновенияиндукцион-

ного тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного поля,пере-

секающего контур, ограниченный этим проводником.

1Магнитный поток0- величина,равная произведению модуля вектора

индукции магнитного поля2 B0 на площадь поверхности2 0S, которую пересека-

ет магнитное поле, и на косинус угла7a0 между вектором нормали к конту-

ру и вектором индукции магнитного поля.

Ф = ВScos7a0.

Единица измерения Магнитного потока -вебер (Вб).

1Закон Фарадея0:ЭДС индукции, возникающаяя в контуре, прямо про-

порциональна скорости изменения магнитного потока, пересекающего пло-

щадь, ограниченную этим контуром.

72D0 Ф72

7E0= - ────

7D0 t

1Правило Ленца0: Индукционныйток всегда имеет такое направление,

при котором,созданное им магнитноеполе противодействует изменению

магнитного потока , вызывающего этот ток.

1Самоиндукция -0возникновение ЭДСиндукции в проводящем контуре

при изменении в нем силы тока.

1ЭДС самоиндукции:0ЭДС самоиндукции,возникающая в электрической

цепи при изменении тока в ней,прямо пропорциональна скорости измене-

ния силы тока.

7E0 4с0 = -L7D0 I/7D0 t,

где L-индуктивность контура.

1Индуктивность контура -0 величина,равная отношению полногомаг-

нитного потока пронизывающего контур к силе тока, текущего в нем.

L = Ф/I

Единица индуктивности - генри (Гн)

1Магнитный поток, создаваемый током в контуре

Ф = LI

- 17 -

1ЭДС индукции возникающая в движущемся проводнике

7E0 = Blv sin7a0,

где В - модуль вектора магнитной индукции,7 a0 - угол между векторами v

и В, l - длина проводника.

1Гипотеза Максвелла0: во всех случаях, когда электрическое поле из-

меняется со временем, оно порождает магнитное поле.

1Электромагнитное поле 0- это совокупность переменногоэлектричес-

кого поля и неразрывно связанного с ним переменного магнитного поля.

1Энергия магнитного поля 0:

W=LI520/2

2МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

1Колебания -0 движения или процессы,которые характеризуются опре-

деленной повторяемостью во времени.

1Свободные колебания0 - колебания, которые совершаются за счет пер-

воначально сообщеннойэнергии при последующем отсутствии внешних воз-

действий на колебательную систему.

1Гармонические колебания0 - колебания, при которых колеблющаяся величина

изменяется со временем по закону синуса или косинуса.

1Уравнение гармонических колебаний0

x = A cos(7w0 t +7f0 ),

где х-значение изменяющейся величины в данный момент времени, A -

амплитуда, 7w0- циклическая частота, 7f0- начальная фаза.

1Амплитуда колебаний -0 максимальное значение колеблющейся величины.

1Фаза колебаний0 - переодически изменяющийся аргумент, описывающий

колебательный процесс

(7w0 t +7f0 ),

1Частота0 1колебаний0 7y0 - число полных колебаний,совершаемых в еди-

ницу времени.

Единица частоты - герц (Гц).

1Циклическая частота0 7w0 - число колебаний за 27p0 секунд.

Единица циклической частоты - с5-10.

Связь частоты с циклической частотой

7w0= 27py

1Период колебаний0T- время,за которое совершается одно полное

колебание.

Связь периода с частотой

7w0= 27p0 /T ; 7y0= 1/T.

1Скорость колеблющейся точки

v =── = - A7w0 sin(7w 0t +7f0 )

1Максимальная скорость колеблющейся точки

v4мах0 =A7w

1Ускорение колеблющейся точки

1a0 = ── =A7w5 20 cos(7w 0t +7f0 )

1Максимальное ускорение колеблющейся точки

1a4мах0 = A7w5 2

1Сила, действующая на колеблющуюся материальную точку

F = - m7w5 20x = - kx

- 18 -

1Полная энергия0 материальной точки,совершающей гармонические ко-

лебания

m7w5 20A52

W =5 0─────

1Пружинный маятник0 - груз массой m, подвешенный на абсолютно упру-

гой пружине и совершающий колебания под действием упругой силы

1Период колебаний пружинного маятника

────

Т = 27p0 7?0 m/k4 0,

где m- масса маятника, k5 0- жесткость пружины.

1Математический маятник0 - идеализированная система,состоящаяиз

материальной точки, подвешенной на невесомой и нерастяжимой нити.

1Период колебаний математического маятника

───

Т=27p0 7?0 l/g ,

где l - длина математического маятника, g-ускорение свободного падения.

1Затухающие колебания0 - колебания, амплитуда которых уменьшается с

течением времени.

1Вынужденные колебания0 - колебания,которые происходят поддейс-

твиемвнешней периодически изменяющейся силы или внешней периодически

изменяющейся эдс.

1Автоколебания0 -незатухающие колебания,поддерживаемые внешним

источником энергии,вид и свойства которых определяются самойсисте-

мой.

1Резонанс0 - явление резкого возрастания амплитуды вынужденныхко-

лебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте

колебаний системы.

1Колебательный контур0 - электрическая цепь,состоящая из включен-

ных последовательно конденсатора емкостью С, катушки индуктивностью L

и резистора сопротивлением R, в которой могут возникать электромагнит-

ные колебания.

1Формула Томсона0, устанавливает связь между периодом Т собственных

колебаний в контуре без активного сопротивления, индуктивностьюLи

емкостью С контура.

───

T = 27p0 7?0 L5.0C

1Полная электромагнитная энергия контура0 в любой момент времени

W = LI520/2 + CU520/2

1Переменный ток 0- электрический ток, изменяющийся во времени.

1ЭДС индукции,0 возникающая при вращении рамки

E = BSN7w0 sin7w0 t,

где В - индукция магнитного поля,S - площадь рамки, N - число витков

в рамке,7w0- угловая скорость вращения рамки, t - время.

Максимальная ЭДС индукции

E4мах0 = BSN7w

1Действующее значениясилы тока и напряжения 0- среднее квадратич-

ное значение силы переменного тока или напряжения за период. Действую-

щее значение силы тока равно силе постоянного тока, выделяющего в про-

воднике то же количество теплоты, что и переменный ток за то же время.

- 19 -

Действующее или эффективное значение силы переменного тока и нап-

ряжения связаны с их максимальными значениями формулами:

__ 5 0__

I4д0 = I4m0/7?5 027 0,U4д0 = U4м0/7?5 027 0.

1Индуктивное сопротивление

R4L0 =7 w0 L

1Емкостное сопротивление

1R4C0 = 1/7w0 5.0C

1Импеданс0 (полноесопротивление электрическойцепи при синусои-

дальных напряжениях и токе)

─────────────────────

Z =7 ?0 R520 + [7w0 L - 1/(7w0 C)]52

1Закон Ома для цепи переменного тока

I400 = U400/Z,

где I400 и U400 -амплитудные значения силы тока и напряжения.

1Мощность переменного тока

P = IU cos7f

6Коэффициент мощности

6cos7f0 = R/Z

1Трансформатор 0- электротехническое устройство, служащее для повы-

шения или понижения напряжения переменного тока.

1Коэффициент трансформации0 - отношение числа витков в первичнойи

вторичной обмотках трансформатора, показывающее, во сколько раз ЭДС во

вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чем в первичной.

k = N410/N420 = U410/U42

При к > 1 трансформатор - понижающий, при к < 1 - повышающий

2ВОЛНЫ

1Волна0 - процесс распространения колебаний в среде.

1Поперечная волна - 0волна,в которой колебания происходят перпен-

дикулярно направлению распространения волны.

1Продольная волна0- волна,в которой колебания происходят вдоль

направления её распространения.

1Длина волны -0 величина, равная расстоянию между точками, фазы ко-

лебаний в которых отличаются на 27p0 ,или расстояние,на которое рас-

постраняется волна за время, равное периоду колебаний точки среды.

7l0= vT,

где v - скорость волны, Т - период колебаний.

Формула, связывающая длину волны с частотой колебаний

v =7 ly

1Фронт волны0 - поверхность, которая отделяет область пространства,

уже вовлечённую в волновой процесс, от области пространства, в которой

колебания ещё не возникли.

1Волновая поверхность 0- геометрическое место точек, колеблющихся в

одинаковой фазе.

1Разность фаз

27p

7Df0=7 0── (r420 - r410)

- 20 -

1Принцип суперпозицииволн:0 прираспостранении в линейной среде

нескольких волн каждая из них распстраняетсятак,как будтодругие

волны отсутствуют,а результирующее смещение частиц среды в любой мо-

мент времени равно геометрическойсуммесмещений, которыеполучают

частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов.

1Когерентность0 - согласованное протекание во времени ипространс-

тве нескольких колебательных или волновых процессов.

1Когерентные волны0 - волны, разность фаз которых остается постоян-

ной во времени.

Когерентными могут лишь волны, имеющие одинаковую частоту.

1Интерференция волн0- сложениекогерентных волн,при котором в

разных точках пространства получается усиление или ослабление амплиту-

ды результирующей волны.

1Условия интерференционных максимумов0:разность ходаволн равна

чётному числу длин полуволн или целому числу длин волн.

7D0 r = 2k7l0 /2 = k7l

где7 D0 r - разность хода волн,7 l0- длина волны, k = 0,1,2,...

1Условия интерференционных мимимумов0: разность хода волн равна не-

чётному числу длин полуволн.

7D0 r = (2k + 1)7l0 /2,

где7 D0 r - разность хода волн,7 l0- длина волны, k = 0,1,2,...

1Звуковые (или акустические) волны0 - распостраняющиеся в среде уп-

ругие волны, частоты которых лежит в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц.

Звуковые волны в газах и жидкостях могут быть только продольными.

В твердых телах звуковые волны могут быть как продольными, так и попе-

речными.

1Инфразвук -0 волны с частотами меньше 16 Гц.

1Ультразвук0 - волны с частотами больше 20 кГц.

1Интенсивность звука0- величина, определяемая средней по времени

энергией, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м520, пер-

пендикулярную направлению распостранению волны.

I = W/St

Интенсивность звука- величина,объективно характеризующая волновой

процесс.

1Громкость звука0 - субъективная характеристика звука, связанная с

его интенсивностью и зависящая от частоты.

1Высота звука0 - качество звука, определяемое человеком субъективно

на слух и зависящее от частоты звука.С ростом частотывысотазвука

увеличивается.

1Электромагнитная волна0 - переменное электромагнитноеполе,рас-

постраняющеесяв пространстве с конечной скоростью.Электромагнитные

волны возникают по той причине,что переменное электрическое поле по-

рождает переменное магнитное поле,которое, в свою очередь, порождает

переменное электрическое поле.

Электромагнитные волныраспространяютсяв вакууме со скоростью

света.

Электромагнитные волныпоперечны: векторы Е и В электрического и

магнитного полей волны взаимно перпендикулярны и лежатвплоскости,

перпендикулярной вектору v скорости распостранения волны.

Электромагнитные волны поглощаются, отражаются и преломляются по-

добно всем другим видам волн.

- 21 -

2ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

1Свет0 - электромагнитные волны, длина волны которых лежит в диапа-

зоне от 4,55.0105-70м до 85.0105-70м.

1Геометрическая оптика0 - раздел оптики,в котором законы распост-

ранения света рассматриваются на основе представления о световых лучах.

1Световой луч - 0линия,вдоль которой распостраняется энергия све-

товых электромагнитных волн.

1Оптически однородная среда -0 среда,для которой показательпре-

ломления везде одинаков.

1Закон прямолинейного распостранения света: свет в оптически одно-

1родной среде распостраняется прямолинейно.

1Закон отражения света0: луч падающий, луч отражённый и перпендику-

ляропущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной

плоскости. Угол падения равен углу отражения.

1Закон преломления0:луч падающий, луч преломлённый и перпендику-

ляр,опущенный в точку падения к границе раздела сред,лежат в одной

плоскости.Отношение синусауглападения к синусу угла преломления

есть величина постоянная для данных двух сред и называется относитель-

ным показателем преломления второй среды относительно первой (n4210).

sin7a0 /sin7b0= n4210,

где7 a0- угол падения,7b0- угол преломления.

Углы падения и преломления отсчитываются от перпендикуляра кгранице

раздела сред.

1Относительный показатель преломления0 двух сред равен отношению их

абсолютных показателей преломления.

n4210 = n420/n41

1Абсолютный показатель преломления среды0 - величина n,равная от-

ношению скорости1 с0 электромагнитных волн в вакууме к их скоростиvв

среде.

n = c/v

1Полное отражение01света0 может наблюдаться при переходе луча света

из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показате-

лем преломления.

1Предельный угол полного отражения0 -уголпадения, прикотором

угол преломления равен7 p0 /2.

sin7a0 4пр0 = n420/n410,

где7 a0 4пр0 - предельный угол полного отражения; n410- показатель преломле-

ния среды,из которой луч света падает на границу раздела сред;n420 -

показатель преломления среды, в которую переходит преломлённый луч.

1Линза0 - прозрачное тело,ограниченное двумя поверхностями,пре-

ломляющими световые лучи, способное формировать оптические изображения

предметов.

По оптическимсвойствам линзы делятся на собирающие и рассеиваю-

щие.

1Тонкая линза0 - линза, толщина которой значительно меньше по срав-

нению с радиусами поверхностей, ограничивающих линзу.

1Главная оптическая ось0 - прямая, проходящая через центры кривизны

поверхностей линзы.

1Оптический центр линзы0 - точка, лежащая на главной оптической оси

и обладающая тем свойством, что лучи проходят сквозь нее не преломля-

ясь.

1Фокус -0 точка,в которой после преломления собираются вселучи,

падающие на линзу, параллельно главной оптической оси.

- 22 -

1Формула тонкой линзы

1/f + 1/d = 1/F,

где d - расстояние от предмета до линзы;f - расстояние отлинзыдо

изображения; F - фокусное расстояние. Для собирающей линзы F > 0, d>0,

для действительного изображения f > 0, для мнимого изображения f < 0.

1Оптическая сила линзы0 - величина обратная фокусному расстоянию.

D = 1/F.

Единица оптической силы линзы - диоптрия (дптр).

1Оптическая сила тонкой линзы

D = (n - 1)5.0(1/R410 + 1/R420),

где n - относительный показатель преломления линзы, R41 0и R420 - радиусы

кривизны поверхностей(R > 0 для выпуклой поверхности;R < 0

для вогнутой).

1Увеличение линзы0- отношение линейного размера изображения к ли-

нейному размеру предмета.

G = H/h,

где Н-размер изображения, h- размер предмета.

2ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

1Волновая оптика -0 раздел оптики,изучающий оптические явления, в

которых проявляется волновая природа света.

1Интерференция света 0- сложение когерентных волн, вследствие кото-

рого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления

результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

1Дифракция света0- явление огибания волнами препятствий,размеры

которых соизмеримы с длиной волны.

1Принцип Гюйгенса0 - каждая точка, до которой доходит волна, служит

центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового

фронта в следующий момент времени.

1Дифракционная решётка0 - это оптический прибор, представляющий со-

бой систему из большого числа одинаковых по ширине и параллельных друг

другу щелей, разделенных одинаковыми по ширине непрозрачными промежут-

ками.

1Постоянная (период) дифракционной решетки

d = a + b,

где а- ширина каждой щели решетки,b - ширина непрозрачных участков

между щелями.

1Условие главных максимумов для дифракционной решётки0:

dsin7f0= k7l0,

где d - постоянная дифракционной решётки,7 f0- угол дифракции, 7l0 - длина

волны, k - порядок дифракционного максимума, k = 1,2,3...

1Дисперсия света0- зависимость показателя преломления вещества от

частоты (длины волны) света или зависимость скорости световых волнот

его частоты.

Следствие дисперсии - разложение в спектр пучка белого светапри

прохождении его через призму.

1Угол отклонения лучей призмой

7f0= A(n - 1),

где А - преломляющий угол призмы, n - показатель ее преломления.

1Естественный свет0 - электромагнитная волна, в которой направления

векторов E и B могут лежать во всевозможных плоскостях, перпендикуляр-

ных к вектору скорости распостранения волны.

- 23 -

1Поляризованный свет -0 свет,в котором направления колебаний век-

торов Е и В каким-то образом упорядочены.

2КВАНТОВАЯ ОПТИКА

1Фотон0 - элементарная частица, квант электромагнитного поля. Имеет

нулевую массу покоя, движется со скоростью света.

1Энергия кванта света

7e0= h7y0= hc/7l0 ,

где h- постоянная Планка,7y0 - частота света,7l0 - длина волны,с -

скорость света в вакууме. с = 35.010580 м/с.

1Постоянная Планка

h = 6.6255.0105-340 Дж/с

1Масса фотона

m = h7y0 /c52

1Импульс фотона

p = h7y0 /c = h/7l

1Внешний фотоэффект-0 вырывания электронов с поверхности металлов

под действием света.

1Законы внешнего фотоэффекта.

1.1 Закон Столетова:0при фиксированнойчастоте падающегосвета

число фотоэлектронов,вырываемых из катода в единицу времени, пропор-

ционально интенсивности света (сила фототока насыщения пропорциональна

световому потоку).

2.Максимальная начальная скорость фотоэлектроновнезависит от

интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.

3.Для каждого вещества существует "красная граница"фотоэффекта,

т.е. минимальная частота света ниже которой фотоэффект невозможен.

1Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:0энергияпадающего

фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла

и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии.

h7n0= A + mv520/2

1Работа выхода0 - энергия , которую надо сообщить электрону для его

выхода за пределы металла.

1Красная граница фотоэффекта

h7n0 4кр0 = А hc/7l0 4кр0 = А

2АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

1Первый постулат Бора0 (постулат стационарных состояний): ватоме

существуютстационарные ( не изменяющиеся со временем) состояния,в

которых он не излучает энергию.

В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой ор-

бите, имеет дискретные квантованные значения момента импульса.

mvr = nh/27p0,

где m - масса электрона,v - его скорость,r - радиус орбиты,n=

1,2,3,...

1Второй постулат Бора (0правило частот) при переходеэлектронас

однойстационарной орбиты на другую излучается (поглощается) фотон с

энергией, равной разности энергий соответствующих стационарных состоя-

ний.

h7y0= E4n0 -4 0E4m

1Атомное ядро0 состоит из из протонов и нейтронов.Их общее назва-

ние - нуклоны.

- 24 -

Число протоноввядре равно порядковому номеру химического эле-

мента в таблице Менделеева,а число нейтроновравно разностимежду

массовым числом и порядковым номером.

1Массовое число0 - общее число нуклонов в атомном ядре.

1Изотопы0 -атомы химическихэлементов,ядра которых состоят из

одинакового числа протонов, но разного числа нейтронов.

1Энергия связи ядра0 - энергия, которую необходимо затратить, чтобы

расщепить ядро на отдельные нуклоны.

1Энергия связи нуклонов в ядре

E4св0 = [Zm4p0 + (A - Z)m4n0 - m4я0]5.0c520 = [Zm4H0 + (A - Z)m4n0 - m]5.0c524 ,

где m4p0,m4n0,m4я0 - соответственно массы протона, нейтрона и ядра; m4H0 -

масса атома водорода.m - масса атома.А - массовое число, Z - заряд

ядра.

1Удельная энергия связи0 - энергия связи,отнесенная к одному нук-

лону. Е4св0/ А

1Дефект массы ядра0: разность между суммарной массой свободных нук-

лонов, из которых состоит ядро и массой ядра.

7D0 m = [Zm4p0 + (A - Z)m4n0 - m4я0]5.0c520 = [Zm4H0 + (A - Z)m4n0 - m]5.0c52

1Ядерные силы0 - силы,действующие между составляющими ядро нукло-

нами и значительно превышающими кулоновские силыотталкиваниямежду

протонами. Относятся к классу сильных взаимодействий.

1Радиоактивность0 - способность некоторых атомныхядерсамопроиз-

вольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием элементар-

ных частиц.

Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неус-

тойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдает-

ся у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

К радиоактивным превращениям относятся:альфа-распад,все виды

бета-распада, спонтанное делениеядер, протоннаярадиоактивность.

Обычно все типы радиоактивности сопровождаются гамма-излучением.

Три типа радиоактивного излучения:

1.Альфа-излучение -поток ядер гелия.

2.Бета-излучение - поток быстрых электронов.

3.Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучениес

длиной волны меньше 105-100 м, т.е. является потоком фотонов.

1Радиоактивный распад0- естественноерадиоактивноепревращение

ядер, происходящее самопроизвольно.

Число ядер, распавшихся в среднем за промежуток времени dt

dN = -7l0 Ndt,

где N - число нераспавшихся ядер в начальный момент времени,7l0 - пос-

тоянная радиоактивного распада.

1Закон радиоактивного распада

4-0 _5t

N1 0=1 0N400 exp(-7l0 t) или N = N400 24 5 T0 ,

где N400 - число нераспавшихся ядер в начальный момент времени, N - чис-

ло нераспавшихся ядер в момент времени t, exp = 2,72 - основание нату-

рального логарифма,7l 0- постоянная радиоактивного распада. Т - период

полураспада.

1Период полураспада -0 время, за которое исходное число радиоактив-

ных ядер в среднем уменьшается вдвое.

T = ln2/7l

- 25 -

1Число ядер, распавшихся за время t

7D0 N = N400 - N = N400[ 1 - exp(-7l0 t)]

1Cреднее время жизни радиоактивного ядра

7t0=7 01/7l

1Активность радиоактивного источника -0 число распадоврадиоактив-

ных ядер в единицу времени

A =7 l0 N = ln25.0N/T

Единица активности - беккерель.

1Ядерная реакция0 - превращения атомных ядер одних химическихэле-

ментоввядра атомов других химических элементов, вызванные взаимо-

действием ядер с элементарными частицами или с другими ядрами.

1Реакция деленияядра -0 тяжелое ядро под действием нейтронов де-

лится чаще всего на два ядра, близких по массе.

1Цепная реакция деления0 - ядерная реакция,в которой частицы, вы-

зывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции.

1Коэффициент размножениянейтронов -0 отношение числа нейтронов в

данном поколении к их числу в предыдущем поколении.

Необходимым условием для развития цепной реакции деления является

требование k7.0 1.

1Критические размеры -0 минимальные размеры активной зоны,при ко-

торых возможно осуществление цепной реакции.

1Критическая масса -0 минимальная масса делящегося вещества необхо-

димая для осуществления цепной реакции.

1Ядерный реактор -0устройство, в котором осуществляется и поддержи-

вается управляемая цепная реакция деления.