Мини-шпаргалки по физике (1 курс)

	Загрузить архив:
	Файл: ref-29765.zip (35kb [zip], Скачиваний: 285) скачать

-------------------------------------------------------------------

.t =tV=скоростьu=фиμ=мю

sina=sin альфаsiny=sinгамма

~ток=переменный ток

T ~тока — период переменного токаV ~тока — напряжение переменного тока

-------------------------------------------------------------------

1. Открытие МП. Магнитная индукция. Вихревой хар-р МП

МП обнаружил Х. Эрстед в 1819 г.

МП-особая форма материи, посредство которой осуществляется взаимодействие

между движущимися харяженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом. МП порождается электрич.током. Индикатор МП-замкнутый контур малых размеров или простоянный магнит. МП — вихревое, т.к силовые линии МП замкнуты. МП изображается через магнитные силовые линии.

Плотность линий магнит.индукции характеризует значение магнитной индукции — B

B=Fl/IS [B]=H*м/А*м² =Тл (Тесла)

Модуль магнитной индукции-отношение максимальн.вращаюшего момента, действующего на контру с током в МП к магнитному моменту этого контура. B=Mмах/p_m

2. Напряженность МП. Закон Б-С-Л

МП в вакууме характеризуется напряженностью H

H=Bo/μ_o μ_o=4П*10-7 Гн/мBo= μ_oHи Bo=B/ μ тогда B=μμ_oH – связь магнитной инд. И напряжен.

Закон Б-С-Л: .H=I.l*sina/4Пr² + РИС 13.8 на стр.207

Напряженность поля, создава. Элементом тока, текущего по участку .l в точке, располож. На r прямопроп. Силе тока и длине проводника и обр.проп.квадрату расстояния.

3. Магнитные поля прямолин.проводника,кругового тока, соленоида

прямолин.пров:H=I/2ПrB==μμ_oI/2Пr

кругового тока: B=μμ_oH=μμ_oI/2r

соленоида H=InB=μμ_oIn n-число витков на ед.длины соленоида

4. Закон Ампера. Взаимодействие токов

Закон Ампера: F=BI.l*sina На проводник с током, помещен.в однород.МП индукции B действует сила, пропорц.длине отрезка .l , силе тока I и индукции МП B

a=угол между направлен.тока и ветрока B

Сила, с которой 1ый проводник действ.на 2ой пропорц.произведен.силы токов и обр.проп расстоянию между ними F21=μμ_oI₁I₂l/2Пd + РИС 13.11 на стр.210

Если проводники притягиваются — сила между ними отрицательная

5. Магнитный поток. Работа по перемещ.проводника с током в МП

Магнитный поток -физич.велиина, равная произведению проекции вектора магнитной индукции на площадь поверхности .Ф=Bn*.S=B.S*cosaa-угол между нормалью и B

Магнитный поток характеризует число линий магнитной индукции, проход.через данную поверхность. Магнитный поток через замкнутую поверхность=0

Изменить магнитный поток можно: 1)изменяя B2)изменяя ориентацию контура отностительно B, т.е вращая контур в МП.

[.Ф]=Вб(вебер)1Вб=1 Тл*м²

При движении проводника в МП соверх.работа .A=F.x=BIl.x

.A=IB.S=I.Ф Работа, совершаемая силами Ампера при движ.проводника с током в МП=произвед.силы тока на магнитный поток + РИС 13.13 на стр.212

6. Действие МП на движ.заряд. Сила Лоренца

Движущиеся эл.заряды создают вокруг себя МП. Сила, с которой поле действует на каждый заряд (Сила Лоренца): Fл=F/n=BQ * .l/.t * sinaт.к .l/.t=V — средняя скорость заряда, то

Fл=BqV*sinaa-угол между вектором V и BСила лоренца направлена перпендикулярна V и B. 1) Если скорость заряда=0, то Fл=0 –МП не действует на заряд2)Если a=0, то sina=0, Fл=0 -МП не действует на заряд+ РИС 13.14 на стр.213

7. Удельный заряд. Магнитосфера Земли

Пропуская заряжен.частицы чере электрическое и магнитное поля, определяют их уд.заряд. mV²/2=Q(u1-u2), отсюда V=√2Q(u1-u2)/m Удельный заряд: Q/m=2(u1-u2)/R²B²

Приборы для разделения заряженных частиц по их уд.зар — масс-спетрографы

Магнитосфера-область околоземного пространства, свойсва и размеры которой определяются МП Земли и его взаимодействием с солнечным ветром.

Магнитосфера может удерживать заряж.частицы — они образуют радиационные пояса Земли.

8. Магнитные св-ва вещества. Природа диа-пара-ферромагнитизма

Магнетики-вещ-ва, способные намагничиваться во внешнем МП, т.е создавать свое собственное МП. Магнетики бывают слабомагнитные и сильномагнитные. К слабомагнитным относятся парамагнетики и диамагнетики. К сильномагнитным -ферромагнетики. Паромагнитные св-ва вещ-ва объясняются орбитальным движением электронов вокруг ядер атомов — создают собственное МП молекул. Парамагнетики: кислород, алюминий, патина. Для них μ зависит от температуры. У диамагнетиков μ не зависит от t'. Диамагнетики: золото,стекло,медь,мрамор,серебро,вода... Ферромагнетик состоит из множества самопроизвольно намагниченных обастей очень малых рамером — называются домены. + РИС 13.20 на стр.220 Ферромагнетики: железо,никиль,кобальт.Температура Кюри — t', при которой у ферромагнетика исчезают его ферромагнитные свойства — он становится паромагнетиком. Петля гистерезиса-замкнутая кривая индукции, которая образуется при периодическом перемагничивании ферромагнетика ~ током

9. Э-м индукция. Законы. Правило Ленца.

Э-м индукцию обнаружил Фарадей в 1831 г. Ток, возникающи при Э-м индукции-индукционный. Э-м индукция-возникновение индукционного МП в проводящем контуре, который либо перещается в постоянном МП, либо неподвижен в ~МП. Чем быстрее меняется число линий магнитной индукции-тем больше индукц.ток. Причина возникнов.инд.тока-изменен.магнитного потока. .Ф=Bn*.SN-кол-во витков

.Ф=B.S*cosa.Ф=NB.S*cosaI=.Ф/.t – cкорость изменения магнитного потока. Закон Фарадея: + РИС 14.1 на стр.227 ЭДС индукции в замкнутом контуре=по величине скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятую с противоположным знаком.

ε=Аст/q; Aст=Fл=Fл*l/q=BVl*sina

Правило Ленца: Возникающий в замкнутом контуре инд.ток своим МП противидействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван или инд.ток всегда противодействует причине, вызвавшей его

Явление Э-м индукции-в основе работы электрич.генераторов

10. Понятие Э-м теории Максвелла. Вихревое эл.поле...

Cв-ва индуцированного электрич.поля: 1)с зарядом не связано 2)линии напряженности замкнуты, его называют вихревым3)истоков индуцированного поля указать нельзя4)работа индуцированного поля вдоль замкнутого пути=0A=Q=I²*R*.t

5)индуцированное эл.поля возникает независимо от наличия замкнутого проволочного контура. Положение Максвелла: Сущность явления Э-м индукции заключается не столько в появлении индукционного тока, сколько в возникновении вихревого электрич.поля.

Вихревое эл.поле можно применять для ускорения заряженных частиц. Токи Фуко-короткозамкнутые индукц.токи, возникающ.в массивном проводнике с малым R, движущимся в МП. Эти токи нагревают проводник (используются в электропечах, счетчиках электроэнергии).

11. Самоинд.Индуктивность

Любой проводник,по котороу теч.эл.ток находится в собств.МП. Изменяя

его можно получить ЭДС индукции. Самоиндукция-возникновение ЭДС

индукц.в проводнике, по которому течет перем.ток

Индуктивность-физ.вел.,числ.=ЭДС самоинд,возник.в контуре при измен.

I на 1А за 1 с. L=ε_is .Δt/ΔI[L]=ГцДля удлин.соленоида: L=μμ_on²S/l

n=N/l – число витков на ед.длины. L=μμ_oN²S*l/l*l L=μμ_oN²V V-объем сол.

12. ЭНЕРГИЯ МП. ОБЪЕМНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ

Собств.энергия тока находится в МП, созданном проводником с током.

Wм=LI₂/2L=μμ_oN²V, тоWм= μμ_oN²VI²/2=μμ_oH²V/2-энергия МП солен.

Через магн.инд. Wм=μμ_oB² V/2μ²μ_o² =B²*V/2μμ_o

Энергия Э-м поля соленоида: W=Wэ+Wм=εε_o E²*V/2 + μμ_oH²/2 *V

Объемная плотность энергии: ω=W/Vω_м=μμ_oH/2=B²/2μμ_o

ω_э= εε_o E²/2 + μμ_oH²/2

13. КОЛЕБ.ДВИЖ.ХАР-КА КОЛ.ДВ

Кол.дв-движ точно повтор.через равные промеж.времени

Полное колеб.-1 законченный цикл кол.дв. T-время 1 полного кол.

ν-число полных кол. В ед.врем.ν=1/T ω – кругов.частота — полные колем.

за время 2П ω=2ПνА-амитуда-макс.отклон.от равновесия.

Гармонич.кол.-колеб.движ.опис.по закону sin или cosS=Asin(ω_ot+u_o)

Скор. кол.Vx=dS/dt=Aω_ot Vx=Vocosω_ot Ускор.ax=dV/dT=-Aω_o²sinω_ot=-Vo²S

14. Свободные ЭМ колебания. Кол.контур.Превращ.энергии

Эм колеб-периодич.изменения зарядов,токов, напряжений.

Своб.кол-соверш. Без вн.воздействия-конденс.особожд.заряд

ω_o²=1/LCw_o=1/√LCT=2П/ω_o =2П√LC По гарм.кол.изм.напряж,сила тока:

U=Q/C=Qo*Sin(ω_ot+u_o)/C=Uo*Sin(ω_ot+u_o)

I=dQ/dT=Qoω_oCos(ω_ot+u_o)=Io(ω_ot+u_o) При откл.ист.тока в цепи=ЭДС

самоинд. ε=-LdI/dT = q/C-LdI/dT=Q/Cd²q/dt²+1Q/LC=01/LC=ω_o²

d²q/dt² + ω_o²q=0 =>ток достиг.макс.знач,если Q(U)на обкл.конд.=0

Превр.энерг.:При зарядке конд-появл.эл.поле, энергия Wэ=CU²/2

При разрядке — МП Wм=LI²/2 В идеальном контуре CU²/2= LI²/2

Энергия заряж.конд.периодич. измен.по закону Wэ=Q_o²sin²(ω_ot+u_o)/2C

т.к ω² =1/LC, тоWэ=ω_o²LQ_o² sin²(ω_ot+u_o)/2Wм=LI_o²cos²(ω_ot+u_o)/2I_o=Q_oω_o

Wм=ω_o² LQ_o²cos²(ω_ot+u_o)/2Полная энерг. Э-М поля: W=Wэ+Wм=ω_o² Lq_o²/2

В ид.контуре суммарная энергия сохр, Э-м колебания незатухающие.

15. ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ...

В реальном кол.контуре есть R=0 => энергия в начале запасенная в контуре

расходуется на выделение тепла. A уменьш, колеб.затухают.

ε_is=U+IR(U-на конд. IR-на провод)ε_is=-Ld²q/dt²U=q/CI=dq/dt

-Ld²q/dt²=q/C+dq/dt * Rd²q/dt² +R/L *dq/dt + 1/LC * q = 0

ω_o²=1/LCς=R/2L – коэф.затух.d²q/dt² +2ς dq/dt + ω_o²q=0

q=q_me^-ςt sin (ωt+ u_o)ω=√ω_o² -ς²=√ ω_o2 -R²/4L

q_t=q_me^-ςt =>А зат.кол уменьш.С теч.врем по экспоненциальному закону ω_o > ς

Время релаксац.-промежуток времени, в теч.которого A зат.кол. Уменьш в e раз

τ=1/ςV затух.клеб в контуре характеризуется дискрементом затухания Θ

Θ=ln q_t/q(t+T)=ςT + РИСУНОК ГЕНЕРАТОРА НА ТРАНЗИСТОРЕ

16. ВЫНУЖДЕННЫЕ Э-м КОЛЕБАНИЯ

-колебания,возник.под действ.внешн.переодич.измен.ЭДС

Чтоб в колеб.конт.возникли вынужд.колеб.надо подвести к нему внешн.период.

Изм.ЭДС или переме.напряжен.

L dI/dt + IR + Q/C = U₀sin ωt (:L)=>dI/dt +RI/L +Q/LC=Uo/L * sin ωt

а т.к I=dQ/dtω²₀=1/LC δ=R/2L то d2Q/dt2 + 2δ * dQ/dt + ω²₀Q = Uo/L * sin ωt

решение: Q=Q₀ * sin (ωt + φ) =>вын.кол.Происх. С частотой=ω и= гармонич.

I в конт.: I=dQ/dt = ωQo * cos(ωt -φ) =>колебан.Q и I сдвинуты по ф. На п/2

Амплитуда и фаза: Qo=Uo/w*√R²+(wL-1/wC)²tg φ=R/1/wC-wL

Резонанс-резкое +A, когда v вын.колеб->к v собств.кол.сист — woРИС

17. ~ток. Генератор ~ тока

~ток-эл.ток, извен.со времен. Он - результат вынужд. Э-м колебаний.

Вынужд.колеб.созд. Генератором ~тока, работ.на электростанц.

S-площ.плоского.витка φ-угол между B и n (с векторами)

ф-магн.поток через SРИС

Ф=BS*cos φ ( φ=2П*υ*t) =>Ф=BScos2П*υ*t=BSωt

По закону Фарадея: ε=-.Ф/.t = -dФ/dt=-Ф' а т.кεi=-(BScosωt)=BSωsinωt =>

ε_m=BSω иε_i=ε_m*sinωtЭДС индукц. Максим. При sinωt=1, a=ωt=П/2

Мгновенное знач.~тока: I=εi/R=εo/R *sinωtIo=εo/R=BSw/R

I=Io*sinwtε=εo*sinwtКолеб тока и эдс=по фазеРИС

T ~тока-промеж.времени, в теч.которого перемен.ЭДС соверш.1 полн.колеб.

V ~тока — число полных колеб, соверш. За 1 сек.

18. ЕМКОСТНОЕ И ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

U и Q на обклад.конд.измен.по закону: U=Uo*sinωt; Q=CU=CUo*sinωt а т.к I=dQ/dt

I=CωUo*sin (ωt + п/2)=Io*sin (ωt + п/2)=>~ток опереж.по фазе на П/2

Если цепь, в котор.включ.конденсатор, обл.сопротивлен Xc-емкостным, то

Io=Uo/Xc Емкостное r обр.проп.емкости и круговой частоте ~тока Xc=1/ωC

Ток возбуждает в катушке ЭДС самоиндукц: ε=-L*dI/dt dI/dt=ωIo*sin(ωt+п/2),

Uo=ωLIo, тоε=-ωLIo*sin(wt+п/2)=-Uo*sin(wt+п/2)U=Uo*sin(wt+П/2)

Закон ома для амплитуд.знач: Io=Uo/X_Lиндуктивн.R пропор.индукт. и круг.част

X_L=ωLX_L и Xc-реактивные сопротивления 2РИС

19. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЭЛЕКТИЧ.ЦЕПИ ~ТОКА

Если эл.цепь сост. Из послед.соед. Активного R, емкости C и индуктивности L, то

полное напряжение можно найти из векторной диаграммы

значение углаφ зависит от соотношения U_L и Uc

если UL=UC, то φ=0 -I и U = по фазе Значение Uo можно найти по т.Пифагора

Uo=√(U²R+(U_L-Uc)²Полное сопрот.:Z=√(R²+(wL-1/wC)²

Закон Ома для амплитуд.знач. Io и Uo: Io=Uo/√(R²+(wL-1/wc)²

Амплитуда силы ~тока пропорц.амплитуде напряжения и обр.проп.полному R цепи

Если индукт.R=емкостному, то в цепи-резонанс, закон Ома Io=Uo/R Полное R=

активному. Сила тока в цепи наибольшая и по фазе совпадает с напряж.

20. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ~ТОКА

Мощн.пост тока: P=IU=I²R Мощность ~тока зависит еще и от сдвига фазы.

Между U и Iт.е P=IU cos φЕсиφ=90', то cos φ=0 Мощность=0, незав.от U и I

Мгновен.мощность ~тока: Pt=IU=IoUosin²wt , а т.к sin²wt=1/2*(1-cos2wt),то

pt=IoUo(1-cos2wt) I,U-мгнов, Io, Uo-амплитуд.Работа за время T:

A=IoUo (1-cos2wt)dt , а т.к w=2П/Т, то A=IoUo(1-cos4П/T *t)dt=IoUoT/2 [от 0 до T]

Aт=1/2 * Io Uo TСредняя мощность ~тока: Pcр=Aт/T=IoUo/2

Действующ.сила тока Iэф и действ. Uэф — такие I и U пост.тока, что при прохожд.

Которого по той же цепи а то же время выделяется кол-во теплоты, что и при

данном ~токе.МОЩНОСТЬ: P=Iэф Uэф=RI²эф=U²эф/RIэф=Io/√2Uэф=Uo/√2

ε=εo/√2P=IUcosu Cosu характериз.потере E в цепиНадо стремится к + cosu

21. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ~ТОКА. ТРАНСФОРМАТОР. ПЕРЕДАЧА И...

Трансформатор-выполненный из мягкого ферромагнетика сердечник

замкнутой формы, на котором 2 обмотки: первичная и вторичная

Концы первичной-вход, концы вторичной-выход(к потребителю_

Основа работы трансформ.явление Э-м индукции:на вход подается

~напряжение. В сердечнике возникает магнитный поток, пронизы-

выющий первичную и втор.обмотки.На них возникает ЭДС самоинд:

ε₁=-N₁ * dФ/dtε₂=-N₁ * dФ/dtN1 и N2-число витков обмотки

U1=I₁R₁-ε₁ = I₁R₁+N₁ * dФ/dtU2=I₂R₁-ε₂ = I₂R₂+N₂ * dФ/dt

1) Холостой ход: ε1~U1ε2~U2=> U1/U2 = N1/N2

P₁=P₂I₁U₁=I₂U₂U₁/U₂ = I₂/I₁2)Втор.обмотка замкнута:

n=P2/P1=I2U2/I1U1n(КПД)достигает 99%

Типы трансформат.: Автотрансформатор, ЛАТР, катушка Румкорфа

----

Производство электроэнергии — на 3-х типах станций: ТЭС, ГЭС, АЭС

Передавать ток низкого напряж невыгодно-большие потери в проводах

Ток низкого U подается на трансформатор, он преобр.его в высокое U

По линиям переходит к месту потреблен.Трансформ. преобр. U обратно

22. Э-М волныкак своб. Вид материи. Э-м волны

Максвелл разработал теорию Э-м поля: ~электр.поле пораждает МП.

Энегрия Э-м поля — сумма энергий МП и эл.поля: W=Wэ+Wм

Плотность энергии: ω= ωэ+ωм=εε_oE² /2+ B²/2μμ_o

Э-м волны-распространяющееся в пространстве Э-м поле

Скорость волны: V=1/√εε_oμμ_oВ вакууме: c=1/√ε_oμ_o=3*10⁸ м/c

Длина волны — расстояние, на которое перемещается Э-м

волна за время=одному периоду колебания: λ=c/V

Если волна переходит из вакуума в др.среду — длина волны и скорость

уменьшаются, а частота остается прежней:λ=c/v

Э-м волны — поперечные. Вектор магнитной индукции перпендикулярен

вектору напряженности и направлению распростран.волны

+РИСУНОК (16.3) СО СТРАНИЦЫ 270

Э-м волна монохроматич.-то E и B соверш.гарм.колеб с постоян.частотой

Свойства Э-м волн: поглащение,отражен,преломлен,интерференц,дифрац.

23. ОТКРЫТЫЙ КОЛЕБ.КОНТУР. СВОЙСТВА Э-м ВОЛН

Герц создал открыт.колеб.контур -ввел в закр.кол.контур искровой промежут.

Искра замыкала контур — совершалась серия Э-м колебаний

В этом кол.контуре ~электрич. поле существовало снаружи контура и было

затухающим (существовало сопротивление и Э-м волны теряди энергию)

Чтобы получить нехатух.колеб — нужно открыт.кол.контур соединить

с генератором на транзисторе+РИСУНОК (16.6) СО СТРАНИЦЫ 272

т.к v=1/T и T=2П√LC, то для повышен.частоты нужно уменьшать L и C

Свойства Э-м волн: поглащение,отражен,преломлен,интерференц,дифрац.

Все свойства Э-м волн совпадают со свойствами света. Свет=Э-м излучение

25. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОСВЯЗИ. ИЗОБРЕТЕНИЕ РАДИО ПОПОВЫМ

Радиосвязь-передача информации с помощью радиоволн, охватывающих широ-

кий диапазон: частота от 3*10⁴ до 3*10¹¹; Длина волны от 0,0001 до 1000 м

Принцип радиосвязи: ~ток высокой частоты создается в передающ.антенне и

вызывает в пространстве быстроменяющееся Э-м поле. Достигая приемной

антенны, Э-м волна вызывает в ней ~ток той же частоты

Попов создал 1ый радиоприемник — на когерер действовали Э-м волны-

под влиянием Э-м волн металлич.опилки в когерере слипались ичерез

когерер шел ток (цепь замкнута). После этого, ток течет через реле, звонок

разрывает церь и приемник возвращается в первоначальное состояние

Радиопередатчик излучает незатух.колебаний высокой частоты.

Приемник принимает Э-м волны, входит в резонанс, детектор выделяет

НЧ колебания из моделируемых колебаний ВЧ.

25. Э-м природа света. V распространения света.

Оптика — изучает видимый свет и короткие Э-м волны

Геометрич.оптика на рассматривает вопросов о природе света, т.е

изучает отражение и преломление.Физич.оптика изуч.природу света.

Существовало 2 теории: Ньютон считал, что свет=поток частиц

Гюйгенс, что свет=волна, распространяющ. Со скоростью V=c/√εμ

Док-во теории Ньютона: преломление и отражение света

Док-во теории Гюйгенса: интерференция, дифракция, поляризация

Свет имеет корпускулярно-волновую природу!

Свет-Э-м излучение, воспринимаемое чел.глазом. Длина волны видимого

света от 0,38 до 0,76 мкм.

Фотометрия-раздел физ.оптики, изучающ.изменен Э-м излуч.оптич.диспазона

Майкельсон установил, что 1)Скорость света в вакууме больше,

чем в др.средах2)Скорость света на зависит от скорости его источника

26. Световой поток. Сила света

1)Световой поток: Ф=PVФ=IΩ[Ф]=Лм (люмен). Это мощность видимой части

излучения, распространяющегося внутри телесного угла. Оценивается по

действию этого излучения на норм.глаз.

1 люмен=сила света,испускаемая с поверхн.S=1/60000 м2 полного излуч.

в перпенд.направлении при t излучателся=tзатвер.платины при p=101325 Па

2) Сила света: I=Ф/ΩI=Ф/4П[I]=Кд (Кандела)Это свечение источ.видимого

излуч. В не котор.направл.

Точечный источник света-если его размеры принебрежимо малы по сравнен. С расст,

на котором оценивается его действие.

Ω=4Пср — угол, охватывающий все пространство вокруг ТИ.

Телесный угол-отношение площади поверхности, вырезанной на сфере конуса

с вершиной в т.О к квадрату радиуса сферу.[ Ω ] =ср

1ср=телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности

сферы S=S квадрату со стороной=R сферы.

27. .Законы освещ. Светимость звезд. Абсолютная звезд.велич

E=Ф/S[E]= лм/м2 = лк(люкс)1люкс-освещен,созд.свет.потоком 1 люмен при

равномерном его распределении по S=1м2

1ый закон:освещен.в кажд.точке поверх,на которой перпен.падает свет, пропорц.

Силе света и обр.проп.квадрату расстояния до ист. E=I/R2

док-во: E=Ф/S=I Ω/4ПR2=I4П/4ПR2=I/R2

2ой закон: Освещен. Поверхн.,создав.|| лучами прямопроп.cos'у угла падения лучей

E=I/R2 * cosaдок-во Ф=ES Ф=EoSoSo=ScosaФ=EoScosaES=EoScosaE=Eocosa

т.к So перпен. No, Eo=I/R2

Звезд.велич: m=-2,5lgФ+CЕсли наблюдатель находится на R расстоянии, окружим

звезду сферой радиусом R, то Ф=L/S=L/4ПR2m=-2,5lgL/4ПR2+C

Абсолютная зв.велич-зв.велич,которую имела бы звезда на R=10 ПК

M=-2,5lgL/4П100 + C-2,5lgL/4П100 + C + 2,5lgL/4ПR2 – C = -2,5lgL+2,5lg4П100+2,5lgL-

-2,5lg4ПR2 = 2,5lg4П+2,5lg100-2,5lg4П-2,5lgR2 = 2,5*2-2,5*2lgR=5-5lgRM=m-5lgR+5

28. Принцип Гюйгенса. Док-ва законов отражения

Принцип Гюйгенса:каждая точка среды,до которой вошло возмущение, сама становит-

ся источ.втор.волн. Законы отраж:1)Падающ.луч,отражен.луч и перпен,восставленный

в .падения луча к границе 2х сред, лежат в 1 плоскости. 2)a=b

док-во: плоская волна,огранич.лучами АO и BC падает на гран.разд.2х сред MM'

Угол паден-угол a между перпенд. NN1 и падающим лучом AO к поверхности MM'

Фронт волны OC достигнет MM' в .О. Когда луч BC придет в .D, около .О возникнит

сферическая волна радиуса OF=CD. Построим огибающую DF вторичных сферических

волн. Она=касательной,провед.из .D к полусфере в точке O и к любой другой полусфере.

т.е касательная DF=фронт плоской отраженной волны. Луч, отраженный в .O, пойдет

отратно под углом b и перпендик. Фронту волны DF. OFD и OCD имеют

равные катеты OF=CD и общ.гипотенузу OD. т.е угол FDO=углуCOD =>а=b чтд

29. Док-ва законов преломления. Физ.смысл n. Полное отражение.

Законы преломл.:1)Падающ.луч,преломленный.луч и перпен,восставленный

в .падения луча к границе 2х сред, лежат в 1 плоскости.2)отнош sin угла падения

к sin угла преломл=пост.велич.для данн.2х сред.sina/siny=n

док-во:Свет.волна,огранич.AO и BC(||ы| имеет скорость света в среде V1 во второй V2

Фронт волны JC достигает раздела 2х сред в .O. Около .O будет распростр.сферич.волна

со скоростью V2.Расстнояние CD свет пройдет заt=CD/V1Во 2ой среде OF=V2t

Построим касательн.DF, исход.их .D к сфере OE=OF=V2t. Угол y = дополняющий до 90' углов

AOC и NOD, поэтому угол COD=a. Рассмотрим ODF и N1OF. Эти углы= как углы со взаимно

перпендик.сторонами, а угол N1OF-угол y. У треуг.OCD и ODF OD-общая. То CD=OSsina

OF=ODsinyCD/OF=sina/sinyт.к CD=V1tOF=V2t, то CD/OF=V1/V2. Приравнивая,

sina/siny=V1/V2=n

Полное отражен.когда свет распр.из более плотной в менее.sina/siny=n2/n1n2=1(возд)

sina/siny=1/n1sin90'=1sina_o=1/n1При a>ao преломлен.НВ = полное отражен.

N-относит.показат.преломл-пок.прелом.2ой среды относит.1ой.Физсмысл:n-отношен.

Скоростей света в средах на границе между которыми происходит преломление.

n=V1/V2т.к V1=c/n1V2=c/n2n=cn2/n1c=n2/n1_{n1=c/V1n2=c/V2}-абс.пок.прел.

30. Интерференция.Когерентность.Монохроматичность

Интерференция-явление взаимного усиления и ослабл.колебан.

в разных точках среды,в рез-те наложен.когерентных волн

Принцип суперпозиц.:напряженность электрич(магнитного)поля

2х свет.волн, прох.через 1 точку,равна векторн.сумме эл(магн.)полей

каждой из вол в отдельн.: Амплитуда при слож.плоских когер.волн:

A²=A₁²+A₂²+2A₁A₂ * cos(u2-u1). Услов.MAX:б=2k(λ/2)=kλ

Услов.MIN:б=(2k+1) λ/2(нечет.число полуволн)

Монохроматич.волны-волны одной определен.частоты(дл.волны) и

пост.амплитуды

31. Дифракция света. На щели в || лучах

Дифракция-огибание волнами краев препятствий, размеры которых

~с длиной волны. Дифр.реш-совокупн.big числа узких щелей,

разд.непрозр.промеж. Формула дифр.реш:dsina=kλ (k=порядок MAX)

Для определ.рез-та дифр. В точке пространства-разбить волн.поверх

на отдельн.участки — зоны Френеля

Пусть на узкую щель, располож.на преграде MN, падает монохр.волна

Щель можно рассматр как множест.точечных когерентных источн.света.

Линза соберет лучит в F. Сюда они придут в одинак.фазе+усилят др.др.

Лучи, идущ.под углом a,линза собер.в P. Проведем перпенд AC к напр.

распростр.вторич.волн. Между лучами, идущих от A и B, обр.разн.хода

BC=asina. Отложим отрезк=половине λ на BC=б. Через эти точки провед.

Плоскости,||AC. Число зон зависит от λ и a. Четное число=MIN

Условие MIN asina=kλ Условие MAX BC=(2k+1)λ/2

32. Дисперсия. Цвета тел. Виды спектров

дисперсия-зависим. от λ скорости света в веществе, т.е показат.преломл.

Абсол.пок.прел: n=c/V;nф=C/Vф ; nк=c/Vк ; nфVф=nкVкnф/nк=Vк/Vф

т.к Vк>Vф, то nф>nк для одной среды.νф>νкλк> λф

При перех.в др.среду V и λ изменяется ν=const

Спектры: непрерывный, линейчатые, полосатые.Спектр излуч-совокупн

ν( λ),содерж в данном вещ-ве

Цвета тел обусловл. его окраской, свойствами поверх, св-ми ист.света.

Цвет тела объясняется теми цветами, которое оно отражает

33. Спектр.анализ. Фраунбофер.линии. Эффект Доплера-Физо

Спектр.анализ-исследов хим.сост.вещ-ва по спектру испуск&поглащен.

Фраунгоферовы линии — темные полосы в спектре звезд (вещ-ва в

атомосфере сами поглащают характерные для него лучи)

Приборы: спектроскоп (столик с призм, 2 линзы, трубки).Лучи станов.||

в линзе, затем-преломляются призмой и видны в выходе. Монохроматор-

выделяет пучек монохроматич.лучей.

Эффект Д-Ф если ист.света и приемник сближ-линии смещены к красному

34. Э-м волны в различных... \название:длина волны:частота///

Радиоволны: 10³-10^-4: 3*10⁵-3*10¹²

ИК: 5*10^-4-8*10^-7:6*10¹¹-3,75*10¹⁴

Видимое:8*10^-7-4*10^-7:3,75*10¹⁴-7,5*10¹⁴

УФ: 4*10^-7-10^-9:7,5*10¹⁴-3*10¹⁷

Рентген:менее 6*10^-12: более 5*10¹⁹

Закон Мозли: частота спектров возраст.с увелич.порядков.номера элемента

35. Тепловое излучение.Закон Кирхгофа. Стефана. Вина

Хар-ки тепл.изл: 1)поток излуч: Фс=W/t[Ф]=Дж/с

2)Энергетич.счетимость Rc=Ф/S[Rc]=Вт/м²

3)Спектральн.плотн.энергетич.свет.:Гл=.Rc/.λ [Гл]=Вт/м²*м=Вт/М³

4)Коэф.поглощ α=Фе'/Фе 5)Коэф.погл.для дан.интер.длин волн α₁=.Ф'еλ/.Феλ

Закон Кирхгофа: rλ₁/α_λ1 =rλ₂/α_λ2= f(λ, T)

Закон Стефана:Rc=δT⁴ ; δ=5,67*10^-8 Вт/м²*К⁴ Закон Вина:λ=с'/T ; c'=2,898*10^-3 м*К

36. Квантовая гипотеза Планка. Квант.природа света. Фотоны

E=hν –энергия Планкаh=6,63*10^-34 Дж*сω=2Пν =>E=hωh=1,06*10-34 Дж*с

Энергия Эйнштейна: E=mc²и E=hνm=hν/c²λ=c/ν, то m=h/ν*c

импульс фотона: p=mcp=hν/c² *c =hv/cили p=h/ λ ; чем больше λ, тем больше p

37. Внешн.фотоэффект.Законы Столетова

Фотоэлектрич.эффект-вырывание e' из атомов или молекул под действием света

Внешний-если e' вылетает за пределы вещ-ва, внутренний-остается

Законы фотоэфф: 1)Max Eк фотоэлектронов линейно возрастает с увелич. ν света

и не зависит от интенсивн.свет.волны2)существует min ν или max λ свет.волны,

при которой возможен фотоэфф.(красн.граница)3)Кол-во e', вырываемых светом

из катода за 1 сек прямопроп.поглощаемой за это время энергии свет.волны

Ф1>Ф2Iн=kФk-фоточувствит.освещ.пластны+2РИС

Сила тока насыщен.-возник.при освещ.монохром.светом, пропорц.световому

потоку, падающ.на катод.eUз=me*V²e/2 , отсюдаVe=√2еUз/me

e=1,6*10^-19 Клme=9,1*10^-31 кг

38. Уравнение Эйнштейна...Внутр.фотоэффект

Эйнштейн установил: 1)свет имеет прерывист.структуру 2)излуч.порция света сохр.

Свою индивид. 3)поглотится может только вся порция 4)интенсивность света опред.

Число e', выбившихся из Me 5)Скорость e' опр-я только ν 6)Для каждого Me есть

красная граница фотоэф.Работы для выбивания e': Авых=hν_min;ν=с/ λ, то Aвых=...

E кванта идет на вырыван. E' с катода и на сообщен.ему Eкme=9,1*10^-31 кг

Осн.ур-е Эйнштейна: hν=Aвых+me*V²e/2 или hν=hν_min+eUзe=1,6*10^-19 Кл

Внутр.фотоэф-под действ.света электропроводим. Вещ-в увелич.(free носители)

e' нужно сообщеть E, чтоб перевести его в зону проводимости1эВ=1,6*10^-19 Дж

Мехнанизм фотопровод:при освещ.поверх.фотопроводника,фотон отдает E

валентным e'

При освещ.поверхн, для которой hν

39. Эффект Комптона. Давление света. Хим.действ.света.

Фотоэфф-взаимод.гамма кванта с вещ-вом, когда γ квант исчезает и передает

свою E и p электронам и атомам. Фотоэф. Невозможен на free e'

Падающ.волна частотой ν вызывает вынужд.колеб e' той же частоты

Эти e' излучают вторичные Э-м волны с ν=ν'=рассеянное излучение

Угол рассеивания = Θλ рассеян.излуч= λ'=c/v' ,т.кv' λ

Закон сохр.E для фотона: hv+Eo=hv'+EEo=m_oc²

Закон сохр.импульса для фотона: p+0=p'+pe;p=hv/c ; p'=hv'/c ; p=h/ λ ; p=h/ λ'

Измен. λ рассеян.из: .λ= λ'- λ=2 λк sin² Θ/2.λ завис.отΘ, не зав.отλ пад.вещ-ва

λк=h/m_e*cλк=6,63*10^-34/9,1*10^-3 * 3*10⁸ = 2,4*10^-10 — Комптоновскаяλ электрона

e',на котором рассеив.γ квант получ E=разности E падающ.и рассеив.квантов .E=hv-hv'

поглощ.света .p=mV отражен .p=2mV.p=p2-p1=mV-(-mV)=2mV

Лебедев: 1)падающ.пучок света произв.давлен. Как на отраж,так и на погл.вещ-ва

2)давлен.света прямопроп.энергии падающ.света на ед.площади в ед.времени

Давление света: p=Ee*(1+ρ)/cEe-энергетич.освещ.поверхн.Ρ-коэф.отраж.света

пусть на поверх S падает n фотонов, то ρN-отразится, (1- ρ)N-поглотится

p фотона: hv/c, тоhvN/c-hvρN/c-импульс поглощ.фотонов

2hv/c*ρN- импулься отражен.фотонов

2hv/c *ρN+hvN/c-hvρN/c= hvρN+hvN/c= hvN/c*( ρ+1)-полный импульс

Свет.давлен: p=p/S = hvN/cS *( ρ+1) p=Ee/c*( ρ+1)

40. МОДЕЛИ АТОМОВ РЕЗЕРФОРДА И БОРА. ПОСТУЛАТЫ БОРА.

Резерфорд предложил планетарную модель строения атома: весь + заряд и

масса атома-в ядре, вокруг него движутся e. Однако по моделе Резерфда,

e через некоторое время должен упасть на ядро, чего не должно быть.

Бор ввел идеи квантовой теории в модель Резерф. 2 положения Бора:

1)e могут двигаться в атоме только по опред.орбитам,находясь на которых,

они,несмотря на наличие у них a, не излучают. 2)Атом излуч.или поглощ.

квант Э-м энергии при переходе e из одного стационарного состоян.в другое

Орбиты e опр-я условием: m_eV_nr_n=nh/2ПНа e со стороны ядра действ.кулун.сила

(1)mV₂/rn=1/4Пε_o* e²/r_n²Правило квантования:m_eV_nr_n=nh/2П, отсюда Vn=nh/2Пr_nm_e

Подставим это в (1):m*n² h²/r_n4П²r_n2m_e² = e²/4Пε_or_n²отсюда, r_n=n²* h²ε_o/m_ee²

если n=1,то r_б=0,528*10^-10=R Бор.орб.-MIN расст,до которого e может прибл.к ядру

41. УРОВНИ E В АТОМЕ. ЛИНЕЙЧАТЫЕ СПКТРЫ

(3)Полная E атома=Eк+EпEк=mV²/2(2)m_eV_n²/r_n=1/4Пε_o* e²/r_n²Найдем отсюда V_n²:

V_n²=e²/4Пε_o r_n m_e Подставим в (2): Eк=me* e²/4Пε_o r_n m_e2 = e²/8Пε_o r_n;Eп=-1/4Пε_o * e²/r_n

Подставим в (3):E=e²/8Пε_o r_n -e²/4Пε_o r_n=e²/8Пε_o r_n-2e²/8Пε_o r_n= -e²/ 8Пε_or_n

E на любом энергетич.уровне: -e²/ 8Пε_or_n = -e²*П*m_e*e²/ 8Пε_on²*h²*ε_o = -m_e*e⁴/8h²ε_o²n²

E_n=-1/n²*m_e*e⁴/8ε_o²h² ЛИНЕЙЧАТЫЕ СПЕКТРЫ:При переходе e с одного

энерг.уровня на другой, выделяется или поглощ.квант E:

hv=E2-E1 ; E2= -1/n2 * m_e*e⁴/8h²ε_o²; E1= -1/n2* m_e*e⁴/8h²ε_o² ,

то hv=m_e*e⁴/8ε_o²h² * (1/n₁²-1/n₂²),то v=m_e*e⁴/8ε_o²h³ * (1/n₁²-1/n₂²) -формула Байлера

R= m_e*e⁴/8ε_o²h^{3 –} постоянная Ридберга = 3,29*10¹⁵

(4)v=R(1/n₁²-1/n₂²) ; v=c/λ –подст.в(4): λ=с/R(1/n₁²-1/n₂²) ,то 1/λ = R(1/n₁²-1/n₂²)/c

1/λ =1,097 * 10⁷(1/n₁²-1/n₂²);n=1-серия Лаймана,n=2-серия Баймера,n=3-Пашема

42. ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ. ЗАКОН РАДИОАКТИВ.РАСПАДА

Естеств.радиоактивн-самопроизвольное превращение атомных ядер неустойчивых

изотопов в устойчивые, при этом — испускание частиц и излучение энергии

Закон радиоактивного распада: N=N_oe^-λte~2,72Период полураспада-время,

за которое начальн. число атомов радиоакт. вещ-ва уменьш.в 2 р. T_1/2=0,693/λ

Активность радиоактивного вещ-ва — число распадов ядер за 1 с(в СИ: Беккерель)

Постоянная радиоактивного вещ-ва — вероятность распада каждого отдельного

атома за секунду (λ)T=1/λ — среднее время жизни радиоакт. изотопа

43. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ...БИОЛОГ.ДЕЙСТВИЕ...

Методы: 1)Газоразр.счетчик Гейгера (регистрир. Бета-излуч, альфа — нет)

Состоит из: стеклян.трубка, внутри-метал.слой=катод, тонкая метал.нить-анод

Газ аргон. Основа работы-ударная ионизация.

2)Камера Вильсона. Состоит из герметич.закрытого сосуда, поршня, пары воды/спирта,

близкие к насыщен. Основа работы-конденсация перенасыщен.пара на ионах, с образован.

Капелек воды. Эти ионы создают трек.3)Пузырьковая камера. Состоит из камеры с поршнем,

жидкого водорода/пропана, высокое давленик, предохраняющ.жидкость от закипания,t жидкости

>t кипен. При pатм. Основа работы-частица создает ионы, на которых возникают пузырьки пара.

4)Толстослойная фотоэмульсия. Основа работы-частица отрывает e отдельных атомов брома.

Эффект Вавилова-Черенкова:e, движущийся со скроростью Ue, обгоняет свое собственное

Э-м поле и начинает им тормозиться.

Биолог.действие: альфа-частицы проникают в кожу чел-ка на несколько микрометров и задерж.

Бета-частицы-на несколько миллиметров и поглощаются. Гамма частицы-не задерж.

Экспозиционная доза излучения-мера ионизации воздуха под действием данного излучения.

В СИ (Кл/кг)Биологическая доза облучения: Dб=kDo для гамма-лучей,e, рентген.лучей, k=1

для медлен.нейтронов, k=5, для быстрых нейтр, и альфа частиц, k=10

44. СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА. ДЕФЕКТ МАССЫ. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ

В 1932 году ученым Д.Д. Иваненко предоложил протонно-нейтронную модель атома: ядро

состоит из протонов и нейтронов. Массовое число-сумма нейтронов и протонов: A=N+Z

У всех хим.элементов есть изотопы, т.е ядра, имеющие один и тот же Z при разл. A

Физич.свойства изотопов отличны от стабильных элементов.

Радиус атомных ядер=линейные размеры области, где действуют яд.силы.

Энергия связи ядра — энергия, которая нужна для расщепления ядра на нуклоны.

Ecв=.mc²Дефект массы-разность между суммой масс протонов и нейтр.

И массой составленного из них ядра: .m=Zmp + Nmn – Мя ; Мя

Удельная энергия связи-энергия, приходящ.на 1 нуклон: .Eуд=.Eсв/A

45. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ. ПРАВИЛА СМЕЩЕНИЯ.

Св-ва яд.сил: 1)=сила притяж 2)короткодейств.силы 3)св-ва зарядовой независимостью

4)не центральные 5)обладают св-ми насыщения.

Правила смещения: 1)альфа распад: на 2 клетки влево по табл.Менд:

^a_zX-> ^A-4_Z-2Y + α + (hv) ,т.е альфа распад уменьшает число ядра на 4, а заряд — на 2

2) бета-распад: на 1 клетку вправо:^A_ZX-> ^A_Z+1Y+⁰_-1eт.е массовое число ядра не изменяется.

Вместе с e, из ядра вылетает еще одна частица — нейтрино. Она не имеет заряда и массы

покоя, но имеет спин, равный спину e +- ½Распределение E между e и нейтрино:

Eбета=Ev=Emax

При прохожд. Бета-частиц через вещ-во, они теряют свою T на ионизацию и тормоз.излуч.

47. Виды космич.излучения. Эл.частицы, их классификация

космич.излучение бывет первичным и вторичным. Первичное-галактическое проис-

хождение. Энергия частич — 10¹⁰ Эв. Более 90% первичного излучения=протоны.

Вторичное изл-когда первичные частицы сталкиваются с ядрами атомов в слоях

атмосферы Земли. С.Пауэлл открыл особые частицы — Пионы. Они образуются,

когда первичное излуч.взаимодействует с атомными ядрами.

В 1900 г. Планк открыл фотоны (его масса=0, он может существ. только в движении.)

Резерфорд открыл протон(1911 г.). Андерсон открыл позитрон-в составе космич.лучей

В 1932 г. открыт нейтрон, в 1931-1935 открыт нейтрино. Андерсон и Ниддермейер

открыли мюоны, Пауэлл-П-мезоны. Открты резонансы-частицы с очень малым времен.

Жизни. Каждой элем.частицы соответствует свою античастицы-заряд противипол.знака

4 типа взаимодейств.частиц: сильное,слабое,Э-м,гравитационное. Хар-ки эл.частиц:

масса,спин,электр.заряд,время жизни. Частицы делятся на лептоны(легкие),мезоны

(средние),барионы(тяжелые). В 1964 г. открыты Кварки-из них состоят все мезоны

и барионы.

48. Ядерные реакции. Деление тяжелых атомных ядер. Упр.цеп.реакция

Яд.реакции — превращение атомных ядер при из взаимодействии друг с другом и с

ядерными частицами.Экзотермические-выделение энергии. Эндотерм.-поглощение.

A+a->C->B+bC – новое ядро, b+B- продукты реакции. Первая ядерная реация:

¹⁴₇N+⁴₂a->¹⁸₉F->¹⁷₈O+¹₁p Ядерные реакции классифицируются: 1)по E вызывающих их

частиц 2)по виду участвующих в них ядер3)по природе бобмардирующ.частиц 4)по

характеру ядерных превращений.В 1932 г. -доказано существование в ядре нейтронов

⁹₄Be+⁴₂a->¹⁴₆C+¹₀nНейтрон радиоактивен. Период его полураспада 12 мин.

Искусственная радиоактивность-при добавлении в легкие ядра избыточных нейтронов.

^A_zX->^A_Z-1Y+⁰_-1e+v – происходит бета радиоактивность. При бомбардировке урана(U)

происходит деление его ядер на 2 осколка+выделение энергии. Если кулоновские

силы отталкивания между протонами<ядерных сил — ядро излучит квант или нейтрон

и на распадется. Если силы отт.>ядерных сил — ядро разделится на 2 части. + из ядра

вылетают 2-3 нейтронов. Осколки радиоактивны. Управляемая Цепная яд.реакция-в яд.

Реакторах. Топливо-Уран 235. Коэффициент размножения нейтронов: k=Ni/N_i-1

49. Термояд.синтез

Это получении энергии при слиянии легкия ядер в тяжелые. Для реакций нужна большая T.

В рез-те слияния — выделение энергии. Водородная бомба: ³₁H+²₁H->⁴₂He+¹₀n. Проблема-

получить высокую T и удержать ее до 1/10 с.

50. Строение Солнца и звезд.

Основа — термояд.реакции. Топливо-Водород и гелий. Солнце состоит из: зоная яд.реакц.,

зона переноса энергии излучением, Фотосфера,Хромосфера,корона.

4 ядра водорода превращаются в 1 ядро гелия: ¹₁H+¹₁H->²₁H+⁰1e+v

²₁H+¹₁H->³₂He+y

Протон-протонный цикл->³₂He+³₂He->⁴₂He+2¹₁H

+РИС НА СТР.418

51. Наша звездная система-Галактика...

Млечный путь-светлая серебристая полоска на небе. Ядро-гигантское шаровое скопление.

T обращения Солнца вокруг ядра Галактики-200 млн.лет Скорость=220 Км/с

Виды галактик:спиральное,эллиптическое,чечевицеобразные,иглообразные,неправильные

Радиогалактики-излучают радиоизл. Квазары-излучают Э-м излуч. Закон Хаббла: V=HR

H=50-80 км c^-1Мпс^-1