Зачет (стр. 2 из 3)

12. Правила Кирхгофа. Законы постоянного тока. Первое правило Кирхгофа. Точка соединения нескольких проводников называется узлом. Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю. Токи, идущие к узлу, будем считать положительными, от узла отрицательными. Второе правило Кирхгофа. Алгебраическая сумма падений напряжений на замкнутом контуре разветвленной цепи равна алгебраической сумме эдс. Законы постоянного тока. Закон Ома для участка цепи (не содержащая источника тока): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

I= U/R, [I] =[A]

I =U/R – закон Ома для однородного участка цепи, т.е. такого , в котором не действует ЭДС ( нет действия сторонних сил).

I=

- закон Ома для неоднородного участка цепи.

Если для данного участка (Е=0), то из закона Ома для неоднородной цепи приходим к закону Ома для однородного участка цепи: I= (j1-j2)/R = U/R

Если j1=j2 тогда получаем Закон ома для замкнутой цепи:

I = E/R, где E – э.д.с. действующая в цепи, R= (r+R)- суммарное сопротивление всей цепи

r-внутреннее сопротивление

R- сопротивление внешней цепи.

13.Характеристики магнитного поля и связь между ними. Закон Био-Савара - Лапласа и его применение к выч. магн. индукции. Магнитное поле неразрывно связанная с током материальная среда, через которую осуществляется взаимодействие на расстоянии проводников с током. Магнитное поле обладает энергией, которая непрерывно распределена в пространстве. Магнитное поле создается либо движущимися электрическими зарядами, либо переменным электрическим полем и действует только на движущиеся заряды. Магнитные поля токов одинакового направления усиливают друг друга, а токов противоположного направления ослабляют друг друга.

Действие магнитного поля на рамку с током.

Магнитное поле оказывает ориентирующее действие на рамку с током. В качестве направления мы выбираем направление нормали рамки с током, свободно установленной в поле. Направление вектора В определяется правилом правого винта.

Закон Био-Савара – Лапласа для проводника с током I, элемент dl которого создает в некоторой точке А индукцию поля dВ, записывается в виде:

где : dl - вектор, по модулю равный длине dl эл.проводника и совпадающий по направлению с током, r- радиус вектор, r – модуль радиуса вектора r

Магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими токами или движущимися зарядами, равна векторной сумме магнитных индукции складываемых полей, создаваемых каждым током или движ. зарядом в отдельности:

14.Действие магн. поля на движ. заряд и на проводник с током. Сила Лоренца и сила Ампера.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует магнитная сила F. Направление этой силы можно определить по правилу левой руки. F- большой палец, I- другие пальцы, B- входит в ладонь. Сила Ампера- сила, действующая на прямолинейный проводник с током в магнитном поле. Эта сила прямо пропорциональна длине проводника, величине тока в нем и зависит от синуса угла между направлениями тока и магнитных силовых линий. F=IBlsina- закон Ампера. При этом происходит превращение электрической энергии в механическую.

Закон Ампера.

F=IBlsina- закон Ампера. Сила, действующая на прямолинейный проводник, равна произведению силы тока на проводнике, длине проводника, магнитной индукции и синуса угла между направлениями отрезка проводника и вектора магнитной индукции.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Сила, действующая на эл. заряд q, движущейся в магнитном поле со скоростью v : F=q[vB]. Сила Лоренца всегда перпендикулярна плоскости, проходящей через векторы индукции поля и скорости заряда. Ее направление для положительного заряда определяется правилом левой руки. На отрицательный заряд, движущийся в том же направлении, эта сила действует в обратную сторону. Сила Лоренца всегда центростремительна.

15.Уравнение Максвелла в интегральной форме.

16.Уравнение эл-магн волны. Интерференция света. Оптическая разность хода.

Электромагнитные волны. Их свойства.

Электромагнитная волна- процесс распространения электромагнитного поля (происходит со скоростью света). Однажды начавшийся в некоторой ты=очке пространства процесс изменения электромагнитного поля охватывает все новые и новые области окружающего пространства (Максвелл). u=1/Öee₀mm₀¢. Электромагнитные волны- волны, направление колебаний которых перпендикулярно направлению их распространения (поперечные волны). Они отражаются, преломляются, поляризуются, то есть ведут себя идентично другим волнам.

Интерференция света. При положение двух когерентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникает max, а в других – min интенсивности. Когерентные источники. Когерентные источники- источники колебаний, происходящих в одной фазе с одинаковой частотой. Два различных источника не могут быть когерентными. Условия образования максимумов и минимумов в интерференционной картине. При наложении двух когерентных волн происходит перераспределение энергии по волновому фронту, в результате чего происходит чередование областей максимума и минимума.

Оптическая разность хода. Произведение геометрической длинны s пути световой волны в данной среде на показатель n преломления этой среды наз. оптической длинной пути L, а D= L2 – L1 - разность оптических длин проводимых волнами путей – наз. оптической разностью хода. Если, оптической разностью хода равна целому числу длин волн в вакууме D=+ml_0.

17.Дифракция света. Дифракция Френеля. Построение зон Френеля.

Дифракцией называется сгибание волнами препятствий, встречающихся на их пути, или любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Явление дифракции характерно для волновых процессов. Дифракция Френеля. Френель первым открыл это явление, проведя опыт: в центре тени от шара получено светлое пятно. Световые волны, огибая края шара, заходят в область тени и, достигая центра тени на экране, проходят одинаковые расстояния независимо от какой точки на краю шара они идут. В этом случае они достигают центра тени в одинаковой фазе и в результате интерференции усиливают друг друга, поэтому и получается светлое пятно. В остальных частях тени происходит поочередное наложение волн в противоположных и одинаковых фазах, и мы видим концентрические темные и светлые пятна. Построение зон Френеля.

18. Дифракция в параллельных лучах. Дифракционная решётка. Разрешающая способность дифракционной решётки.

Дифракционная решётка-система параллельных равных по ширине, лежащей в одной плоскости и разделённых равными по ширине непрозрачными промежутками. Дифракционная решётка может быть использована как спектральный прибор. Суммарная ширина прозрачной и непрозрачной полосы называется периодом дифракционной решетки d. Щели являются когерентными источниками. Разрешающая способность дифракционной решётки пропорциональна m спектру и числу N щелей, т.е. при заданном числе щелей увеличивается при переходе к большим значениям порядка m интерференции: R= mN

19. Энергия и импульс световых квантов. Давление света. Кванты электромагнитного излучения называются фотоном.

Энергия светового кванта: e₀=hn=hc/l , где h- постоянная Планка (дж с).

Импульс светового кванта: p_g =e₀/c= hn/c ,при массе покоя фотона m=0

Давление света:

Eе=Nhn - энергия всех фотонов, подающих на единицу поверхности в единицу времени, Eе/c=w – объемная плотность энергии излучения, r- коэф. отражения света от поверхности.

Давление света на поверхность обусловлено тем, что каждый фотон при соударении с поверхностью передает ей свой импульс. Фотон- порция энергии света

20.Внешний фотоэффект.

Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Наблюдается в твердых телах (металлах, полупроводниках, диэлектриках). Законы Столетова для внешнего фотоэффекта:

1 Закон: при фискальной частоте подающего света число фотоэлектронов вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света;

2 Закон: max начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.

3 Закон: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть min частота света (зав. от хим. прир. вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект не возможен.

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

21.Эффект Комптона. Диаграмма импульсов для рассеяния фотона на свободном электроне.

Эффект Комптона называется упругое рассеяние коротковолнового электромагнитного излучения (рентгеновского и т.д.) на свободных электронах вещества, сопровождающееся увеличение длинны волны. Он основан на квантовых представлениях о природе света. Эффект Комптона – результат упругого столкновения рентгеновских фотонов со свободными электронами вещества. В процессе этого столкновения фотон передает электрону часть своих энергии и импульса в соответствии с законом их сохранения,

, где q - угол рассеяния, mo – масса покоя электрона.

Диаграмма импульсов для рассеяния фотона на свободном электроне. Рассеяние происходит при взаимодействии фотона со свободным электроном, а фотоэффект – со связанными электронами. При столкновении фотона со свободным электроном не может произойти поглощение фотона, так как это находится в противоречии с законами сохранения импульса и энергии. При взаимодействии фотона со свободными электронами может наблюдаться только их рассеяние т. е. Эффект Комптона.