Пространство и время в физике. Системы отсчета. Принципы относительности. Преобразования Галилея (стр. 10 из 11)

1) χ

, диамагнетики.В них под действием внешн. магн. поля атомы и молек. не имеющ магн. момента приобретают его, принимая его направление противоп. внешнему. В результате теплового движения ослабление поля не значительно.

2) χ

, парамагнетик. Мол-лы или атомы их облад магн. моментом еще при отсутст. внешнего магн. поля. Внеш. магн. поле лишь упорядоч их вдоль поля, а тепловое движение разбивает, врезультате чего величина магн. поля увеличив незначительно.

3) μ ,χ >>1 – ферромагнетики –природа их связана с тем, что для отдельных в-в минимум энергии будет в том случае если магн. моменты соседних атомов однонаправлены. Элемент объема, в котором магн.момент имеют соотв. преимущественное направление , наз. доменами

При поапдании во внеш. магн поле, магн. поле доменов упорядоч. вдоль поля. Для феромагн. μ зависит от внешн. поля Н. Велич намагн определ. предымторией намагничивания.

21. Распределение Ферми –Дирака Поверхн. Ферми. Электронный Газ.

Макроскоп. тело состоит из микрочастиц. З-н дв-я макрочаст. описыв. классич мех. Зн-н движ микрочаст.– квант.мех-ка. Зн-ны. движения 1)динамический

x-положение,

-скор.(импульс) Для того чтоб опред. сост. положение: 2) статистический метод X, mV – случайные (однозначно не определяемые). Вводят средние параметры: ср. по времени (ср. арифмет.) ;ср. по совокупности (ср.стат.) В стат.физике принято ср. по времени совпад. со стат. средн.(«Эргодическая гипотеза», постулат принят, но не доказан).

Нахожд статистич. средн Максвелл→распр.Максвелла=> ввел плотность вероятности f(v)dV=dn/n, гдеdnотVдоV+dV; n-общ. число част.,dn-число благопр. событ. В явном виде

функция распределения хар-т плотность распр. частиц в пр-ве. Теория изуч. сист из большого числа частиц считает, что микрочаст. дв-ся по з-ну класс. мех-ки, наз. классич. статистикой. Теория, изучающ. повед. сист. из огран. числа. микрочаст. наз. квант. стат. Особ-ти кв.стат.: 1)неприменимо понят. траектории.; 2) энерг. прин. дискр. знач.; 3)в квант теор. им. масто принцип тождественности (неразличимость тожд. частиц)

Для разн. частиц. могут быть разные статистики в зависимости от спина Стат. Ферми-ДиракаS=

; стат.Бозе-Эншт.S=1 ;2 ,… стат. квант. и классич. науки о кол-ве частиц(низк. темп. принадл. квант стат.) Простейш. объект класс. стат. – идеальн. газ.(для квант. не применим т.к. присущи низкие темп.) Для квант. з-нов использ. газ эектр. провод-и в кристаллах (Ме) Чем ниже темпер. тем газ более идеален–меньше столкновений. Все частицы с прлуцелым спином подчин стат. Ф-Дирака(е^-,р,n –фермионы, с целым и нулевым спином–бозоны)Доказал это Паули. Фермионы подчин пр-пу Паули: в кажд. квант. сост.не может наход. более 1-й частицы. Бозоны не продчин пр-у Паули => в 1-м сост. их может быть сколь угодно много Ф-Д

μ–хим. потенц..;

Б.–Энш.

Из квант стат. → распр.Максвела–Больмана. Стат. М.–Б. –модель

частиц. Поверхн. Ферми –это изоэнергит. пов-ть в пр-ве квазиимп.-ов (изо=const).

ε(р)= ε_f отд. обл.-ть занятых e^-cостоян. при Т=0 от обл. в котор. e^- нет.эта модель позвол опис. микроч.-цы в крист-е.=> след. рожд. и исчез парами (е^-––дырка). Для стат Б.-Э. рожд-ся и гибнут по одиночке.

Теплоемкость С_V=3R; C_V=C_реш+C_е; C_V=3R+(3R\2)=9R\2=3,7*10⁴(Дж\(К*моль)) Колеб атомов=>гармон осциллятор.

12.Эл. магн. волна. Волновое уравн.

Эл. магн. волна–распостр–ся в простр. и взаимод. др. с. др электрич. и магн. поле.

Из уравн. Максв. → что перемен магн. поле порожд. эл. поле, а переем Эл. поле –магн. поле. Т.Обр. переем. Эл-е и магн. порожд др. др.и расп. в прост. Причем Эл. и магн. составл. поля ортогональны.

Для однородной изотропной среды, в отсутст. своб-х зар-в, Ур-я Максв. прин. вид

Из к-х → волновое Ур-е в-ров E и В (выраж. з-н изменения Эл. и магн. полей в волне)

V-скор. расп. Эл. магн. волны

n– показатель преломл. среды, показ во сколько раз магн. поле в вак-е рапостр. быстрее, чем в данной среде n=c\v.

Совпадение скор Эл.магн волны в вакууме со скор. света косвенно указывает на природу света, которая в дальнейшем подтверждена теоритически и экспериментально, т.е. свет – Эл.магн. волна, воспринимаемая глазом

Шкала Эл.м. волн.

λ 1)радиоволны от 10^-6 до 50 км Средние (100м до 1 км), короткие (от 10 до 100м) ультракороткие (менее 10 м)

Излучение атомами

2)инфракрасное излучение (от 100мкм до 1 мкм);

3) световые волны (от 400нм до 780нм (красн.цвет) )

4) УЛЬТР-ФИОЛ. (от 100нм до 10 нм)откр. в 1801

5) Рентген. изл.(от 10нм. до 0,01 нм )1895

6) γ-излучение (от 0,01 до 1 пм) связ. с яд реакциями.

Плоская монохромат волна – Эл. маг. волна одной строго определенной частоты с плоским фронтом волны. E_y=E₀cos(ωt–kx+φ); H_z=Hcos₀(ωt–kx+φ) φ–нач. фаза колеб.; к=ω\v волновое число; ω–круговая частота волны.

Простейш. излучат. волны является Эл. диполь (сист. из +q и –q гармон. колебл. вдоль направл. p с частотой ω) р=р₀cosωt –Эл. момент диполя, р₀– амплит. вект. р. Задача об излуч диполя имеет огр. значен., т.к. любую реальн.излуч сист. можно рассчитать рассматривая излуч. диполя.

13. Волновая оптика. Источники и приемники света. Принцип Гюйгенса-Френелля.

Волн. опт.–раздел физики , где свет представляется в виде волн,–где поведение света рассматрив. на основе его волн. природы. Подразделы: интерференции, дифракция, поляризация.

Источники и приемники: с древн. времен Солнце –источн., глаз–приемик.

Наст. вр.: нагрет. тело(лампа накал.), газоразр. ист.света (экраны плазм.), полупроводн. ист. света (п\пр. лазеры, светодиоды, лазеры твердо тельные, жидкостные, газоразрядные)

Приемники1) термоэлектр. приемник (наго. термопара и на спай 2-х Ме направл. свет и возн. напряж на концах) 2)тепловые (уличные градусники) 3) фотоэлемент и фотоэффект размножитель ТЭУ, 4) полупроводн. (экран……….светится), 5) сверх провод.-е болометры (нагревается в-во и измен-ся сопрот.)

Когерентн. волновых полей. Если свет–волна, то в

( ∙ ) простр. есть мн-во полей. Когерентн. наз волна, с пост. разностью фаз и одинаков. поляризацией (упорядоч напр. вект. В и Е в пр-ве) [Когерентн.- согласованное протекание во времени и пр–ве неск. волн. пр–сов]

Интерф. света–сложение когерент. волн, приэтом в завис. от разности фаз Δφ, результатом интерф. м/б либо усил. или ослабл. результирующ волны. Если в как.-либо т. пр-ва приход .волн. с одинак. фазой–усиление, а если в др. т. в противоп. фазе Δφ, то ослабление.

Дифр. света–отклонение световых волн от своего первоначального направления при взаимод–и с мелкими неоднородностями. Мелкими, т.е сравнимыми с λ у света λ=1мкм, для него это пылинки.

Пр.-п Гюйгенса–Френеля: В основе пр. Гюйгенса: если предпол.,что кажд. т-ка исходн. волн. фронта явл. источн. вторичн. сферич. волн, то огибающая всех втор. волн дает новое положение фронта. Пр.-п Гюйгенса–Френеля: световая волна возбужд. каким-либо ист. S, может ыть предст как результат суперпозиции когерентных вторичн. волн, излучаем фиктивн. источниками. Эл-т волн. пов–ти S служит ист. втор. волн., ампл которой пропорц величине Эл-та dS. Ампл сфер. волны убыв. с расст. r от ист. по з-ну 1/r.=> от кажд участка dS волн. пов-ти в т.Р, приход результирующ колебание к-волнов число, (ωt+α₀)фаза колеб в месте распол волн. пов. Эта ф-ла аналитическое выраж. пр.Г.-Ф