Файл: физика 1 курс экзамен (шпоры).docx

1. Силы в механике

• сила тяжести (F=mg)

• закон всемирного тяготения (F=G)

• сила упругости (F_упр=-kx)

• сила трения (F_ТР=μ*N)

Где g – коэф. тяжести; k - коэф. жёсткости; G - гравит. постоянная; μ - коэф. трения; N - сила реакции опоры.

2. Момент инерции тела

Это величина, характеризующая распределение масс в теле относительно некоторой оси.

3. Законы сохранения

1) Импульса. Импульс замкнутой системы не изменяется с течением времени. )

Импульс – это величина равная произведению массы тела на его скорость. ()

4. Работа

Это ф.в., равная произведению силы на перемещение в направлении действия этой силы. А=F*s

Мощность

Это ф.в., которая характеризует быстроту выполнения работы и равна отношению работы ко времени. (N=)

Законы Ньютона

1) =const (Тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела)

2) (Произведение массы тела на его ускорение равно действующей силе)

3) = (Каждому действию есть равное противодействие)

Момент импульса тела

Это величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения импульса, на вектор этого импульса.

2) Энергии. Энергия ниоткуда не берётся и никуда не исчезает, она лишь перетекает из одного вида в другой. (Е=mc2)

3) Электрического заряда. (q₁+q₂+…+q_n=const)

4) Механической энергии. (E=E_к+Е_п)

Энергия – это способность тела совершать работу.

Эл. мощность – это ф.в., характеризующая скорость передачи или преобразования эл. энергии. (P=U*I)

Энергия

Это ф.в., показывающая какую работу может совершить тело. (Е=mc2) (Eмех=Ек+Еп)

5. Амплитуда

Это максимальное отклонение от положения равновесия.

Круговая частота

Это частота, равная числу колебаний, совершаемых материальной точкой за определённый период. ()

6. Сложение гармонических колебаний Пусть колебания заданы ур-ми: x₁=A₁cos(ω₀t+ϕ₁) и x₂= A₂cos(ω₀t+ϕ₂)

7. Вынужденные колебания

Это такие колебания, которые возникают в системе под действием внешней силы. Характеризуются (резонансом) резким повышением амплитуды.

Колебания – это движения или процессы, повторяющиеся во времени.

8. Колебания

Это движения или процессы, повторяющиеся во времени.

Волна – колебание, распространяющееся в пространстве (в среде). Бывают продольные (колебания происходят вдоль направления их распространения, звук) и поперечные (перпендикулярно, вода).

Фаза гармонических колебаний

Это аргумент периодической функции, описывающей колебательный процесс. (sin(ωt+ϕ₀))

A²=A₁²+A₂²+2A₁A₂*cos(ϕ₂-ϕ₁)

Энергия гармонических колебаний. Является Кинетическая и Потенциальная энергия.

E_к=*cos²(ωt+ϕ₀), E_n=A²sin²(ωt+ϕ₀)

Полная энергия гарм. кол.: E=E_к+E_n=. При движении тела E_к и E_п переходят друг в друга. При E_п – max, E_к=0

Резонанс

Это резкое увеличение амплитуды при совпадении частот колебаний. Например, качели, если много людей будет идти по мосту "в ногу".

Амплитуда – это максимальное отклонение от положения равновесия.

Звук – распространение волны в упругой среде.

Энергия, переносимая упругой волной

Это поток, проходящий через какую-либо поверхность.

Упругие волны - волны, распространяющиеся в жидких, твёрдых и газообразных средах за счёт действия упругих сил.

9. Уравнение волны

ξ(кси)=Acos(ωt+Rx). Это выражение, которое дает смещение колеблющейся точки как функцию ее координат (x, y, z) и времени t. Эта функция должна быть периодической как относительно времени, так и координат.

Фронт волны – линия, соединяющая колебания от неколебаний.

10. Давление идеального газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории (МКТ)

Идеальный газ – газ, в котором взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало (=0).

P ~ n, P ~m₀, P ~ ˂υ²˃, P~nm₀˂υ²˃, знак (~) - пропорционально

P=nm₀˂υ²˃ - основное

11. Молекулярно-кинетический смысл температуры

Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. 

C точки зрения молекулярно-кинетической теории молекулы нагретого тела находятся в хаотическом движении. Чем выше температура T (Кельвина), тем больше средняя кинетическая энергия.

12. Явления переноса в идеальном газе. Вязкость

Идеальный газ – газ, в котором взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало (=0).

При явлении переноса происходит пространственный перенос массы, энергии, импульса. Диффузия обусловлена переносом массы, теплопроводность – переносом энергии, а вязкость – переносом импульса.

Звуковые волны

Это волны, распространяющиеся в упругой среде. Это продольные волны (колебания происходят вдоль направления их распространения).

Стоячие волны

При наложении двух встречных плоских волн с одинаковой амплитудой, в результате возникает колебательный процесс, который называется стоячей волной.

уравнение идеального газа. (P-давление; n-концентрация; ˂υ²˃- ср. знач. кв. скорости)

Если записать через кинетическую энергию, то получим: P =n ˂E_к˃

˂E_к˃ =

m₀˂υ²˃=2˂E_к˃

P=nm₀˂υ²˃=n ˂E_к˃

Связь между средней кинетической энергией и абсолютной температурой дается формулой ˂E_к˃=kТ, где k - постоянная Больцмана, k=1.38*10^-23(Дж\К) . Следовательно, абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии. (Абсолютный темп. 0 – тем-ра, при которой останавливается движение молекул)

t₀ = -273,15°C

Вязкость (внутреннее трение) – это свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость идеального газа не зависит от давления.

η = uρλ/3, где u - средняя скорость теплового движения молекул, ρ - плотность газа, λ - средняя длина свободного пробега.

13. Первое и второе начало термодинамики

Термодинамика изучает тепловые явления без учёта внутреннего строения вещества.

1) Закон сохранения и превращения энергии для термодинамических процессов. ΔU=A+Q, A>0, А'<0

Применяется для изотермического (Q =A), изобарного

14. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины

Тепловая машина – это машина, способная совершать работу за счёт передачи кол-ва теплоты.

Нагреватель(Q₁T₁)→Рабочее тело (газ) →Холодильник(Q₂T₂)

15. Понятие электрического заряда

Эл. заряд – это способность некоторых веществ участвовать в эл. взаимодействии.

Взаимодействие зарядов

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные - притягиваются.

Закон Кулона

F=k

16. Электростатическое поле

Электростатическое поле - поле, созданное неподвижными электрическими зарядами (без электрических токов).

Природой электростатического поля являются заряды. Оно не изменяется во времени. Оно обладает потенциальной энергией.

(ΔU=A+Q, Q= ΔU+ А') и изохорного (ΔU=Q) проц-ов.

2) Закон сохранения и превращения энергии для необратимых процессов. Q₂₌

A=Q₁-Q₂, Q₁> Q₂, =, Нагреватель(Q₁T₁)→Рабочее тело (газ) → Холодильник(Q₂T₂)

=

КПД цикла Карно: =*100% (по этой формуле считается максимальный КПД), 1, 100%

Цикл Карно – цикл, состоящий из двух адиабат и двух изотерм. 

где r- расстояние между зарядами, q₁, q₂ - взаимодействующие заряды, k – коэффициент пропорциональности. Сила взаимодействия между зарядами прямопроп. произведению модулей этих зарядов и обр. пропорционально квадрату расстояния между ними.

(

Его напряжённость

Силовой характеристикой электрического поля является напряженность . Напряжённость – величина, равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

17. Работа электростатического поля

Электростатическое поле - поле, созданное неподвижными электрическими зарядами.

Рассмотрим ситуацию: заряд q попадает в электростатическое поле. На него со стороны поля действует сила, которая может совершать работу и перемещать этот заряд в поле.

18. Понятие потенциала электростатического поля

Это величина, равная отношению работы (потенциальной энергии) заряда в поле к самому этому заряду. φ==

Размерность потенциала измеряется в Вольтах (В).

Связь потенциала с напряжённостью электростатического поля

19. Свойства проводников в электростатическом поле

Проводник – вещество или материал, хорошо проводящий электрический ток.

Электростатическое поле - поле, созданное неподвижными электрическими зарядами (без электрических токов).

При внесении проводника в электростатическое поле оно перестанет быть электростатическим

20. Свойства диэлектриков в электростатическом поле

Диэлектрик – вещество не проводящее электрический ток. Бывают: 1) неполярные (совпадает центр тяжести положительных и отрицательных зарядов); 2) полярные (не совпадает, можно моделировать диполем).

Т. о. A= cosα = q cosα, (qs)

Работа электростатического поля не зависит от траектории. Работа поля при перемещении заряда по замкнутой траектории равна нулю. По этой причине силы электростатического поля называются консервативными, а само поле называется потенциальным.

Характеризуется формулой = -. Градиент потенциала – это связь между напряжённостью и потенциалом эл. поля, который показывает изменение φ за единицу длины (). Направление зависит от знака, который находится в заряде q. Знак "-" указывает на убывание потенциала.

; под действием сил поля по проводнику начнут двигаться заряды. положительные заряды движутся в направлении поля, а отрицательные — в противоположном. За некоторое время заряды перераспределяются так, что напряжённость результирующего поля становится = 0. Это означает, что движение зарядов прекращается.

Диполь – это система из 2 равных по величине зарядов, разных по знаку, расстояние между которыми мало. Диэлектрическая проницаемость среды – это величина, показывающая во сколько раз модуль напряжённости эл. поля (Е₁) внутри однородного диэлектрика меньше напряжённости (Е₀) в вакууме. =

21. Условия существования электрического тока.

1. наличие свободных носителей зарядов. 2. наличие отличных от 0 разности потенциалов. 3. замкнутая цепь.

4. источник сторонних сил, который поддерживает разность потенциалов.

Законы Ома, Киргофа, Джоуля-Ленца

22. Сопротивление проводников, причины его изменения

Электрическое сопротивление проводников – это свойство тела или среды превращать электрическую энергию в тепловую при прохождении по нему электрического тока.

Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному.

23. Электрический ток в жидкостях

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

Жидкость – это вещество, молекулы которого сохраняют ближний порядок. Жидкости могут быть проводниками, полупроводниками и диэлектриками. Например, дистиллированная вода будет являться диэлектриком, а растворы и расплавы электролитов будут являться проводниками.

Электролит- вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы.

24. Электрический ток в газах при различных напряжённостях электрического поля

Газ – неупорядоченное движение молекул. Газы в обычных условиях—диэлектрики. Свободные заряды (ионы обоих знаков и электроны) возникают в газах только в процессе ионизации.

Ионизацию вызывают:

1. Высокая температура.

2. Ультрафиолетовые лучи.

3. Рентгеновские лучи.

Самостоятельный газовый разряд бывает 4-х типов:

Закон Ома: I= – сила тока в участке цепи; I= – для замкнутой цепи.

Закон Киргофа: - алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю.

Закон Джоуля-Ленца: Q = I²Rt – количество теплоты, выделяемое проводником с током.

Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника. Температура проводника также оказывает влияние на его сопротивление. Электрическое сопротивление проводника зависит от: 1) длины проводника, 2) поперечного сечения проводника, 3) материала проводника, 4) температуры проводника. За единицу сопротивления принят один Ом. Сопротивление проводника вычисляется по формуле: R =

Электролиз - разложение вещества на составные части при прохождении через его раствор электрического тока.

Первый закон Фарадея (m = Kq) - масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит.

Методы повышения проводимости жидкости: Повышение температуры жидкостей и добавление примесей.

1. тлеющий - при низких давлениях - наблюдается в газосветных трубках и газовых лазерах.
2. искровой - при нормальном давлении и высокой напряженности электрического поля (молния - сила тока до сотен тысяч ампер).
3. коронный - при нормальном давлении в неоднородном электрическом поле ( на острие ).
4. дуговой - большая плотность тока, малое напряжение между электродами; наблюдается в прожекторах.

25. Электрический ток в вакууме

Вакуум– состояние газа при давлении, меньшем атмосферного. Для существования электрического тока в вакууме нужно искусственно ввести в это пространство свободные электроны (с помощью эмиссионных явлений).

1.Термоэлектронная эмиссия. Процесс испускания электронов нагретыми металлами называется термоэлектронной эмиссией.

26. Термоэлектрические явления на спаях проводников. Термопара и ее работа

Термоэлектрические явления — совокупность физических явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами в металлах и полупроводниках.

К термоэлектрическим явлениям относятся:

Эффект Зеебека (Термопара), Эффект Пельтье, Эффект Томсона

В небольшом интервале температур термо-

27. Понятие полупроводников и механизмов их проводимости.

Проводник – вещество или материал, хорошо проводящий электрический ток.

Полупроводник - вещество, обладающее определённой степенью электронной проводимости.

Проводимость полупроводников зависит от температуры. В отличие от проводников, сопротивление которых возрастает с ростом температуры,

28. Дырочно-электронный переход в полупроводниках

2. Фотоэлектронная эмиссия (фотоэффект). Процесс испускания электронов металлами под воздействием света.

3. Автоэлектронная эмиссия. Процесс испускания электронов под воздействием электрического поля.

Методы регулирования

Для увеличения тока насыщения необходимо увеличить количество электронов (увеличить температуру катода). В приборах с косвенным накалом ток насыщения практически не достигается.

ЭДС E{\displaystyle E}EE можно считать пропорциональной разности температур:

E=a(T₂-T₁), где a - {\displaystyle \alpha _{12}}термоэлектрическая способность пары (или коэффициент термо-ЭДС).

Применение термопары: можно осуществлять измерение температуры для печей, газовой колонки, спая.

Если два провода из разнородных металлов соединены друг с другом на одном конце, на другом конце данной конструкции, за счет контактной разницы потенциалов, появляется напряжение (ЭДС), которое зависит от температуры.

сопротивление полупроводников при нагревании уменьшается.

При приближении к абсолютному нулю (-273,15) полупроводники имеют свойства диэлектриков.

Кристаллы полупроводников имеют атомную кристаллическую решетку, где внешние электроны связаны с соседними атомами ковалентными связями.

Электронно-дырочный переход – это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости.

При прямом подключении к краям полупроводника напряжения, через зону перехода будет течь ток. Зона будет сужаться и её сопротивление резко упадёт. При таком подключении ток идёт большой.

При обратном включении внешнее поле усиливает поле запирающего слоя. Запирающий слой увеличивается в размерах. Через проводник ток почти не идёт.

29. Понятие магнитного поля

Магнитное поле – это особый вид пространства, возникающий вокруг постоянного магнита или проводника с током. (индукция) – силовая характеристика магнитного поля. F_Л = qυBsin sin(υ, B). Природой магнитного поля являются токи.

Сила Лоренца и сила Ампера

30. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях

e – заряженная частица – частица обладающая электрическим зарядом.

Описание движения заряженной частицы проводится на основании второго закона Ньютона, уравнение которого имеет вид

31. Закон Био-Савара-Лапласа для расчёта магнитных полей токов

32. Явления электромагнитной индукции.

Явление электромагнитной индукции – это явление возникновения тока в проводнике под действием переменного магнитного поля. Закон эл. индукции: если замкнутый контур пересекает магнитный поток, то в контуре возникает ЭДС индукции , а если контур замкнут, то и индукционный ток.

Сила Лоренца F_Л – сила, действующая со стороны магнитного поля на заряд, помещённый в него. Для определения F_Л используется правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы входила в ладонь, а 4 пальца указывали направление движения положительного заряда, а отведённый на 90° большой палец укажет напр. F_Л.

Сила Ампера – сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля. F_A=BlIsin. l – длина проводник, sin – угол между проводником и линиями магнитной индукции.

, где q − сила, действующая на частицу с электрическим зарядом q со стороны электрического поля; q x  − сила Лоренца, действующая на частицу со стороны магнитного поля. 

В магнитном поле e движется по окружности;

В электрическом – по параболе, вверх, по спирали.

Магнитное поле – это особый вид пространства, возникающий вокруг постоянного магнита или проводника с током.

Поле прямого тока: Элемент тока dl создаёт в точке A магнитное поле с индукцией dB. Вектор dB от любого другого dl в точке A будет иметь одно и тоже направление – перпендикулярно плоскости чертежа.

(

I_i (индукционный ток) – это ток, возникающий в проводнике под действием переменного магнитного поля. ЭДС – электродвижущая сила. Ф – средний поток..

Правило Ленца

Знак минус в законе отражает правило Ленца, которое гласит, что магнитный поток всегда противодействует изменению внешнего потока. ().

33.Взаимная индукция соленоидов.

Соленоид - катушка провода, намотанного на цилиндрическую поверхность. Явление взаимной индукции заключается в наведении ЭДС индукции в проводнике, находящемся вблизи цепи переменного тока. На явлении взаимной индукции основано действие трансформаторов, которые применяются для повышения или понижения напряжения переменного электрического тока.

Работа трансформатора

Трансформатор – устройство, с помощью которого преобразовывается переменное напряжение без изменения частоты. Принцип действия трансформатора основан на явлении ЭМИ

34. Причины существования:

Ферромагнетики - материалы, обладающие большой магнитной проницаемостью (сталь, железо, никель, кобальт, их сплавы). Магнитная проницаемость ферромагнетика m=В/Н непостоянна и зависит от напряженности магнитного поля. Причина - обменное взаимодействие (взаимное влияние одинаковых частиц), приводящее к зависимости значения энергии системы частиц от её полного спина (спином называют собственный момент импульса атомного ядра или атома). Парамагнетики (Al, платина, кислород О2) - вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля.

35. Формирование электромагнитных колебаний в колебательном контуре

Колебательный контур - система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания. Пусть конденсатор ёмкостью C заряжен до напряжения U₀. Энергия, запасённая в конденсаторе составляет E_C=. При соединении конденсатора с катушкой индуктивности, в цепи потечёт ток I, что вызовет в катушке электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи. Ток, вызванный этой ЭДС в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия катушки в начальный момент равна нулю. Затем результирующий ток в цепи будет

36.Понятие электромагнитных волн, волновое уравнение для световой волны

(электромагнитной индукции) на катушке. Первичная катушка – катушка, подключённая к источнику. Вторичная – подключена к потребителю.

Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы. Причина - отталкивание одноимённо заряженных частиц согласно закону Кулона (F = qvBsin α). Диамагнетики - в-ва, намагничивающиеся навстречу направлению действующего на них внеш. магн. поля. В отсутствие внеш. магн. поля диамагнетики не имеют магн. момента. Диамагнетизм присущ всем в-вам, но поскольку диамагнитная восприимчивость по величине мала, его можно наблюдать экспериментально лишь у веществ, атомы (молекулы, ионы) которых не обладают собственным постоянным магн. моментом.

возрастать, а энергия из конденсатора будет переходить в катушку до полного разряда конденсатора. В этот момент электрическая энергия колебательного контура EC = 0. Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив, максимальна и равна E_L=, где L — индуктивность катушки, I₀ — максимальное значение тока. После этого начнётся перезарядка конденсатора, то есть заряд конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет проходить до тех пор, пока магнитная энергия катушки не перейдёт в электрическую энергию конденсатора. Конденсатор, в этом случае, снова будет заряжен до напряжения − U₀. В результате в цепи возникают колебания, длительность которых будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре.

Электромагнитные волны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Световая волна – электромагнитная волна видимого диапазона длин волн.

37.Связь параметров электрических и магнитных процессов в теории Максвелла

Параметры электрических и магнитных процессов связываются с помощью уравнений Максвелла. Электромагнитное поле характеризуется двумя векторными величинами: напряжённостью электрического поля Е и магнитной индукцией В. J – плотность тока;

38.Законы отражения и преломления света

1) Угол падения равен углу отражения. Угол падения – угол между лучом и перпендикуляром. 2) Луч падающий, преломлённый и перпендикуляр,

39. Понятия геометрической оптики

Геометрическая оптика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

Линза – это прозрачное тело, ограниченное 2-мя сферическими поверхностями. В зависимости от форм различают собирательные (положительные) и рассеивающие (отрицательные) линзы.

40. Условия полного отражения света.

Если свет падает из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, то при определенном угле падения, преломленный луч исчезает.

H – напряжённость магнитного поля. D - электрическая индукция. div – дивергенция.

Уравнения Максвелла:

1) rot = -

2) rot = j +

3) div =0

4) div =0

восстановленный в точке падения луча,лежат в одной плоскости.

= n. n – абсолютный показатель преломления.

Отражение - физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными оптическими свойствами в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл.

Линзы характеризуются, как правило, своей оптической силой (измеряется в диоптриях), или фокусным расстоянием.

Фокусное расстояние- расстояние от линзы до главного фокуса.

Главный фокус — точка, в которой сходится после прохождения оптической системы пучок световых лучей, падающих на систему параллельно её оптической оси.

Оптическая сила — величина, характеризующая преломляющую способность осесимметричных линз и центрированных оптических систем из таких линз. Обратно пропорциональна фокусному расстоянию системы.

Это явление называется полным внутренним отражением.

Световоды - Это устройство для направленной передачи световой энергии. Наиболее распространен световод, представляющий тонкую нить, сердцевина которой имеет показатель преломления больший, чем оболочка.

41. Электромагнитная природа света.

Свет - электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом.

42. Оптическая разность хода. Интерференция световых волн

Оптическая разность хода (Δ) - разность оптических длин пути двух лучей. Δ = n₂s₂ – n₁s₁ = L₂ – L₁.

43. Интерференция света в тонких плёнках

Интерференция – это явление наложения волн друг на друга с последствующим усилением или ослаблением результирующей волны.

44. Дифракция волн

Дифракция – это явление огибания препятствий при отклонении от прямолинейного распоряжения. Чем меньше размеры препятствия, тем лучше дифракция.

Электромагнитная природа света была подтверждена в опытах Герца, показавшего, что электромагнитные волны, подобно свету на границе раздела двух сред, испытывают отражение и преломление.

Монохроматизм и когерентность

Монохроматическая волна – это строго гармоническая (синусоидальная) волна с постоянными во времени частотой, амплитудой и начальной фазой. Монохроматические волны – волны одинаковой длины. Когерентные – волны, имеющие одну частоту и постоянную во времени разность фаз.

Где L – оптическая длина пути; s – геометрическая длина пути; n – показатель преломления среды;

Разность фаз 2 когерентных волн вычисляется по формуле: (дельта) =, – начальная длина волны. Если: Δ=2m, то = (усиление); Δ =(2m, то = (ослабление)

Интерференция – это явление наложения волн друг на друга с последствующим усилением или ослаблением результирующей волны. Опыт Юнга: Юнг доказал существование интерференции за счёт дифракции. Дифракция – явление огибания волнами препятствий при отклонении от прямолинейного распоряжения.

1) В точку P приходят два луча. Эти лучи образуют интерференционную картину. 2) В этом случае оба луча, идущие от S к P, порождены одним падающим лучом и после отражения от передней и задней поверхностей пластинки параллельны друг другу.

Дифракция тесно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как частный случай интерференции (интерференция вторичных волн). Дифракционные эффекты зависят от соотношения между длиной волны и характерным размером неоднородностей среды либо неоднородностей структуры самой волны.

Принцип Гюйгенса-Френеля

Каждая точка среды, до которой доходит световое возмущение, сама становится источником красных волн. Согласно принципу Гюйгенса, каждую точку фронта волны можно рассматривать как источник вторичных волн.

45.Дифракция света на одной щели.

Пусть на узкую щель, проделанную в непрозрачном экране, падает нормально к экрану параллельный пучок света. Проходя щель, свет огибает ее края. Если бы дифракции не было, то свет проходил бы только в направлении падающего пучка. Однако происходит огибания светом краёв щели, и свет наблюдается под углами, отличными от нуля. Более того, наблюдаются полосы интерференции.

46. Понятие формирования голографического изображения

Голография – это метод получения объёмного изображения,

47. Поляризация света.

Если рассматривать свет, как электромагнитную волну, то его можно разложить на две составляющие – электрическая волна и магнитная волна. Поляризация света – явление, при котором из светового пучка «убираются» все лишние электромагнитные волны.

48.Двойное лучепреломление

Двойное лучепреломление - эффект расщепления в анизотропных средах луча света на две составляющие. Если луч света падает перпендикулярно к поверхности кристалла, то на этой поверхности он расщепляется на два луча.

Дифракционная решетка

Это прибор, представляющий собой чередование большого числа очень узких щелей, разделённых непрозрачными промежутками. Из-за интерференции интенсивность света, прошедшего через дифракционную решётку различна в различных направлениях. Дифракция – это явление огибания препятствий при отклонении от

прямолинейного распоряжения.

основанный на взаимном наложении световых волн. Голограмма - объёмное изображение на пластинке, полученное с помощью голографии.

В этой схеме луч лазера расширяется линзой и направляется зеркалом на фотопластинку. Часть луча, прошедшая через неё, освещает объект. Отраженный от объекта свет формирует объектную волну. Как видно, объектная и опорная волны падают на пластинку с разных сторон. Изображение голограммы видно в обычном белом свете солнца или лампы.

Остаются лишь те, которые лежат в определённой плоскости – плоскости поляризации. Способы его поляризации 1) Обычно для поляризации света используют специальную поляризационную плёнку.

2) С помощью лазера.

3) Рассеяние света: Свет, рассеянный в направлении перпендикулярном пучку света поляризован.

П ервый луч продолжает распространяться прямо, и называется обыкновенным, второй же отклоняется в сторону, нарушая обычный закон преломления света, и называется необыкновенным. Нарушение закона преломления света необыкновенным лучом связанно с тем, что скорость распространения света (а значит и показатель преломления) волн с такой поляризацией, как у необыкновенного луча, зависит от направления. Для обыкновенной волны скорость распространения одинакова во всех направлениях.

49. Распространение света в веществе.

1) Поглощение света в веществе связано с преобразованием энергии электромагнитного поля волны в тепловую энергию вещества. Закон поглощения света: I=I₀e^-ax, a-коэф. поглощения.

2) Рассеяние света. Это явление наблюдается, если узкий пучок солнечных лучей проходит через запыленный воздух, рассеивается на пылинках и становится видимым. Интенсивность рассеянного света: I_расс=

3) Дисперсия света (разложение света) - это явление зависимости абсолютного показателя преломления вещества от длины волны (или частоты) света.

50.Поглощение света, квантовомеханические причины

Поглощение Света - уменьшение интенсивности света, проходящего через среду, вследствие

51. Рассеяние света

Рассеяние света - это отклонение распространяющегося в среде светового пучка во всевозможных направлениях. Это явление наблюдается, если узкий пучок солнечных лучей проходит через запыленный воздух, рассеивается

52. Фотоэлектрический эффект. Давление света

Фотоэффект - испускание электронов веществом под действием света или любого другого электромагнитного излучения. В твёрдых и жидких веществах выделяют внешний и внутренний фотоэффект. Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений.

Дисперсия света

Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света на спектр при прохождении его через дифракционную решётку (а также через призму). Спектр – это полоса, состоящая из различных цветов, которая получаются в результате прохождения света от источника через призму. Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя.

взаимодействия его с частицами среды. Поглощение света в веществе связано с преобразованием энергии электромагнитного поля волны в тепловую энергию вещества. Закон поглощения света: I=I₀e^-ax, a-коэф. поглощения. Причина - атомы, внутри которых происходят колебания, совершая тепловое движение терпят столкновение друг с другом. При каждом столкновении резко и неправильно меняются амплитуды и фазы гармонических колебаний, происходит переход в тепло энергии регулярных колебаний, т.е. поглощение света.

на пылинках и становится видимым. Свет рассеивается на неоднородностях среды, на частицах и молекулах, при этом меняется пространственное распределение интенсивности, частотный спектр, поляризация света. Рассеяние света зависит от частоты света, размера рассеивающих частиц. Рассеянием солнечного света на молекулах воздуха объясняется голубой цвет неба, а рассеянием на частицах пыли и водяных парах - яркие зори при восходе и заходе Солнца. По рассеянию света изучают строение молекул, жидкостей и т. п. Интенсивность рассеянного света: I_расс=

Электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электр. поле - фототок. Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений.

Давление света — давление, которое оказывает световое излучение, падающее на поверхность тела. Если рассматривать свет как поток фотонов, то, частицы при ударе о тело должны передавать ему импульс, другими словами — оказывать давление. Давление света: P = J, где J – интенсивность света; -коэф. отражения; с – скорость света.

53. Постулаты Бора.

1) Постулат стационарных состояний: электроны движутся только по определённым (стационарным) орбитам. При этом, даже двигаясь с ускорением, они не излучают энергию.

54. Излучение возбужденных атомов

Атом – это мельчайшая частица, состоящая из ядра и электрона (электронов). Излучение — процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц. В возбуждённом состоянии атом находится около 8-10 с, после чего самопроизвольно

55. Дифракция электронов и корпускулярно-волновой дуализм

Дифракция электронов – это процесс рассеяния электронов на кристаллах или молекулах жидкостей и газов, при котором из первичного пучка образуются отклонённые на определённые углы дополнительные пучки

56. Виды ядерных реакций.

Ядерная реакция – изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. 1) Деление ядра - процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра, в результате которого высвобождается большое количество энергии, а также излучения. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами).

2) Термоядерный синтез. Для того чтобы произошло слияние ядер, необходимо увеличить их подвижность, то есть увеличить их кинетическую энергию. Это достигается

2) Правило частот: излучение и поглощение энергии в виде кванта h происходит лишь при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое. Величина светового кванта равна разности энергий тех состояний, между которыми совершается скачок электрона.

h = Е_к + Е_п. h-постоянная Планка. 

Построение атома водорода

Ядро атома водорода состоит из 1 протона и 1 электрона.

Электронная конфигурация атома водорода будет выглядеть следующим образом: 1s1.

Атом - мельчайшая частица, состоящая из ядра и электрона (электронов).

(спонтанно) переходит в основное состояние, излучая при этом квант света. Спонтанное излучение происходит при отсутствии внешнего воздействия на атом и объясняется неустойчивостью его возбуждённого состояния. При этом частота излученной волны определяется формулой:

Если же атом подвергается внешнему воздействию, то время его жизни в возбуждённом состоянии сокращается, а излучение уже будет вынужденным. h - постоянная Планка. 

электронов. Корпускулярно-волновой дуализм – свойство любой микрочастицы обнаруживать признаки частицы (корпускулы) и волны. Наиболее ярко корпускулярно-волновой дуализм проявляется у элементарных частиц. Электрон, нейтрон, фотон в одних условиях ведут себя как частицы, двигающиеся с определёнными энергиями и импульсами, а в других – как волны, что проявляется в их способности к интерференции и дифракции. Дуализм электронов, которые мы привыкли считать частицами, проявляется в том, что при отражении от поверхности монокристалла наблюдается дифракционная картина, что является проявлением волновых свойств электронов.

повышением температуры. За счет полученной тепловой энергии увеличивается подвижность ядер, и они могут подойти друг к другу на такие близкие расстояния, что под действием ядерных сил сцепления сольются в новое более сложное ядро. В результате слияния легких ядер освобождается большое кол-во энергии.

3) Фотоядерная реакция – реакция, происходящая при поглощении гамма-квантов ядрами атомов. Период полураспада радиоактивных элементов - Это время T_½, за которое исходное число ядер уменьшается в среднем в 2 раза. (T_1/2 = t * ln(2)/ln(N₀/N_t) В этой формуле: t - прошедшее время, N₀ - начальное количество вещества и N_t - количество вещества через прошедшее время.

57. Импульс фотона.

Импульс фотона рассчитывается по формуле:. Где h - постоянная Планка, -длина волны. c – скорость света. Учитывая, что с=λ·ν, импульс фотона можно выразить формулой p=h/λ. Фотон – это частица света (квант света). Импульс – это произведение массы тела на скорость его движения.

-длина волны первичного монохроматического излучения.

' - длина волны рассеянного под углом к первоначальному направлению излучения.

58. Волновая функция.

Волновая функция - функция, используемая в квантовой механике для вероятностного описания состояния квантово механической системы; Волновая функция зависит от координат системы. Набор координат, которые выступают в роли аргументов функции, представляет собой полный набор физических величин, которые можно измерить в системе. В квантовой механике возможно выбрать несколько полных наборов величин, поэтому волновая функция одного и того же состояния может быть записана от разных аргументов. Выбранный для записи волновой функции полный набор определяет представление волновой функции. Если волновая функция, например, электрона в атоме, задана в координатном представлении, то квадрат модуля волновой функции представляет собой плотность

Эффект Комптона

Эффект Комптона - рассеяние электромагнитного излучения на свободном электроне, сопровождающееся уменьшением частоты излучения. , где - угол рассеяния фотона, m_e- масса электрона, h – постоянная Планка, с – скорость света.

вероятности обнаружить электрон в той или иной точке пространства. Если эта же волновая функция задана в импульсном представлении, то квадрат её модуля представляет собой плотность вероятности обнаружить тот или иной импульс. Для волновых функций справедлив принцип суперпозиции. Гипотеза де Бройля

Каждая материальная частица обладает волновыми свойствами, причем соотношения, связывающие волновые и корпускулярные характеристики частицы остаются такими же, как и в случае электромагнитного излучения. Энергия E и импульс фотона (P) связаны с круговой частотой (ω) и длиной волны (λ) соотношениями: и P=k=, где =, h – постоянная Планка, k = , – волновое число.