Уравнение, описывающее взаимодействие неподвижных зарядов:

Билет #1 Уравнение, описывающее взаимодействие неподвижных зарядов: Сила Лоренца: , где – релятивный импульс. Уравнения Максвелла: Эл.маг. поле – особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между эл. заряженными частицами.	Билет #2 Стационарное магнитное поле – электромагнитное поле, не изменяющееся во времени. Магнитная индукция – векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля. Принцип суперпозиции: Если маг. поле создаётся несколькими токами, то индукция такого поля равна векторной сумму маг. индукций: . Закон Био-Савара-Лапласа: Вектор маг. индукции поля, созданного элементом тока ,равен:	Билет #3 Сила Ампера: Магнитная составляющая силы Лоренца: . Определяется силу, с которой маг. поле действует на отрезок проводника с током. - сила Ампера. Взаимодействие параллельных проводников с током: , так как , Если сонаправлен с - притяжение, а в противном случает – оттакливание. Работа по перемещению контура с Током: , то из этого следует:	Билет #4 Закон Био-Савара-Лапласа: Вектор маг. индукции поля, созданного элементом тока ,равен: Прямой ток: . Бесконечно прямой ток: . Круговой ток: . При . При .
Билет #5 Уравнение магнитостатики: . Теорема Гаусса для : – дифференциальная форма По теореме Остроградского-Гаусса: , отсюда: - интегральная форма. Теорема о циркуляции : - дифференциальная форма. По теореме Стокса: , следует, что: – интегральная форма.	Билет #6 Закон полного тока: Согласно з. Фарадея: Маг. поле может возникнуть: , N- поток век. элек. смещения Из т. о циркуляции маг. поля: Магнитное поле прямого тока: , где - ток, охватываемый окружностью радиусом . Отсюда: . Магнитное поле соленоида: Так как . Тогда: , где - плотность намотки; – ток в проводнике.	Билет #7 Магнитная диполь – система токов малых размеров. - магнитный момент диполя. Плоский виток: . - сила действующая на диполь. – момент сил, действующих на диполь. - потенциальная энергия жесткого диполя в магнитном поле.	Билет #8 - магнитный поток. ЭДС (з. Фарадея): В замкнутом проводящем контуре при изменении маг. потока, возникает индуктивный ток. Правило Ленца: индукционный ток направлен так, что создаваемое им поле препятствует изменению магнитного потока. Эл.маг. индукция в движущемся контуре: ; ; . Эл.маг. индукция в контуре, находящемся в переменном маг. поле: ; ; . В общем случае: . Природа ЭДС индукции: возникновение вихревого электрического поля в любой области пространства, где существует переменное магнитное поле.
Билет #9 Самоиндукция – явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока. ЭДС самоиндукции: . – индуктивность контура Индуктивность соленоида: , где - плотность потока. – поток через 1 виток. – полный поток. Тогда .	Билет #10 . Работа не зависит от последовательности включения токов, следовательно: . То есть: . Cоленоид: , отсюда: , где – объемная плотность энергии магнитного поля.	Билет #11 Замыкание цепи: , следует: . Тогда: . Где: - установившийся ток; - время релаксации. Размыкание цепи: , следует: . Тогда: Где: - начальный ток; - время релаксации.	Билет #12 Закон Ома для элементов цепи: – то есть: Закон Ома для квазистационарных токов: . Продифференцировав по времени, получим: . Закон Ома для гармонических токов: Так как: и , то из этого следует, что: . Перепишем в виде: , где - импеданс; – сопротивление; – индукция сопротивления; – емкость сопротивления; – реактивное сопротивление. Правило Кирхгофа для гармонических токов: Первое: . Второе: .
Билет #13 Магнетик – вещество способное намагничиваться. Намагничиваться – наведение в веществе магнитных диполей, то есть токов намагничивания. – результирующее поле, – внешнее поле (поле токов проводимости), – поле токов намагничивания. Вектор намагничивания: , где - магнитный момент. Основные виды магнетиков: 1) Диамагнетики, ослабляют внешнее поле; 2) Парамагнетики, усиливают внешнее поле Объемные и поверхностные токи намагничивания: , следует: .	Билет #14 Магнетик – вещество способное намагничиваться. Намагничиваться – наведение в веществе магнитных диполей, то есть токов намагничивания. Вектор намагничивания: , где - магнитный момент. Основные виды магнетиков: 1) Диамагнетики, ослабляют внешнее поле; 2) Парамагнетики, усиливают внешнее поле Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость: , следует: и Тогда: – вектор напряженности магнитного поля. Маг. восприимчивость: Для широкого класса магнетиков: , где - магнитная восприимчивость. В случае однородного магнетика: . Отсюда: . Маг. проницаемость: : . Тогда: - магнитная проницаемость.	Билет #30 Поляризация света -явления, описывающие поперечную анизотропию световой волны. Естественный свет – совокупность световых волн, излучаемых огромным количеством различных атомов. Поляризованный свет - совокупность световых волн, вектор Е которых ориентирован в определенном направлении. Типы поляризации: Плоско-поляризованный свет; Круго-поляризованный; Эллиптически-поляризованный. Закон Малюса: На поляризатор падает плоско-поляризованный свет интенсивностью . Анализатор пропускает только составляющую . Интенсивность: => .	Билет #31 Из формул Френеля: , , где - коэфицент отражения линейно-поляризованного света; -плотность поляризации перпендикулярно плоскости падения; -плотность поляризации параллельно плоскости падения. При . Отраженный свет будет полностью поляризован: . И: => .

Билет #34 Тепловое излучение – испускание электромагнитных волн за счёт внутренней энергии тел. Энергетические характеристики излучения: Энергетическая светимость тела: или . Поглощательная способность тела: . Коэффициент отражения: . Коэффициент пропускания: . Первый з. Кирхгофа: Спектральная (и объёмная) плотность энергии не зависит от свойств стенок полости и представляет собой универсальную функцию частоты и температуры (для объёма только температуры). Второй з. Кирхгофа: Излучение абсолютно чёрного тела зависит только от его температуры. Такое тело способно полностью поглощать излучение любой длины волны (частоты).	Билет #35 Закон Стефана–Больцмана: Энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры, т. е. , где σ – постоянная Стефана–Больцмана. Закон смещения Вина: , где м⋅К – постоянная Вина. Второй закон Вина: Максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела возрастает пропорционально пятой степени абсолютной температуры: .	Билет #36 Предположение Планка: Электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций или квантов. , – постоянная Планка. Тогда энергия стоячей волны: Вероятность по Больцману: Тогда средняя энергия: . С учетом: => (формула Планка).	Билет #37 Внешний фотоэффект: Явление испускания веществом электронов под действием излучения называют внешним фотоэффектом. Испускание веществом каких-либо частиц называют эмиссией. Поэтому внешний фотоэффект называют фотоэлектронной эмиссией. Основные законы фотоэффекта: 1. Сила фототока пропорциональна интенсивности падающего излучения. Интенсивность излучения влияет лишь на число вырванных электронов. 2. Максимальная скорость покидающих вещество электронов зависит от частоты падающего на него света. 3. Для каждого металла существует своя красная граница фотоэффекта. Классическая физика не смогла объяснить явление фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна: .
Билет #38 Фотон – квант электромагнитного излучения; безмассовая частица, способная существовать только двигаяся со скоростью света. Опыт Боте: Тонкая металлическая фольга облучается рентгеновским излучением низкой интенсивности. Фольга становится источником слабого вторичного излучения. Результат опыта: излучение фиксируется либо правым, либо левым счётчиком. Следовательно, поглощение идёт отдельными квантами. Корпускулярные характеристики: энергия и импульс. Волновые характеристики: частота и длина волны. ; ; .	Билет #39 Эффект Комптона: увеличение длины волны рентгеновских лучей при их рассеянии на атомах вещества, которое сопровождается фотоэффектом. Длина волны рассеянного излучения равняется длине волны падающего. Законы сохранения энергии и импульса: ; . Энергия электрона до и после столкновения: . Энергия и импульс налетающего фотона: . Энергия и импульс рассеянного фотона: . Подстановка: => . Затем: . Отсюда: - Комптоновская длинна волны электрона.	Билет #40 Модель атома Бора: электроны в атоме могут двигаться только по определенным (стационарным) орбитам, находясь на которых они не излучают, а излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую. Постулаты Бора: 1) Существует стационарные состояния атома, находясь в котором он не излучает энергии. 2) При переходе электрона в атоме с высшего возбужденного энергетического уровня на низший испускается квант энергии. 3) При переходе электрона с орбиты (энергетический уровень) на орбиту излучается или поглощается квант энергии: . Опыт Франка и Герца: Катод К, испускающий за счет термоэлектронной эмиссии электроны, сетчатый электрод S и анод А. При столкновении электрона с атомами ртути возможно взаимодействие двух типов: 1) упругое взаимодействие, в результате которого энергия электронов не изменяется, изменяется только направление движения. 2) неупругое взаимодействие электронов с атомами ртути. При этом энергия электронов уменьшается за счет передачи ее атомам ртути.	Билет # 41 Волновые свойства вещества, гипотеза де Бройля: Двойственная природа света характерна не только для света, но и для всех элементарных частиц. Волна де Бройля: , где − масса частицы; − ее скорость . Если частица имеет кинетическую энергию: , то ее импульс . Поэтому формула принимает вид: . Опыты Дэвиссона и Джермера: дифракция электронов при их рассеянии на монокристаллическом никеле (фольга): , где − период кристаллической решетки никеля; −угол рассеяния электронов; − порядок дифракционного максимума; − длина волны электрона. При облучении пучком электронов тонких поликристаллических пленок на экране наблюдалась дифракционная картина. Позднее наблюдали дифракцию нейтронов, протонов и др. элементарных частиц, что доказывает справедливость формулы де Бройля.
Билет #42 Волновая функция: Описание вероятности нахождения частицы в данный момент времени в некоторой точке пространства . Вероятность того, что частица находится в элементе объема : , или . Уравнение Шредингера: где ∆ − оператор Лапласа; i = − 1 − мнимая единица; h − постоянная Планка; −потенциальная энергия частицы в силовом поле; m − масса частицы; ψ = ψ(х, у, z, t) = ψ(r, t) − волновая функция частицы; r = (х, у, z) − пространственная координата и время t. Стационарное уравнение Шредингера: , где − полная энергия частицы.	Билет #43 Состав ядра: Ядро атома состоит из нуклонов: протонов и нейтронов. А – число нуклонов. Z - число протонов в ядре (номер в системе элементов Менделеева), число нейтронов . Размеры ядер зависят от числа нуклонов в ядре. Эффективный радиус ядра: , где а = 1,12⋅ . Ядерные силы – силы, удерживающие нуклоны в ядре. Изотопы — разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Основные характеристики ядер: 1. Ядерные взаимодействия − самые сильные в природе. 2. Радиус действия ядерных сил конечен ∼ . 3. Ядерные силы не имеют центральной симметрии. 4. Взаимодействие между нуклонами имеет обменный характер. 5. На расстояниях ∼10−15 м ядерные силы являются силами притяжения. На меньших расстояниях − силами отталкивания. 6. Ядерные силы обладают свойством насыщения	Билет #44 Состав ядра: Ядро атома состоит из нуклонов: протонов и нейтронов. А – число нуклонов. Z - число протонов в ядре (номер в системе элементов Менделеева), число нейтронов . Размеры ядер зависят от числа нуклонов в ядре. Эффективный радиус ядра: , где а = 1,12⋅ . Ядерные силы – силы, удерживающие нуклоны в ядре. Изотопы — разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Энергия связи ядра − энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на составные части (нуклоны). , где , , − массы протона, нейтрона и ядра. Дефектом масс:. .	Билет #45 Радиоактивность - способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц. Активность: , где − начальная активность. Законом радиоактивного распада: . Период полураспада: или . Тогда: , т. к. , α-распад. Типы радиоактивного распада: −распад − самопроизвольный процесс, в котором нестабильное ядро превращается в ядро−изобару . −распад − самопроизвольный процесс, в котором нестабильное ядро превращается в ядро−изобару . γ−излучение – электромагнитное излучение, возникающее при переходе атомных ядер из возбужденного состояния в более низкие энергетические состояния. В этом процессе число протонов и нейтронов в ядре не изменяется.

Дата добавления: 2015-11-04