22. Сила Ампера – м поле действует на пров-к с током. Зак Ампера: Сила dF, с к-ой м поле индукцией В действует на проводник длиной dL с током I, равна В замкнут проводящ контуре при измен м потока, охват этим контуром, возникает эл-ектр ток – индукционный Значение ин-го тока не завис от спо-соба измен м потока, а завис от ск-ти его из-менения. Закон Фара-дея: ЭДС индукции, возникающая в замкну-том контуре, прямо пропорциональна ск-ти измен м потока (неза-вис от причины его измен). Вихревые токи яв индукц-и токами и обра-зуются в проводящем теле либо при измен во времени м поля, в к-ом находится тело, либо при движ тела в м поле, к-ое приводит | 22. к изменению мпотока через тело или какую-либо его часть Величина токов Фуко тем больше, чем быстрее мен м поток. Про-явление токов Фуко: - Торможение движ провод-ов в м поле; - Нагревание провод-ов, движ в м поле; - Неравномерное распред пе-ремен тока по сечению толстого провод-а, «вытеснение» быстропеременного тока на поверхность проводника (скин-эффект). М поток, сцепленный с контуром, пропор-ционален силе тока в контуре: Индукт-сть зависит от: - геометр свойств контура (формы, размеров);- м свойств сре-ды, в к-ой он находится. Очень большой ин-дуктивностью обладают соленоиды с сер-дечниками из м материалов. Индукт-сть со-леноида зависит от:- длины соленоида L; - площади сечения соленоида S; - числа вит-ков N; - м проницаемости сердечника µ. Физический смысл индук-сти: мера инер-тных свойств провод-а (аналог массы в мех). Чем больше индукт-сть, тем сложнее измен силу тока в провод-е. Самоиндукция – явл-е возникновения ЭДС индукции в провод кон-туре при измен в нем силы тока. М поле яв носителем энергии, к-ая равна работе, затраченной током на создание это-го поля.
- энергия м поля, созданного током I. Энергия м поля солен-а сосредоточ внутри солен-а и равна:
| 23. Кол - это пр-ссы характер той или иной степен повторяемости. Кол, происход в сис, предоставл самой себе после выведения из сост равновес – свободные кол: Собствен (незатух) при отсутствии сил сопротивл и трен и затух е сли действуют силы сопроти-вл и трен. Если колеб велечин х меняет знач по закону sin или cos – гармонич колеб. Сис - гармонич осциллятор. Основ хар-ки колеб: xmax=A - амплитуда кол, v-частота кол, Т-пе-риод кол,
П. мех гармон осцил: пружин маят-к Мат маят-к I – момент инерции, m – масса тела,d – при-веденная длина П. гармон эм осцилятр: Колеб контур - катушка индукт-тью L + конденсатор ем-ью С. В нем происх эм колеб Если контур обладает сопротивл R, то колеб будут затух. Периодич меняются заряд q, напряж. U, сила тока I, энер эл поля Wэл +Wм.
|
24. Волна - пр-сс распрост колеб в простран. Продольные (направл кол вдоль направл распр волны). Поперечные (направл кол перпенд направл распр волны) Мех (распр в сплошных средах, колеб-я частицы среды) Электромаг (распр в сплошных средах и ва-кууме, колеб-я эл и м поля) Всегдапопереч! ymax = А – ампл кол в волне,
В волнов про-ссах не происх переноса в-ва, но происх перенос энергии. В эм волне колеб-ся вектор напряж-ти эл поля Е и вектор м инд-ции В во взаимно перепенд плоскостях у и х. Волна распростр вдоль оси z.
Бегущая волна переносит энергию. Перенос характер вектором плотности потока энер-гии – вектором Умова S. Модуль вектора Ум-ова равен энергии W, перенос-ой волной за единицу времени t через единич площадку Sп, располож перпенд направ распростран волны:
Свет – эм волна, испуск сильно нагретыми телами, в диапазоне от 400 нм (для фиолетового света) до 750 нм (для красного света).
| 25. Свет – это эм волна, испускаемая сильно нагретыми телами, в диап. от 400 нм (для фиол.) до 750 нм (для кр.). Когерентными н-тся волны, удовл условям: монохроматич-ность (пост частота или длина волны); пос-тоян разность фаз; одинак направл волно-вого вектора. Волны, излуч двумя независ источ-и всегда некогерентны. Волны излуч атомами в виде коротких импульсов – вол-новых цугов длит. ~ 10 – 8 с. Интерферен-ция – пространственное перераспр свет-й энергии, наблюд при наложении двух (или нескольких) когерентных свет-ых волн, в результ чего в одних местах возникают max, а в других – min интенсивн. Δd – геометр разность хода – разность длин путей прой-денных 1 и 2 вол-й: Δd = S1C – S2C Если свет распростр в прозрачной среде, то длина вол-ны укорач в n раз, где n – показат прелом ср-еды. Опти длина пути – произвед геометр. длины пути на показатель преломл данной среды. Δ – оптич разность хода – разность оптич длин путей пройденных 1 и 2 волной: Δ = S1C•n1 – S2C•n2 Макс усиление интен-сивн света набл, если оптич разность хода составл целое число длин волн Макс ослабл интенсивн света наблюд, если оптич разность хода составл полуцелое чис-ло длин волн УСЛОВИЕ МИНИМУМА Для получения коге-рентн волн прим метод разделения вол-ны, излуч одним источником, на две части, к-ые после прохожден разных оптич путей, наклад друг на друга. А) Метод Юнга: Узкие щели S1 и S2 – когерентисточ света Б) Бипризма Френеля: Мнимые изоб источ света S1 и S2 – когерент источ света В) Зеркало Ллойда: Источ света S и его мнимое изображ в зерка-ле S’ – когерент источ света. Разность хода волн в. Р: Макс наблюд в точках экрана, где разность хода Δ = целому числу длин волн: Мин набл в точках экрана, где разность хода Δ = нечетному числу полуволн: Интерфер картина от двух когерент источ представ собой чередов светлых полос, раз-дел темными промежуткам, находящ на од-инак расстоянии друг от друга. Картина им-еет четкие границы. Интер-ция в тонких пленках – пример полос равн наклона | 25. Полосы равного наклона – интерф-ные полосы, возникающ в результате наложения лучей, падающ на плоскопарал пластинку под одинак углами. Просветление оптики — нанесение на поверх-ть линз, гранич с воз-духом, тончай плёнки или нескольких плё-нок одна поверх другой. Это необходимо для увелич светопропускания оптич сист. Показатель преломления таких плёнок ме-ньше показат преломления стёкол линз. Интер-ция на тонком клине – полосы равной толщины
Полосы равной толщины – интерф-ные по-лосы, возникающ в результ наложен лучей от мест одинак толщины. Кольца Ньютона – полосы равной тол-щины Дисперсия света – зависимость показателя преломл в-ва от частоты или длины волны света. Следствие дисперсии – разложение света в спектр при прохождении через приз-му. D – дисперсия, [м-1]
|
26. Гюйгенс утверждал: Каждая точка, до к-ой дошло вол-е возмущение, сама станов источ вторич волн, а огибающ вторичн волн создает полож волнового фронта в след момент време-ни. Френель добавил: Волн поверхность в люб момент вр представляет собой не просто огибающую волн, а резуль их интер-ции. Дифракция – отклонение распростран волны вблизи препятствий от законов геометр оптики + огибание волн-и препятствий, соизмеримых с длиной волны. Д. Френеля набл на конечном расстоянии от препятствия, вызвавшего дифракцию (д-ия в сходящих лучах, д-ия сферич волн) Д. Фра-унгофера набл при бесконеч удал от препят-ствия источ света и точки набл (д-ия в парал лучах, д-ия плоск волн) Метод зон Френеля. Разобьем вол-ой фронт на кольц зоны та-кого размера, чтобы расстоян от краев зон до точки наблюд П отличались на λ/2. Колеб от 2 соседних зон приход в точку П в противофазе и гас друг друга. При д-ии на круг отверстии: Если от-верстие открыв четн число зон Френеля, то в центре дифрак-ой картины наблюд темн пятно, к-ое окруж чередующ светлые и тем-ные кольца. Если отверстие открыв НЕчетн число зон Френеля, то в центре дифр-ой ка-ртины наблюд светлое пятно, к-ое окруж че-редующ тем и свет кольца. При д-ии на круг диске: Независ от числа закрыт зон, в цент-ре д-ой картины всегда наблюд светлое пят-но, по яркости соответств половине дейст-вия первой открытой зоны Френеля. Д-ия Фраунгофера на узк щели. Узкая щель – щель, длина к-ой много больше её ширины.
Д-ая картина от одной щели представляет собой черед мин и макс, интенсивность к-ых убывает от центра к краям д-ой картины. На больших расстоян от центра расстоян м-у макс увелич. Д-ая решетка – сис парал ще-лей равной ширины, раздел равными по ши-рине непрозрач промежутками. Д-ая карти-на на решетке – резул взаимной интерфере-нции волн, идущ от каждой из щелей. d – пе-риод д-ой решетки (постоянная решетки) – расстояние м-у краями двух сосед щелей. d = a + b, а – ширина щели, b – ширина непрозр-ач промежутка. Разность хода лучей, идущ от 2 сосед щелей: Условие глав макс д-ой решетки (в этих нап-равл волны усил друг друга за счет ин-тер-ции): Условие доп мин д-ой решетки (в этих на-правл волны гасят друг друга за счет интер-ции):
| 26. 2. При дифракции сильнее растянут крас край спектр, а при дисперсии – фиол. 3. При дифракции измен направ светового луча происходит линейно относит длины волны, а при дисперсии – нелинейно. 4. Д-ый спек-тр состоит из отдел тонких линий, диспер-ый спектр – сплошной. Естественный свет – эм волна со всевозмо-жными равновероят ориентациями векто-ров напряженности эл (Е) и м (Н) поля. Е – вектор напряженности эл поля – световой вектор, он имеет основное знач при взд с в-вом. Поляризованный свет – эм волна, в к-ой колеб свет вектора (Е) упорядочены каким-либо образом. Частично поляр-ый свет – свет с преимущ направл колеб векто-ра Е. Плоскополяризов свет – свет, в к-ом вектор Е колеб только в одной плоскости. Р – степень поляризации света
Примен: Поляризационные светофильтры в оптических приборах (например, для устранения нежелательных бликов в фотографии). Очки с эффектом поляризации (солнцезащитные, для автолюбителей). Поляроидные пленки (для стекол и приборных панелей автомобилей).
| 27. В некоторых случаях излуч м б предста-влено не как эм волна, а как поток элемен-тар частиц (фотонов, квантов), к-ые движ со ск-тью света. Тепловое (инфракрасное) излуч – это излучение тел, обусловленное их нагреванием. Особенности теплового излучения: источники: все тела с темпер Т > 0 К; яв невидимым для глаза человека; м б равновес (тело излуч и поглощ одинакэнер). Тела, разогрет до температ выше 2000 К, начинают светиться. Увидеть тепл излуч можно только с помощью спец устройств – тепловизоров. Абсолютно черное тело (АЧТ)- способ полностью поглощ при люб темпер Т всё падающее на него излучение любой частоты. А – спектрал поглощат спо-собность – численно равна доле падающ эн-ергии, к-ая поглощ телом. 0 ≤ А ≤ 1. А = 0 – абсолютно белое тело, 0 < A < 1 – серое тело, А = 1 – АЧТ
АЧТ в природе не существует! rν,T - с пе-ктральная плотность энергетич светимости АЧТ (универсальная функция Кирхгофа) – мощность излуч с единицы площади повер-хности АЧТ в узком интервале частот dν.
Закон Кирхгофа: Для всех тел отношение спектраль плотности энергетич светимости к спектраль поглощат способности равно спектраль плотности энергетич светимости АЧТ при той же темпер и частоте. Закон Стефана-Больцмана: Энергетич све-тимость АЧТ пропорционал четвертой сте-пени его термодинамич темпер Закон смещения Вина: Длина волны, соответ макс значению спектрал плотности энергетич светимости АЧТ, обратно пропор-цион его термодинамич темпер. Всегда движ со ск-тью света; Не имеет массы покоя; Имеет массу:
Свет обладает одновременно и свойствами волн, и свойствами частиц (квантовыми свойствами). Свету присущ дуализм (двойственность) свойств. Бройль предпо-ложил, что не только фотоны, но и любые
|
27. другие частицы материи обладают двойственными свойствами. Гипотеза Де Бройля: С каждым микрооб связываются с одной стороны корпускулярные характер (энергия, импульс), а с другой стороны – волновые (частота, длина волны). При описании объектов микромира нельзя говорить об определенной траектории, так как нельзя говорить о длине волны частицы (а значит и о импульсе) в опред точке. I соотношение неопределенностей: Частица (микрообъект) не может иметь одновременно и определенную коорд (х, у, z), и опред проекцию импульса (рх, ру, рz). Неопред-ти этих величин удовлетв услов-м:
Нельзя говорить о движении электрона в атоме по определенной траектории, так как его масса мала. II соотношение неопределенностей: Для частицы (микрообъекта) не может быть одновременно точно определено значение энергии некоторого состояния и время нахождения в этом состоянии. Неопределенности этих величин удовлетворяют условию:
| 28. Внешний фотоэффект – явлен испуска электронов в-вом под действием эм излуч. Фотоэф наблюд в твердых телах (лучше всего – в металлах), в газах, на отдельных атомах и мо. Объяснить фотоэф удалось только на основе квантовых представлений о свете.
I закон Столетова: При фиксир частоте па-дающ света число электронов, вырываемых из катода в единицу вр, пропорц-но интен-сивности света. II закон Столетова: Макс ск-ть и кинетич энер фотоэлектронов не завис от интенсивности света, а опред толь-ко его частотой. III закон Столетова: Для каждого в-ва сущ «красная граница» фото-эф, то есть мин частота νкр (или макс длина волны λкр), зависящ от хим природы в-ва, ниже к-ой фотоэф не наблюдается. Эйнштейн показал, что свет не только ис-пуск, но и поглощ в-вом отдельными порци-ями – квантами с энергией Е = hν. При фо-тоэф каждый фотон поглощ только 1 эл-ектроном.
ρ – коэф отражения,0 ≤ ρ ≤ 1; ρ = 1 – для зеркальных поверхностей ρ = 0 – для черных матовых поверхностей. Дав света равно импульсу, к-ый передают поверхност все фотоны за 1 с: Ее – энер освещенность поверх [Дж/м2 с] – энерг всех фотонов, падающ на ед поверхно-сти в единицу времени: ω – объемная плотность энер излуч [Дж/м3] – энер всех фотонов в ед объема:
Измен длины волны излучения Δλ не завис от исход длины волны λ, а завис только от угла рассеяния фотона.
|
|
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 25 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Направление - по правилу левой руки: Если расположить ладонь левой руки так, чтобы линии индукции м поля входили в ладонь перпенд к ней, а четыре пальца направлены по скорости полож заряда, то отставленный на 90° большой палец укажет направление силы, действующей на заряд. Для отриц за-ряда направление силы Лоренца противо-положно А) если частица движ парал лини-ям м индукции: 
Частица будет двигаться равномерно пря-молинейно (продолжит движ парал линиям м индукции с постоянной скоростью ) Б) если частица движ перпенд линиям м ин-дукции: 
Разобьем щель на m равн зон, где m = Δ/(λ/2), имеющих вид полос, парал ребру щели. При этом колеб 2 соседн зон будут приходить в точку Р в противофа-зе и погасят друг друга. Если число зон чет-ное, то в точке Р наблюд д-ый минимум: 
отраж луч яв плоскополяризов, а прелом луч – макс поляризованным. При этом угол между отраж и прелом лучами равен 900 .
