1.Все вещества состоят из мельчайших частиц.

1.

Основные положения МКТ:

1.Все вещества состоят из мельчайших частиц.

2.Частицы хаотично движутся.

3.Взаимодействуют между собой.

Значения тепловых явлений:

1. Изменение средней температуры на Земле на 1 градус приводит к образованию катоклизмов на планете.

2. Изменение температуры на Земле приводит в смене времени года.

3. Изменение темп. Физических тел приводит к изменению их физико-химических свойств.

4. Изменение температуры тела человека на 1 градус ведёт к недомоганию.

С увеличением скорости молекул газа увеличивается среднее

давление, увеличивается средняя кинетическая энергия.

Уравнение, которое связывает давление и скорость; давление и кинетическую

энергию называется уравнение МКТ.

ß Основное уравнение МКТ

ß масса 1 молекулы газа или атома.

nßконцентрация газа в сосуде

N-число всех молекул; V- объём сосуда.

Записать уравнение МКТ для давления и сред. кинетич. энергии

ß Основноеуравнения МКТ.

Температура и её измерение.

Температу́ра— скалярная физическая величина, характеризующая

состояние термодинамического равновесия макроскопической

системы. Температура всех частей системы, находящейся в равновесии,

одинакова. Если система не находится в равновесии, то между

её частями, имеющими различную температуру, происходит теплопередача,

приводящая к выравниванию температур в системе.

Измерение температуры основано на зависимости какой-либо физической

величины от температуры. Эта зависимость и используется в температурной

шкале термометра — прибора, служащего для измерения температуры.

Действие термометра основано на тепловом расширении вещества.

При нагревании столбик используемого в термометре вещества) увеличивается,

при охлаждении — уменьшается. Использующиеся в быту термометры

позволяют выразить температуру вещества в градусах Цельсия (°С).

А. Цельсий (1701-1744) — шведский ученый, предложивший использовать

стоградусную шкалу температур. В температурной шкале Цельсия за нуль

(с середины XVIII в.) принимается температура тающего льда,

а за 100 градусов — температура кипения воды при нормальном атмосферном

давлении.

2.

При испарении жидкости покидают молекулы имеющие большую скорость.

Процесс испарения зависит: 1. От температуры жидкости и окружающий среды.

2. от площади поверхности жидкости.3. наличия ветра.4.открыт сосуд или закрыт.

Если сосуд закрыт то через некоторое время число молекул покинувших жидкость

будут ровно числу молекул вернувшихся обратно.

Пар находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью называется насыщенным паром.

Давление которое создаётся молекулами насыщенного пара называется давлением насыщенного пара.

Ненасыщенный пар — пар, не достигший динамического равновесия со своей жидкостью.

При данной температуре давление ненасыщенного пара всегда меньше давления насыщенного пара.

Влажность воздуха.

Атмосфера состоит не только из воздуха но и из паров воды. Давление, которое оказывает водяной пар

содержащийся в атмосфере называется парциальным давлением. Положение водяного пара в атмосфере

характеризуется относительной влажностью. Отношение парциального давления водяного пара в атмосфере

к давлению насыщенного пара при той же температуре, называется относительной влажностью воздуха.

Относит. влаж. воздуха на борту МКС состовляет от 40 до 60%.

В атмосфере 1%.

3.

Это закон сохранения энергии и её превращении распространенной на тепловые явления.

Внутренняя энергия тела изменяется, как за счёт работы внешних сил так и за счёт кол-ва.

теплоты переданной системе. - это энергия движения и взаимодействия частиц из которых

состоит тело.

i- число степеней свободы молекул газа

i=3 (для одноатомных газов)

i=5(для двухатомных газов)

i=6(для многоатомных газов)

или

Кол-во. теплоты которой передаётся системе расходуется на изменении внутренней системе и

совершение работы данной системы над внешними телами.

Применение 1 закона термодинамики к газовым законам.

Адиабатный процесс.

Существуют 4 газовых закона:

1. T-изотермический

С учётом первого закона термоди. изотермический

Процесс приобретает вид

0

ß1 закон термоди. для изотермического процесса

2.Р-изобарный

ß 1 закон термоди. для изобарного процесса не изменяет своего вида.

3.V-изохорный

0

ß 1 закон термоди. для изохорного процесса

4.Адиабатный процесс- протекает в тепло изолироваемой системе.

Q=0

ß работа совершаеться пока есть запасы внутренней энергии.

Все процессы происходящие в природе являются необратимыми.

Для того чтобы процесс стал обратимым, необходимо совершить работу.

Принцип действия тепловых двигателей.

Виды:

1. реактивный двигатель.

2. паровая машина

3.ДВС

4. паровая турбина.

Не смотря на различные виды тепловых двигателей, принцип работы у них

одинаковый: во всех теп. двигателей топлево сгорает и увеличивает внут.

энергию рабочего тела, а энергия рабочего тела превращается в механическую энергию.

Q₁

Q₂

Холодильник Т₂

Любой тепловой двигатель состоит: Из нагревателя в котором

Создаётся температура Т₁; нагреватель передаёт энергию в виде теплоты Q₁.

Рабочему телу, а рабочее тело совершает работу А^/, отработанный пар

Или газ передаёт холодильнику который имеет температуру Т_2.

КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы

двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового

двигателя может быть вычислен по следующей формуле

где — Q₁ количество теплоты, полученное от нагревателя,

Q₂— количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД

среди циклических машин, оперирующих при заданных температурах

горячего источника T1 и холодного T2, обладают тепловые двигатели,

работающие по циклу Карно; этот предельный КПД равен

Макс КПД = 62%

Условия для повышения КПД тепловых двигателей:

1. уменьшение коэффициента трения между поверхностями.

2.смены металла на промышленную керамику.

3. видение на автомобилях факельного зажигания

4.создание материалов заполинающих свою первоначальную форму.

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

В дизельном топливе нет свинцовых присадок, в выбросах в 2-3 раза

меньше токсичных веществ. Разработаны двигатели, работающие на

смеси дизельного топлива и природного газа. Транспорт с такими

двигателями является экологически чистым. Отработанных газов по

сравнению с обычным транспортом в 4 раза меньше, вдвое ниже расход

топлива, на 10-12% выше мощность двигателя.Появились машины,

использующие в качестве топлива спирт, биогаз, электричество.

Наиболее экологичным видом топлива является водород, для его

получения можно использовать обыкновенную воду. Трудность

состоит в промышленной технологии разложения воды.

При всех явлениях, связанных с переопределением электрических зарядов

в изолированной системе взаимодействующих тел, алгебраическая сумма

электрических зарядов остаётся постоянной.

Закон Кулона.

Ш. Кулоном в 1785г. была найдена формула для частного случая

взаимодействия в вакууме точечных зарядов. Точечным называется

заряд, размерами носителя которого по сравнению с расстоянием,

на котором рассматривается электростатическое взаимодействие,

можно пренебречь.

Kß коэффициент пропорциональности

E₀ß электрическая постоянная

вакуум

среда

E-диэлектрическая проницаемость

Основной характеристикой эл.поля является напряжённость. Напряженность-это физическая величина, которая характеризует эл.поле в заданной точке пространства и определяет соотношение.

. Формула напряженности.

Принцип суперпозиции- явление наложения эл. Полей друг на друга.

Для вычисления результирующего модуля напряжения необходимо использовать теорему Пифагора и теорему косинусов.

Под действием электрического поля произошло перемещение заряда из точки 1 в точку 2, в этом случае совершается работа.

Работа электрического поля по перемещению заряда равно минус изменению потенциальной энергии.

Потенциал, как и напряженность характеризует эл поле и определяет соотношение потенциальной энергии и величины переносимого заряда.

Разность потенциалов(напряжение), чаще имеем дело с ней.

Электроёмкость

-характеризует способность двух проводников накапливать

элек. заряд

-не зависит от q и U

-зависит от геомет. размеров проводников, их формы,

взаимного расположения,
элек. св-в. среды между проводниками

+ + + +

1

- - - -

С- электроёмкость

Конденсаторы.

-устройство для накопления заряда и энергии электрического

поля.

++++

- - - -

Бумажный конденсатор это самый распространённый конденсатор,

он состоит: 2 станиолевых полосок между которыми находится

полоска бумаги пропитанная парафином всё это скручивается в

жгут и помешается в корпус

Виды конденсаторов:1. по виду диэлектрика 2. по форме обкладки.

3. по величине ёмкости.

Применение:1. в колебательных контурах радиоприёмника

2. лампы, вспышки 3.электрошопер

Энергия заряженного конденсатора

Энергия элект. поля конденсатора:

Формулировка закона Ома

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению:

I = U / R; [A = В / Ом]

Ом установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

R = ρl / S,

где ρ - удельное сопротивление, l - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

Засчёт сторонних сил совершается работа A=A1+A2, где A1-работа сторонних сил по преодолению сопротивления внешнего участка цепи. A2-работа по преодолению внутреннего сопротивления самого источника тока.

где R Сопротивление внешней цепи измеряется в Омах

r внутреннее сопротивление источника тока также измеряется в Омах

I Сила тока в цепи. Измеряется в Амперах

E Электродвижущая сила источника тока измеряется в Вольтах. В реальной замкнутой электрической цепи величина тока не способна возрасти бесконечно при возникновении короткого замыкания в источнике тока, так как эту величину ограничивает внутренне сопротивление источника тока.

Работа тока - это работа электрического поля по переносу электрических зарядов вдоль проводника;

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого работа совершалась.

МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

- отношение работы тока за время t к этому интервалу времени.

ЗАКОН ДЖОУЛЯ -ЛЕНЦА

При прохождениии тока по проводнику проводник нагревается, и происходит теплообмен с окружающей средой, т.е. проводник отдает теплоту окружающим его телам.Количество теплоты, выделяемое проводником с током в окружающую среду, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

Все вещества обладают определёнными магнитными свойствами, т.е. являются магнетиками.

Причина, вследствие которой тела обладают магнитными свойствами, была установлена Ампером.

Все магнетики характеризуются магнитной проницаемостью, которая показывает сколько раз магнитная индукция в вакуме меньше магнитной индукции в среде.

Вещества, для которых магнитная проницаемость незначительно меньше единицы – диамагнетики (М<1), (водород, бензол, вода, графит).

Незначительно больше единицы – парамагнетики(M>1), (азот, воздух, кислород, золото).

Орерромагнетики – вещества, магнетическая проницаемость которых зависит от величины внешнего поля и может превышать единицу(М>>1), (железо, никель, кобальт).

Магнитное поле-особый вид материи, который существует вокруг движущихся заряженных частиц или тел и действует с силой на другие тела или частицы. Магнитное поле увидеть нельзя, о нём может показать индикатор.

1. Магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и телами, проводниками с током, постоянными магнитами.

2. Магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и тела, на проводники с током, на постоянные магниты, на рамку с током.

3. Магнитное поле вихревое, т.е. не имеет источника.

Под магнитной индукцией следует понимать отношение вращательного момента к силе тока в контуре и площади контура.

Отношение магнитной индукции в среде к магнитной индукции в вакуме-магнитная проницаемость(имеет модуль, направление, т.е. является вектором). Направление линий определяется по правилу Буравчика, тогда вектор будет направлен по касательной в любой точке линий магнитного поля и совпадает по направлению с линией магнитной индукции.

СИЛА АМПЕРА

- это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого действия на проводник с током, т.е. сила Ампера равна нулю.

Электрон вращается вокруг своей оси. Создаёт магнитный момент-спин электрона.

Электрон вращается в полоборота по часовой стрелке – спин положительный, равен +1/2.

Полоброта против часовой стрелки – спин отрицательный, -1/2.

Электропроводимость – физическая величина, обратная сопротивлению, характеризует свойства вещества проводить эл. Ток. 1/R –эл. проводимость.

При нагревании размеры проводника меняются мало, меняется удельное сопротивление, зависит от температуры. Для металлических проводников с ростом температуры увеличивается удельное сопротивление. Сопротивление проводника при изменении температуры можно рассчитать по формуле R-R0/R = l*t

В 1911 году Камерлинг-Оннес открыл низкотемпературную сверхпроводимость. Наблюдается при сверхнизких температурах (ниже 25 К) во многих металлах и сплавах, их удельное сопротивление становится исчезающе малым.

Трудность достижения сврхпроводимости – необходимость охлаждения вещества.

Проблема: Большие потери эл.энергии при передачи её по проводникам. Решение: При сверхпроводимости сопротивление равно 0 и потери энергии резко уменьшаются.

В 1957 Купер и Боголюбов объяснили сверхпроводимость. При охлаждении вещества электроны с противоположными спинами начинают собираться в пары – купервские пары.

Объяснение сверхпроводимости: Алгебраическая сумма спинов в паре равна 0, поэтому алгебраическая сумма спинов во всём проводнике равна 0.

Полупроводники- это вещества которые при определенных условиях

могут быть проводниками или не проводниками электричества.

Попарно-электорнная связь при нормальных условиях очень прочна.

Если данный полупроводник нагреть или облучить короткими волнами,

то попарно-электоронные связи рвутся. Полупроводники в котопых число

электронов равно числу дырок называются полупроводниками

собственной проводимости.

1-медное основание к которому крепится 2-полупроводник

Н-типа 3-полупроводник р-типа 4-изогнутый проводник который проходит

Через 5-изолятор 6-гибкие выводы 7-герметичный для ультрофеолетового излучения корпус.

Транзистор- это устройство с двумя рn- переходами и тремя выводами.1-эмитер –это

та часть в которой выполняет прямой pn-переход. 2-колектор- это та часть транзистора в

которой выполняется обратный pn-переход. 3-база- это тонкая прослойка между

эмиттером и колектором. Основные применение транзисторов –это безтраснформаторные

усиление тока напряжение мощности.

Электрический ток в растворах и расплавах электролитов – направленное перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях.

Электролиз – явление происхождения эл тока через раствор электролита всегда сопровождается выделением на электродах веществ, входящих в его состав. Электролиз используют в промышленности для хромирования предметов, которые подвергаются корозии.

1. Масса вещества, выделяемого на электроде прямо-пропорциональна электрическому заряду, прошедшему через электролит.

m=k*q

2. Электрический эквивалент вещества прямо-пропорционален его химическому эквиваленту.

k=m/F

Электрический ток в газах. При определённом значении напряжения U1, все ионы имеют достаточные скорости U.

При напряжении U2 несколько тысяч вольт кинетическая энергия электронов увеличивается в несколько раз, поэтому возникает дополнительная ионизация газов.

Электрический ток в вакуме. В вакуме отсутствует заряженная частица => он является диэлектриком, т.е. необходимо создать определенные условия, которые помогают получать заряженные частицы. Электрический ток в вакуме может быть создан упорядоченным движением любых заряженных частиц.

В 1821 году Фарадей, опираясь на опыт Эрстеда провёл свои опыты. Он высказал предположение о том, что если вокруг проводника с током возникает магнитное поле, то с помощью магнитного поля можно создать эл ток в проводнике.

Явление возбуждения эл тока в контуре с помощью магнитного поля – электромагнитная индукция. Возбуждённый таким образом ток назвали индуцированным током, а э.д.с. – э.д.с. индукции.

Магнитная индукция характеризовала магнитное поле в заданной точке пространства. А магнитный поток характеризовал тоже самое поле во всех точках пространства одновременно.

Под магнитным потоком следует понимать произведение модуля вектора магнитной индукции на площадь контура и на косинус угла альфа м между вектором магнитной й индукции и нормалью.

Под магнитной индукцией следует понимать отношение момента вращения к магнитному моменту.

В= м/p; м- момент вращения, р-магнитный момент.

Магнитная индукция также является векторной величиной. Вектор магнитной индукции направлен по касательной

к заданной точке и имеет тоже направление что и линия магнитного поля. Во- магнитная индукция в вакууме,

В- магнитная индукция в среде. .

Сила которая действует со стороны магнитного поля на заряженную частицу называется силой –Лоренса

Направление определяется по правилу правой или левой руки.

Если заряженная частица положительная, то направление силы Лоренца определяется

по правилу левой руки,если отрицательное то по правилу правой руки.

4 Пальца левой руки необходимо направить по скорости так, чтобы вертикальная

составляющая вектора магнитной индукции входила бы в ладонь, тогда

отогнутый на большой палец левой руки укажет направление силы Лоренца.

Если заряженная частица отрицательная, то направление силы Лоренца по правилу правой руки.

Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.

Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.

Эл.ток создает собственное магнитное поле. Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф ~ B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике

(B ~ I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф ~ I).

ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника

(размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник.

Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

1)Амплитуда – это модуль наибольшего смещения колеблющегося тела относительно положения равновесия.

2)Период- это время одного полного колебания.

3) Частота- это величина обратная периоду колебаний.

4) (омега) – это частота колеблющегося тела за период колебания 2П

5) Колебания которые подчиняются закону изменения функций cos и sin называются –гармоническими колебаниями.

Свободные электромагнитные колебания. Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q – электрический заряд, I – сила тока, U – разность потенциалов), происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Колебательный контур-это утройство, состоящее из катушки индуктивности и конденсатора.

В колебательном контуре создаются свободные электромагнитные колебания.

Из-за явления самоиндукции в катушке индуктивности возникает ток самоиндукции, который пойдёт по катушке в обратном направлении и будет постепенно заряжать конденсатор.

Свободные колебания-колебания, которые совершаются засчёт внутренних сил замкнутой системы. В колебательном контуре также возникают свободные колебания.

Вынужденные колебания, которые мы рассматривали до сих пор, возникают под действием переменного напряжения, вырабатываемого генераторами на электростанциях. Такие генераторы не могут создавать колебания высокой частоты, необходимые для радиосвязи. Потребовалась бы чрезмерно большая скорость вращения ротора. Колебания высокой частоты получают с помощью других устройств, например с помощью генератора на транзисторе. Он назван так потому, что одной из основных его частей является полупроводниковый прибор — транзистор.

Автоколебательные системы. Незатухающие вынужденные колебания нередко поддерживаются в цепи действием внешнего периодического напряжения. Но возможны и другие способы получения незатухающих колебаний.

Пусть в системе, в которой могут существовать свободные электромагнитные колебания, имеется источни!^ энергии. Если сама система будет регулировать поступление энергии в колебательный контур для компенсации потерь энергии на резисторе, то в ней могут возникнуть незатухающие колебания.

Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счет поступления энергии от источника внутри самой системы, называются автоколебательными. Незатухающие колебания, существующие в системе без воздействия на нее внешних периодических сил, называются автоколебаниями.

Генератор на транзисторе — пример автоколебательной системы. Он состоит из колебательного контура с конденсатором емкостью С и катушкой индуктивностью L, источника энергии и транзистора.

1. Источник энергии, за счет которого поддерживаются незатухающие колебания (в генераторе на транзисторе это источник постоянного напряжения).

2. Колебательная система — та часть автоколебательной системы, непосредственно в которой происходят колебания (в генераторе на транзисторе это колебательный контур).

3. Устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему, — клапан (в рассмотренном генераторе роль клапана выполняет транзистор).

4. Устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которой колебательная система управляет клапаном (в генераторе на транзисторе предусмотрена индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер — база).

Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.

Чтобы вызвать в цепи такой ток, используются источники переменного тока, создающие переменную ЭДС, периодически изменяющуюся по величине и направлению. Такие источники называются генераторами переменного тока.

Генератор переменного тока состоит из двух частей:

1. Наконечников электромагнита, которые создают магнитное поле.

2. Под действием падающей воды или энергии струи пара колесо конденсатора раскручивается и вращает одновременно. Контур пересекает линии магнитного поля, возникает ЭДС.

Яблочков в 19 веке изобрёл трансформатор, необходимый для питания электрических свечей. Трансформатор- устройство в котором напряжение и ток преобразуются в напряжение и ток другого значения. При прохождении тока I1 по веткам первичной обмотки в каждом ветке катушки возникает ЭДС индукции е1, поэтому в первичной обмотке с числом w1 возникающая ЭДС индукции будет равной в генераторе на выходе выдают 11кВ.Е1=еw1. При прохождении тока I1 по первичной обмотке вокруг обмотки возникает магнитный поток, который так же пронизывает и вторичную обмотку, создавая в каждом ее ветке тоже значение ЭДС(Е2=еw2). Е1/E2=W1/W2=K-коэффициент трансформации. Если К<1-трансформатор повышающий, если К> понижающий. Передача электро-энергии производится от электростанций различного типа. Независимо от вида электростанций в генераторе на выходе выдают 11кВ.

Неподвижная заряженная частица создаёт электрическое поле; Движущаяся заряженная частица создаёт электро-магнитное поле, если заряженная частица колеблется, то создаются электро-магнитные колебания, Если электро-магнитные колебания распространяются в пространстве, то это – электро-магнитные волны.

Электромагнитные волны. Произвольные возмущения электромагнитного поля распространяются в вакуме или в веществе с конечной скоростью и. при этом от одной точки поля к другой передаётся энергия. Такое распространяющееся в пространстве и сопровождающееся передачей энергии электронного возмущения называют электромагнитной волной.

Свойства: 1) Поглощение Эл. Волн(многие тела полностью или частично поглощают Эл. Волны поэтому во время передачи. 2) отражение электромагнитных волн(некоторые магнитные тела отражают), 3) Преломление электромагнитных волн (при движении могут изменять свое направление), 4) Поперечность электромагнитных волн.

Волны бывают:

1. Длинные, длина волны больше 100 м.

2. Средние, длина волны меньше 100 метров.

3. Короткие, длина волны больше 10, но меньше 100 м.

4. Ультракороткие, длина волны меньше 10 м.

Изобретение радио А. С. Поповым. В качестве детали, непосредственно «чувствующей» эл.маг. волн. П. Применил когерер – стеклянная трубка с 2 электродами, наполненной мелкими металлическими опилками. В обычном сост. Когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, спекающие опилки. В результате сопротивления. Когерера падает со 100000 до 1000-500 Ом. Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приёма, необходимую для осуществления беспроволочный связи, он использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приёма сигнала. Цепь эл-ого звонка замыкалась с помощью чувствительного реле в момент прихода электромагнитной волны. С окончанием прихода волны работа звонка сразу прекращалась, так как молоточек звонка ударял не только по звонку, но и по когереру. Чтобы повысить чувствительность приёмника, П. Один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав первую приёмную антенну для беспроволочной связи.7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге он продемонстрировал действие своего прибора. Этот день стал днём рождения радио. Вначале радиосвязь была установлена на 250 м., затем более чем на 600, затем 20 км, в 1901 г. – 150 км. За границей усовершенствование подобных приборов проводилось фирмой, организованной итальянским инженером Г. Маркони.

Для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания, интенсивно излучаемые антенной. Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор высокой частоты, например генератор на транзисторе. Для передачи звука эти высокочастотные колебания изменяют (модулируют), с помощью электрических колебаний низкой (звуковой) частоты. Можно, например, изменять со звуковой частотой амплитуду высокочастотных колебаний. Этот способ называют амплитудной модуляцией. Модуляция – медленный процесс. Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом.

Радиолока́ция — область науки и техники, объединяющая методы и средства обнаружения, измерения координат, а также определение свойств и характеристик различных объектов, основанных на использовании радиоволн.

Для приёма миллиметровых и сантиметровых радиоволн используют параболические радиотелескоп. В оптическом диапозоне частот самым ярким является солнце. В радиоизлучении солнца различают постоянную и переменную.

Постоянная составляющая обусловлена тормозным излучением тепловых электронов вне активных областей.

Переменная составляющая связана с активными областями Солнца, где наблюдаются пятна и вспышки – радиоизлучения возмущенного Солнца.

Пульсары – пульсирующие источники радиоизлучения, посылают на Землю радиоимпульс.

Телевизионная камера состоит из:

1. Телевизионная трубка (иконоскоп)

2. Объектив

3. Мозаичный экран

4. Электронная пушка

5. Индукционная катушка, которая управляет электронным пучком.

Принцип передачи изображения:

Через объектив на мозаичном экране создается изображение объекта. Объект по освещённости будет равным, поэтому число выбитых электронов с мозаичного экрана будет не финановым. В это же время из электронной пушки выходит электронный пучок и скамирует по экрану, описывая по горизонтали 625 строк. Выбитые электроны захватываются электронным пучком и создаётся при этом на выходе телевизионной трубки разность потенциалов – видеосигнал.

Принципы радиосвязи не новы: сто лет - срок немалый. За это время радиосредства прошли путь от первых передатчиков сигналов азбуки Морзе до систем спутниковой связи. Радиоэфир наполнился музыкой радиостанций, сигналами далеких галактик и... нашими разговорами. Однако за это время не изменилось главное - радиоволны. Поступает ли сообщение на пейджер, проводится ли оперативно-спасательная операция, ведется ли разговор по сотовому - все это время информация передается по несущей частоте, модулированной самим сигналом. Для односторонней передачи сообщений или голоса требуется одна частота, а для одновременного обмена информацией - две. Природа распорядилась так, чтобы дальность распространения сигнала зависела от несущей частоты, мощности передатчика и чувствительности приемника. Качество современной радиосвязи зависит также от способа передачи сигнала (их два: аналоговый и цифровой). Оба способа схожи тем, что передача ведется на одной несущей частоте, различие же кроется в самом передаваемом сигнале. В аналоговом случае несущая частота модулируется частотой сигнала (например голосом), тогда как в цифровом - с помощью импульсов. Применительно к голосовой радиосвязи цифровой способ предпочтительнее, когда необходимо обеспечить защиту от прослушивания, высокое качество передачи данных и не требуется большая дальность связи. Несущая частота должна быть в этом случае не менее 400МГц. Аналоговый же вариант предпочтительней на более низких частотах и когда дальность имеет первостепенное значение.

Радиосвязь между объектами можно условно разделить на три составляющие: системы чисто радиосвязи, системы персонального радиовызова (пейджеры) и сотовые системы связи.

Радиотелефон.

Перспективы. Одинаковые корни стандартов DECT и GSM позволяют им хорошо дополнять друг друга. Благодаря этому многими производителями налаживается выпуск двухдиапазонных и трехдиапазонных абонентских телефонов. Суть такого многодиапазонника проста. Когда абонент покидает зону действия DECT-системы, радиотелефон автоматически переключается в режим GSM. А при попадании в DECT- систему (например, у себя в офисе) абонент просто регистрируется на базовой станции. Таким образом, пользователь получает одну трубку на все случаи жизни и при этом существенно экономит на оплате услуг связи.

Законы отражения:

Падающий луч и отраженный и перпендикуляр восстановленный в точке падения луча лежат в одной плоскости. угол падения равен углу отражения.

Постулаты бора

1. Электроны в атоме могут двигаться не по любым орбитам, а по орбитам вполне определенного радиуса, причем момент импульса равен h/2П.

2. движение электрона по стационарной орбите не сопровождается излучением или поглощением энергии.

3. при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается или поглощается квант энергии.

Законы преломления:

Падающий луч и преломленный, перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча лежит в одной плоскости. Sinальфа/sinB=n. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и называется относительным показателем преломления. n=n2/n1. Относительный показатель преломления показывает во сколько раз абсолютный показатель преломления второй среды больше первого.n1=c/v1 c-скорость света в вакууме.v1-скорость света в первой среде,n2=c/v2, v2-скорость света во второй среде.

Явление интерференции может наблюдаться только в том случае, если источники света будут когерентными, т.е. одной и той же длины волны, одной частоты и постоянной разности фаз. Для того чтобы наблюдалась устойчивая интерференционная картина необходимо, чтобы источники света были когерентными.

Дельта d=d2-d1-разность хода. От S1 следует --x1=A1cos2П(t/T-d1/альфа), От S2 следует --x2=A1cos2П(t/T-d2/альфа).

t-полное время движения волны, T-период колебания, d2 и d1- расстояние которое проходят волны, альфа - длина волны. Длина волны -- расстояние между двумя точками, которые колеблются в одинаковых фазах. В точке А будет наблюдаться явление максимума. Необходимо, чтобы разность фаз данных колебаний была равна четному числу П.

2П=(t/T-d1/альфа)- 2П=(t/T-d2/альфа)=2П*k

t/T-d1/альфа-t/T+d2/альфа=k

d2/альфа-d1/альфа=k

(d2-d1)/альфа=k>>>>дельта d=k альфа- уравнение интерференции.

Уравнение состояния идеального газа (иногда уравнение Клапейрона или уравнение Менделеева — Клапейрона) — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа.

Уравнение имеет вид:

,

Где: p— давление,

V — молярный объём,

R— универсальная газовая постоянная

T— абсолютная температура,К.

Изотермическим процессом называют квазистатический процесс, протекающий при постоянной температуре T. Из уравнения (*) состояния идеального газа следует, что при постоянной температуре T и неизменном количестве вещества ν в сосуде произведение давления p газа на его объем V должно оставаться постоянным.

Изохорный процесс – это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме V и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным.

Изобарным процессом называют квазистатический процесс, протекающий при неизменным давлении p.

Первая АЭС была построена в 1954г в городе Обнинске. Мощностью 5 тыс. кВт, она была построена по принципу тепловых электро – станций. По этому же принципу в России были построены: Нововоронежская АЭС, Ленинградская, Курская, Кольская, Белоярская. Их мощности доходили до 1000000 мВт. Был построен атомный ледокол “Ленин”. Энергия может выделяться не только при делении тяжёлых ядер, но и при синтезе лёгких, для того что бы произошёл синтез лёгких ядер, их необходимо сблизить на расстоянии 1*10-15 м, необходима высокая температура несколько миллионов градусов, такие реакции называются термоядерными.Серьезные экологические проблемы возникают на пути развития атомной энергетики. Имеются общие для всех АЭС экологически неблагоприятные факторы, уничтожающие природу и наносящие разрушительное воздействие на здоровье человека и его генотип.

Это проблемы:

- Выработка на АЭС огромного объема радиоактивных отходов (на один блок АЭС приходится 20 т/год твердых отходов и 100 тыс. м3 радиоактивной воды), хранение которых – проблема, наукой еще не решенная;

- Газообразные радиоактивные выбросы неуловимых инертных газов;

- Весь технологический цикл от добычи урана до захоронения отходов сопровождается повышением радиационного фона не только региона, но и всей планеты, что сопровождается мутациями и ростом онкологических заболеваний всего человечества. Повышение радиационного фона всего на 1 рентген ведет к появлению в каждом поколении людей планеты 10 млн. человек, страдающих наследственными тяжелыми болезнями;

- Необходимость использования для охлаждения реактора объема воды, превышающего потребление миллионного города, воды, которая становится непригодной для питья, а пресная вода становится одним из важнейших стратегических ресурсов для всей планеты;

- Нет абсолютных гарантий от повторения Чернобыльских трагедий, особенно в условиях нарастания терроризма во всем мире;

- Существование проблемы закрытия атомных ЭС, период которого составляет 30 лет. Стоимость закрытия превышает стоимость строительства АЭС. При демонтаже АЭС только радиоактивных отходов образуется столько, сколько при ее эксплуатации в течение 15 лет.;

Существуют следующие виды термоядерных реакций.

Самая первая реакция синтеза была проведена при бомбардировки протонами ядер Лития.

Вторая реакция была проведена синтезом двух ядер Дейтерия.

Третья реакция была направлена на получение Трития. Реакция синтеза с Тритием выдаёт очень большое кол-во энергии. Сложность создания управляемых термоядерных реакций:

1) При температуре свыше 10 тыс. градусов цельсия, все в-ва находятся в состоянии плазмы.

2) Плазма очень подвижна, и удержать её в каком-то сосуде очень трудно, если она коснётся стенок сосуда, то сосуд расплавится, а плазма перестаёт существовать. Удержать плазму можно только магнитным полем. Для того что бы возник термо – ядерный синтез, через плазмы пропускают электрический разряд. Под действием такого разряда плазма нагревается до нескольких миллионов градусов и одновременно создаётся магнитное поле, с возникновение силы Лоренца. Под действием силы Ампера, в плазменном цилиндре возникает перетяжка в виде плазменного шнура. Пока существует плазменный шнур, существует управлении термоядерным синтезом. Плазменный шнур существует в течении нескольких микро секунд. Если длительность плазменного шнура составит одну секунду, возможно применение термоядерного синтеза. Позитрон- анти частицы электрона. Антипротон- анти частицы протона. Частица отличается от анти частицы электрическим зарядом. При столкновении частицы с античастицей они превращаются в пару квантов, разлетающихся в противоположные стороны согласно закону сохранения импульса. Фотоны- кванты электромагнитного поля. Лептоны- лёгкие частицы. Во всех реакциях разность числа лептоном и антилептонов сохраняется, т.е число лептонов в природе не возрастает и не убывает.

Ядерные реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция с выделением энергии.

Первый ядерный реактор был построен в 1948 в США.

Виды ядерных реакторов:

1. Экспериментальные, они служат для изучения физ явлений.

2. Исследовательные, для проведения экспериментов в области ядерной физики.

3. Оружейные, для производства оружейного плутония, в атомных бомбах.

4. Энергетические, используются для производства электро энергии.

Любой ядерный реактор состоит из следующих частей:

1.Активная зона с ядерным топливом и замедлителем;

2.Отражатель нейтронов, окружающий активную зону;

3.Теплоноситель;

4.Система регулирования цепной реакции, в том числе аварийная защита;

5.Радиационная защита;

6.Система дистанционного управления.

Принцип действия атомного реактора.

При распаде урана U235 происходит выделение тепла, сопровождаемое выбросом двух-трех нейтронов. По статистическим данным — 2,5. Эти нейтроны сталкиваются с другими атомами урана U235. При столкновении уран U235 превращается в нестабильный изотоп U236, который практически сразу же распадается на Kr92 и Ba141 + эти самые 2–3 нейтрона. Распад сопровождается выделением энергии в виде гамма излучения и тепла.

Это и называется цепная реакция. Атомы делятся, количество распадов увеличивается в геометрической прогрессии, что в конечном итоге приводит к молниеносному, по нашим меркам высвобождению огромного количества энергии — происходит атомный взрыв, как последствие неуправляемой цепной реакции.

Однако в ядерном реакторе мы имеем дело с управляемой ядерной реакцией. Как такая становится возможной — рассказано дальше.

В 1939г благодаря работе учёных Кюри, Савич, Штрасман, Майтнер, Ферми было установлено, что при воздействии нейтронов на ядра урана распадаются на осколки средней части таблицы менделеева. Нейтроны которыми бомбардируются ядра урана бывают разной энергией. Природный уран состоит их трёх изотопов. (U 238), (U235), (U234). Быстрые нейтроны вызывают деление всех изотопов урана, а медленные нейтроны могут делить только актино уран. Если подействовать медленными нейтронами, то деления ни какого не будет, ядро урана захватывает нейтрон и образуется не стабильный изотоп урана. Нептуний распадается и образуется оружейный плутоний. Цепная реакция может идти с разным коэффициентом размножения нейтронов. При делении всех ядер урана содержащихся в одном грамме, выделяется столько же энергии сколько выделялось бы при сгорании 2 тонн бензина или 2,5 тонны каменного угля.

Радиационная защита — комплекс мероприятий, направленный на защиту живых организмов от ионизирующего излучения, а также, изыскание способов ослабления поражающего действия ионизирующих излучений; одно из направлений радиобиологии.

Виды защиты от ионизирующего излучения:

-химическая

-физическая: применение различных экранов, ослабляющих материалов и т. п.

-биологическая: представляет собой комплекс репарирующих энзимов и др.

Основными способами защиты от ионизирующих излучений являются:

-защита расстоянием;

-защита экранированием:

-от альфа-излучения — лист бумаги, резиновые перчатки, респиратор;

-от бета-излучения — плексиглас, тонкий слой алюминия, стекло, противогаз;

-от гамма-излучения — тяжёлые металлы (вольфрам, свинец, сталь, чугун и пр.);

-от нейтронов — вода, полиэтилен, другие полимеры;

Первичные процессы ионизации никаких нарушений в тканях человека не вызывают. Вызывают изменения продукты первичных биохимических реакций, так как при этом выделяется энергия всего 200 Дж, но её достаточно, что бы разрушить молекулы белка и нуклеиновых кислот. Э то разрушение приводит к лучевой болезни. Бытовые Электроприборы дают электромагнитные излучения, которые характеризуются экспозиционной дозой излучения. Д=q/m. Эффекты действия доз проникающего излучения на человека: 100-200 рентген/час – случаи рвоты от 5 до 50% людей через 3 часа. Поражаются кровяные ткани. 200-600 рентген/час через два часа рвота, кровяные ткани поражаются, критический период 4-6 недель. 600-1000 рентген/час случаи смерти от 80% до 100%. 1000-5000 рентген/час лихорадка.

В настоящее время открыто более 1500 изотопов. Все они получаются и накапливаются при работе ядерного реактора. Второй метод получения – ускорители. Методы меченых атомов: используются в криминалистике, в медицине. Щитовидная железа вырабатывает йод. Для того что бы узнать как работает железа, в неё впрыскивают радиоактивный изотоп йода. Он выходит из железы вместе с простым йодом, и по кол-ву выделяемого радиоактивного йода судят о работе щитовидной железы. Радиоактивный Кобальт угнетающе действует на раковые клетки. α, β, ϒ нейтроны, протоны, электроны называют ионизирующем излучением. α – Е=2МэВ ионизируют при пробеге расстояния в 1мм, 6000 пар атомов. β – Е=2МэВ всего 6 пар. ϒ – ионизации не проводят, они передают энергию α и β частицам.

Естественной радиоактивностью называют самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие. Оно сопровождается испусканием определённых частиц и электромагнитного излучения. Исследования показали, что это излучение проникает сквозь тонкие металлические экраны и ионизирует газ, через который оно проходит. Особенностями излучения оказались его само производность, постоянство, полная независимость от изменения внешних условий: освещения, давления, температуры, электромагнитных полей. В-ва испускающие излучение были названы радиоактивными, а новое свойство в-ва связанное с наличием излучений – радиоактивностью. Пьер и Мария Кюри открыли торий, полоний, актиний, радий(он в миллион раз активнее урана). N-число атомов в момент времени t. dN – число распавшихся атомов. Радиоактивные элементы распадаются с некоторой вероятностью ѡ= - dN/N минус указывает, что число не распавшихся атомов уменьшается. Вероятность распада в единицу времени называют постоянной радиоактивной распада. ʎ= W/dt. N=N0* e -ʎt (закон радиоактивного распада). Полураспад: Время в течении которого распадается половина атомов радиоактивно в-ва называется периодом полу распада. t=T, то N=1/2N0, тогда 1/2N0 = N0* e -ʎt. Конечная формула N=N0*e (-0,693)/T*t

Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия. Проникающая способность альфа-частиц, т.е. способность проходить через слой какого-либо вещества определенной толщины, небольшая. Поэтому внешнее воздействие альфа-частиц на живой организм не является опасным. Однако альфа-частицы обладают высокой ионизирующей способностью, и их попадание внутрь организма через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или раны вызывает серьезные заболевания.

Бета-излучение состоит из потока электронов. Они имеют значительно большую проникающую, но меньшую ионизирующую способность по сравнению с альфа-частицами. Именно высокая проникающая способность электронов является опасным фактором при облучении этими частицами.

Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны. Они не только глубоко проникают в организм, но и оказывают сильное ионизирующее воздействие. Вследствие этого гамма-излучение чрезвычайно опасно для человека.

Ионизация тканей организма приводит к их разрушению в связи с расщеплением воды (ее содержание в живой ткани составляет 72%) и вступлением образовавшихся веществ в химическую реакцию с белковыми соединениями.

Чувствительность различных организмов к ионизирующему излучению неодинакова. Так, экспозиционная доза рентгеновского излучения, при которой гибнет половина организмов, подвергнувшихся облучению, равна для людей 500Р. Смертельной для человека является доза гамма- или рентгеновских лучей, составляющая 500...600Р.

Облучение может вызвать выпадение волос, ломкость ногтей, нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта, появление катаракты, изменения в наследственных функциях, острую или хроническую лучевую болезнь.

Энергетическим выходом ядерной реакции называется величина

Q = (MA + MB – MC – MD)c2 = ΔMc2.

Возможны два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии:

1. Деление тяжелых ядер. В отличие от радиоактивного распада ядер, сопровождающегося испусканием α- или β-частиц, реакции деления – это процесс, при котором нестабильное ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс.

2. Термоядерные реакции. Второй путь освобождения ядерной энергии связан с реакциями синтеза. При слиянии легких ядер и образовании нового ядра должно выделяться большое количество энергии. Это видно из кривой зависимости удельной энергии связи от массового числа A (рис. 6.6.1). Вплоть до ядер с массовым числом около 60 удельная энергия связи нуклонов растет с увеличением A. Поэтому синтез любого ядра с A < 60 из более легких ядер должен сопровождаться выделением энергии. Общая масса продуктов реакции синтеза будет в этом случае меньше массы первоначальных частиц.

Радиоактивность открыл Бекерель. Был удостоен Нобелевской премии. Он проявил фотопластинку, на ней медный крест, на фотопластинке получился крест.

Радиоактивный— способность атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы.

Спонтанное изменение состава или внутреннего строения нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц, гамма-квантов и/или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоактивностью, а соответствующие ядра (нуклиды, изотопы и химические элементы) радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.

Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть начиная с висмута), и некоторые более лёгкие элементы (прометий и технеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, например индия, калия или кальция, одни природные изотопы стабильны, другие же радиоактивны).

Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад атомных ядер, встречающихся в природе.

Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад атомных ядер, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции.

Советские физики Иваненко и Гапон, анализируя два уравнения, пришли к следующему выводу: Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны в ядре называют нуклонами. Изотопы – атомы ядра которых состоят из одинакового числа протонов, и различного числа нейтронов. Виды водорода:H(1-1) лёгкий.(протий). H(1-2) тяжёлый(дейтерий). H(1-3) супер тяжёлый (тритий). На 6000 молекул простой воды приходится одна молекула дейтерия. Все изотопы одного и того же химич. Элемента имеют одинаковое строение электронных оболочек, но различное кол-во нуклонов в ядре. Протоны в ядре удерживаются ядерными силами, это силы особого рода. Они действуют на очень малых расстояниях r= 1*10-15м. Энергия связи – энергия необходимая для расщепления протонов в ядре. Ядерные реакции могут идти с выделением или поглощением энергии.

Лазер расшифровывается как усиление света путем вынужденной Элипсии Излучения.

В 1916 г. Энштейн предположил, что помимо спонтанного перехода атома в невозбуждённое состояние существует индуцированный переход. Если мимо возбуждённого атома проходит фотон, то он провоцирует переход электрона на свою стационарную орбиту, при этом выбрасывается квант энергии, а атом переходит в невозбуждённое состояние.

В 1939 Фабрикант указал на возможность усиления света засчёт индуцированного излучения.

Оптический квантовый генератор состоит из оптической среды и резистора.

Строение лазера:

Лазер - источник света. По сравнению с другими источниками света лазер обладает рядом уникальных свойств, связанных с когерентностью и высокой направленностью его излучения. Излучение "нелазерных" источников света не имеет этих особенностей.

-”Сердце лазера” - его активный элемент. У одних лазеров он представляет собой кристаллический или стеклянный стержень цилиндрической формы. У других - это отпаянная стеклянная трубка, внутри которой находится специально подобранная газовая смесь. У третьих - кювета со специальной жидкостью. Соответственно различают лазеры твердотельные, газовые и жидкостные.

Виды лазеров.

-Рубиновый лазер работает в импульсном режиме. Существуют также лазеры непрерывно­го действия.

-В газовых лазерах этого типа рабочим веществом является,

Дата добавления: 2015-11-04