физика с 10-15


Билет 10

1)Последовательное соединение

При последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же:

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи:

Катушка индуктивности

Электрический конденсатор

2)Испускание и поглощение света атомами. Спектральный анализ.

Совокупность частот электромагнитных волн которые присутствуют в излучении любого тела называются спектром излучения.

Спектры бывают сплошные линейчатые и полосатые.Сплошные спектры дают все вещества находящиеся в твердом или жидком состоянии.Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном состояний.

Полосатые спектры создаются молекулами не связанными или слабо связанными друг с другом. Характерным является то что какой спектр излучается данными атомами такой же и поглощается то есть спектры излучения по набору излучаемых частот совпадают со спектрами поглощения.Поскольку атомам разных веществ соответствуют свойственные только им спектры то существует способ определения химического состава вещества методом изучения его спектров.Этот способ называется спектральным анализом.

Спектральный анализ электромагнитного излучения звезд-единственый способ определения их химического состава. Кроме этого анализ спектров позволяет определить температуру звезд скорость их движения.

Билет 11

1)Параллельное соединение

При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению (то есть общая проводимость складывается из проводимостей каждого резистора)

Если цепь можно разбить на вложенные подблоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого подблока, потом заменяют каждый подблок его эквивалентным сопротивлением, таким образом находится общее (искомое) сопротивление.

Так как заряд при разветвлении тока сохраняется (см. Законы Кирхгофа), то:

Из закона Ома ток через каждый резистор равен: , но разность потенциалов на всех резисторах будет одинакова, поэтому перепишем уравнение суммы токов:

Делим всё на и получаем общую проводимость , и общее сопротивление

Для двух параллельно соединённых резисторов их общее сопротивление равно: .

Если , то общее сопротивление равно:

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление будет меньше наименьшего из сопротивлений.

Катушка индуктивности

Электрический конденсатор.

Мемристоры

Мощность резисторов

2)Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.

В начале 20 века в результате изучения катодных лучей были обнаружены отрицательные частицы – электроны с зарядом 1,6.10‾19 Кл, массой 9,11.10‾31 кг.Дж.Томсон в 1897 году предложил свою модель атома . В 1909 г. сотрудники англ. ученого Э. Резерфорда это проверили. Анализируя результаты Резерфорд сделал вывод, что масса и заряд атома сконцентрированы в малой части объема называемой ядром.

Постулаты Бора:1) Электрон может вращаться вокруг ядра, не излучая энергии, только по определенным (стационарным) орбитам.Бор рассчитал радиус круговых орбит для стационарных состояний, скорость движения электрона и его энергию. В нормальном состоянии атома электроны находятся на ближайшей к ядру орбите и энергия его минимальна (основное состояние). В возбужденном состоянии электрон обладает большей энергией по сравнению с основным состоянием 2) Переход электрона с орбиты, имеющей меньшую энергию на орбиту с большей энергией должен сопровождаться поглощением кванта энергии. Обратный переход — испусканием такого же кванта энергии.Этими переходами Н.Бор объяснил происхождение и характер спектра водорода. Было известно, что атомы водорода, активированные нагреванием или электрическим полем, излучают свет. Спектр этого излучения состоит из волн строго определенной длины, т.е. спектр линейчатый, а не сплошной.

Билет 12

1)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.

Применяя формулу закона Ома для участка цепи, можно записать несколько вариантов формулы для расчета работы тока:

По закону сохранения энергии:

работа равна изменению энергии участка цепи, поэтому выделяемая проводником энергияравна работе тока.

В системе СИ:

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.

По закону сохранения энергии количество теплоты, выделяемое проводником численно равно работе, которую совершает протекающий по проводнику ток за это же время.

В системе СИ:

[Q] = 1 Дж

МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

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

В системе СИ:

2)фотоэффект и его законы.уравнение энштейна для фотоэффекта.

 В 1900 г. немецкий физик Макс Планк высказал гипотезу: свет излучается и поглощается отдельными порциями — квантами .Энергия каждого фотона определяется формулой Е = hv, h — постоянная Планка, равная , v — частота света. Фотоэффект — это явление испускания электронов веществом под действием света.В результате исследований были установлены три закона фотоэффекта.

1. Сила тока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела. 2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности. 3. Если частота света меньше некоторой определенной для данного вещества минимальной частоты, то фотоэффекта не происходит. Теорию фотоэффекта создал немецкий ученый А. Эйнштейн в 1905 г. В основе теории Эйнштейна лежит понятие работы выхода электронов из металла и понятие о квантовом излучении света. По теории Эйнштейна фотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света, электрон приобретает энергию.         Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. Простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент. Недостатками такого фотоэлемента являются: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. Применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в управлении производственными процессами. С явлением фотоэффекта связаны фотохимические процессы, протекающие под действием света в фотографических материалах.

Билет 13

1)закон ома для полной цепи

   Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи R+r. Эта связь может быть установлена теоретически, если использовать закон сохранения энергии и закон Джоуля — Ленца (15.14). Пусть за время  через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд . Тогда работу сторонних сил при перемещении заряда можно записать так: . Согласно определению силы тока (15.1) . Поэтому

  По закону Джоуля — Ленца оно равно:



   По закону сохранения энергии , откуда получаем

   Произведение силы тока и сопротивления участка цепи часто называют падением напряжения на этом участке   Закон Ома для замкнутой цепи записывают в виде:

    2)законы геометрической оптики

Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α.

Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:

Закон преломления был экспериментально установлен голландским ученым В. Снеллиусом в 1621 г.

Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.

Относительный показатель преломления двух сред равен

n = n2 / n1.

Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:

При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n2 < n1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать явление полного отражения, то есть исчезновение преломленного луча. Это явление наблюдается при углах падения, превышающих некоторый критический угол αпр, который называется предельным углом полного внутреннего отражения

Билет 14

1)Законы электролиза

   При электролизе на электродах происходит выделение вещества.    Очевидно, что масса выделившегося вещества m равна произведению массы одного иона m0i на число ионов достигших электрода за время :

   Масса иона m0i согласно формуле равна:

где М — молярная (или атомная) масса вещества, а NA — постоянная Авогадро, т. е. число ионов в одном моле.   Число ионов, достигших электрода, равно:

где - заряд, прошедший через электролит за время ; - заряд иона, который определяется валентностью n атома: (е — элементарный заряд).   При диссоциации молекул, состоящих из одновалентных атомов (n = 1), возникают однозарядные ионы. Например, при диссоциации молекул КВr возникают ионы K+ и Вr. Диссоциация молекул медного купороса ведет к появлению двухзарядных ионов Cu2+ и SO42-, так как атомы меди в данном соединении двухвалентны (n = 2). Подставляя в формулу выражения и учитывая, что , получаем

   Закон Фарадея. Обозначим через k коэффициент пропорциональности между массой вещества m и зарядом :

Коэффициент k зависит от природы вещества (значений М и n). Согласно формуле имеем:

   Следовательно, масса вещества, выделившегося на электроде за время при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени.   Это утверждение, полученное нами теоретически, впервые было установлено экспериментально Фарадеем и носит название закона электролиза Фарадея.    

2) теория относительности Энштейна

О́бщая тео́рия относи́тельностигеометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности, опубликованная Альбертом Эйнштейном в 19151916 годах. В рамках общей теории относительности, как и в других метрических теориях, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого́ пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нём материей.ОТО в настоящее время — самая успешная теория гравитации, хорошо подтверждённая наблюдениями. Первый успех общей теории относительности состоял в объяснении аномальной прецессии перигелия Меркурия. Затем, в 1919 году, Артур Эддингтон сообщил о наблюдении отклонения света вблизи Солнца в момент полного затмения, что качественно и количественно подтвердило предсказания общей теории относительности.

Билет 15

1) Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах .Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции . С математической точки зрения  — векторное поле, определяющее и конкретизирующее физическое понятие магнитного поля. Нередко вектор магнитной индукции называется для краткости просто магнитным полем.Ещё одной фундаментальной характеристикой магнитного поля является векторный потенциал.Магнитные поля являются необходимым следствием существования электрических полей.

2)свободные и вынужденные колебания

Вынужденные колебания — колебания, происходящие под воздействием внешних сил, меняющихся во времени. Свободные (или собственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена. Резона́нс— явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям, определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней частоты с внутренней частотой колебательной системы. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротность.




Предыдущий:

Следующий: