- •Постоянный электрический ток
- •Классическая теория электропроводности металлов.
- •Вывод законов Ома и Джоуля – Ленца.
- •Трудности классической теории
- •Зонная теория твердых тел.
- •Деление твердых тел на металлы, полупроводники и изоляторы.Понятие о статистике Ферми – Дирака.
- •Объяснение электропроводности и теплоемкости металлов.
- •Полупроводники.Собственная и примесная проводимость полупроводников.
- •Магнитное поле и его характеристики: напряженность и индукция, связь между ними.
- •Электромагнетизм
- •Закон Био – Савара – Лапласа и его применение для расчета магнитных полей: поле бесконечного прямого проводника с током, поле кругового проводника с током.
- •Циркуляция вектора магнитной индукции по замкнутому контуру – закон полного тока.
- •Применение закона полного тока для расчета магнитного поля соленоида и тороида.
- •Взаимодействие параллельных токов. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, закон Ампера.
- •Эффект Холла
- •Магнитный момент контура с током.
- •Контур с током в магнитном поле.
- •Магнитный поток. Поток вектора магнитной индукции через замкнутую поверхность.
- •Работа, совершаемая при перемещении проводника с током и контура с током в магнитном поле.
- •18. Действие магнитного поля на движущийся заряд – сила Лоренца.
- •19.Движение заряженных частиц в магнитном поле. Ускорители заряженных частиц.
- •20.Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Э.Д.С. Индукции – закон Фарадея. Вихревые токи.
- •22. Индуктивность контура. Индуктивность соленоида. Явление самоиндукции
- •23.Токи при размыкании и замыкании цепи.
- •24. Трансформаторы
- •25. Энергия магнитного поля.
- •26. Магнитные моменты электронов атомов.
- •28.Магнитные свойства вещества: намагниченность, магнитная восприимчивость вещества.
- •30. Диамагнетики. Парамагнетики.
- •31.Ферромагнетики и их свойства.
- •32.Природа ферромагнетизма. Антиферромагнетики. Ферримагнетики, ферриты.
- •Основы теории электромагнитного поля
- •33. Электрические колебания. Свободные электрические колебания. Затухающие электрические колебания.
- •34. Переменный ток. Индуктивное и емкостное сопротивление. Полное сопротивление цепи.
- •35.Резонанс токов и напряжений.
- •36.Вихревое электрическое поле.
- •Ток смещения.
- •38.Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.
- •39.Электромагнитные волны, их свойства. Плоская электромагнитная волна.
- •Энергия и импульс электромагнитной волны.
- •Основы оптики
- •Основные законы геометрической оптики. Полное внутреннее отражение. Оптическая длина пути.
- •42.Принцип Ферма. Линзы.
- •43.Основные фотометрические единицы.
- •44.Свет как электромагнитная волна.
- •45.Интерференция света
- •46. Интерференция от двух когерентных источников – опыт Юнга.
- •47. Интерференция при отражении от плоскопараллельной пластины
- •48.Кольца Ньютона.
- •49. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля.
- •50. Метод зон Френеля
- •51.Дифракция от круглого отверстия. Дифракция от круглого диска.
- •52.Дифракция Фраунгофера от щели.
- •53.Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей.
- •54. Поляризация света. Плоскополяризованный свет. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации.
- •55.Поляризация при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление.
- •Дисперсия света
- •57. Поглощение света
- •Квантовая природа излучения
- •58.Тепловое излучение. Энергетическая светимость – излучательность. Спектральная плотность излучательности, спектральная поглощательная способность. Абсолютно черное тело.
- •59.Закон Кирхгофа
- •60. Закон Стефана – Больцмана. Закон смещения Вина. Второй закон Вина.
- •61.Формула Рэлея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза м. Планка о световых квантах. Формула Планка для распределения энергии в спектре абсолютно черного тела.
- •62.Фотоэффект и его законы.
- •63.Формула Эйнштейна для фотоэффекта.
- •64.Фотоны. Корпускулярно – волновой дуализм света.
- •65.Эффект Комптона.
- •Основы атомной физики
- •66.Закономерности в атомных спектрах. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа – частиц. Планетарная модель атома и ее несостоятельность с точки зрения классической физики.
- •68.Постулаты Бора. Боровская теория атома водорода.
- •69.Гипотеза де Бройля о корпускулярно – волновом дуализме микрочастиц. Волны де Бройля.
- •70.Принцип неопределенности и соотношение неопределенности Гейзенберга.
- •71. Принцип дополнительности Бора.
- •72. Движение частиц в потенциальной яме
- •73. Волновая функция и ее физический смысл.
- •74.Уравнение Шредингера.
- •75. Квантово – механическая теория атома водорода.
- •76.Квантовые числа.
- •77.Принцип запрета Паули. Распределение электронов в атоме.
- •78.Периодическая система элементов д. И. Менделеева.
- •79.Излучение атомов: оптическое, рентгеновское, вынужденное. Лазеры.
- •Физика атомного ядра
- •80.Характеристики атомного ядра
- •81.Энергия связи. Природа ядерных сил.
- •Радиоактивность.
- •83. Закон радиоактивного распада.
- •84.Виды радиоактивности: альфа – распад, бета – распады, гамма – излучение. Дозы излучения: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная
- •85.Ядерные реакции.
- •86. Ядерные реакции под действием нейтронов.
- •87. Реакция деления ядер и цепная реакция.
- •88.Термоядерная реакция
- •Физика элементарных частиц
- •89.Фундаментальные физические взаимодействия. Характеристики элементарных частиц
- •90. Классификация элементарных частиц. Лептоны и адроны.
- •91. Частицы – переносчики взаимодействий. Античастицы.
- •Кварковая модель адронов.
24. Трансформаторы
Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении взаимной индукции. Изменение этого потока вызывает во вторичной обмотке появление э.д.с. взаимной индукции, а в первичной — э.д.с. самоиндукции.
Ток
I1 первичной обмотки
определяется согласно закону Ома:
где R1 — сопротивление первичной обмотки. Падение напряжения I1R1 на сопротивлении R1 при быстропеременных полях мало по сравнению с каждой из двух э.д.с., поэтому
Э.д.с. взаимной индукции, возникающая во вторичной обмотке,
э.д.с.,
возникающая во вторичной обмотке,
где знак минус показывает, что э.д.с. в первичной и вторичной обмотках противоположны по фазе.
Отношение числа витков N2/N1, показывающее, во сколько раз э.д.с. во вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чем в первичной, называется коэффициентом трансформации.
Пренебрегая
потерями энергии, которые в современных
трансформаторах не превышают 2% и
связаны в основном с выделением в
обмотках джоулевой теплоты и появлением
вихревых токов, и применяя закон
сохранения энергии, можем записать, что
мощности тока в обеих обмотках
трансформатора практически одинаковы:
т.
е. токи в обмотках обратно пропорциональны
числу витков в этих обмотках.Если
N2/N1>1,
то имеем дело с повышающим трансформатором,
увеличивающим переменную э.д.с. и
понижающим ток (применяются, например,
для передачи электроэнергии на
большие расстояния, так как в данном
случае потери на джоулеву теплоту,
пропорциональные квадрату силы тока,
снижаются); если N2/N1<1,
то имеем дело с понижающим трансформатором,
уменьшающим э.д.с. и повышающим ток
(применяются, например, при электросварке,
так как для нее требуется большой ток
при низком напряжении).Трансформатор,
состоящий из одной обмотки, называется
автотрансформатором. В случае повышающего
автотрансформатора э.д.с. подводится к
части обмотки, а вторичная э.д.с. снимается
со всей обмотки. В понижающем
автотрансформаторе напряжение сети
подается на всю обмотку, а вторичная
э.д.с. снимается с части обмотки.
25. Энергия магнитного поля.
Проводник, по которому протекает электрический ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле появляется и исчезает вместе с появлением и исчезновением тока. Магнитное поле, подобно электрическому, является носителем энергии. Естественно предположить, что энергия магнитного поля равна работе, которая затрачивается током на создание этого поля.Рассмотрим контур индуктивностью L, по которому течет ток I. С данным контуром сцеплен магнитный поток (см. (126.1)) Ф=LI, причем при изменении тока на dI магнитный поток изменяется на dФ=LdI. Однако для изменения магнитного потока на величину dФ (см. § 121) необходимо совершить работу dА=IdФ=LIdI. Тогда работа по созданию магнитного потока Ф будет равна
Следовательно,
энергия магнитного поля, связанного с
контуром,
Энергию магнитного поля можно представить как функцию величин, характеризующих это поле в окружающем пространстве. Для этого рассмотрим частный случай — однородное магнитное поле внутри длинного соленоида. Подставив в формулу (130.1) выражение (126.2), получим
Так как I=Bl/(0N) (см. (119.2)) и В=0H, то
где Sl = V — объем соленоида.
Магнитное поле соленоида однородно и сосредоточено внутри него, поэтому энергия
