2) Сила, действующая на проводник с током называется силой Ампера. Эта сила складывается из сил, действующих на отдельные движущиеся внутри проводника заряды.

Закон Ампера, для нахождения силы: Сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию : .

Для того, чтобы определить направления силы Ампера, нужно воспользоваться правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

3) Действие магнитного поля на движущийся заряд - ?

Сила Лоренца - сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу. где q - заряд частицы; V - скорость заряда; B - индукции магнитного поля; a - угол между вектором

скорости заряда и вектором магнитной индукции. Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы (т.е. не изменяет величину скорости заряда и его кинетическую энергию).

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки.

4) Магнитное поле характеризуется также величиной, носящей название магнитного потока. Магнитный поток можно представить общим числом маг­нитных линий, проходящих через всю рассматриваемую поверх­ность. В частности, под магнитным потоком Ф, проходящим через площадь S, перпендикулярную магнитным линиям, понимают про­изведение величины магнитной индукции В на величину площади, которая пронизывается этим магнитным потоком.

Ф = ВS.

Способы изменения магнитного потока: изменить магнитный поток можно двумя способами 1. изменением тока возбуждения 2. изменением числа витков

5) Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем в 1831 году. При вдвигании постоянного магнита в катушку гальванометр, включённый в цепь, регистрирует ток. Если выдвигать магнит, то ток, возникший в катушке, имеет другой направление. Если же магнит находится внутри катушки без движения, то ток не возникает. Ток, наведённый в контуре изменяющимся магнитным потоком, называют индукционным, а само явление – электромагнитной индукцией.

Закон электромагнитной индукции: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур, между его концами возникает напряжение.

Правило Ленца означает, что если внешнее поле усиливается, то индукционный ток возникает такого направления, что его магнитное поле препятствует возрастанию внешнего поля.

Читается правило Ленца так: индукционный ток возникает такого направления, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению магнитного потока, которым он вызван.

6) Явление самоиндукции заключается в появлении ЭДС индукции в самом проводнике при изменении тока в нем. Примером явления самоиндукции является опыт с двумя лампочками, подключенными параллельно через ключ к источнику тока, одна из которых подключается через катушку (рис. 39). При замыкании ключа лампочка 2, включенная через катушку, загорается позже лампочки 1. Это происходит потому, что после замыкания ключа ток достигает максимального значения не сразу, магнитное поле нарастающего тока породит в катушке индукционную ЭДС, которая в соответствии с правилом Ленца будет мешать нарастанию тока.

Индуктивность — это величина, равная ЭДС самоиндукции при скорости изменения тока в проводнике 1 А/с. Единица индуктивности — генри (Гн). Индуктивность характеризует магнитные свойства электрической цепи (проводника), зависит от магнитной проницаемости среды сердечника, размеров и формы катушки и числа витков в ней.

Энергия магнитного поля зависит от индуктивности проводника и силы тока в нем. Эта энергия может переходить в энергию электрического поля. Энергия W_м магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна

8. Колебания и волны.

1) Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Математический маятник. Период колебания математического маятника.

2) Превращение энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные колебания. Резонанс.

3) Свободные электромагнитные колебания в колебательном контуре. Собственная частота и период колебаний в контуре.

4) Превращение энергии в колебательном контуре.

5) Аналогия механических и электромагнитных колебаний.

6) Распределение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Связь длины волны со скоростью её распространения. Звуковые волны.

1) Гармонические колебания – периодические изменения во времени физической величины, происходящее по закону синуса или косинуса.

X=Asinφ – общий вид гармонического колебания

X=Asin(ωt+φ0)

A – амплитуда, φ – фаза колебаний, φ0 – начальная фаза колебаний, t – период

Амплитуда (А) – наибольшее значение А, которого достигает какая-либо физическая величина х, совершающая гармонические колебания.

Период (Т) и частота (υ) – наименьший промежуток времени, через который значение колеблющейся величины начинает повторяться.

Математический маятник (идеализированная модель) – материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити и совершающая в вертикальной плоскости колебания под действием силы тяжести.

Период колебания математического маятника вычисляется по формуле: Т=2π l/g где l- длина маятника, g – ускорение силы тяжести.

2) При гармонических колебаниях происходит периодическое превращение кинетической энергии в потенциальную и наоборот. При свободных механических колебаниях кинетическая и потенциальная энергии изменяются периодически. При максимальном отклонении тела от положения равновесия его скорость, а следовательно, и кинетическая энергия обращаются в нуль. В этом положении потенциальная энергия колеблющегося тела достигает максимального значения. Для груза на горизонтально расположенной пружине потенциальная энергия – это энергия упругих деформаций пружины. Для математического маятника – это энергия в поле должна равняться потерям механической энергии за то же время из-за трения.

Колебания, совершающиеся под воздействием внешней периодической силы, называются вынужденными. В этом случае внешняя сила совершает положительную работу и обеспечивает приток энергии к колебательной системе. Она не дает колебаниям затухать, несмотря на действие сил трения. Установившиеся вынужденные колебания всегда происходят на частоте ω внешней силы.

Если частота ω внешней силы приближается к собственной частоте ω0, возникает резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний. Это явление называется резонансом.

Зависимость амплитуды xm вынужденных колебаний от частоты ω вынуждающей силы называется резонансной характеристикой или резонансной кривой. При резонансе амплитуда колебания груза может во много раз превосходить амплитуду колебаний свободного (левого) конца пружины, вызванного внешним воздействием. В отсутствие трения амплитуда вынужденных колебаний при резонансе должна неограниченно возрастать. В реальных условиях амплитуда установившихся вынужденных колебаний определяется условием: работа внешней силы в течение периода колебаний

3) Замкнутую электрическую цепь, содержащую катушку индуктивности и конденсатор, называют идеальным колебательным контуром. Если сообщить конденсатору электрический заряд, то в контуре возникают свободные электрические колебания. Они представляют собой периодические изменения электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки. В процессе электромагнитных колебаний в контуре происходит необратимое превращение электрической энергии в теплоту. Поэтому свободные электромагнитные колебания являются быстро затухающими. Для получения незатухающих колебаний к контуру подключают дополнительную лампу или транзистор.

Собственная частота свободных колебаний равняется

Период свободных колебаний равен:

4) Когда конденсатор разрядится, ток в цепи не прекратится из-за самоиндукции в катушке. Индукционный ток, в соответствии с правилом Ленца, будет течь в ту же сторону и перезарядит конденсатор. Ток в данном направлении прекратится, и процесс повторится в обратном направлении. Таким образом, в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током, и наоборот.

5)

6) Если в каком-либо месте упругой (твердой, жидкой или газообразной) среды возбудить колебания ее частиц, то вследствие взаимодействия между частицами это колебание начнет распространяться в среде с некоторой скоростью v. Процесс распространения колебаний называется волной. Частицы среды, в которой распространяется волна, не переносятся волной, они лишь совершают колебания около своих положений равновесия.

В зависимости от направления колебания частиц по отношению к направлению, в котором распространяется волна, различают продольные и поперечные волны.

В продольной волне частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны.

В поперечной волне частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волны.

Длина волны – расстояние, на которое перемещается электромагнитная волна за время равное одному периоду колебаний.

λ= υ/Т

Поскольку скорость волны - величина постоянная (для данной среды), то пройденное волной расстояние равно произведению скорости на время ее распространения. Таким образом, чтобы найти длину волны, надо скорость волны умножить на период колебаний в ней:

Раздел физики, занимающийся изучением звуковых явлений, называется акустикой. Колебания среды, воспринимаемые органом суха, называются звуком.

Звуковая волна - упругая продольная волна, представляющая собой зоны сжатия и разряжения упругой среды (воздуха), передающаяся на расстояние с течением времени.

Звуковые волны делятся:

слышимый звук - от - 20 Гц (17 м ) - до 20 000 Гц (17 мм);

инфразвук ниже 20 Гц;

ультразвук выше 20 000 Гц.

Различают продольные и поперечные звуковые волны в зависимости от соотношения направления распространения волны и направления механических колебаний частиц среды распространения.

9. Оптика.

1) Законы отражения и преломления света. Явление полного отражения. Построение изображений в плоском зеркале.

2) Линза. Фокусное расстояние линзы. Оптическая сила. Формула линзы. Увеличение. Построение изображений в линзах.

3) Развитие представлений о природе света.

4) Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Шкала электромагнитных волн.

5) Явления дифракции и интерференции. Примеры интерференции и дифракции.

6) Фотоэффект и его законы. Кванты света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

1) Раздел физики, в котором рассматриваются закономерности излучения, поглощения и распространения света, называется оптика.

Отражение – изменение направления луча на границе непрозрачной среды.

Законы отражения света: 1. луч падающий и луч отражённый лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности к точке падения луча.

2. угол падения равен углу отражения

3. падающий и отражённый лучи могут меняться местами (обратимость световых лучей)

Закон преломления света: изменение направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух сред называется преломлением света.

Полное внутреннее отражение наблюдается при переходе света из среды оптически более плотной в оптически менее плотную среду.

Явление полного отражения можно наблюдать на примере. Если налить в стакан воду и поднять её выше уровня глаз, то поверхность воды при рассмотрении её снизу кажется посеребрённой вследствие полного отражения света.