Магнитострикция.

В результате действия достаточно больших внешних магнитных полей на ферромагнитные образцы происходит перемагничивание доменов, что приводит к изменению условий равновесия узлов кристаллической решетки, что в свою очередь, приводит к изменению линейных размеров образца. Это явление называется магнитострикцией.

Ультразвук получается с помощью аппаратов, основанных на использовании явлений магнитострикции (при низких частотах). Магнитострикция заключается в изменении длины (удлинение и укорочение) ферромагнитного стержня, помещенного в высокочастотное магнитное поле, с частотой изменен ия направления поля.

Магнитострикционный излучатель УЗ: 1 – волновод, 2 – концентратор звуковой волны, 3 – сердечник, 4 – обмотка магнитострикционного преобразователя, 5 – провода к генератору электрических колебаний

Вопросы:

1. Какие вещества называются ферромагнетиками?

2. Как называется график зависимости магнитного момента от индукции внешнего магнитного поля?

3. Чему равна площадь внутри графика зависимости магнитного момента от индукции магнитного поля?

4. Как называются вещества с широкой петлёй гистерезиса?

5. Где применяются вещества с широкой петлёй гистерезиса?

6. Как называются вещества с узкой петлёй гистерезиса?

7. Где применяются вещества с узкой петлёй гистерезиса?

8. Назовите магнитотвёрдые сплавы.

9. Назовите магнитомягкие сплавы.

10. Что называется магнитострикцией?

11. Где применяется магнитострикция?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 6

1. Парашютист, спускающийся равномерно со скоростью 5м/с, в момент, когда он находился на высоте 100м над поверхностью земли, бросил вертикально вниз небольшое тело со скоростью 10м/с относительно себя. Какой промежуток времени разделяет моменты приземления тела и парашютиста?

2. Парашютист спускается равномерно со скоростью u=0,5 м/с. В какой-то момент времени парашютист подбрасывает вертикально вверх небольшое тело с начальной скоростью υ_o =4,5м/с относительно себя. Какое расстояние окажется между парашютистом и телом, находящимся в высшей точке своего полёта?

3. С воздушного шара, опускающегося вертикально вниз с постоянной скоростью 2м/с, бросили вертикально вверх камень со скоростью 10м/с относительно земли. Каким будет максимальное расстояние между шаром и камнем?

7. Волновое движение материи

1. Характеристика волн. Уравнение волны.

Колебания, возникшие в некоторой точке упругой среды, передаются соседним точкам т.к. они связаны друг с другом и те так же начинают колебаться. Колебания вещества порождают механические волны, а колебания электромагнитного поля – электромагнитную волну. Волны – распространяющиеся в пространстве колебания.

I.Возьмем упругий шнур за один конец, и будем совершать колебания. Частица 1 передает колебание частице 2, частица 2 передает частице 3 и т.д. Каждая последующая точка (частица) повторяет движение предыдущей, но с некоторым запаздыванием, и чем дальше частица, тем позднее она вступит в колебательное движение; время запаздывания можно вычислить, зная расстояние от источника колебаний (руки) до интересующей нас точки X и скорость распространения волны υ t_зап= x/υ. Из последнего чертежа видно, что точка 1 совершила одно полное колебание, а точка 5 только начинает совершать колебания, т.е. за время, равное периоду колебания источника волн, волна проходит расстояние от 1 до 5 точки. Расстояние, пройденное волной за время, равное периоду, называется длиной волны λ. Отсюда, υ=λ/T, а время запаздывания t_зап=хT/ λ. Если т.1 совершает колебания по закону y=y_оcos(ωt+φ_о), то уравнение движения любой другой точки с координатой х запишется:

y=y_ocos(ω(t-t_зап)+ φ_o)

Или y=y_ocos(ωt-ωt/x)x)+ φ_o) и, зная, что ω=2π/T имеем

y =y_ocos(ωt-(2π/λ)x+ φ_o), 2π/λ – обозначим к- волновое число.

y=y_ocos(ωt-kx+ φ_o)

Выводы: 1. Если взять любую точку x_o, то y=y_ocos(ωt+α), где α=φ-kx_o,

точка x_o– совершает гармоническое колебание.

2. Если зафиксировать t, например, t=t_o, то y=y_ocos(kx+β), где β=-(ωt_o+ φ), т.е. форма шнура – синусоидальная. Характер распределения смещений синусоидальный.

I I.Возьмем проводник и пропустим по нему переменный ток i=i_ocosωt. Пусть в начальный момент времени ток возрастает, а, значит, возрастает индукция магнитного поля в непосредственной близости от проводника. В переменном магнитном поле возникает вихревое электрическое поле в плоскости, перпендикулярной плоскости магнитного поля, которое, в свою очередь, порождает вихревое магнитное и т.д. Колебания электромагнитного поля распространяются в пространстве. Возникает электромагнитная волна, уравнение которой имеет вид:

E=E_ocos(ωt-kx) B=B_ocos(ωt-kx)

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с.

Мы рассмотрели две волны, которые называются поперечными. В них колебания частиц (поля) перпендикулярны скорости распространения волны. Поместим в длинную трубку, заполненную газом или жидкостью, поршень, совершающий гармонические колебания. Колебания поршня передаются газу, вследствие чего вдоль трубки побежит механическая волна. Она представляет собой области сжатия и разрежения среды, периодически изменяющих свое состояние. Колебание частиц происходит в том же направлении, в котором происходит передача колебаний от слоя к слою. Такая волна называется продольной, например, звуковая волна.

В олновая поверхность (фронт волны) – геометрическое место точек, колеблющихся с одинаковой фазой.

Луч – линия перпендикулярная фронту волны.

Для точечного источника фронт – сфера, лучи – радиальные прямые.

Вопросы:

1. Что такое волны?

2. Что называется длиной волны?

3. Запишите уравнение волны.

4. Какие волны называются поперечными?

5. Какие волны называются продольными?

6. Что называется фронтом волны?

7. Что называется лучом?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 7

1. На какой частоте работает радиостанция, передавая программу на волне 250 м?

2. На какой частоте суда передают сигнал бедствия SOS, если по международному соглашению длина радиоволны должна быть равной 600 м?

3. Чему равна длина волны посылаемой радиостанцией, работающей на частоте 1400 кГц?

4. Электромагнитные волны распространяются в некоторой среде со скоростью 2·10⁸ м/с. Какую длину волны имеют электромагнитные волны в этой среде, если их частота 0,5 МГц?

5. Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 0,4 мкФ и катушки индуктивностью 1 мГн. Определите длину волны, излучаемую контуром.

6. На какую длину волны настроен колебательный контур, если он состоит из катушки индуктивностью 2мГн и плоского конденсатора? Расстояние между пластинами конденсатора 1 см, диэлектрическая проницаемость равна 11, площадь пластин 800 см²?