- •Раздел 1. Электрические заряды и электрическое поле.
- •Раздел 9. Физические основы построения базовых элементов эвм.
- •Электродинамика и магнетизм
- •Раздел 1. Электрические заряды. Электрическое поле.
- •Классический и квантовый подход к описанию электромагнитных явлений. Заряд и его фундаментальные свойства – сохранения и квантование заряда.
- •1.2.Закон Кулона. Принцип суперпозиции электростатических полей.
- •Принцип суперпозиции:
- •Электрическое поле и его свойства. Напряженность. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса и примеры ее применения.
- •Работа сил электростатического поля. Разность потенциалов и потенциал.
- •Раздел 2. Электрическое поле в веществе.
- •2.1 Классификация веществ по энергетическому спектру электронов. Зонная теория проводимости.
- •П роводники в электростатическом поле. Условия равновесия зарядов на проводнике. Электроемкость. Конденсаторы.
- •Д иэлектрики в электростатическом поле. Поляризация молекул. Коэффициент поляризуемости и диэлектрическая проницаемость вещества. Понятие о пъезоэффекте.
- •Сегнетоэлектрики
- •Пьезоэлектрики (пьезокристаллы)
- •2.4 Полупроводники. Собственная и примесная проводимость.
- •Раздел 3. Постоянный электрический ток.
- •Основные параметры тока и элементов электрической цепи. Законы Ома, Джоуля-Ленца. Сверхпроводимость.
- •Электрический ток в электролитах и газах. Закон электролиза Фарадея.
- •Раздел 4. Магнитное поле.
- •Свойства магнитного поля. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа.
- •Диамагнетики
- •Парамагнетики
- •Ферромагнетики
- •Раздел 5. Электромагнитная индукция.
- •Закон электромагнитной индукции Фарадея и его значение. Само- и взаимоиндукция. Энергия магнитного поля.
- •Раздел 6. Переменный ток.
- •Особенности переменного синусоидального тока. Закон Ома для переменного тока в общем случае.
- •Раздел 7. Электромагнитные колебания и волны.
- •Колебательный контур. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Основные положения теории Максвелла. Электромагнитные волны и их свойства.
- •Раздел 8. Элементы твёрдотельной электроники.
- •Раздел 9. Физические основы построения базовых элементов эвм.
- •Элементы оптоэлектроники. Гетеропереходы. Сверхрешётки.
- •Принцип работы лазера и основные виды лазеров.
- •Интерференция и дифракция света.
- •Элементы интегральных микросхем.
- •Форма и структура нанотрубок
- •Направления развития компьютерной техники.
Диамагнетики
Единственное действие магнитного поля на орбиту влечет за собой изменение частоты вращения.
– это диамагнитный эффект. Он присущ
всем орбитам и атомам. Результирующее
магнитное поле будет
Необходимым условием является чётность
электронов в атоме, что соответствует
парной компенсации спиновых магнитных
моментов.
Парамагнетики
Достигается за счёт:
иамагнитного
эффекта
; 2) ориентации атома
Результирующее
магнитное поле будет
,
если эффект ориентации больше
диамагнитного.
Золото, серебро, сера, фосфор- таким свойством обладают.
Ферромагнетики
У
железа Fe имеется 4 не скомпенсированных
спиновых магнитных момента. У кобальта
Co – 3, а у никеля Ni – 2. В таких системах
целые области имеют одинаковые ориентации
спиновых магнитных моментов атомов.
Эти области называют - доменами. В доменах
энергетически выгодна такая ориентация,
если выполняется условие формы
.
Здесь d-расстояние
между атомами; R-радиус
не скомпенсированных орбит.
Для Fe, Co, Ni условие формы выполняется.
Если
,
то домены не образуются.:
Атомы такого вещества имеют магнитный момент отличный от нуля как за счет орбитального момента , так и спинового. За счет теплового движения ориентация доменов может быть хаотичной и не проявляет себя. В магнитном поле получаем следующие эффекты:
Диамагнитный эффект
Ориентация атома
Ориентация доменов (сильнее 1 и 2
).
Последнее явлений на несколько порядков превосходит два первых, которые могу быть без ущерба опущены.
При
снятии внешнего поля, ориентация доменов
сохраняется.
Ч
тобы
«размагнитить» ферромагнетик нужно
приложить
магнитное поле противоположного направления, или
нагреть до характерной температуры (точка Кюри).
В настоящее время получены сотни самых
разнообразных
сплавов, смесей и композитов со
свойствами
ферромагнетиков с
.
Раздел 5. Электромагнитная индукция.
Закон электромагнитной индукции Фарадея и его значение. Само- и взаимоиндукция. Энергия магнитного поля.
Электромагнитная индукция – это явление возникновения электрического поля в замкнутом проводнике при изменении потока вектора магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром этого проводника.
Правило
Ленца: индукционные ток имеет такое
направление, что своим магнитным полем
препятствует изменению магнитного
поля, породившего этот ток. То есть если,
например, магнитное поле
возрастает, то магнитное поле препятствует
его возрастанию. И наоборот.
Можно сделать, чтобы магнитное поле изменялось во времени
Можно менять площадь
,
.
Так как движение хаотично, то направленного
движения нет,
.
На каждый заряд q
действует сила Лоренца
По
Максвеллу сила Лоренца не может совершать
работу над зарядом, то есть не может
быть сторонней силой. Он предположил,
что в системе отсчета, связанной с
движущимся проводником, изменяющееся
магнитное поле порождает изменяющееся
электрическое поле:
.
Тогда
.
Самоиндукция, взаимоиндукция.
С
амоиндукция
– это явление возникновения магнитного
поля в замкнутом проводнике при изменении
магнитного потока, вызванного током в
этом проводнике
,
L
– коэффициент самоиндукции, индуктивность.
Взаимоиндукция
- это явление возникновения магнитного
поля в соседнем проводнике при и
зменении
внешнего магнитного поля.
