Колебания и волны
Уравнение гармонического колебания:

-
координата колеблющейся точки; амплитуда;
время; начальная фаза.
-
циклическая частота.
Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний величины s:

Период колебаний физического маятника:

Формула Томсона:
![]()
Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний величины s:

Логарифмический декремент затухания:

Добротность:
.
В контуре:
,
.
Время релаксации(амплитуда уменьшается
вераз):
.
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний величины s:

Реактивное индуктивное сопротивление:
![]()
Реактивное емкостное сопротивление:

Полное сопротивление последовательно соединенных элементов RLCцепи:

Длина волны:
![]()
Уравнение плоской волны:
![]()
Уравнение сферической волны:
![]()
Фазовая скорость:
![]()
Волновое уравнение:

Групповая скорость:

Уравнение стоячей волны:

Эффект Доплера в акустике:

v –скорость
распространения волны в среде;
- частота звуковой волны источника.
-
скорость приемника,
-
скорость источника. (+ если взаимное
приближение)
Вектор Умова-Пойнтинга:
![]()
Скорость распространения электромагнитных волн в среде:

![]()
Плотность энергии упругой волны:
.
Средняя по времени:
.
(В формуле: плотность среды, амплитуда
волны, угловая частота).
Вектор Умова (плотность потока энергии
= интенсивность):
.
Оптика
Закон отражения света:
![]()
Закон преломления света:

;
нумерация по ходу движения луча.
Формула тонкой линзы:

-
относительный показатель преломления
(отношение абсолютных показателей
преломления линзы и окружающей среды)
; Радиусы кривизны второй и первой
поверхности; Расстояние до предмета и
изображения.
Поток излучения (отношение энергии излучения ко времени, Дж/с):
![]()
Энергетическая светимость, Вт/
:

Энергетическая сила света: отношение потока излучения источника к телесному углу, Вт/ср (ср-стерадиан):

Энергетическая яркость: отношение энергетической силы света элемента излучающей поверхности к площади проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную к направлению наблюдения.

Энергетическая освещенность Е- это
поток излучения, падающий на единицу
поверхности, Вт/
.




Показатель преломления среды:
![]()
Оптическая длина пути (произведение геометрической длины пути света в данной среде на показатель преломления этой среды):
![]()
Оптическая разность хода:
![]()
Условие интерференционных максимумов:
![]()
-
длина волны в вакууме.
Условие интерференционных минимумов:

Оптическая разность хода в тонких плоскопараллельных пленках в отраженном свете:

d;n;i-толщина пленки; показатель преломления пленки; угол падения и выхода из пленки.
Радиусы зон Френеля (радиусы засечки
отличаются на полдлины волны. Амплитуда
результирующего светового колебания
в точке:
…,
соответственно от первой , второй …зон.![]()
.
.
Зонная пластинка (закрыты нечетные
зоны)
….)

a;b;m-расстояние от источника до поверхности сферы фронта волны; расстояние от сферы до точки наблюдения; номер зоны разбиения (первая : радиусомb+λ/2и дляm-ой :b+mλ/2).
Дифракция на круглом отверстии:
.
+ соответствует нечетным зонам.m– число открытых зон Френеля.
Дифракция на непрозрачном диске:
,m– число закрытых
зон Френеля.
Условие дифракционных максимумов от одной щели:
![]()
a;φ- ширина щели; угол распространения света, отсчитываемый от нормали к щели;m –порядок максимума ( в центре максимум дляm=0)
Условие дифракционных минимумов от одной щели:
![]()
Условия главных максимумов дифракционной решетки:
![]()
d-период дифракционной решетки. Центральный максимум соответствуетm= 0.
Условие дополнительных минимумов дифракционной решетки:

N –полное число
щелей решетки;
-
может принимать все целочисленные
значения, кроме указанных в скобках.
Формула Вульфа-Брэгга (направления, в которых будут наблюдаться дифракционные максимумы рентгеновских лучей при облучении кристалла. d- расстояние между кристаллографическими плоскостями):
![]()
Разрешающая способность спектрального прибора:

- минимальная разность длин волн двух
соседних спектральных линий, при которой
эти линии регистрируются раздельно.
Разрешающая способность дифракционной решетки:
![]()
m;N- порядок спектра; число щелей дифракционной решетки.
Закон Бугера(поглощение света в веществе толщинойx):
![]()
α-коэффициент поглощения вещества зависящий также и от длины волны света).I- интенсивность света.
Продольный эффект Доплера (
частота
света, излучаемого источником):

Поперечный эффект Доплера:

Степень поляризации:

Закон Малюса
![]()
-
интенсивность поляризованного света,
падающего на второй кристалл, и вышедшего
из него.α-угол между оптическими
осями кристаллов.
Закон Брюстера(
-угол
падения, при котором отраженный луч
является полностью плоскополяризованным
перпендикулярно плоскости падения) :
![]()
Оптическая разность хода в эффекте Керра ( оптическая анизотропия под действием электрического поля):
![]()
-
показатель преломления обыкновенного
и необыкновенного лучей; постоянная,
характеризующая вещество; путь лучей
в среде; напряженность электрического
поля.
Угол вращения плоскости поляризации в кристаллах:
![]()
d – расстояние, пройденное светом в среде;α- удельное вращение.
Угол вращения плоскости поляризации в растворах:
![]()
C– массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.
Закон Кирхгофа для теплового излучения: Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности является для всех тел универсальной функцией частоты(длины волны) и температуры.

-
спектральная плотность энергетической
светимости (мощность излучения с единицы
площади поверхности тела в интервале
частот единичной ширины, Дж/
);
спектральная поглощательная способность
(доля энергии, приносимая за единицу
времени на единицу площади поверхности
тела с частотами отν до ν+d
ν,поглощаемая телом, безразмерная).
Энергетическая светимость черного тела:

Закон Стефана-Больцмана:
![]()
-
постоянная Стефана Больцмана;
термодинамическая температура.
Закон смещения Вина:
![]()
-
длина волны, соответствующая максимальному
значению спектральной плотности
энергетической светимости; постоянная
Вина.
Формула Рэлея – Джинса

Формула Планка (h–постоянная Планка):

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

- энергия поглощенного кванта света;
работа выхода электрона; кинетическая
энергия вылетевшего электрона.
Энергия фотона:
![]()
Импульс фотона:
![]()
Давление света при его нормальном падении на поверхность:

-
энергия всех фотонов, падающая на единицу
поверхности в единицу времени
(энергетическая освещенность поверхности);
коэффициент отражения света от
поверхности; объемная плотность энергии
излучения. Давление производят поглощенные
и отраженные фотоны.
Изменение длины волны при эффекте Комптона(упругое рассеяние коротковолнового излучения на свободных (или слабосвязанных) электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны).

- масса электрона; угол, на который
изменяется направление движения фотона
после рассеяния.
