Билет 15

Переменный ток – это электрический ток который изменяется с течением времени по гармоническому закону. I=I₀sinwt, где w-омега, угловая скорость. Величины - амплитудные значения . Значения напряжения U(t)и силы тока I(t) зависящие от времени называются мгновенными. .

Действующее значение переменного тока – это сила такого постоянного тока который проходя по цепи выделил бы в единицу времени такое же количество теплоты, что и данный переменный ток.

^{Трансформатор - эт устройство, служащее для преобразования (повышения или понижения )электрического тока и напряжения при неизменной частоте. Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника(магнитопровода), на котором расположены 2 катушки с разным числом витков—первичная и вторичная. Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции: ЭДС подается в первичную обмотку, где возникает переменный магнитный поток, с частотой 50 герц, этот поток движется по сердечнику и пересекает витки вторичной обмотки, наводит в них ЭДС индукции. Отношение 2 ЭДС равно отношению числа витковE1/E2=n1/n2. Это отношение является главной характеристикой трансформатора. n1/n2=k—коэффициент трансформации. 3 режима работы: 1) режим холостого хода-- режим с разомкнутой вторичной обмоткой;2)Рабочий режим – режим при котором в цепь его вторичной обмотки включена нагрузка с отличным от нуля сопротивлением;3)режим короткого замыкания: R=0. Трансформаторы бывают повышающие и понижающие. - трансформатор повышающий. трансформатор понижающий. Если трансформатор понижающий. Если трансформатор повышающий.}

^{Передача: генератор переменного тока вырабатывает напряжение в десятки киловольт и падаёт на повышающий трансформатор. Для передачи электроэнергии через ЛЭП напряжение повышается до сотен киловольт. Перед доставкой к потребителю осуществляется последовательное понижение напряжения с помощью понижающего трансформатора.}

^{В настоящее время все большее распространение получают линии передач работающие на постоянном токе. Это происходит потому что преобразование постоянного напряжения сложнее и дороже , постоянный ток обладает рядом преимуществ по сравнению с переменным: 1) переменный ток создает переменные магнитные поля который индуцируют токи в близлежащих проводниках. 2) постоянный ток можно передавать при более высоком напряжении у постоянного тока действующее напряжение равно 0.}

Билет №16

Колебания, возбуждённые в какой-либо точке упругой среды, с течением времени передаются её остальным частям. Такие явления связаны с распространением механических волн. Механическая волна - это процесс распространения колебаний в упругой среде, когда энергия колебаний передаётся от одной точки среды к другой.

Характеристики волны: Волновой фронт - это воображаемая поверхность, до которой дошло волновое возмущение в данный момент времени.

Фазовая поверхность - это поверхность, точки которой при колебаниях имеют одинаковую фазу. Продольная волна - это волна, если колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны. Пример: звуковые волны в жидкости или воздухе.

Поперечная волна - это волна, если частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волн. Пример: звучание струн музыкальных инструментов при их возбуждении.

Звуковая волна - это механическая волна, представляющая собой зоны сжатия и разрежения среды, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

Звуковые волны классифицируются по частоте следующим образом:

инфразвук; слышимый человеком звук; ультразвук; гиперзвук.

Одной из важнейших характеристик звуковых сигналов является спектр. Спектр — это набор волн различных частот, образующих данный звуковой сигнал. Спектр бывает: сплошным и дискретным

Билет № 17

Электромагнитное поле - это совокупность взаимно перпендикулярных электрических и магнитных полей. Электромагнитное поле распространяется в любом пространстве в виде электромагнитных волн. Волны могут излучать открытый колебательный контур.

Существование электромагнитных волн предсказал Максвелл.

Максвелл показал, что источниками электрического поля могут быть либо электрические заряды, либо магнитные поля, меняющиеся во времени.

Электромагнитная волна - это электромагнитное поле, распространяющееся в вакууме или в какой-либо среде с течением времени с конечной скоростью. Скорость электромагнитных волн зависит от электрических и магнитных свойств среды. Для вакуума:

Свойства электромагнитных волн: 1)материальное, 2)поперечная, 3) распространяются с определённой конечной скоростью, 4) имеют те же свойства волновые и звуковые

Свет—электромагнитные волны достаточно узкого диапазона (от 1.5*10¹¹ до 3*10¹⁶ Гц). Впервые волновую теорию предложил Гюйгенс. Белый свет состоит из 7 цветов (радуга). Каждый из 7 цветов является монохроматическим, т.е. имеет определённую длину волны.

Скорость света равна 3*10⁸м/с

Билет № 18

Природа света объясняется 2 теориями: 1) электромагнитная, по которой свет излучается в виде электромагнитных волн( теория Максвелла), 2)Квантовая, по которой свет излучается в виде отдельных порций энергии-квантов ( или фотонов). Эта теория создана Максом Планком. Фотон- это частица со следующими свойствами: 1) существует только в движении V=C; 2)безмассовая частица m=0; 3)не имеет заряда q=0; 4) обладает энергией ; 5)обладает импульсом p= mV. .

Таким образом свет является одновремено волной и частицей, т.е. имеет двойную природу. Свойствос света как частиц( корпускул) проявляется при фотоэффекте. Наличие у объекта одновременно волновых и корпускулярных свойств получила название корпускулярно-волновой дуализм.

Билет № 19

На границе 2-ух сред свет частично преломляется, частично отражается. На границе раздела 2 прозрачных сред происходит отражение, преломление, поглощение света. Энергия падающего излучения = сумме энергии отраженного и преломленного. Законы отражения: 1)луч падающий, отражённый и перпендикуляр к границе раздела 2 сред восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Угол падения= углу отражения(угол а= углу в(бетта). Если поверх, лучи падают на оптически ровную поверхность, то после отражения они сохраняют свою параллельность. Такое отражение наз. зеркальным. При отражении оптически неровной поверхности лучи рассеиваются. Такое отражение наз. диффузным. Изображение в плоском зеркале мнимое, в натуральную величину, прямое, обратное. Относительный показатель преломления показ. во сколько раз скорость света в одной среде больше скорости во второй среде. Sina/SinB=n₂/n₁

Абсолютный показатель преломления данной среды показывает во сколько раз скорость сета в вакууме больше чем в данной среде . n=C/V

Угол падения при котором угол преломления равен 90° называется придельным углом падения. Если угол падения > предельного, то свет больше отражается от границе менее плотной среды.

Преломление света - изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух сред. Закон преломления световых лучей:

1)Лучи падающий и преломлённый лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведённым в точке падения луча к плоскости границы раздела двух сред. 2)отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для 2 данных сред. Sina/SinB=n₂/n₁

Билет №20

Линза - это прозрачное тело, ограниченное с двух сторон криволинейными поверхностями. Бывают собирающие - середина толще краев, и рассеивающие- середина толще краёв.

Основные точки линзы: 1)О- Оптический центр линзы — точка, проходя через которую луч не преломляется. 2)главная оптическая ось- это прямая через точку О перпендикулярно плоскости линзы

3)фоку(главный и двойной). Через главный фокус проходят все лучи параллельные главной оси до линзы и преломлённые после нее

4)главная хар-ка—оптическая сила линзы D=1/F; 1/м=1 диоптрия

Фокусное расстояние линзы - расстояние от оптического центра линзы до её главного фокуса. Различают собирающую (F>0) и рассеивающую (F<0) линзы

Правило знаков:

Величины F, d, f следует считать положительными в случае собирающей линзы, действительных источника и изображения; в случае рассеивающей линзы, мнимых источника и изображения -Ft d,f считают отрицательными. Поперечным увеличением называется отношение линейного размера изображения h штрих к линейному размеру предмета я. Г=h штрих/h=f/d, F-фокусное расстояние линзы, d-расстояние от предмета до линзы,f- расстояние от изображения до линзы.

Для построения изображения в линзе достаточно построить ход двух лучей от каждой точки предмета. В зависимости от типа линзы и расстояния до неё мы можем получать изображения увеличенные и уменьшенные, прямые и обратные, действительные и мнимые.

Для построения изображения точки в линзе достаточно 2 луча: 1) через точку О не преломляясь, 2)параллельно оси до линзы и через главный фокус после неё

Билет №21

Фотоэффектом (фотоэлектрическим эффектом) - называется явление испускания электронов поверхностью твердого тела под под воздействием света. . Если фотоэффект сопровождается вылетом электронов с поверхности вещества, то его называют внешним фотоэффектом, а вылетающие электроны - фотоэлектронами. Если фотоэффект не сопровождается вылетом электронов с поверхности вещества, то его называют внутренним.

Законы фотоэффекта:

1) Величина фототока насыщения, образованного всеми выбитыми из катода фотоэлектронами, прямопропорциональна интенсивности падающего излучения.

2)максимальная кинетическая энергия выбитых фотоэлектронов независит от интенсивности излучения, а прямопропорциональна возвращающей с увеличением частоты излучения

3) для каждого ве-ва сущ. Такая минимальная частота излучения (или максимальная длина волны) при кот. Излучение не может вырвать электрон.

Если частота света меньше некоторой определенной для данного вещества минимальной частоты, то фотоэффект не происходит- красная граница фотоэффекта

A_вых- минимальная энергия излучения для начала фотоэффекта

А_вых=h*частота_min=hc/лямбда_к

h*частота=E=h/лямбда

Фотоэффект применяется в фотоэлементах. Это устройство световая энергия преобразуется в электрическую. Он имеет вид стеклянного сосуда, который изнутри покрыт металлом с малой работай выхода. Для света создается небольшое прозрачное окошко анод сделан в виде проволочного кольца. В фотоэлементе создаётся небольшой ток и они не применяются в качестве источника тока их используют в фотореле для автоматического управления электрическими цепями.

Билет №22

Опыты Резерфорда позволили определить как разъединен заряд в атоме. Для этого он облучал тонкую золотую фольгу альфа- лучами. Альфа- лучи проходили через фольгу отклоняясь на различные углы и малое количество электронов вращающихся вокруг ядра, в котором происходит непрерывное излучение электроволн в результате радиус орбиты уменьшиться и электрон должен упасть на ядро.

Ядерная модель атома:1) в центре находиться положительно заряжённое ядро, q=+Z*e, Z- номер элемента в таблице Менделеева, e=1.6*10^-19Кл, d=10^-14(диаметр ядра).

2)почти вся масса атома на 99.96% заключена в ядре.

3)вокруг ядра по замкнутым орбитам под действием кулоновских сил вращаются электроны, число их –Z, а заряд q=-Z*e, поэтому атом электрически нейтрален. Модель Резерфорда объяснила факт рассеяния а-частиц на фольге, но не могла объяснить как излучает атом и почему он при этом устойчив. Классическая электродинамика была непригодна.

Объяснение строения атома водорода было дано Бором, на основе 3 постулатов:

1)Атом может находиться в устойчивом состоянии не излучая мне по энергию.

2)Электричество в атоме может вращаться по одной из разрешённых орбит каждый из 4 соответствует определённый уровень атома.

3)Излучения энергии атомов происходит при переходе электрона с одной орбиты, на 2-ю более близкую к ядру.

Первая электрическая орбита соответствовала устойчивому состоянию атома с min энергией. Переход на высшую лежащую орбиту сопровождается поглощением квантов- атомы поглощают такие же кванты которые можем излучать.

Постулаты Бора

1) постулат: электрон в атоме может находиться только в особых стационарных (квантовых) состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия. Когда электрон находится в стационарном состоянии, атом не излучает.

2) постулат: электрон в атоме может скачком переходить из одного стационарного состояния к в другое п. При этом переходе испускается или поглощается квант электромагнитного поля с частотой

Билет №23

В 1905 г. в статье "К электродинамике движущихся тел" А. Эйнштейн предложил полностью отказаться от представления об эфире и от сопутствующего предположения о существовании абсолютно покоящейся системы отсчета. Эти предположения Эйнштейн сформулировал в виде двух постулатов.

Первый постулат является обобщением принципа относительности Галилея-Ньютона и утверждает: законы физики имеют одинаковую форму во всех инерциалъных системах отсчета.

Второй постулат - постулат о постоянстве скорости света: свет распространяется в пустом пространстве с вполне определенной скоростью с, не зависящей от скорости источника или наблюдателя.

Из закона сохранения импульса Эйнштейн вывел следующую формулу зависимости массы от скорости:

m=

ℓ=ℓ₀√1-v²/c²— сокращение длины

t=t₀/√1-v²/c²— замедление времени

E₀=m_0*c²—связь массы и энергии

1. сокращение длинны << c, примерно = 0. l=lo. C=3*10в степени 8м\с. L<Lo.

2. Замедление времени. Пусть To – интервал времени между двумя событиями происходящими в ИСО в одной точке. Если это система приходит в движение со скоростью u то этот интервал времени измененный по часам в системе К если >c t > to.

3. Возрастание массы. Mo- масса покоя. При движении со скоростью U Эта масса изменяется из неподвижной системы отсчета. >c > 1 m> бесконечно. Эйнштейн предложил формулу которая связывает массу и энергию. E = m(нулевое)c(квадрат)

4. Сложение скоростей. Пусть U- скорость движения подвижной системы К относительно неподвижной. << c. штрих << c.