3. Полосатые спектры.

состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. В отличие от линейчатых спектров полосатые создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.

Спектры поглощения.

Все вещества, атомы которых находятся в возбужденном состоянии, излучают световые волны, энергия которых определенным образом распределена по длинам волн. Поглощение света веществом также зависит от длины волны. Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии. Газ поглощает наиболее интенсивно свет как раз тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывного спектра - это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения. Существуют непрерывные, линейчатые и полосатые спектры поглощения.

Спектральный анализ и его применение в технике и технологиях.Спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др.

В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа.

1. Атомный и молекулярный спектральный анализы позволяют определять элементный и молекулярный состав вещества (Атомарные спектры (поглощения или испускания) получают переведением вещества в парообразное состояние путём нагревания пробы до 1000—10000 °C)

2. В эмиссионном и абсорбционном методах состав определяется по спектрам испускания и поглощения. (В качестве источников возбуждения атомов при эмиссионном анализе токопроводящих материалов применяют искру, дугу переменного тока; при этом пробу помещают в кратер одного из угольных электродов.)

3. Масс-спектрометрический анализ осуществляется по спектрам масс атомарных или молекулярных ионов и позволяет определять изотопный состав объекта. По спектральному анализу можно определить:

• Химический состав

• Температуру

• Наличие магнитного поля

• Приближение/удаление поля

• Вращение тела

Билет №17

Новые технологии передачи и хранения информации. Голографическая память — это потенциально-возможная замена технологии повышенной емкости данных, сейчас наиболее используемой в магнитных и оптических носителях. В них (а так же на flash-носителях), данные записываются на один-два слоя при помощи отдельныхпитов. В голографической памяти, данные можно записывать по всему объему памяти при помощи различных углов наклона лазера. Кроме того, в отличие от обычной магнитной или оптической памяти, где одновременно может идти запись только одного пита данных, голографическая память позволяет использовать миллионы одновременных потоков записи, ускоряя скорость записи и чтения в соответствующее число раз.

Нейронные сети – это одно из направлений исследований в области искусственного интеллекта, основанное на попытках воспроизвести нервную систему человека. А именно: способность нервной системы обучаться и исправлять ошибки, что должно позволить смоделировать, хотя и достаточно грубо, работу человеческого мозга.

• Магнитные носители( дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бобинные ленты, жёсткие диски внутри компьютеров)

• Гибкие диски

• Оптические носители. DVD

• Система самоуничтожения для DVD дисков

• Divx (Divx - это название системы, установленной непосредственно в проигрывателе, которая позволяет потребителям в течение двух дней пользоваться правом на прокат видеофильма)

• FMD ROM - накопители третьего тысячелетия

• Технология Blu-Ray - преемник DVD

• Магнитно-Оптический носитель.

• Мобильные носители

• USB Flash Drive

• Мобильные жесткие диски

Билет №18

Физические основы акустики. Эволюция средств звукозаписи и воспроизведения звука.

Акустика — учение о звуке, т.е. об упругих колебаниях и волнах в гагах, жидкостях и твердых телах, слышимых человеческим ухом. Частоты таких колебаний находятся в пределах 16—20000 Гц. Физической основой передачи звука является распространение малых (в Пределах модуля упругости) приращений давлений в среде.

Звук - это колебания, т.е. периодическое механическое возмущение в упругих средах - газообразных, жидких и твердых

Звук играет важнейшую роль в жизни человека. Значительная деля информации выражается через звук, со звуком связана существенная сторона духовной жизни людей — музыка, вообще искусство, поэтому средства накопления и запоминания звуковой информации играют важную роль.

Звукозапись — процесс записи звуковой информации с целью ее сохранения и последующего воспроизведения. Звукозапись основана на изменении физического состояния или формы различных участков носителя записи — магнитной ленты, граммофонной пластинки, кинопленки и пр.

Ранее использовалась механическая запись звука, при которой резец или игла выдавливали или вырезали на поверхности движущегося носителя канав­ку, форма которой соответствовала форме записываемых звуковых колебаний. В процессе воспроизведения электропроигрывателем граммофонная игла, двигаясь по извилинам канавки, повторяла эти колебания и передавала их мембране или звукоснимателю, преобразовывавшего их в электрические колебания, которые затем усиливались и воспроизводились динамиком.

Появившиеся позже магнитные способы записи основаны на перемагничивании участков магнитной ленты, что выполнялось специальными магнитными головками при пропускании в них звуковых колебаний с последующим затем изменением напряженности магнитного поля, запоминавшихся носителем — магнитной лентой. Повторное перемещение магнитной ленты около считывающей магнитной головки возбуждало в ней электрические колебания, которые усиливались и воспроизводились динамиком.

В настоящее время все шире используются оптические способы записи и воспроизведения звуковой информации, основанные на записи звука с помощью лазерного луча, изменяющего рельеф звуковой дорожки, который затем считывается с помощью оптических систем. Этот способ отличается высокой плотностью информации, благодаря чему оказывается возможным в малом объеме записать весьма большой ее объем, высоким качеством записи и воспроизведения. Определенным недостатком является то, что способ требует крайне бережного отношения к носителю информации — оптическому диску, загрязнение которого выводит его из строя.

Звукозапись широко используется в радиовещании, при воспроизведении всевозможных выступлений, концертов и т. п.

Патефон- механическое устройство для проигрывания граммофонных пластинок, в качестве привода применялся пружинный двигатель, а звукоусиление производилось с помощью раструба, скрытого внутри корпуса.(переносной граммофон) Качество звука невысокое.

Граммофон - прибор для записывания и воспроизведения звука сграммофонной пластинки.  При вращении диска посредством пружинного механизма граммофонная игла движется по спирали диска и вызывает соответствующие колебания вибрирующей пластинки. Основное преимущество граммофона над фонографом — поперечная запись, обеспечивающая снижение искажений в десятки раз, а также более громкий звук

ФОНОГРАФ - один из первых приборов для механической записи звука и его воспроизведения; изобретен Т. А. Эдисоном (США) в 1877. Носитель записи - цилиндрический валик, обернутый оловянной фольгой или бумажной лентой, покрытой слоем воска (восковой валик); записывающий (и воспроизводящий) элемент - игла (резец), связанная с мембраной. Применялся до 30-х гг. 20 в. На основе фонографа были созданы граммофон и патефон.

Компакт-диск (англ. Compact Disc) — оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием компакт-дисков стали DVD.

Билет №19

Основные закономерности цепей постоянного тока. Закон Ома, 1-е и 2-е правила Кирхгофа. Применение постоянного тока в технике и технологиях.

Электрическим токам называется всякое упорядоченное движение электрических зарядов в пространстве.

Упорядоченное движение свободных зарядов, возникающее в проводнике под действием электрического поля называется током проводимости.

Упорядоченное движение электрических зарядов путем перемещения в пространстве заряженного тела называется конвекционным электрическим током.

За направление электрического тока принимается движение положительных зарядов. В действительности в металлических проводниках электрический ток создается движением электронов в противоположном направлении.

Силой тока называется количество электричества, проходящее через поверхность за единицу времени:I=dq/dt

Плотностью тока называется величина тока, проходящего через единичную площадь: j=dI/dS

Ток называется постоянным, если его сила и направление не меняются с течением времени. Для постоянного тока I=q/t

Носителями тока в металлах являются электроны проводимости. В классическом приближении эти электроны рассматриваются как электронный газ.

Законы постоянного тока.

Закон Ома. Напряжение на участке цепи равно произведению его сопротивления R [Ом] на силу тока I, [А]:U=RI,B.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R;

При последовательном соединении резисторов

R=R₁+R₂ при параллельном соединении:

1/R=1/R1 + 1/R2

Мощность, выделяемая в проводнике равна:

Вт. P=I^2*R=U^2/R, Вт

Энергия, выделяющаяся за время Т, равна:

W=PT=I^2*RT=(U^2*T)/R, Дж

Правило Кирхгофа первое.

Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю:

Правило Кирхгофа второе (правило контуров).

В любом замкнутом контуре сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме приложенных в нем э.д.с.

Применение постоянного тока в технике и технологиях: трамваи, электрички, электродвигатели, тролейбусы. Большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. Иногда в некоторых устройствах постоянный ток преобразуют в переменный ток преобразователями (инверторами).

Билет №20.

Основные закономерности цепей переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Последовательный и параллельный резонансы. Явление резонанса и его применение в технике и технологиях.

Переменный ток — это ток, сила и направление которого изменяются во времени. (по закону sin и cos)

Применение: бытовая сеть (220v частота 50 гц). Удобно передавать на большие расстояния (ЛЭП)

Переменный ток получают, используя явление электромагнитной индукции, при котором в проводнике, пересекающем магнитное поле, возникает электродвижущая сила.

Электродвижущая сила переменного тока определяется выражением:

E=E_m sin(t+),где E_m, — максимальное или амплитудное значение э.д.с.,  = 2f — круго­вая частота, f == 1/T — частота изменения направления тока в секунду, Т — период колебания,  — фаза относительно некоторого начального момента времени.

Различают мгновенное и действующее значения напряжения и тока, имеющие соотношение:

(50) Еп=Еm/sqrt(2), Iп=Im/sqrt(2)

Мощность в цепи переменного тока равна, ((Em*Im)/2)*cos(фи)

где E_m, и 1_m — амплитудные значения напряжения и тока в электрической цепи,  — сдвиг фазы между ними.

Любой проводник электрической цепи обладает тремя видами сопротивления:

1. активным — R = U/I; (ток и напряжение совпадают по фазе)

2. реактивным индуктивным — Х_L, =L; (ток отстает по фазе на 90^о )

3. реактивным емкостным Хс = 1/С.( опережает по фазе на 90^о)

Поэтому общее сопротивление цепи, в которой имеются сопротивление (резистор), индуктивность и емкость, будет определяться выражением:

При равенстве Д= 1/С в цепи наступает резонанс.

В связи с удобством преобразования из высокого напряжения, необходимого для передачи электроэнергии на большие расстояния в низкое, необходимое для непосредственного использования в быту и в технике, переменный ток нашел широкое применение в промышленности и в быту. В промышленности переменный ток используется для литания электромоторов, в основном. асинхронного типа, в быту — для питания электронагревательных приборов, освещения, холодильников, бытовых электромоторов и т. п.

Закон Ома для цепей переменного тока.

Величина переменного тока будет тем больше, чем больше напряжение и чем меньше полное сопротивление:

I = U / z.

Последовательный и параллельный резонансы

Резонанс - резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающего воздействия к некоторой фиксированной частоте (к резонансной частоте).

Параллельный резонанс(резонанс токов) - резонанс в электрической цепи из катушки индуктивности и конденсатора, соединённых параллельно относительно источника переменного тока. При нём алгебраическая сумма реактивных проводимостей ветвей равна нулю и общий ток цепи совпадает по фазе с приложенным напряжением.

Использование: для улучшения коэффициента мощности электрических установок, в радиоприёмных устройствах и т. д.

Последовательный резонанс (РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ) - резонанс в электрической цепи из соединённых последовательно катушки индуктивности и конденсатора. На резонансной частоте сопротивление реактивное такой цепи равно нулю, и ток в ней по фазе совпадает с приложенным напряжением. При нём напряжения на ёмкостном и индуктивном элементах могут быть гораздо больше эдс источника.

Использование: для повышения напряжения в импульсных цепях.