Питання до самостійної роботи за темою:

«Виробництво, передача та використання енергії електричного струму.»

1. Які основні властивості електромагнітних хвиль?

2. Що є джерелом електромагнітних хвиль?

3. Як має рухатися частинка, щоб вона випромінювала під час коливань заряду електромагнітні хвилі?

4. Як залежить середня потужність випромінювання від частоти коливань заряду?

5. Побудуйте схему і поясніть принцип дії відкритого коливального контуру.

6. Що є випромінювачем електромагнітних хвиль?

7. к побудовано вібратор Герца, який принцип його дії?

8. Виконавши пояснювальний рисунок, опишіть процес випромінювання і прийому електромагнітних хвиль у дослідах Герца.

9. Що називають радіозв'язком?

10. Накресліть блок-схему радіопередавача і поясніть призначення кожного блока. Зобразіть графічно сутність процесу, що відбувається в кожнім блоці.

11. Що називають модуляцією? Які види модуляції ви знаєте?

12. Що таке амплітудна модуляція? Зобразіть графічно сутність процесу амплітудної модуляції.

13. Що називають детектуванням? Зобразіть графічно сутність процесу детектування.

14. Побудуйте схему детекторного приймача; опишіть будову і принцип його роботи.

15. Що ви знаєте про особливості поширення середніх і довгих радіохвиль?

16. Що ви знаєте про особливості поширення коротких ультракоротких радіохвиль? Яку роль у їх поширенні відіграє іоносфера?

17. Що впливає на поширення радіохвиль? Які радіохвилі називають поверхневими, а які просторовими?

18. Що називають ретрансляцією радіохвиль?

19. Як класифікують радіохвилі - за діапазоном довжин хвиль чи за діапазоном частот? Як називають хвилі кожного діапазону? Як використовують радіохвилі кожного діапазону.

20. Що називають радіолокацією? Які радіохвилі (за довжиною і частотою) використовують у радіолокації?

21. Що таке радар і в якому режимі він працює?

22. Запишіть формулу, за якою визначають відстань.

Розділ 5.Оптика та основи теорії відносності. Основні формули.

Геометрична оптика

Закон відбивання світла.

1) Падаючий і заломлений промені і нормаль до межі поділу лежать в одній площині.

2) Відношення синуса кута падіння α до синуса кута заломлення γ дорівнює відношенню швидкостей поширення світла в цих середовищах:

₁ i ₂ – швидкості поширення світла в середовищах, показники заломлення яких п₁ і п₂.

Якщо світло переходить з оптично густішого середовища в оптично менш густе, то, починаючи з деякого кута падіння α₀ , світло повністю відбивається від поверхні розділу цих двох середовищ. Кут падіння α, що відповідає куту заломлення β₀ = 90⁰ , називають граничним кутом повного відбивання. В цьому випадку γ = 90⁰ , Sin γ = 1, отже:

Сферичне дзеркало – тіло, що має сферичну поверхню і дзеркально відбиває світло .

Рисунок 1

Оптичний центр дзеркала (О) – точка, проходячи через яку, промінь повертається після відбивання у зворотному напрямі.

Полюс сферичного дзеркала (Р) – середина дзеркала, вершина сферичного сегмента.

Фокусна відстань (FP) – відстань від полюса дзеркала до головного фокуса F.

Головний фокус дзеркала – точка (F), у якій після відбивання перетинаються всі промені, що падають паралельно головній оптичній осі.

Головна оптична вісь – пряма (ОР), яка проходить через центр сферичної поверхні і полюс дзеркала.

Побічна оптична вісь – будь-яка пряма, що проходить через оптичний центр дзеркала.

Фокальна площина - площина, перпендикулярна до головної оптичної осі, яка проходить через головний фокус. Якщо радіус сфери R, то фокусна відстань:

Величину D, обернену до фокусної відстані, називають оптичною силою:

Вимірюється в діоптріях:

Формулою сферичного дзеркала називають таке співвідношення:

d – відстань від предмета до дзеркала, f – відстань від дзеркала до зображення, F – фокусна відстань, R – радіус сфери.

В даній формулі відстані до дійсних точок треба брати зі знаком плюс, а до уявних – зі знаком мінус.

Для побудови зображень у сферичному дзеркалі потрібно взяти будь-які з двох променів.

1. Промені АО і ВО, які проходять через центр О дзеркала (після відбивання вони протилежно направлені відносно початкового променя).

2. Промені AF i BF, які проходять через фокус F дзеркала (після відбивання вони поширюються паралельно головній оптичній осі).

3. Промені BD i AF паралельні головній оптичній осі (після відбивання від дзеркала, вони проходять через його фокус).

4. Промені АР і ВР, які падають у полюс Р дзеркала (вони відбиваються симетрично головній оптичній осі).

Рисунок 2

Лінзою називають прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями, причому одна з них може бути плоскою. Лінза називається тонкою, якщо її товщина мала порівняно з радіусом кривизни поверхонь.

Лінза, товщина якої на краях менша, ніж на середині, називається збиральною. Лінза, краї якої товщі за середину, називається розсіювальною.

Рисунок 3

Пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь, які обмежують лінзу, – головна оптична вісь .

Рисунок 4

Будь-яка пряма, що проходить через оптичний центр лінзи, – побічна оптична вісь. Головний фокус лінзи – це точка, у якій після заломлення в збиральній лінзі перетинаються промені, що падають на лінзу паралельно головній оптичній осі. Фокусна відстань – відстань від оптичного центра лінзи до її фокуса. Фокальна площина – площина, яка проходить через фокус, перпендикулярна до головної оптичної осі і паралельна площині лінзи.

Для побудови зображення у лінзі потрібно використати будь-які два промені.

1. Промінь, який проходить через оптичний центр лінзи (не змінює напряму поширення).

2. Промінь, паралельний головній оптичній осі (після заломлення в лінзі йде через задній фокус).

3. Промінь, який проходить через передній фокус лінзи (після заломлення в лінзі паралельно головній оптичній осі).

Для розсіювальної лінзи передній фокус – уявний, і щоб його побудувати, беруть не самі промені, а їх продовження

Рисунок 5

Рисунок 6

Формула тонкої збиральної лінзи:

d – відстань від предмета до лінзи, f – відстань від лінзи до зображення,

F – фокусна відстань, D – оптична сила лінзи.

Відстані до дійсних зображень треба брати зі знаком плюс, а до уявних – зі знаком мінус.

Відношення лінійного розміру зображення до відповідного лінійного розміру предмета називають лінійним збільшенням лінзи.

Кутове збільшення:

Фотометрія

Світловий потік Ф – це кількість теплової енергії, що проходить через деяку поверхню за одиницю часу.

,

де α ≤  1 – функція видимості людського ока, яка дорівнює нулю, коли довжина хвиль λ < 0,38 мкм і λ > 0,76 мкм і дорівнює одиниці при

λ = 0,550 мкм.

Одиниця світлового потоку в СІ – люмен, 1 лм = 1кд · 1ср.

Світловий потік дорівнює добутку сили світла джерела на тілесний кут ω, в який посилають випромінювання :

Якщо джерело випромінює світло рівномірно у всіх напрямах, то сила світла:

Відношення світлового потоку Ф, що падає на поверхню площею S до цієї площі, називають освітленістю Е:

За одиницю освітленості в СІ приймають люкс (лк). Освітленість поверхні точковим джерелом прямо пропорційна силі світла джерела, косинуса кута падіння променів і обернено пропорційна квадрату відстані від джерела до поверхні:  .

Умова максимумів: результуюче коливання максимально підсилюється тоді, коли різниця ходу додавання хвиль дорівнює парному числу півхвиль, або цілому числу довжин хвиль: