Вопрос 1

Сила и плотность тока

Силой тока называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Сила тока в системе СИ измеряется в Амперах.

По закону Ома сила тока I пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R:

Плотностью тока называется вектор, модуль которого равен отношению силы тока, протекающего через некоторую площадку, перпендикулярную направлению тока, к величине этой площадки, а направление вектора совпадает с направлением движения положительного заряда в токе.

Согласно закону Ома плотность тока в среде пропорциональна напряжённости электрического поля и проводимости среды :

Плотность тока в системе СИ измеряется в амперах на квадратный метр.

Закон Ома — открыт в 1826 году, это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению.

где:

— напряжение или разность потенциалов,

— сила тока,

— сопротивление.

Следует иметь в виду, что закон Ома является фундаментальным (основным) и может быть применён к любой физической системе, в которой действуют потоки частиц или полей, преодолевающие сопротивление. Его можно применять для расчёта гидравлических, пневматических, магнитных, электрических, световых, тепловых потоков .

Вопрос 2

Интерференция света — нелинейное сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной. Впервые явление интерференции было независимо обнаружено Робертом Бойлем (1627—1691 гг.) и Робертом Гуком (1635—1703 гг.). Они наблюдали возникновение разноцветной окраски тонких плёнок (интерференционных полос), подобных масляным или бензиновым пятнам на поверхности воды. В 1801 году Томас Юнг (1773—1829 гг.), введя «Принцип суперпозиции», первым объяснил явление интерференции света, ввел термин «интерференция» (1803) и объяснил «цветастость» тонких пленок. Он также выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции света, получив интерференцию от двух щелевых источников света (1802); позднее этот опыт Юнга стал классическим.

Интерференция света - явление перераспределения энергии в пространстве

Бипризма Френеля - тонкая стеклянная призма, как бы составленная из двух сложенных своими основаниями прямоугольных призм. Служит она наравне с зеркалами Френеля для наблюдения интерференции световых лучей.

Тонкие пленки и радуга возникают из-за разных оптических явлений.

Радуга возникает вследствие того,что капельки воды преломляют цвет разных цветов по-разному,в результате свет раскладывается в спектр.

Цвета тонких пленок объясняются явлениями интерференции.

Кольца Ньютона — кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света сквозь линзу и пластину.

Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плосковыпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны. Эта интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название кольца Ньютона.

Явление интерференции волн находит разнообразное применение. Рассмотрим лишь некоторые примеры применения интерференции.

Тот факт, что расположение интерференционных полос зависит от длины волны и разности хода лучей, позволяет по виду интерференционной картины (или их смещению) проводить точные измерения расстояний при известной длине волны или, наоборот, определять спектр интерферирующих волн (интерференционная спектроскопия). Для осуществления таких измерений разработаны различные схемы высокоточных измерительных приборов, называемых интерферометрами (двух- и многолучевые) (рис. 8.9). Незначительное перемещение одного из зеркал интерферометра приводит к смещению интерференционной картины, что можно использовать для измерения длин с точностью до . Измерения с помощью интерферометра Майкельсона привели к фундаментальным изменениям представлений о пространстве и времени. Доказали отсутствие эфира. Послужили основой специальной теории относительности.

· По интерференционной картине можно выявлятьи измерять неоднородности среды (в т.ч. фазовые), в которой распространяются волны, или отклонения формы поверхности от заданной.

· Явление интерференции волн, рассеянных от некоторого объекта (или прошедших через него) с «опорной» волной, лежит в основе голографии (в т.ч. оптической, акустической или СВЧ-голографии).

· Интерференционные волны от отдельных «элементарных» излучателей используются при создании сложных излучающих систем (антенн) для электромагнитных и акустических волн.

· Просветление оптики и получение высокопрозрачных покрытий и селективных оптических фильтров. Одной из важных задач, возникающих при построении различных оптических и антенных устройств СВЧ-диапазона, является уменьшение потерь ( ) интенсивности света, мощности потока электромагнитной энергии при отражении от поверхностей линз, обтекателей антенн и пр. приборов, используемых для преобразований световых и радиоволн в разнообразных приборах фотоники, оптоэлектроники и радиоэлектроники. Для уменьшения потерь на отражение используется покрытие оптических деталей (линз) 3 пленкой 2 со специальным образом подобранными толщиной δ и показателем преломления n (рис. 8.14).

БИЛЕТ 19

1. Силой тока называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Плотностью тока называется вектор, модуль которого равен отношению силы тока, протекающего через некоторую площадку, перпендикулярную направлению тока, к величине этой площадки, а направление вектора совпадает с направлением движения положительного заряда в токе. Основной формулой, используемой для решения задач, является Закон Ома: Закон Ома для участка цепи сила тока в проводнике пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

2. Интерференция света, сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и тёмных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей

Бипризма Френеля - в физике - двойная призма с очень малыми углами при вершинах.

Бипризма Френеля является оптическим устройством, позволяющим из одного источника света формировать две когерентные волны… Ко́льца Нью́тона — кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света сквозь линзу и пластину.

Проверка качества обработки поверхности до одной десятой длины волны. Несовершенство обработки определяют но искривлению интерференционных полос, образующихся при отражении света от проверяемой поверхности. Интерферометры служат для точного измерения показателя преломления газов и других веществ, длин световых волн.

Просветление оптики. Объективы фотоаппаратов и кинопроекторов, перископы подводных лодок и другие оптические устройства состоят из большого числа оптических стекол, линз, призм. Каждая отполиро­ванная поверхность стекла отражает около 5% падающего на нее света. Чтобы уменьшить долю отражаемой энергии, используется явление интерференции света.

БИЛЕТ 20

Электродвижущая сила источников электрической энергии возникает под влиянием причин, специфических для каждого из них.

В химических источниках электрической энергии (гальванических элементах, аккумуляторах) э. д. с. получается в результате химических реакций, в генераторах э. д. с. возникает вследствие электромагнитной индукции, в термоэлементах — за счет тепловой энергии.

Разность потенциалов, вызывающая прохождение тока через сопротивление участка электрической цепи, называется напряжением между концами этого участка. Электродвижущая сила и напряжение измеряется в вольтах. Для измерения э. д. с. и напряжения служат особые приборы — вольтметры

Постоянный электрический ток представляет собой направленное (упорядоченное) передвижение заряженных частиц, которое не практически не изменяется во времени и величине.

Закон Ома для участка цепи сила тока в проводнике пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

2. Зако́н сохране́ния эне́ргии - энергия изолированной физической системы сохраняется с течением времени. Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую.

БИЛЕТ 21

1. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называется электрическим сопротивлением проводника. Длинный проводник малого поперечного сечения создает току большое сопротивление. Короткие проводники большого поперечного сечения оказывают току малое сопротивление.

Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника. Температура проводника тоже оказывает влияние наего сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Только некоторые специальные металлические сплавы (манганин, константан', никелин и др.) с увеличением температуры своего со­противления почти не меняют.В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением.

2. Законы фотоэффекта - три закона внешнего фотоэффекта: -1- максимальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности; -2- для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта; -3- количество электронов, испускаемых веществом за 1 с пропорционально интенсивности излучения. Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта. Фотопроводимостью называется увеличение электрической проводимости вещества под действием излучения.

Фотоэлемент — электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию. Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал Александр Столетов в конце XIX века.

БИЛЕТ 22

1. При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова:

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы.Припараллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

2. Спектральными называются оптические приборы, в которых осуществляется разложение электромагнитного излучения оптического диапазона на монохроматические составляющие. Такие приборы используются для качественного и количественного исследования спектрального состава света, излучаемого, поглощаемого, отражаемого или рассеиваемого веществом. Спектральные приборы применяются также для получения излучения заданного спектрального состава. Спектрографы предназначены для одновременной регистрации относительно широкой области спектра. Спектр - электромагнитный спектр — спектр частот (или, что то же самое, энергий квантов) электромагнитного излучения.

БИЛЕТ 23

1. Итак, работа, совершаемая током на каком-либо участке цепи, прямо пропорциональна напряжению на этом участке, величине тока и времени, в течение которого протекает ток.

Электрическая мощность измеряется ваттметром. Ваттметр имеет две обмотки: последовательную и параллельную. МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА - Мощность электрического тока показывает работу тока, совершенную в единицу времени и равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена.

(мощность в механике принято обозначать буквой N, в электротехнике — буквой Р) так как А = IUt, то мощность электрического тока равна:

Тепловое действие тока.- электрический ток вызывает разогревание металлических проводников (вплоть до свечения). Работа электрического тока в СИ выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт). Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

Используется тепловое действие электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

2. Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

БИЛЕТ 24

1.Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергии механической системы.Кинетическаяэнергия - это энергия характеризуящая движушаяся тело . E_(k =(mV^2)/2). Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая способность некоего тела (или материальной точки) совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил. Ep = mgh.

2. Фарадеем установлено, что количество вещества, выделяющегося при электролизе на электродах, пропорционально току и времени его прохождения, или иначе, количеству электричества, протекающего через электролит.

Законы Фарадея - основные законы электролиза. Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества (заряду), прошедшему через электролит. Второй закон Фарадея: отношение масс различных веществ, претерпевающих химические превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит равно отношению химических эквивалентов.установлены в 1833-1834 годах М. Фарадеем. Применение электролиза : 1. Для получен. Щёлочных ,щёлочно земельных металов , алюминия .

БИЛЕТ 25

1. ЁМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - реактивное сопротивление, обусловленное ёмкостью цепи переменного синусоидального тока.

Величина ёмкостного сопротивления

Хс = 1 / 6.28 * f * C,

где 6.28 - удвоенное число Пи, f - частота тока, С - ёмкость.

Если выражать f в герцах и С в фарадах, то Хс - в омах.

ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току индуктивностью цепи (или ее участка). Индуктивное сопротивление синусоидальному току , где ? - угловая частота, L - индуктивность.

Полное сопротивление - это электрическое сопротивление, называемое иначе комплексным или кажущимся. Оно относится к цепям переменного тока, в которых помимо элементов, представляющих действительное электрическое сопротивление R, находятся элементы цепей переменного тока, т. е. конденсаторы (С), или индуктивности (L). В этом случае результирующее электрическое сопротивление такой цепи для переменного тока называется полным сопротивлением и обозначается. Z. В соответствии с законом Ома Z = 1)11. Величина, обратная полному сопротивлению, называется проводимостью и обозначается Y.

2. Импульс силы – это физ. Величин. Которая является мерой действия силы за интервал времени и числено равна произведению силы на время. Импульс тела – это физическая величина которая является мерой механического движения и числено равна произведению масы тела скорость этого тела . p = m*v. [кг*м/c]. Зако́н сохране́ния и́мпульса - утверждает, что сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой с истемы есть величина постоянная.

БИЛЕТ 26

Эл. Диссоциация.

1.Процесс появления гидратированных ионов в водном растворе называется электролитической диссоциацией

проводимость электролитов является ионной, т. е. обусловлена движением в них положительных и отрицательных ионов

Электролиз, совокупность электрохимических окислительно-восстановительных процессов, происходящих при прохождении электрического тока через электролит с погруженными в него электродами.

2.Вес – это сила с которой тело действует на опору или подвес. Невисомость – это такое состояние когда вес тела равен нулю. Искуственые спутники земли - это тела которые движутся на определённой высоте над поверхностью земли по круговой орбите .

БИЛЕТ 27

1. Условия равновесия – тело находится в равновесии если равнодействующая всех сил равна нулю .Тело находится в равновесии если в момент вращающий его по часовой стрелке равен моменту вращения его против часовой стрелки. Статика – раздел механики изучаюший равновесие тел. Если тело покоится, то говорят, что это тело находится в равновесии. Моментом силы называется физическая ( скалярная )величина, равная произведению силы, действующей на тело, на ее плечо: M = F ∙ l. Плечом же силы d называется кратчайшее расстояние от линии действия силы до оси вращения.

Если тело в покое, значит оно находится в состоянии равновесия. Тогда геометрическая сумма сил, а также сумма моментов, действующих на тело, равны нулю.

2. Дефе́кт ма́ссы — разность между массой покоя атомного ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа. В современной науке для обозначения этой разницы пользуются термином избыток массы. Как правило, избыток массы выражается в кэВ.Дефе́кт ма́ссы — разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида, выраженная в атомных единицах массы. Обозначается обычно .

Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Ядро – система связанных нуклонов, состоящая из Z протонов (масса протона в свободном состоянии mp) и N нейтронов (масса нейтрона в свободном состоянии mn).