Билет №2

3. Энергия и плотность энергии магнитного поля.

Проводник, c протекающим по нему электрическим ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле исчезает и появляется вместе с исчезновением и появлением тока. Магнитное поле, подобно электрическому, является носителем энергии. Логично предположить, что энергия магнитного поля совпадает с работой, затрачиваемой током на создание этого поля. 

энергия магнитного поля, которое связано с контуром,   (1)  Энергию магнитного поля можно рассматривать как функцию величин, которые характеризуют это поле в окружающем пространстве. Для этого рассмотрим частный случай — однородное магнитное поле внутри длинного соленоида. Подставив в формулу (1) формулу индуктивности соленоида, найдем    Так как I=Bl/(μ₀μN) и В=μ₀μH , то   (2)  где Sl = V — объем соленоида.  Магнитное поле внутри соленоида однородно и сосредоточено внутри него, поэтому энергия (2) заключена в объеме соленоида и имеет с нем однородное распределение с постоянной объемной плотностью   (3)  Формула (3) для объемной плотности энергии магнитного поля имеет вид, аналогичный выражению для объемной плотности энергии электростатического поля, с тем отличием, что электрические величины заменены в нем магнитными. 

4. Временная когерентность. Пространственная когерентность.

Когерентность - согласованность нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени и при сложении колебаний получается колебание той же частоты.

Временная когерентность - состояние, при котором световые волны на протяжении своего периода проходят данную область в пространстве за одно и то же время. 

Длина когерентности– разность хода, при котором наблюдается интерференция.

Время когерентности – время, по истечении которого разность фаз волны в некоторой, но одной и той же точке пространства  изменяется на π.

Опыт Юнга:

Пространственная когерентность — когерентность колебаний, которые совершаются в один и тот же момент времени в разных точках плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Понятие пространственной когерентности введено для объяснения явления интерференции (на экране) от двух разных источников (от двух точек удлиненного источника, от двух точек круглого источника и т. п.).

Ширина когерентности – степень согласованности по фронту волны.

Билет №3

1. Магнитный момент контура с током.

Для исследования магнитного поля применяется плоский замкнутый контур с током очень малых размеров. Будем называть такой контур пробным контуром. Ориентацию его в пространстве характеризует направление нормали к контуру, восстанавливаемой по правилу правого винта (буравчика): если вращать рукоятку правого буравчика по направлению тока в контуре, тогда направление его поступательного движения даст направление нормали.

Магнитное поле контура характеризуется магнитным моментом

 , (12)

где I – сила тока в контуре, S - площадь контура, направление магнитного момента совпадает с направлением нормали   . В СИ единица измерения магнитного момента -   .

Рис. 9

2. Закон Стефана-Больцмана.

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимостьмощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямопропорциональна площади поверхности и четвёртой степенитемпературы тела:

P = SεσT⁴,

где ε - степень черноты (для всех веществ ε < 1, для абсолютно черного тела ε = 1). При помощи законаПланка для излучения, постоянную σ можно определелить как

где   — постоянная Планка, k — постоянная Больцмана, c — скорость света.

Численное значение   Дж · с^-1 · м^-2 · К^-4.

Закон открыт независимо Й. Стефаном и Л. Больцманом в предположении пропорциональности плотностиэнергии излучения и его давления p = ρ / 3. В 1880 г. подтверждён Лео Гретцем.