Билет №14

1. Сила Ампера. Закон Ампера.

Закон Ампера и сила Ампера

   Закон Ампера — если провод, по которому течет ток, находится в магнитном поле, то на каждый из носителей тока действует сила Ампера:

.

Закон Ампера в векторной форме:

. Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля.

  Сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы dl и B. Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется правило левой руки.

 

  Чтоб найти силу Ампера для двух бесконечных параллельных проводников, токи которых текут в одном направлении и эти проводники находятся на расстоянии r, необходимо:

Бесконечный проводник с током I1 в точке на расстоянии r создаёт магнитное поле с индукцией:

по закону Био-Савара-Лапласа для прямого тока:        ;

по закону Ампера найдём силу, с которой первый проводник действует на второй:

;

по правилу буравчика,   направлена в сторону первого проводника (аналогично и для   , а значит, проводники притягиваются):

.

Интегрируем, учитывая только проводник единичной длины (пределы l от 0 до 1) и сила Ампера получается:

.

Обозначения в формулах:

F — сила Ампера;

I — значение тока;

υ — скорость хаотического движения носителя;

u — скорость упорядоченного движения;

 — магнитная постоянная;

μ — относительная магнитная проницаемость (среды);

B — магнитная индукция;

dl — элементарная длина провода;

α — угол между векторами dl и B.

2. Прохождение поляризованного света через кристаллическую пластинку.

Интерференция поляризованного света.

Пусть на кристаллическую пластинку, вы­резанную параллельно оптической оси, нормально падает плоскополяризованный свет. Внутри пластинки он раз­бивается на обыкновенный (о) и необык­новенный (е) лучи, которые в кристалле пространственно не разделены (но дви­жутся с разными скоростями), а на вы­ходе из кристалла складываются. Эти волны когерентны и распространяются по одному и тому же направлению. Между обыкновенным и необыкновен­ным лучами в пластинке возникает оптиче­ская разность хода 

или разность фаз 

где d—толщина пластинки,  —длина волны в вакууме.

.

Так как в обыкновенном и необыкно­венном лучах колебания светового вектора совершаются во взаимно перпендикулярных направлениях, то на выходе из пластинки в результате сложения этих колебаний возникают световые волны, век­тор Е ( , и Н) в которых меняется со временем так, что его конец описывает эллипс, ориентированный про­извольно относительно координатных осей. Та­ким образом, в результате прохождения через кристаллическую пластинку плоскополяризованный свет превращается в эл­липтически поляризованный.

Билет №15

1. Сила Лоренца.

Сила Лоренца – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся со скоростью   положительный заряд (здесь    – скорость упорядоченного движения носителей положительного заряда). Модуль лоренцевой силы:

,

(2.5.3)

где α – угол между    и   .

Направлена сила Лоренца перпендикулярно к плоскости, в которой лежат векторы    и   .  К движущемуся положительному заряду применимо правило левой руки или «правило буравчика» (рис. 2.6).

               

Рис. 2.6

      Направление действия силы для отрицательного заряда – противоположно, следовательно, к электронам применимо правило правой руки.

      Так как сила Лоренца направлена перпендикулярно движущемуся заряду, т.е. перпендикулярно   ,работа этой силы всегда равна нулю. Следовательно, действуя на заряженную частицу, сила Лоренца не может изменить кинетическую энергию частицы.

2. Дифракция электронов.

ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ - упругое рассеяние электронов на кристаллах или молекулах жидкостей и газов, при к-ром из первичного пучка образуются отклонённые на определ. углы дополнит. пучки электронов. 

Данное явление объясняется корпускулярно-волновым дуализмом, в том смысле, что частица вещества (в данном случае взаимодействующий с веществом электрон) может быть описана, как волна.

При выполнении некоторых условий, пропуская пучок электронов через материал, можно зафиксировать дифракционную картину, соответствующую структуре материала. Поэтому процесс дифракции электронов получил широкое применение в аналитических исследованиях различных материалов. Методы изучения строения вещества, основанные на рассеянии ускоренных электронов на исследуемом образце иногда называют электронографией.