- •Вопрос 2. Кинематика вращательного движения. Угловая скорость, угловое ускорение. Связь линейных и угловых величин. Псевдовекторы.
- •Вопрос3. Масса, свойство массы. Сила. Инерция. Первый закон Ньютона.
- •Вопрос 6. Энергия. Кинетическая , потенциальная энергия. Закон сохранения энергии.
- •Вопрос 5. Работа силы в механике. Работа силы тяжести, работа силы упругости.
- •Вопрос 7. Идеальный газ. Уравнение Менделеева-Клаперона. Плотность, концентрация молекул. Закон Дальтона.
- •Вопрос 8. Основное уравнение молекулярно кинетической энергии. Следствие. Средняя энергия поступательного движения, средняя квадратичная скорость.
- •Вопрос 14.
- •Вопрос 12.
- •Вопрос 13. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям. Анализ функции распределения.
- •Вопрос 9. Степени свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия газа – функция состояния.
- •Вопрос 10. Первое начало термодинамики. Работа газа в адиабатном и изопроцессах.
- •Вопрос 11. Адиабатный и политропный процессы. Уравнение Пуассона.
- •Вопрос 24. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс (цикл). Термический кпд цикла. Цикл Карно. Кпд цикла Карно.
- •Вопрос 15. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Понятие напряженности электрического поля. Напряженность поли точечного заряда. Принцип суперпозиции для электрического поля.
- •Вопрос 16. Поток линий напряженности эл, поля. Теорема остроградского Гаусса. Расчет поля., созданного бесконечно протяженной равномернозаряженной плоскостью.
- •Вопрос 17. Напряженность плоского конденсатора, его электроемкость, энергия заряженного конденсатора.
- •Вопрос 18. Понятие потенциала электростатического поля. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Понятие разности потенциалов.
- •Вопрос 19. Эквипотенциальные поверхности. Связь напряженности с разностью потенциалов. Расчет разности потенциалов в однородном поле.
- •Вопрос 21. Неоднородный участок цепи, понятие электродвижущей силы, действующей на участок цепи. Падение напряжения. Закон Ома для замкнутого контура.
- •Вопрос 22. Закон Джоуля-Ленца,. Работа тока. Кпд источника тока.
- •Вопрос 23. Расчет разветвленных цепей. Правило Киргофа.
- •1 Закон
- •2 Закон
- •Вопрос 24. Магнитное поле тока. Его характеристика. Изображение магнитных полей. Понятие потока линий магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля.
- •Вопрос 25. Закон Био-Савара-Лапласо в вакууме. Расчет магнитного поля, созданого линейным отрезком проводника с током. Поле от бесконечно длинного проводника с током.
- •Вопрос 26. Индукция магнитного поля в центре кругового тока.
- •Вопрос 27. Циркуляция вектора индукции магнитного поля в вакууме. Магнитное поле бесконечно длинного соленоида.
- •Вопрос 28. Действие магнитного поля на проводник с током-сила Ампера. Взаимодействие бесконечно длинных проводников с током. Единица тока 1а.
- •Вопрос 29. Сила Лоренца. Действие частицы по окружности, радиус окружности, период вращения частицы.
- •Вопрос 30. Явление электро магнитной индукции. Закон Фарадея и Ленца. Принцип действия генератора пременного тока. Тока Фуко.
- •Вопрос 31. Явление самоиндукции. Полный магнитный поток. Индуктивность контуров. Эдс самоиндукции. Экстратоки замыкания и размыкания.
- •Вопрос 32. Гармонические колебания, их характеристики. Пружинный, физический маятники. Сложение колебаний.
- •Вопрос 33. Волновое движение. Уравнение плоской упругой волны. Длина волны. Фазовая скорость.
- •Вопрос 34. Электромагнитные волны. Свойства. Интенсивность волн.
- •Вопрос 35. Интерференция волн. Оптическая разность хода. Усломия максимумов и минимумов волн. Интерференция света в тонких пленках. Просветление оптики.
- •Вопрос 36. Дифракция света. Дифракционная решетка, дифракция от решетки.
- •Вопрос 37. Фотоны, их энергия, масса, импульс. Внешний фотоэффект. Его законы. Уравнение Эйнштейна. Объяснение законов внешнего фотоэффекта.
- •Вопрос 38. Тепловое излучение. Абсолютно чёрное тело. Законы теплового излучения абсолютно черного тела. Давление света
- •Вопрос 39. Строение атома. Постулаты Бора. Атом водорода по Бору. Квантование радиуса орбиты электрона в атоме. Квантование энергии. Сериальная формула.
- •Вопрос 40. Строение ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра, удельная энергия связи ядра.
- •Вопрос 41. Радиоактивность ядер. Законы распада ядер. Активность распада.
- •Вопрос 42. Ядерные реакции с выделением энергии. Ядерная энергетика.
Вопрос 38. Тепловое излучение. Абсолютно чёрное тело. Законы теплового излучения абсолютно черного тела. Давление света
Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.
Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.
Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.
Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа.
Тепловое излучение является одним из трёх элементарных видов переноса тепловой энергии (помимо теплопроводности и конвекции).
Равновесное излучение — тепловое излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с веществом.
Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.
Важность абсолютно чёрного тела в вопросе о спектре теплового излучения любых (серых и цветных) тел вообще, кроме того, что оно представляет собой наиболее простой нетривиальный случай, состоит ещё и в том, что вопрос о спектре равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно чёрного (и исторически это было уже сделано к концу XIX века, когда проблема излучения абсолютно чёрного тела вышла на первый план).
Наиболее чёрные реальные вещества, например, сажа, поглощают до 99 % падающего излучения (то есть имеют альбедо, равное 0,01) в видимом диапазоне длин волн, однако инфракрасное излучение поглощается ими значительно хуже. Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце.
Вопрос 39. Строение атома. Постулаты Бора. Атом водорода по Бору. Квантование радиуса орбиты электрона в атоме. Квантование энергии. Сериальная формула.
А́том (от др.-греч. ἄτομος — неделимый) — наименьшая химически неделимая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств[1]. Атом состоит из атомного ядра и электронов. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: количество протонов определяет принадлежность атома некоторому химическому элементу, а число нейтронов — изотопу этого элемента.
Хотя слово атом в первоначальном значении обозначало частицу, которая не делится на меньшие части, согласно научным представлениям он состоит из более мелких частиц, называемых субатомными частицами. Атом состоит из электронов, протонов, все атомы, кроме водорода-1, содержат также нейтроны.
Электрон является самой лёгкой из составляющих атом частиц с массой 9,11·10−31 кг, отрицательным зарядом и размером, слишком малым для измерения современными методами.[4] Протоны обладают положительным зарядом и в 1836 раз тяжелее электрона (1,6726·10−27 кг). Нейтроны не обладают электрическим зарядом и в 1839 раз тяжелее электрона (1,6929·10−27 кг).[5] При этом масса ядра меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов из-за эффекта дефекта массы. Нейтроны и протоны имеют сравнимый размер, около 2,5·10−15 м, хотя размеры этих частиц определены плохо.[6]
Постулаты Бора — основные допущения, сформулированные Нильсом Бором в 1913 году для объяснения закономерности линейчатого спектра атома водорода и водородоподобных ионов (формула Бальмера-Ридберга) и квантового характера испускания и поглощения света. Бор исходил из планетарной модели атома Резерфорда.
Атом может находиться только в особенных стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн.
Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам, для которых момент импульса квантуется: , где — натуральные числа, а — постоянная Планка. Пребывание электрона на орбите определяет энергию этих стационарных состояний.
При переходе электрона с орбиты (энергетический уровень) на орбиту излучается или поглощается квант энергии , где — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего уровня на нижний энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний — поглощается.
Используя данные постулаты и законы классической механики, Бор предложил модель атома, ныне именуемую Боровской моделью атома[1]. В дальнейшем Зоммерфельд расширил теорию Бора на случай эллиптических орбит. Её называют моделью Бора-Зоммерфельда.
Атом водорода — физическая система, состоящая из атомного ядра, несущего элементарный положительный электрический заряд, и электрона, несущего элементарный отрицательный электрический заряд. В состав атомного ядра может входить протон или протон с одним или несколькими нейтронами, образуя изотопы водорода. Электрон преимущественно находится в тонком концентрическом шаровом слое вокруг атомного ядра, образуя электронную оболочку атома. Наиболее вероятный радиус электронной оболочки атома водорода в стабильном состоянии равен боровскому радиусу a0 = 0,529 Å.
Атом водорода имеет специальное значение в квантовой механике и релятивистской квантовой механике, поскольку для него проблема двух тел имеет точное или приближенное аналитическое решения. Эти решения применимы для разных изотопов водорода, с соответствующей коррекцией.
В квантовой механике атом водорода описывается двухчастичной матрицей плотности или двухчастичной волновой функцией. Также упрощенно рассматривается как электрон в электростатическом поле бесконечно тяжёлого атомного ядра, не участвующего в движении (или просто в кулоновском электростатическом потенциале вида 1/r). В этом случае атом водорода описывается редуцированной одночастичной матрицей плотности или волновой функцией.
В 1913 году Нильс Бор предложил модель атома водорода, имеющую множество предположений и упрощений, и вывел из неё спектр излучения водорода. Предположения модели не были полностью правильны, но тем не менее приводили к верным значениям энергетических уровней атома.
Результаты расчётов Бора были подтверждены в 1925—1926 годах строгим квантово-механическим анализом, основанном на уравнении Шрёдингера. Решение уравнения Шрёдингера для электрона в электростатическом поле атомного ядра выводится в аналитической форме. Оно описывает не только уровни энергии электрона и спектр излучения,
Квантование энергии электрона в атоме Некоторые физические величины, относящиеся к микрообъектам, изменяются не непрерывно, а скачкообразно. О величинах, которые могут принимать только вполне определенные, то есть дискретные значения (латинское "дискретус" означает разделенный, прерывистый), говорят, что они квантуются.
В 1900 г. немецкий физик М. Планк, изучавший тепловое излучение твердых тел, пришел к выводу, что электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций - квантов - энергии. Значение одного кванта энергии равно ΔE = hν,
где ΔE - энергия кванта, Дж; ν - частота, с-1; h - постоянная Планка (одна из фундаментальных постоянных природы), равная 6,626·10−34 Дж·с.
Кванты энергии впоследствии назвали фотонами.
Идея о квантовании энергии позволила объяснить происхождение линейчатых атомных спектров, состоящих из набора линий, объединенных в серии.