- •1.Какие силы удерживают электрон в металле? Чему равна работа выхода электрона? Нарисуйте вольтамперную характеристику вакуумного диода. Объясните все участки кривой.
- •2. Чему равен магнитный момент атома? Каково влияние магнитного поля на орбиту электронов в атоме? Какова природа диамагнетизма?
- •1.Чему равна ёмкость проводника? Как влияет на ёмкость уединённого проводника приближение к нему другого незаряжённого проводника? Выведите формулу ёмкости проводника сферической формы.
- •2. В чём суть явления взаимной индукции? Чему равна эдс взаимной индукции? Каков физический смысл взаимной индуктивности двух контуров?
- •1. Докажите, что на границе двух диэлектриков тангенциальная составляющая вектора и нормальная составляющая не претерпевают разрывов.
- •2. Сформулируйте и запишите закон Ампера(Сила Ампера). Как определяется направление этой силы? Выведите формулу для определения работы перемещения проводника с током в магнитном поле.
- •1. Как доказать, что электростатическое поле является потенциальным? Чему равна циркуляция вектора напряжённости?
- •2. В чем сущность явления самоиндукции? Что такое время релаксации? Запишите формулы для силы тока при замыкании и размыкании цепи.
- •1. Дайте определение Эл. Заряда и перечислите его свойства. Сформулируйте закон сохранения Эл. Заряда. Приведите примеры, подтверждающие этот закон.
- •1. Какие веш-ва относ-ся к диэлектрикам? Вектор Эл. Смещения. Выведите теорему Гаусса для поля в диэлектрике.
- •2. Чему равен магнитный момент атома? Каково влияние магнитного поля на орбиту электронов в атоме? Какова природа диамагнетизма?
- •1. Объясните процесс поляризации полярных и неполярных диэлектриков. Какая физическая величина определяет степень поляризации диэлектриков. Как она связана с напряжённостью эл. Поля в диэлектрике?
- •2. Природа парамагнетизма. Закон Кюри. Можно ли провести аналогию между намагничением парамагнетика и поляризацией диэлектрика? Ответ поясните.
- •2. Выведите формулу для силы взаимодействия двух параллельных бесконечно длинных проводников с током. Дайте определение единицы силы тока – ампера.
- •2. Запишите систему уравнений Максвелла. Раскройте их физический смысл.
- •2. Что Вы понимаете под током смещения? Выведите формулу для плотности тока смещения.
- •2. Какие вещества относятся к ферромагнетикам? в чём особенность их строения? Объясните процесс намагничивания ферромагнетиков.
- •2. В чём суть электромагнитной индукции? Индуктивность проводника, единицы его измерения. Выведите формулу индуктивности бесконечно длинного соленоида.
- •2. Выведите формулу для силы взаимодействия двух параллельных бесконечно длинных проводников с током. Дайте определение единицы силы тока – Ампера.
- •2. Пользуясь законом Био-Савара-Лапласа, рассчитайте индукцию магнитного поля проводника с током конечной длины.
- •1. Докажите, что на границе двух диэлектриков нормальная составляющая вектора претерпевает разрыв, а нормальная составляющая вектора остаётся без изменения.
- •2. Чему равен магнитный момент атома? Каково влияние магнитного поля на орбиту электронов в атоме? Какова природа диамагнетизма?
- •1. Какие физические величины характеризуют эл.Поле в диэлектриках? Сформулируйте и запишите т. Гаусса для поля в диэлектрике.
- •2. Какие вещ-ва относятся к магнетикам? Чему равны магнитные моменты эл-нов и атомов? Какие физ. Величины определяют намагниченность магнетиков?
- •1. Поясните физический смысл эдс, напряжения и разности потенциалов на участке эл. Цепи. Каковы правила знаков для силы тока и эдс при записи закона Ома для неоднородного участка цепи?
- •2. Выведите формулы энергии эл. И магн. Полей.
- •1. Выведите формулу работы перемещения эл. Заряда в эл. Ст. Поле. Какой хар-р носит эл. Ст. Поле? Чему равна циркуляция вектора напряжённости вдоль замкнутого контура l.
- •2. Какие в-ва относятся к диамагнетикам? Какова природа диамагнетизма?
- •1. Какие устройства наз-ся конденсаторами? Объясните почему конденсатор состоит из двух проводников. Перечислите виды конденсаторов и запишите формулу их электроемкостей.
- •2. Дайте определение потока вектора магнитной индукции. Сформулируйте и запишите теорему Гаусса для магн. Поля, объясните её физ. Смысл.
- •1. Какой проводник наз-ся уединённым? Чему равна его электроёмкость? Объясните почему при приближении к уединённому проводнику другого проводника электроёмкость первого возрастает.
- •2. Покажите, что теория Максвелла приводит к выводу о существовании электромагнитных волн. Напишите уравнение плоской электромагнитной волны. Раскройте физ. Смысл величин, входящих в ур-е.
- •1. Какие вещества относятся к сегментоэлекрикам? в чём особенность их строения? Перечислите и объясните свойства сегметоэлектриков.
- •2. Выедите физ. Ур-ние вынуждающих колебаний в эл. Контуре. Запишите его решение. Каковы условия резонанса в контуре. Чему равна частота резонанса тока и напряжения?
- •1. Дайте определение напряжённости и потенциала электрического поля. Выведите формулу, устанавливающую связь между этими величинами.
- •2. Опишите процесс взаимопревращения энергии, происходящий в эл. Контуре без активного сопративления. Выведите дифф. Ур-еколебаний в том контуре, запишите его решение.
- •2. Объясните сущность явления эл.-магн. Индукции. Сформулируйте правила Ленца. Пользуясь законом сохранения энергии, выведите основной закон эл.Магн. Индукции.
- •1. Дайте определение эл.Тока. Каковы условия существования тока? Запишите формулы для силы и плотности тока.
- •2. Запишите систему уравнений Максвелла в интегральной и дифф. Формах. Раскройте их физический смысл.
- •1. Докажите, что на границе двух диэлектриков тангенциальная составляющая вектора и нормальная составляющая не претерпевают разрывов.
- •2. Объясните эффект Холла. Какие данные о проводниках и полупровод-ах можно получить на основе экспериментального изучения эффекта Холла в них?
- •2. Какие вещества относятся к ферромагнетикам? в чём особенность их строения? Объясните процесс намагничивания ферромагнетиков.
- •1. Раскройте физ. Смысл эдс, разности потенциалов и напряжёния.
- •2. Что вы понимаете под током смещения? Запишите второе уравнение Максвелла в интегральной и дифф. Формах. Раскройте его физ. Смысл.
- •1. Какие типы конденсаторов Вам известны? Какова роль конденсатора в эл. Цепи? Выведите формулу ёмкости плоского конденсатора.
- •2. Каковы условия резонанса в эл. Колебательном контуре? Приведите резонансные кривые для тока и напряжения. В чем сходство и различия этих кривых?
- •1. Дайте определение эл. Диполя. Чему равен и как направлен его эл. Момент. Выведите формулу для определения на пр-ти на оси диполя.
- •2. Какие токи наз-ся электротоками и самоиндукции? Что такое время релаксации? Запишите формулы для силы тока при замыкании и размыкании цепи.
Билет №1
1. Какая физ-ая величина определяет степень поляризации диэлектрика? Раскройте её физический смысл. Опишите механизмы электронной и дипольной поляризации. В каких диэлектриках наблюдаются эти виды поляризации. Как зависит поляризованность этих диэлектриков от температуры?
Физическая величина, определяющая степень поляризации диэлектрика,- дипольный момент единицы объём поляризованность (P) –векторная физическая величина. Для большего класса диэлектриков (кроме сегнетоэлектриков). Р линейно зависит от Е (напряжённости поля), где Х – диэлектрическая восприимчивость вещества.
Электронная (деформационная) поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счёт деформации электронных орбит.
Дипольная (ориентационная) поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов по полю.
Поляризованность неполярных диэлектриков не зависит от температуры.
Для полярных диэлектриков, тепловое движение препятствует полной ориентации молекул, но в результате совместного действия электрического поля и теплового движения возникает преимущественная ориентация дипольных моментов молекул по полю. Это ориентация тем сильнее, чем больше напряжённость электрического поля и ниже температура.
2. Опишите процесс взаимопревращения энергии, проходящий в колебательном контуре. Могут ли возникнуть электромагнитные колебания в контуре, состоящем из конденсатора и резистора, из катушки индуктивности и резистора? Ответ обоснуйте.
Колебательный контур – это цепь состоящая из последовательно включённых катушки индуктивностью L, конденсатора ёмкостью С и резистора сопротивлением R.
Если в идеальном колебательном контуре (R~0) предварительно зарядить конденсатор, то после того как мы замкнём ею на катушку он начнёт разряжаться и в контуре потечёт ток I. В результате энергия электрического поля будет уменьшаться и энергия магнитного поля - возрастать. По закону сохранения энергии в любой момент времени: . В момент времени, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля = 0, а магнитное поле максимальна. С этого момента ток начнёт убывать, т.к. в катушке индуцируется ток направленный по правилу Ленца также как и ток разрядки конденсатора и конденсатор начнёт разряжается и т.д.
В цепи, состоящей из конденсатора целиком пойдёт на нагревание поэтому колебаний не будет. По правилу Ленца ток, индуцируемый в катушке направлен так, чтобы компенсировать изменения в поля. Таким образом ток в цепи состоящей только из резистора и катушки протекать вообще не будет.
Билет №2
1.Какие силы удерживают электрон в металле? Чему равна работа выхода электрона? Нарисуйте вольтамперную характеристику вакуумного диода. Объясните все участки кривой.
В поверхностном слое металла должно быть задерживающее электрическое поле. Работу, которую нужно затратить для выделения электрона из металла в вакууме называется работой выхода. Две вероятные причины появления работы выхода, силы, удерживающие электрон металле: 1) в том месте, где с поверхности металла удаляется электрон появляется избыточный положительный заряд, который стремится вернуть электрон в метал. 2) отделённые электроны, выделившие с поверхности метал создают вместе с оставшимися положительными ионами двойной электрический слой, поле которое подобно полю конденсатора. Таким образом работа выхода: , где-поверхностный скачок потенциала – разность потенциалов в двойном электрическим слое.. 1эВ – это работа, совершаемая силами поля при перемещении заряда равного заряду электрон при прохождении им разности потенциалов в 1В.зависит от природы металла и химической чистоты его поверхности. Испускание электронов с поверхности металла называюттермоэлектрической эмиссией.
Вакуумный диод – откачанный баллон, содержащий катод и диод.
1) ВАХ – не линейна. Отсюда следует, что для вакуумного диода закон Ома не выполняется.2) Если изменять полярность цепи анода, то I станет =0=> носители заряда – электроны. 3) Зависимость I(U) при U малых > 0 описывается законом Богуславского – Ленгмюра. I=B. 4) Ток в цепи увеличивается до величины I насыщения, кот. соот-ет, что все электроны , покинувшие катод достигают анода, этот ток увел-ся с ростом температуры. 5) Сила тока анода = 0 при <0. При= 00.
2. Чему равен магнитный момент атома? Каково влияние магнитного поля на орбиту электронов в атоме? Какова природа диамагнетизма?
Магнитный момент атома(молекулы) = векторной сумме магнитных моментов (орбитальных и спиновых) входящих в атом (молекулу) электронов.
, где - орбитальный магнитный момент
, где - орбитальный механический момент
, - по правилу правого винта
, где - собственный механический момент импульса(спин)
- собственный магнитный момент, - гипомагнитное отношение спиновых моментов.
Если орбита электрона ориен-на относительно произвольным образом, составляя с ним угол, то она приходит в движение вокруг, при которомпри=const вращается вокруг с некоторой угловой скоростью.
Такое движение называется процессией. Это движение эквивалентно круговому току. Этот микроток индуцирован внешним => по правилу Ленца появится составляющая магнитного поля направленная противоположно внешнему полю. Эффект ослабления внешнего магнитного поля называется диамагнитным эффектом, он лежит в основе диамагнетизма.
Билет №3
1.Чему равна ёмкость проводника? Как влияет на ёмкость уединённого проводника приближение к нему другого незаряжённого проводника? Выведите формулу ёмкости проводника сферической формы.
Уединённый проводник – проводник, удалённый от другого проводников, тел и зарядов.
Ёмкость уединённого проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу. ,, С ~ размеры, форма.
Если к заряжённому проводнику приближать др. тела, то на них возникают индуцированные или связанные заряды, причём ближайшему к наводящему заряд Q будут заряды противоположностью знака. Эти заряды ослабляют поле, т.е. понижают потенциал проводника, что приводит к повышению его електроёмкости. (1) Ёмкость
проводника сферической формы. Потенциал уединённого шара: (2). (2) в (1).