Учебная работа. Мини-шпаргалки по физике (1 курс)

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Мини-шпаргалки по физике (1 курс)

——————————————————————-

.t =∆t  V=скорость  u=фи  μ=мю

sina=sin альфа  siny=sinгамма

~ток=переменный ток

T ~тока — период переменного тока   V ~тока —
напряжение переменного тока

——————————————————————-

1.
Открытие МП. Магнитная индукция. Вихревой хар-р МП

МП
обнаружил Х. Эрстед в 1819 г.

МП-особая
форма материи, посредство которой осуществляется взаимодействие

между
движущимися харяженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.
МП порождается электрич.током. Индикатор МП-замкнутый контур малых размеров или
простоянный магнит. МП — вихревое, т.к силовые линии МП замкнуты. МП
изображается через магнитные силовые линии.

Плотность
линий магнит.индукции характеризует B=Fl/IS
[B]=H*м/А*м2 =Тл (Тесла)

Модуль
магнитной индукции-отношение максимальн.вращаюшего момента, действующего на
контру с током в МП к магнитному моменту этого контура. B=Mмах/pm

 

2.
Напряженность МП. закон

МП в
вакууме характеризуется напряженностью H

H=Bo/μo  μo=4П*10-7 Гн/м  Bo=
μoH  и Bo=B/ μ тогда B=μμoH
– связь магнитной инд. И напряжен.

закон+ РИС 13.8 на стр.207

Напряженность
поля, создава. Элементом тока, текущего по участку .l в точке, располож. На r прямопроп. Силе тока и длине
проводника и обр.проп.квадрату расстояния.

3.
Магнитные поля прямолин.проводника,кругового тока, соленоида

прямолин.пров: 
H=I/2Пr  B==μμoI/2Пr

кругового
тока:  B=μμoH=μμoI/2r

соленоида
H=In  B=μμoIn
n-число витков
на ед.длины соленоида

4.
закон

Закон
Ампера: F=BI.l*sina На проводник с током,
помещен.в однород.МП индукции B действует
сила, пропорц.длине отрезка .l , силе
тока I и индукции МП B

a=угол между направлен.тока и
ветрока B

Сила,
с которой 1ый проводник действ.на 2ой пропорц.произведен.силы токов и обр.проп
расстоянию между ними F21=μμoI1I2l/2Пd + РИС 13.11 на стр.210

Если
проводники притягиваются — сила между ними отрицательная

5.
Магнитный поток. Работа по перемещ.проводника с током в МП

Магнитный
поток -физич.велиина, равная произведению проекции вектора магнитной индукции
на площадь поверхности .Ф=Bn*.S=B.S*cosa 
a-угол между
нормалью и B

Магнитный
поток характеризует число линий магнитной индукции, проход.через данную
поверхность. Магнитный поток через замкнутую поверхность=0

изменить
магнитный поток можно: 1)изменяя B  2)изменяя ориентацию контура отностительно B, т.е вращая контур в МП.

[.Ф]=Вб(вебер)  1Вб=1 Тл*м2

При
движении проводника в МП соверх.работа .A=F.x=BIl.x

.A=IB.S=I.Ф Работа, совершаемая силами
Ампера при движ.проводника с током в МП=произвед.силы тока на магнитный поток + РИС 13.13 на стр.212

6. действие МП на движ.заряд.
Сила Лоренца

движущиеся
эл.заряды создают вокруг себя МП. Сила, с которой поле действует на каждый
заряд (Сила Лоренца): Fл=F/n=BQ * .l/.t * sina  т.к .l/.t=V — средняя скорость заряда, то

Fл=BqV*sina  a-угол между вектором V и B  Сила лоренца направлена перпендикулярна V и B. 1) Если скорость заряда=0, то
Fл=0 – МП не действует на заряд  2)Если a=0, то sina=0, Fл=0 —  МП не действует на заряд  + РИС 13.14 на стр.213

7.
Удельный заряд. Магнитосфера Земли

Пропуская
заряжен.частицы чере электрическое и магнитное поля, определяют их уд.заряд. mV2/2=Q(u1-u2), отсюда V=√2Q(u1-u2)/m  Удельный заряд: Q/m=2(u1-u2)/R2B2

Приборы
для разделения заряженных частиц по их уд.зар — масс-спетрографы

Магнитосфера-область
околоземного пространства, свойсва и размеры которой определяются МП Земли и
его взаимодействием с солнечным ветром.

Магнитосфера
может удерживать заряж.частицы — они образуют радиационные пояса Земли.

8.
Магнитные св-ва вещества. Природа диа-пара-ферромагнитизма

Магнетики-вещ-ва,
способные намагничиваться во внешнем МП, т.е создавать свое собственное МП.
Магнетики бывают слабомагнитные и сильномагнитные. К слабомагнитным относятся
парамагнетики и диамагнетики. К сильномагнитным -ферромагнетики. Паромагнитные
св-ва вещ-ва объясняются орбитальным движением электронов вокруг ядер атомов —
создают собственное МП молекул. Парамагнетики: кислород, алюминий, патина. Для
них μ зависит от температуры. У
диамагнетиков μ не зависит от t’. Диамагнетики:
золото,стекло,медь,мрамор,серебро,вода… Ферромагнетик состоит из множества
самопроизвольно намагниченных обастей очень малых рамером — называются домены. + РИС 13.20 на стр.220 Ферромагнетики:
железо,никиль,кобальт.  температура Кюри — t’, при которой у ферромагнетика исчезают его ферромагнитные свойства — он
становится паромагнетиком. Петля гистерезиса-замкнутая кривая индукции, которая
образуется при периодическом перемагничивании ферромагнетика ~ током

9.
Э-м индукция. Законы. Правило Ленца.

Э-м
индукцию обнаружил Фарадей в 1831 г. ток, возникающи при Э-м
индукции-индукционный. Э-м индукция-возникновение индукционного МП в проводящем
контуре, который либо перещается в постоянном МП, либо неподвижен в ~МП. Чем быстрее меняется число линий
магнитной индукции-тем больше индукц.ток. Причина
возникнов.инд.тока-изменен.магнитного потока. .Ф=Bn*.S    N-кол-во витков

.Ф=B.S*cosa  .Ф=NB.S*cosa  I=.Ф/.t
– cкорость
изменения магнитного потока. Закон Фарадея: + РИС 14.1 на стр.227 ЭДС индукции в замкнутом
контуре=по величине скорости изменения магнитного потока через поверхность,
ограниченную контуром, взятую с противоположным знаком.

ε=Аст/q  ; Aст=Fл=Fл*l/q=BVl*sina

Правило
Ленца: Возникающий в замкнутом контуре инд.ток своим МП противидействует тому
изменению магнитного потока, которым был вызван или инд.ток всегда
противодействует причине, вызвавшей его

Явление
Э-м индукции-в основе работы электрич.генераторов

10. Понятие Э-м теории Максвелла.
Вихревое эл.поле…

Cв-ва индуцированного
электрич.поля: 1)с зарядом не связано 2)линии напряженности замкнуты, его
называют вихревым  3)истоков индуцированного поля указать нельзя  4)работа
индуцированного поля вдоль замкнутого пути=0   A=Q=I2*R*.t

5)индуцированное эл.поля
возникает независимо от наличия замкнутого проволочного контура. Положение
Максвелла: сущность явления Э-м индукции заключается не столько в появлении
индукционного тока, сколько в возникновении вихревого электрич.поля.

Вихревое
эл.поле можно применять для ускорения заряженных частиц. Токи
Фуко-короткозамкнутые индукц.токи, возникающ.в массивном проводнике с малым R, движущимся в МП. Эти токи нагревают
проводник (используются в электропечах, счетчиках электроэнергии).

11.
Самоинд.Индуктивность

любой
проводник,по котороу теч.эл.ток находится в собств.МП. Изменяя

его
можно получить ЭДС индукции. Самоиндукция-возникновение ЭДС

индукц.в
проводнике, по которому течет перем.ток

Индуктивность-физ.вел.,числ.=ЭДС
самоинд,возник.в контуре при измен.

I на 1А за 1 с. L=εis .Δt/ΔI  [L]=Гц  Для удлин.соленоида: L=μμon2S/l

 n=N/l – число витков на ед.длины. L=μμoN2S*l/l*l
   L=μμoN2V V-объем сол.

12.
ЭНЕРГИЯ МП. ОБЪЕМНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ

Собств.энергия
тока находится в МП, созданном проводником с током.

Wм=LI2/2   L=μμoN2V 
, то  Wм= μμoN2VI2/2=μμoH2V/2-энергия МП солен.

Через
магн.инд. Wм=μμoB2 V/2μ2μo2
=B2*V/2μμo

Энергия
Э-м поля соленоида: W=Wэ+Wм=εεo E2*V/2 + μμoH2/2
*V

объемная
плотность энергии: ω=W/V  
ωм=μμoH/2=B2/2μμo

ωэ= εεo E2/2
+ μμoH2/2

13.
КОЛЕБ.ДВИЖ.ХАР-КА КОЛ.ДВ

Кол.дв-движ
точно повтор.через равные промеж.времени

Полное
колеб.-1 законченный цикл кол.дв. T-время 1 полного кол. 

 ν-число полных кол. В ед.врем.   ν=1/T ω – кругов.частота — полные колем.

за
время 2П ω=2Пν 
А-амитуда-макс.отклон.от равновесия.

Гармонич.кол.-колеб.движ.опис.по
закону sin или cos    S=Asin(ωot+uo)

Скор. кол.Vx=dS/dt=Aωot Vx=Vocosωot
Ускор.ax=dV/dT=-Aωo2sinωot=-Vo2S

14.
свободные ЭМ колебания. Кол.контур.Превращ.энергии

Эм
колеб-периодич.изменения зарядов,токов, напряжений.

Своб.кол-соверш.
Без вн.воздействия-конденс.особожд.заряд

ωo2=1/LC 
wo=1/√LC  T=2П/ωo =2П√LC По гарм.кол.изм.напряж,сила тока:

  U=Q/C=Qo*Sin(ωot+uo)/C=Uo*Sin(ωot+uo)

   I=dQ/dT=QoωoCos(ωot+uo)=Io(ωot+uo)
При
откл.ист.тока в цепи=ЭДС

самоинд.
ε=-LdI/dT = q/C  -LdI/dT=Q/C  d2q/dt2+1Q/LC=0 
1/LC=ωo2  

d2q/dt2
+ ωo2q=0 =>ток достиг.макс.знач,если Q(U)на обкл.конд.=0

Превр.энерг.:При
зарядке конд-появл.эл.поле, энергия Wэ=CU2/2

При
разрядке — МП Wм=LI2/2 В идеальном контуре CU2/2= LI2/2

Энергия
заряж.конд.периодич. измен.по закону Wэ=Qo2sin2(ωot+uo)/2C

т.к ω2 =1/LC, то  Wэ=ωo2LQo2
sin2(ωot+uo)/2  Wм=LIo2cos2(ωot+uo)/2 
Io=Qoωo

Wм=ωo2
LQo2cos2(ωot+uo)/2 
Полная энерг.
Э-М поля: W=Wэ+Wм=ωo2 Lqo2/2

В ид.контуре
суммарная энергия сохр, Э-м колебания незатухающие.

15.
ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ…

В
реальном кол.контуре есть R=0
=> энергия в
начале запасенная в контуре

расходуется
на выделение тепла. A уменьш, колеб.затухают.

εis=U+IR  (U-на конд. IR-на провод)  εis=-Ld2q/dt2  U=q/C   I=dq/dt

-Ld2q/dt2=q/C+dq/dt
* R    d2q/dt2 +R/L *dq/dt + 1/LC * q = 0

ωo2=1/LC     
ς=R/2L – коэф.затух. 
 d2q/dt2 +2ς
dq/dt + ωo2q=0

q=qme-ςt
sin (ωt+ uo)  ω=√ωo2
—  ς2  =  √ ωo2 -R2/4L

qt=qme-ςt
 =>А зат.кол уменьш.С теч.врем по
экспоненциальному закону ωo
> ς

Время
релаксац.-промежуток времени, в теч.которого A зат.кол. Уменьш в e раз

τ=1/ς   V затух.клеб в контуре характеризуется
дискрементом затухания Θ

Θ=ln qt/q(t+T)=ςT + рисунок ГЕНЕРАТОРА НА
ТРАНЗИСТОРЕ

16. ВЫНУЖДЕННЫЕ Э-м
КОЛЕБАНИЯ

-колебания,возник.под
действ.внешн.переодич.измен.ЭДС

чтоб в
колеб.конт.возникли вынужд.колеб.надо подвести к нему внешн.период.

Изм.ЭДС или
переме.напряжен.

L dI/dt + IR + Q/C = U0sin
ωt (:L)=>dI/dt +RI/L +Q/LC=Uo/L * sin ωt

а т.к I=dQ/dt   ω20=1/LC  δ=R/2L
то d2Q/dt2 + 2δ * dQ/dt +
ω20Q = Uo/L * sin ωt

решение: Q=Q0 * sin
(ωt + φ) =>вын.кол.Происх. С частотой=ω и= гармонич.

I в конт.: I=dQ/dt = ωQo *
cos(ωt —  φ) =>колебан.Q и I сдвинуты
по ф. На п/2

Амплитуда
и фаза: Qo=Uo/w*√R2+(wL-1/wC)2  
            tg φ=R/1/wC-wL

Резонанс-резкое
+A, когда v вын.колеб->к v собств.кол.сист — wo  РИС

17.
~ток. Генератор ~ тока

~ток-эл.ток, извен.со
времен. Он — результат вынужд. Э-м колебаний.

Вынужд.колеб.созд.
Генератором ~тока, работ.на
электростанц.

 S-площ.плоского.витка φ-угол между B и n (с векторами)

ф-магн.поток
через
S РИС

 Ф=BS*cos φ ( φ=2П*υ*t) =>Ф=BScos2П*υ*t=BSωt

По
закону Фарадея: ε=-.Ф/.t = -dФ/dt=-Ф’ а т.к  εi=-(BScosωt)=BSωsinωt
=>

εm=BSω
и  εi=εm*sinωt  ЭДС индукц.
Максим. При sinωt=1, a=ωt=П/2

мгновенное
знач.~тока: I=εi/R=εo/R
*sinωt   Io=εo/R=BSw/R 

I=Io*sinwt  
ε=εo*sinwt   Колеб тока и эдс=по фазе  РИС

T ~тока-промеж.времени, в
теч.которого перемен.ЭДС соверш.1 полн.колеб.

V ~тока — число полных
колеб, соверш. За 1 сек.

18. ЕМКОСТНОЕ И
ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

U и Q на обклад.конд.измен.по закону: U=Uo*sinωt; Q=CU=CUo*sinωt а т.к I=dQ/dt

I=CωUo*sin
(ωt + п/2)=Io*sin (ωt + п/2)=>~ток опереж.по фазе на П/2

Если
цепь, в котор.включ.конденсатор, обл.сопротивлен Xc-емкостным, то

Io=Uo/Xc
Емкостное r обр.проп.емкости и круговой
частоте ~тока Xc=1/ωC

Ток
возбуждает в катушке ЭДС самоиндукц: ε=-L*dI/dt dI/dt=ωIo*sin(ωt+п/2),

Uo=ωLIo,
то  ε=-ωLIo*sin(wt+п/2)=-Uo*sin(wt+п/2)  U=Uo*sin(wt+П/2)

законXL=ωL               
XL и
Xc-реактивные
сопротивления 2РИС

19.
закон~ТОКА

Если
эл.цепь сост. Из послед.соед. Активного R, емкости C и индуктивности L, то

полное
напряжение можно найти из векторной диаграммы

значение
угла  φ зависит от соотношения UL и Uc

если
UL=UC, то φ=0 -I и U =
по фазе Uo=√(U2R+(UL-Uc)2 
Полное
сопрот.:Z=√(R2+(wL-1/wC)2

законАмплитуда
силы ~тока пропорц.амплитуде
напряжения и обр.проп.полному R цепи

Если
индукт.R=емкостному, то в
цепи-резонанс, законактивному.
Сила тока в цепи наибольшая и по фазе совпадает с напряж.

20.
РАБОТА И МОЩНОСТЬ
~тока

Мощн.пост
тока: P=IU=I2R
   Мощность
~тока зависит еще и от
сдвига фазы.

между
U и I  т.е P=IU cos φ   Еси  φ=90′, то cos φ=0 Мощность=0, незав.от U и I

Мгновен.мощность
~тока: Pt=IU=IoUosin2wt , а т.к sin2wt=1/2*(1-cos2wt),то

pt=IoUo(1-cos2wt)
I,U-мгнов,
Io, Uo-амплитуд.  Работа за
время T:

A=IoUo
⌠(1-cos2wt)dt , а т.к w=2П/Т, то A=IoUo⌠(1-cos4П/T
*t)dt=IoUoT/2 [от
0 до T]

Aт=1/2 * Io Uo T  Средняя мощность ~тока: Pcр=Aт/T=IoUo/2

Действующ.сила
тока Iэф и действ. Uэф — такие I и U пост.тока, что при прохожд.

Которого
по той же цепи а то же время выделяется кол-во теплоты, что и при

данном
~токе.  МОЩНОСТЬ: P=Iэф Uэф=RI2эф=U2эф/R  Iэф=Io/√2  Uэф=Uo/√2

ε=εo/√2   P=IUcosu
Cosu характериз.потере
E в цепи  надо стремится
к + cosu

21.
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ
~ТОКА. ТРАНСФОРМАТОР. ПЕРЕДАЧА И…

Трансформатор-выполненный
из мягкого ферромагнетика сердечник

замкнутой
формы, на котором 2 обмотки: первичная и вторичная

Концы
первичной-вход, концы вторичной-выход(к потребителю_

Основа
работы трансформ.явление Э-м индукции:на вход подается

~напряжение.
В сердечнике возникает магнитный поток, пронизы-

выющий
первичную и втор.обмотки.На них возникает ЭДС самоинд:

ε1=-N1
* dФ/dt        ε2=-N1 * dФ/dt    N1 и N2-число
витков обмотки

U1=I1R1-ε1
= I1R1+N1 * dФ/dt    U2=I2R1-ε2
= I2R2+N2 * dФ/dt

1) Холостой ход: ε1~U1  ε2~U2  => U1/U2 =
N1/N2

P1=P2  
I1U1=I2U2   U1/U2
= I2/I1  2)Втор.обмотка замкнута:

n=P2/P1=I2U2/I1U1  
n(КПД) достигает 99%

Типы
трансформат.: Автотрансформатор, ЛАТР, катушка Румкорфа

—-

Производство
электроэнергии — на 3-х типах станций: ТЭС, ГЭС, АЭС

Передавать
ток низкого напряж невыгодно-большие потери в проводах

ток
низкого U подается на трансформатор,
он преобр.его в высокое U

По
линиям переходит к месту потреблен.Трансформ. преобр. U обратно

22.
Э-М волны  как своб. Вид материи. Э-м волны

Максвелл
разработал теорию Э-м поля: ~электр.поле
пораждает МП.

Энегрия
Э-м поля — сумма энергий МП и эл.поля: W=Wэ+Wм

Плотность
энергии: ω= ωэ+ωм=εεoE2 /2  + B2/2μμo

Э-м
волны-распространяющееся в пространстве Э-м поле

Скорость
волны: V=1/√εεoμμo  В вакууме: c=1/√εoμo=3*108
м/c

Длина
волны — расстояние, на которое перемещается Э-м

волна
за время=одному периоду колебания: λ=c/V

Если
волна переходит из вакуума в др.среду — длина волны и скорость

уменьшаются,
а частота остается прежней:  λ=c/v

Э-м
волны — поперечные. Вектор магнитной индукции перпендикулярен

вектору
напряженности и направлению распростран.волны

+рисунок
(16.3) СО СТРАНИЦЫ 270

Э-м
волна монохроматич.-то E
и B соверш.гарм.колеб с
постоян.частотой

свойства
Э-м волн: поглащение,отражен,преломлен,интерференц,дифрац.

23.
ОТКРЫТЫЙ КОЛЕБ.КОНТУР. свойства Э-м ВОЛН

Герц
создал открыт.колеб.контур -ввел в закр.кол.контур искровой промежут.

Искра
замыкала контур — совершалась серия Э-м колебаний

В
этом кол.контуре ~электрич. поле существовало
снаружи контура и было

затухающим
(существовало сопротивление и Э-м
волны теряди энергию)

чтобы
получить нехатух.колеб — нужно открыт.кол.контур соединить

с
генератором на транзисторе    +рисунок (16.6) СО СТРАНИЦЫ 272

т.к v=1/T и T=2П√LC,
то для
повышен.частоты нужно уменьшать L и
C

Свойства
Э-м волн: поглащение,отражен,преломлен,интерференц,дифрац.

Все
свойства Э-м волн совпадают со свойствами света. свет=Э-м излучение

25.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОСВЯЗИ. ИЗОБРЕТЕНИЕ РАДИО ПОПОВЫМ

Радиосвязь-передача
информации с помощью радиоволн, охватывающих широ-

кий
диапазон: частота от 3*104
до 3*1011  ; Длина волны от 0,0001 до 1000 м

 Принцип радиосвязи: ~ток высокой частоты создается в
передающ.антенне и

вызывает
в пространстве быстроменяющееся Э-м поле. Достигая приемной

антенны,
Э-м волна вызывает в ней ~ток той же частоты

Попов
создал 1ый радиоприемник — на когерер действовали Э-м волны-

под
влиянием Э-м волн металлич.опилки в когерере слипались и  через

когерер
шел ток (цепь замкнута). После этого, ток течет через реле, звонок

разрывает
церь и приемник возвращается в первоначальное состояние

Радиопередатчик
излучает незатух.колебаний высокой частоты.

Приемник
принимает Э-м волны, входит в резонанс, детектор выделяет

НЧ
колебания из моделируемых колебаний ВЧ.

25.
Э-м природа света.
V
распространения
света.

Оптика
— изучает видимый свет и короткие Э-м волны

Геометрич.оптика
на рассматривает вопросов о природе света, т.е

изучает
отражение и преломление.  Физич.оптика изуч.природу света.

существовало
2 теории: Ньютон считал, что свет=поток частиц

Гюйгенс,
что свет=волна, распространяющ. Со скоростью V=c/√εμ

Док-во
теории Ньютона: преломление и отражение света

Док-во
теории Гюйгенса: интерференция, дифракция, поляризация

свет
имеет корпускулярно-волновую природу!

Свет-Э-м
излучение, воспринимаемое чел.глазом. Длина волны видимого

света
от 0,38 до 0,76 мкм. 

Фотометрия-раздел
физ.оптики, изучающ.изменен Э-м излуч.оптич.диспазона

Майкельсон
установил, что 1)Скорость света в вакууме больше,

чем в
др.средах  2)Скорость света на зависит от скорости его источника

26. Световой поток.
Сила света

1)Световой поток: Ф=PV  Ф=IΩ 
[Ф]=Лм (люмен). Это мощность
видимой части

излучения,
распространяющегося внутри телесного угла. Оценивается по

действию
этого излучения на норм.глаз.

1
люмен=сила света,испускаемая с поверхн.S=1/60000 м2 полного излуч.

в
перпенд.направлении при t
излучателся=tзатвер.платины при p=101325 Па

2)
Сила света: I=Ф/Ω  I=Ф/4П   [I]=Кд (Кандела) Это свечение источ.видимого

излуч.
В не котор.направл.

Точечный источник света-если
его размеры принебрежимо малы по сравнен. С расст,

на котором оценивается
его действие.  

Ω=4Пср — угол,
охватывающий все пространство вокруг ТИ.

Телесный
угол-отношение площади поверхности, вырезанной на сфере конуса

с
вершиной в т.О к квадрату радиуса сферу.  [ Ω ] =ср

1ср=телесному
углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности

сферы
S=S квадрату со стороной=R сферы.

27.
.законы освещ. Светимость звезд. Абсолютная звезд.велич

E=Ф/S  [E]= лм/м2 = лк(люкс) 
1люкс-освещен,созд.свет.потоком 1 люмен при

равномерном
его распределении по S=1м2

1ый
законсвет, пропорц.

Силе
света и обр.проп.квадрату расстояния до ист. E=I/R2

док-во:
E=Ф/S=I Ω/4ПR2=I4П/4ПR2=I/R2

2ой законE=I/R2
* cosa  док-во
Ф=ES Ф=EoSo  So=Scosa  Ф=EoScosa  ES=EoScosa  E=Eocosa

т.к
So перпен. No, Eo=I/R2

Звезд.велич:
m=-2,5lgФ+C  Если наблюдатель находится на R расстоянии, окружим

звезду
сферой радиусом R,
то Ф=L/S=L/4ПR2  m=-2,5lgL/4ПR2+C

Абсолютная
зв.велич-зв.велич,которую имела бы звезда на R=10 ПК

M=-2,5lgL/4П100 + C   -2,5lgL/4П100 + C + 2,5lgL/4ПR2 – C = -2,5lgL+2,5lg4П100+2,5lgL

-2,5lg4ПR2 = 2,5lg4П+2,5lg100-2,5lg4П-2,5lgR2 =
2,5*2-2,5*2lgR=5-5lgR  M=m-5lgR+5

 

28.
Принцип Гюйгенса. Док-ва законов отражения

Принцип
Гюйгенса:каждая точка среды,до которой вошло возмущение, сама становит-

ся
источ.втор.волн. законы отраж:1)Падающ.луч,отражен.луч и перпен,восставленный

в
.падения луча к границе 2х сред, лежат в 1 плоскости. 2)a=b

док-во: плоская
волна,огранич.лучами АO
и BC падает на гран.разд.2х сред MM’

Угол
паден-угол a между перпенд. NN1 и падающим лучом AO к поверхности MM’

Фронт
волны OC достигнет MM’ в .О. Когда луч BC придет в .D, около .О возникнит

сферическая
волна радиуса OF=CD.
Построим
огибающую DF вторичных сферических

волн.
Она=касательной,провед.из .D к
полусфере в точке O
и к любой
другой полусфере.

т.е
касательная DF=фронт плоской
отраженной волны. Луч, отраженный в .O, пойдет

отратно
под углом b и перпендик. Фронту
волны DF. OFD и OCD имеют

равные
катеты OF=CD и общ.гипотенузу OD. т.е угол FDO=углуCOD =>а=b чтд

29.
Док-ва законов преломления. Физ.смысл
n. Полное отражение.

законы
преломл.:1)Падающ.луч,преломленный.луч и перпен,восставленный

в
.падения луча к границе 2х сред, лежат в 1 плоскости.  2)отнош sin угла падения

к
sin угла
преломл=пост.велич.для данн.2х сред.  sina/siny=n

док-во: свет.волна,огранич.AO и BC(||ы| имеет скорость света в среде V1 во второй V2

Фронт
волны JC достигает раздела 2х
сред в .O. Около .O будет распростр.сферич.волна

со
скоростью V2.  Расстнояние CD свет пройдет за t=CD/V1 Во 2ой среде OF=V2t

Построим
касательн.DF, исход.их .D к сфере OE=OF=V2t. Угол y = дополняющий до 90′ углов

AOC и NOD, поэтому угол COD=a. Рассмотрим ODF и N1OF. Эти углы= как углы со взаимно

перпендик.сторонами,
а угол N1OF-угол y. У треуг.OCD и ODF OD-общая. То CD=OSsina

OF=ODsiny 
CD/OF=sina/siny  т.к CD=V1t 
OF=V2t, то
CD/OF=V1/V2. Приравнивая,

 sina/siny=V1/V2=n

Полное
отражен.когда свет распр.из более плотной в менее.  sina/siny=n2/n1  n2=1(возд)

sina/siny=1/n1 
sin90’=1  sinao=1/n1  При a>ao преломлен.НВ = полное отражен.

N-относит.показат.преломл-пок.прелом.2ой
среды относит.1ой.  Физсмысл:n-отношен.

Скоростей
света в средах на границе между которыми происходит преломление.

n=V1/V2 
т.к V1=c/n1  V2=c/n2 
n=cn2/n1c=n2/n1  n1=c/V1  n2=c/V2-абс.пок.прел.

30.
Интерференция.Когерентность.Монохроматичность

Интерференция-явление
взаимного усиления и ослабл.колебан.

в разных точках
среды,в рез-те наложен.когерентных волн

Принцип
суперпозиц.:напряженность электрич(магнитного)поля

свет.волн,
прох.через 1 точку,равна векторн.сумме эл(магн.)полей

каждой из вол в
отдельн.: Амплитуда при слож.плоских когер.волн:

A2=A12+A22+2A1A2
* cos(u2-u1). Услов.MAX:б=2k(λ/2)=kλ

Услов.MIN:б=(2k+1) λ/2(нечет.число
полуволн)

Монохроматич.волны-волны
одной определен.частоты(дл.волны) и

пост.амплитуды

31. Дифракция
света. На щели в
|| лучах

Дифракция-огибание
волнами краев препятствий, размеры которых

~с длиной
волны. Дифр.реш-совокупн.big числа узких
щелей,

разд.непрозр.промеж.
Формула дифр.реш:dsina=kλ
(k=порядок
MAX)

Для
определ.рез-та дифр. В точке пространства-разбить волн.поверх

на
отдельн.участки — зоны Френеля

Пусть
на узкую щель, располож.на преграде MN, падает монохр.волна

Щель
можно рассматр как множест.точечных когерентных источн.света.

Линза
соберет лучит в F.
Сюда
они придут в одинак.фазе+усилят др.др.

Лучи,
идущ.под углом a,линза собер.в
P. Проведем
перпенд AC
к
напр.

распростр.вторич.волн.
между лучами, идущих от A
и
B, обр.разн.хода

BC=asina.
Отложим
отрезк=половине λ
на
BC=б. Через эти
точки провед.

Плоскости,||AC. Число зон
зависит от λ
и
a. Четное
число=MIN

Условие
MIN
asina=kλ Условие
MAX
BC=(2k+1)λ/2

32.
Дисперсия. цвета тел. Виды спектров

дисперсия-зависим.
от λ
скорости света в веществе, т.е показат.преломл.

Абсол.пок.прел:
n=c/V; 
nф=C/Vф ; nк=c/Vк ; nфVф=nкVк  nф/nк=Vк/Vф

т.к
Vк>Vф, то nф>nк для одной
среды.  νф>νк  
λк> λф

При
перех.в др.среду V
и
λ изменяется
ν=const

Спектры:
непрерывный, линейчатые, полосатые.  спектр излуч-совокупн

 ν( λ),содерж в
данном вещ-ве

цвета
тел обусловл. его окраской, свойствами поверх, св-ми ист.света.

цвет
тела объясняется теми цветами, которое оно отражает

33.
спектр.анализ. Фраунбофер.линии. Эффект Доплера-Физо

спектр.анализ-исследов
хим.сост.вещ-ва по спектру испуск&поглащен.

Фраунгоферовы
линии — темные полосы в спектре звезд (вещ-ва в

атомосфере
сами поглащают характерные для него лучи)

Приборы:
спектроскоп (столик с призм, 2 линзы, трубки).Лучи станов.||

в
линзе, затем-преломляются призмой и видны в выходе. Монохроматор-

выделяет
пучек монохроматич.лучей.

Эффект
Д-Ф если ист.света и приемник сближ-линии смещены к красному

34.
Э-м волны в различных…
\название:длина волны:частота///

Радиоволны:
103-10-4:
3*105-3*1012

ИК:
5*10-4-8*10-7:6*1011-3,75*1014

Видимое:8*10-7-4*10-7:3,75*1014-7,5*1014

УФ:
4*10-7-10-9:7,5*1014-3*1017

Рентген:менее
6*10-12: более 5*1019

Закон
Мозли: частота спектров возраст.с увелич.порядков.номера элемента

35.
Тепловое излучение.закон

Хар-ки
тепл.изл: 1)поток излуч: Фс=W/t  [Ф]=Дж/с

2)Энергетич.счетимость
Rc=Ф/S  [Rc]=Вт/м2

3)Спектральн.плотн.энергетич.свет.:Гл=.Rc/.λ  [Гл]=Вт/м2*м=Вт/М3

4)Коэф.поглощ
α=Фе’/Фе 5)Коэф.погл.для
дан.интер.длин волн α1=.Ф’еλ/.Феλ

законЗакон
Стефана:Rc=δT4
; δ=5,67*10-8 Вт/м2*К4 закон

36.
Квантовая гипотеза Планка. Квант.природа света. Фотоны

E=hν – энергия Планка  h=6,63*10-34 Дж*с  ω=2Пν =>E=hω  h=1,06*10-34 Дж*с

Энергия
Эйнштейна: E=mc2   и E=hν  m=hν/c2  λ=c/ν, то m=h/ν*c

импульс
фотона: p=mc  p=hν/c2 *c =hv/c  или p=h/ λ ; чем больше  λ,
тем больше
p

37.
Внешн.фотоэффект.Законы Столетова

Фотоэлектрич.эффект-вырывание
e’ из атомов или молекул
под действием света

Внешний-если
e’ вылетает за пределы
вещ-ва, внутренний-остается

законы
фотоэфф: 1)Max Eк фотоэлектронов
линейно возрастает с увелич. ν света

и
не зависит от интенсивн.свет.волны   2)существует min ν или max λ свет.волны,

при
которой возможен фотоэфф.(красн.граница)  3)Кол-во e’, вырываемых светом

из
катода за 1 сек прямопроп.поглощаемой за это время энергии свет.волны

Ф1>Ф2   Iн=kФ  k-фоточувствит.освещ.пластны  +2РИС

Сила
тока насыщен.-возник.при освещ.монохром.светом, пропорц.световому

e=1,6*10-19
Кл 
me=9,1*10-31
кг

38.
Уравнение Эйнштейна…Внутр.фотоэффект

Эйнштейн
установил: 1)свет имеет прерывист.структуру 2)излуч.порция света сохр.

Свою
индивид. 3)поглотится может только вся порция 4)интенсивность света опред.

Число
e’, выбившихся из Me 5)Скорость e’ опр-я только ν 6)Для каждого Me есть

красная
граница фотоэф.  работы для выбивания e’: Авых=hνmin ; ν=с/ λ, то Aвых=…

E кванта идет на вырыван.
E’ с катода и на сообщен.ему
Eк              me=9,1*10-31 кг

Осн.ур-е
Эйнштейна: hν=Aвых+me*V2e/2 или hν=hνmin+eUз    e=1,6*10-19 Кл

Внутр.фотоэф-под
действ.света электропроводим. Вещ-в увелич.(free носители)

e’ нужно сообщеть E, чтоб перевести его в зону
проводимости  1эВ=1,6*10-19 Дж

Мехнанизм
фотопровод:при освещ.поверх.фотопроводника,фотон отдает E

валентным
e’

При
освещ.поверхн, для которой hν

39.
Эффект Комптона. давление света. Хим.действ.света.

Фотоэфф-взаимод.гамма
кванта с вещ-вом, когда γ квант исчезает и передает

свою
E и p электронам и атомам. Фотоэф.
невозможен на free
e’

Падающ.волна
частотой ν
вызывает вынужд.колеб e’
той
же частоты

Эти e’ излучают вторичные Э-м волны с
ν=ν’=рассеянное излучение

Угол
рассеивания = Θ   λ рассеян.излуч= λ’=c/v’ ,т.к  v’ λ

законЗакон
сохр.импульса для фотона: p+0=p’+pe  ; 
p=hv/c ; p’=hv’/c ; p=h/ λ ; p=h/ λ’

Измен.
λ рассеян.из: .λ= λ’- λ=2
λк sin2 Θ/2  .λ завис.от  Θ, не зав.от  λ пад.вещ-ва

λк=h/me*c   λк=6,63*10-34/9,1*10-3 * 3*108
= 2,4*10-10 — Комптоновская  λ электрона

e’,на котором
рассеив.γ квант получ E=разности
E падающ.и
рассеив.квантов .E=hv-hv’

поглощ.света
.p=mV отражен .p=2mV   .p=p2-p1=mV-(-mV)=2mV

Лебедев:
1)падающ.пучок света произв.давлен. Как на отраж,так и на погл.вещ-ва

2)давлен.света
прямопроп.энергии падающ.света на ед.площади в ед.времени

Давление
света: p=Ee*(1+ρ)/c  Ee-энергетич.освещ.поверхн.   Ρ-коэф.отраж.света

пусть
на поверх S падает n фотонов, то  ρN-отразится, (1- ρ)N-поглотится

p фотона: hv/c, то  hvN/c  —  hvρN/c  -импульс поглощ.фотонов

2hv/c 
*   ρN
  
— импулься
отражен.фотонов

2hv/c
*  ρN  +   hvN/c   —  hvρN/c  = hvρN  +  hvN/c   =  hvN/c  
*  ( ρ+1)
-полный импульс

свет.давлен:
p=p/S = hvN/cS * 
( ρ+1)  p=Ee/c  *  ( ρ+1)

                       

40.
МОДЕЛИ АТОМОВ РЕЗЕРФОРДА И БОРА. ПОСТУЛАТЫ БОРА.

Резерфорд
предложил планетарную модель строения атома: весь + заряд и

масса
атома-в ядре, вокруг него движутся e. однако по моделе Резерфда,

e через некоторое время должен
упасть на ядро, чего не должно быть.

Бор
ввел идеи квантовой теории в модель Резерф. 2 положения Бора:

1)e могут двигаться в атоме только по
опред.орбитам,находясь на которых,

они,несмотря
на наличие у них a, не излучают. 2)Атом излуч.или
поглощ.

квант
Э-м энергии при переходе e
из одного
стационарного состоян.в другое

Орбиты
e опр-я условием: meVnrn=nh/2П   На e со стороны ядра действ.кулун.сила

(1)mV2/rn=1/4Пεo* e2/rn2 
правило
квантования:  meVnrn=nh/2П, отсюда Vn=nh/2Пrnme

Подставим
это в (1):m*n2
h2/rn4П2rn2me2 = e2/4Пεorn2  отсюда, rn=n2  *  h2εo/mee2

если
n=1,то rб=0,528*10-10=R Бор.орб.-MIN расст,до которого e может прибл.к ядру

41.
УРОВНИ
E В АТОМЕ. ЛИНЕЙЧАТЫЕ
СПКТРЫ

(3)Полная
E атома=Eк+Eп  Eк=mV2/2   (2)meVn2/rn=1/4Пεo* e2/rn2 
Найдем
отсюда Vn2:

Vn2=e2/4Пεo rn me Подставим в (2): Eк=me* e2/4Пεo rn me2 =
e2/8Пεo rn  ;Eп=-1/4Пεo * e2/rn

Подставим
в (3):E=e2/8Пεo rn —  e2/4Пεo rn  =  e2/8Пεo rn  —  2e2/8Пεo rn  = -e2/
8Пεorn

E на любом
энергетич.уровне: -e2/
8Пεorn = -e2*П*me*e2/ 8Пεon2*h2*εo = -me*e4/8h2εo2n2

En=-1/n2 
*  me*e4/8εo2h2    ЛИНЕЙЧАТЫЕ спектры:При переходе e с одного

энерг.уровня
на другой, выделяется или поглощ.квант E:   

hv=E2-E1
; E2= -1/n2 * me*e4/8h2εo2  ; E1= -1/n2  * me*e4/8h2εo2 ,

то
hv=me*e4/8εo2h2 * (1/n12 
—  1/n22),то v=me*e4/8εo2h3 * (1/n12 
—  1/n22) -формула Байлера

R= me*e4/8εo2h3 – постоянная Ридберга =
3,29*1015

(4)v=R(1/n12 
—  1/n22) ; v=c/λ – подст.в(4):
λ=с/R(1/n12 
—  1/n22) ,то 1/λ = R(1/n12 
—  1/n22)/c

1/λ
=1,097 *
107(1/n12 
—  1/n22)  ;  n=1-серия Лаймана,n=2-серия Баймера,n=3-Пашема

42.
ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ. закон

Естеств.радиоактивн-самопроизвольное
превращение атомных ядер неустойчивых

изотопов
в устойчивые, при этом — испускание частиц и излучение энергии

законвремя,

за
которое начальн. число атомов радиоакт. вещ-ва уменьш.в 2 р. T1/2=0,693/λ

Активность
радиоактивного вещ-ва — число распадов ядер за 1 с  (в СИ: Беккерель)

постоянная
радиоактивного вещ-ва — вероятность распада каждого отдельного

атома
за секунду (λ)  T=1/λ — среднее время жизни радиоакт. изотопа

43.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ…БИОЛОГ.действие

Методы: 1)Газоразр.счетчик
Гейгера (регистрир. Бета-излуч, альфа — нет)

Состоит
из: стеклян.трубка, внутри-метал.слой=катод, тонкая метал.нить-анод

Газ
аргон. основа работы-ударная ионизация.

2)Камера
Вильсона. Состоит из герметич.закрытого сосуда, поршня, пары воды/спирта,

близкие
к насыщен. Основа работы-конденсация перенасыщен.пара на ионах, с образован.

Капелек
воды. Эти ионы создают трек.   3)Пузырьковая камера. Состоит из камеры с
поршнем,

жидкого
водорода/пропана, высокое
давленик, предохраняющ.жидкость от закипания,t жидкости

>t кипен. При pатм. Основа работы-частица
создает ионы, на которых возникают пузырьки пара.

4)Толстослойная
фотоэмульсия. основа работы-частица отрывает e отдельных атомов брома.

Эффект
Вавилова-Черенкова:e,
движущийся
со скроростью Ue, обгоняет свое
собственное

Э-м
поле и начинает им тормозиться.

Биолог.действие: альфа-частицы
проникают в кожу чел-ка на несколько микрометров и задерж.

Бета-частицы-на
несколько миллиметров и поглощаются. Гамма частицы-не задерж.

Экспозиционная
доза излучения-мера ионизации воздуха под действием данного излучения.

В
СИ (Кл/кг)  биологическая доза
облучения: Dб=kDo для гамма-лучей,e, рентген.лучей, k=1

для
медлен.нейтронов, k=5,
для
быстрых нейтр, и альфа частиц, k=10

44.
СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА. дефект МАССЫ. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ

В
1932 году ученым Д.Д. Иваненко предоложил протонно-нейтронную модель атома:
ядро

состоит
из протонов и нейтронов. массовое число-сумма нейтронов и протонов: A=N+Z

У
всех хим.элементов есть изотопы, т.е ядра, имеющие один и тот же Z при разл. A

Физич.свойства
изотопов отличны от стабильных элементов.

Радиус
атомных ядер=линейные размеры области, где действуют яд.силы.  

Энергия
связи ядра — энергия, которая нужна для расщепления ядра на нуклоны.

Ecв=.mc2  дефект массы-разность
между суммой масс протонов и нейтр.

И
массой составленного из них ядра: .m=Zmp + Nmn – Мя ; МяУдельная
энергия связи-энергия, приходящ.на 1 нуклон: .Eуд=.Eсв/A

45.
ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ. ПРАВИЛА СМЕЩЕНИЯ.

Св-ва
яд.сил: 1)=сила притяж 2)короткодейств.силы 3)св-ва зарядовой независимостью

4)не
центральные 5)обладают св-ми насыщения.

Правила
смещения: 1)альфа распад: на 2 клетки влево по табл.Менд:

azX-> A-4Z-2Y
+ α + (hv) ,т.е альфа распад уменьшает
число ядра на 4, а заряд — на 2

2)
бета-распад: на 1 клетку вправо:  AZX-> AZ+1Y+0-1e  т.е массовое число ядра
не изменяется.

Вместе
с e, из ядра вылетает еще
одна частица — нейтрино. Она не имеет заряда и массы

покоя,
но имеет спин, равный спину e +-
½  Распределение E
между e и нейтрино:

Eбета=Ev=Emax

При
прохожд. Бета-частиц через вещ-во, они теряют свою T на ионизацию и тормоз.излуч.

47.
Виды космич.излучения. Эл.частицы, их классификация

космич.излучение
бывет первичным и вторичным. Первичное-галактическое проис-

хождение.
Энергия частич — 1010 Эв. более 90% первичного излучения=протоны.

Вторичное
изл-когда первичные частицы сталкиваются с ядрами атомов в слоях

атмосферы
Земли. С.Пауэлл открыл особые частицы — Пионы. Они образуются,

когда
первичное излуч.взаимодействует с атомными ядрами.

В
1900 г. Планк открыл фотоны (его масса=0, он может существ. только в движении.)

Резерфорд
открыл протон(1911 г.). Андерсон открыл позитрон-в составе космич.лучей

В
1932 г. открыт нейтрон, в 1931-1935 открыт нейтрино. Андерсон и Ниддермейер

открыли
мюоны, Пауэлл-П-мезоны. Открты резонансы-частицы с очень малым времен.

Жизни.
Каждой элем.частицы соответствует свою античастицы-заряд противипол.знака

4
типа взаимодейств.частиц: сильное,слабое,Э-м,гравитационное. Хар-ки эл.частиц:

масса,спин,электр.заряд,время
жизни. Частицы делятся на лептоны(легкие),мезоны

(средние),барионы(тяжелые).
В 1964 г. открыты Кварки-из них состоят все мезоны

и
барионы.

48.
Ядерные реакции. Деление тяжелых атомных ядер. Упр.цеп.реакция

Яд.реакции
превращение атомных ядер при из взаимодействии друг с другом и с

ядерными
частицами.Экзотермические-выделение энергии. Эндотерм.-поглощение.

A+a->C->B+b 
C – новое ядро, b+B- продукты реакции. первая ядерная
реация:

147N+42a->189F->178O+11p
Ядерные реакции
классифицируются: 1)по E
вызывающих их

частиц
2)по виду участвующих в них ядер  3)по природе бобмардирующ.частиц 4)по

избыточных нейтронов.

AzX->AZ-1Y+0-1e+v
– происходит
бета радиоактивность. При бомбардировке урана(U)

происходит
деление его ядер на 2 осколка+выделение энергии. Если кулоновские

силы
отталкивания между протонами<ядерных сил — ядро излучит квант или нейтрон

и на
распадется. Если силы отт.>ядерных сил — ядро разделится
на 2 части. + из ядра

вылетают
2-3 нейтронов. Осколки радиоактивны. Управляемая Цепная яд.реакция-в яд.

Реакторах.
топливо-Уран 235. Коэффициент размножения нейтронов: k=Ni/Ni-1

49.
Термояд.синтез

Это
получении энергии при слиянии легкия ядер в тяжелые. Для реакций нужна большая T.

В
рез-те слияния — выделение энергии. Водородная бомба: 31H+21H->42He+10n.
проблема

получить
высокую T и удержать ее до 1/10 с.

50.
Строение Солнца и звезд.

основа
— термояд.реакции. Топливо-Водород и гелий. солнце состоит из: зоная яд.реакц.,

зона
переноса энергии излучением, Фотосфера,Хромосфера,корона.

4
ядра водорода превращаются в 1 ядро гелия: 11H+11H->21H+01e+v

                                                                                
 21H+11H->32He+y      
            

                          
Протон-протонный
цикл ->           32He+32He->42He+211H

+РИС
НА СТР.418

51.
Наша звездная система-Галактика…

Млечный
путь-светлая серебристая полоска на небе. Ядро-гигантское шаровое скопление.

T обращения Солнца вокруг ядра
Галактики-200 млн.лет Скорость=220 Км/с

Виды
галактик:спиральное,эллиптическое,чечевицеобразные,иглообразные,неправильные

Радиогалактики-излучают
радиоизл. Квазары-излучают Э-м излуч. Закон Хаббла: V=HR

H=50-80 км c-1  Мпс-1

 

 

 

 

Учебная работа. Мини-шпаргалки по физике (1 курс)