Законы динамики материальной точки и системы точек. Внешние и внутренние силы. Центр масс. Динамика механической системы.

Билет 8

1)Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) k (закон Гука), один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m.Т=2п корень м/к

Физический маятник — Физическим маятником называется твердое тело, колеблющееся относительно неподвижной горизонтальной оси (оси подвеса), не проходящей через центр тяжести.Т=2п корень J/mgl

Математическиймаятник—представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготенияТ=2п корень l/g

2) Принцип действия трансформаторов,применяемых для повышения илипонижения напряжения переменноготока,основан на явлении взаимнойиндукции.

Энергия Wм магнитного поля катушки синдуктивностьюL, создаваемого током I,равна Wм = LI2/ 2

Основы теории Максвелла - это гипотеза,что всякое переменное магнитное пол возбуждает в окружающем пространствеэлектрическое поле, которое и являетсяпричиной возникновения индукционно тока в контуре.

 

 

3)Анализатор-прибор для наблюдения и измерения относительного рапределенияэнергии электрических колебаний в полосе

частот

Закон Малюса — физический закон,выражающий зависимость

интенсивности линейнополяризованного света после его

прохождения через поляризатор отугла между

плоскостями поляризации падающего

света и поляризатора.

\

Брюстера закон, соотношение междупоказателем преломления n диэлектрика и таким углом падения на негоестественного (неполяризованного) света,при котором отражённый от

поверхности диэлектрика свет полностьполяризован.

Двойное лучепреломление-упавший накристалл луч разделяется внутри кристаллана два луча,распр-ся а различннапрвл с

различн скоростями

 

 

Билет 11

1)

Упругиеволныволны,распространяющиесяв жидких, твёрдых и газообразных средах

за счёт действия упругих сил.

Волновой вектор- вектор, направлениекоторого перпендикулярно фазовомуфронту бегущей волны, а абсолютноезначение равно волновому числу

-волновое числоСтоячие волны- колебания враспределённых колебательных системах схарактерным расположениемчередующихся максимумов и минимумов

амплитуды.

–

Дифракция световых волн – этоотклонение этих самых волн от

прямолинейного распространения,огибание встречающихся препятствий.Согласно принципу Гюйгенса каждую точку

среды, которой достигла волна, можно

рассматривать как источник вторичных

сферических волн.

Принцип Гюйгенса Френеля-каждая точкаволнового фронта является источникомвторичных волн, причем все вторичные

источники когерентны.

 

Билет 91)Гармонические колебания — колебания, при которых физическаявеличинаизменяется с течением времени по закону sin или cos. Затухающие колебания — колебания, энергия которых уменьшается с течением времени. Время релаксации-промежуток времени,в течении которого амплитуда затух колебаний уменьшается в е раз. Декремент затухания- количественная характеристика быстроты затухания колебаний. Добротность — свойство колебательной системы,показывающее, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний

2) Электрический колебательный контур состоит из емкости С и индуктивности L, включенных последовательно или параллель-ео. является источником электромагнитных волнСвободные затухающие колебания – колебания, амплитуды которых из-за потерь энергии реальной колебательной системой с течением времени уменьшаются Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника.При совпадении собственной частоты колебаний системы и частоты внешних колебаний происходит резкое увеличение амплитуды колебаний системы (резонанс).3) в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованнымСвет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е называется естественным. Степень поляризации света Поляризатор —- устройствпредназначенное для получения полностьюили частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольнымсостоянием поляризации

 

Билет 10

Вынужденные колебания — колебания,происходящие под воздействием внешнипериодических сил.

Резонанс- явление резкого возрастанияамплитуды вынужденных колебаний которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия некоторым значениям системы

Добротность-. свойство колебательнойсистемы,показывающее, во сколько раззапасы энергии в системе больше, чемпотери энергии за один период колебаний Q=am/b/

Электростатика — это раздел физики,где изучаются свойства и взаимодействинеподвижных относительно инерциальнойсистемы отсчета электрически заряженнытел или частиц, которыеимеют электрический заряд.

ЗаконКулона — это закон, описывающий

силы взаимодействия между точечными

электрическими зарядами.

Электрическое поле-особый видматерии существующий вокруг тел ил частиц обладающих электрически зарядом.

Напряжённость электрическогополя—векторная физическая величина,характеризующая электрическое поле вданной точке и численно равнаяотношению силы действующей нанеподвижный пробный заряд, помещенныйв данную точку поля, к величине этого

заряда :

Линии напряженности - это линии,касательные к которым в каждой точки совпадают с вектором напряженности в

данной точке поля.Принцип суперпозиции-силаэлектрического поля системы зарядов равнавекторной сумме электрических полей

3)Френеля: поставим между источником иточкой наблюдения непрозрачныйэкранскруглым отверстием. Согласно Френелю

действие такого препятствия сходится ктому,что экран как бы устраняет часть

волнового фронта.

Дифракция Фраунгофера наблюдается вслучае когда источник света и точканаблюдения удалены от препятствия

вызвавшего дифракцию.

Дифракционная решетка-оптическийприбор, представляет собой совокупностьбольшого числа регулярно расположенныхштрихов, нанесённых на некоторуюповерхность.

Угловая дисперсия- разложение белогосвета в спектр.

 

Билет 12=21 билет

Идеальный газ – это модель

разреженного газа, в которой пренебрегается взаимодействием между молекулами.

Закон Авогадро-что «в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул».объём 1 моля газа, равен 22,4 л

Законы Дальтона-определяющих суммарное давление и растворимость смеси газов.

Изобарный процесс-термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального газа.

Изохорический-термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме.

Изотермический процесс-термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.PV=const

Адиабатический- термодинамический процесc, при котором система не обменивается тепловой энергией с окружающим пространством

- уравнение Пауссона

2)Электрический диполь — система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.

Полярные диэлектрики -центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

Неполярные диэлектрики -центры тяжести положительного и отрицательного зарядов совпадают

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей,под действием других внешних сил.

Поляризованность определяется как

электрический момент единицы объема

диэлектрика

,

где N - число молекул в объеме v. Поляризованность P часто называют поляризацией, понимая под этим количественную меру этого процесса

диэлектрическаяпроницаемость среды — безразмерная физическая величина,которая показывает во сколько раз эта среда уменьшает электр поле.

Электрическое смещение- векторная величина для характеристики электрического поля,которая не зависит от .

ТеоремаГаусса:поток вектора E через замкнутую поверхность S равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную.

Теорема Гаусса:

3)Интерференция наблюдается если удвоенная толщины пластинки меньше длины когерентности падающих волн.

Инт полосы возникают в результате наложения лучей плоско параллельную пластинку под одинаковыми углами называются полосами равного наклона.

Полосы равной толщины-интер полосы возн-е в результате интерференции от мест одинаковой толщины.

Кольца Ньютона-в роли тонкой пластинки играет воздушный зазор между линзой большого радиуса и подложкой.

Интер-ая картина симметрична относительно оси симметрии и имеет вид светлых и темных колец при освещении монохроматическим светом.

 

 

Билет 13

основные уравнения МКТ

Температура-скалярная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести.

Распеределие Больцмана: (при постоянной температуре

плотность газа (с которой связана

концентрация) больше там, где меньше

потенц-ая энергия его молекул).Распред-иеМаксвелла: .

 

 

Билет 14

1)Внутр.энергия - энергия хаотического

теплового движения частиц системы-

молекул, атомов и энергия их взаимод-ия.

Первое начало термодинамики - кол-во

теплоты, полученное системой, идет на

изменение ее внутр-ей энергии и

совершение работы против внеш.сил: .

 

работа, совершаемая газом при изобарическом процессе

работа, совершаемая газом при изохорном процессе

Первое начало термодинамики:

при изобарном процессе

при изохорном процессе

при изотермическом процессе

Теплоёмкость тела-физическая величина,

определяющая отношение бесконечно

малого количества теплотыQ,

полученного телом, к соответствующему

приращению его температуры T:

Теплоемкость при постоянном давлении

Теплоемкость при постоянном объеме

Теплоемкость многоатомных газов

Теплоемкость 2-х атомных газов

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц под воздействием электрического поля

Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени

Электрический ток называется переменным, если он в течение времени меняет свое направление и непрерывно изменяется по величине.

Плотностьтока — векторная физическая величина, имеющая смысл силы тока, протекающего через единицу площади.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил в источниках постоянного или переменного тока.

Электрическое напряжение - это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи.

Любые силы, действующие на заряд, за исключением потенциальных сил электростатического происхождения (т. е. кулоновских) называют сторонними силами.

Дисперсиясвета- зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) падающего на него света

нормальной дисперсии света-с ростом

частоты показатель преломления n

увеличивается

Дисперсия называется аномальной, если

с ростом частоты показатель

преломления n уменьшается.

Поглощением света называется явлениепотери энергии световой волны при его распространении в веществе.

ЗаконБугера- Ламберта Бера-физическийзакон, определяющий ослаблениепараллельного монохроматического пучка

света при распространении его впоглощающей среде.

 

Билет 15

1)термодинамический процесс-изменениемакроскопического состояниятермодинамической системы.Если система пройдя через ряд состоянийвозвращается в исходное,то такой процесс

называется циклом.прямые циклы-в которых теплота

преобразуется в работу.Обратные циклы-в которых теплота

передается от более холодного тела к болеетеплому.

Энтропия- в статистической физике — мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния.

- мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов.

Второе начало термодинамики —физический принцип, накладывающийограничение на направление процессов

передачи тепла между телами.ПостулатКлаузиуса: «Невозможен процесс,единственным результатом которогоявлялась бы передача тепла от болеехолодного тела к более горячему»

Постулат Томсона «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара»

Третье начало термодинамики-физический принцип, определяющий поведение энтропии при приближении температуры к абсолютному нулю.

ЦиклКарно-идеальный термодинамический циклСостоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной системы не меняется.

2)-

Угол падения, при котором свет не преломляется в другую среду, а отражается и скользит вдоль раздела двух сред называется предельным углом полного отражения.

Линза -прозрачное тело ограниченная двумя поверхностями ,преломляющими световые лучи,способные формировать оптические изображения предметов.

Собирающие:

1 — двояковыпуклая 2 — плоско-выпуклая

3 вогнуто-выпуклая

Рассеивающие:

4 — двояковогнутая5 — плоско-вогнутая

6 —выпукло-вогнутая

 

-формула тонкой линзы

 

 

16)1) Гармонические колебания. Ур-ие колебаний. Затухающие колебания. Время релаксации, декремент, добротность затухания.

Гармонические колебания колебания, при которых изменения физ-их величин происходят по закону или :

, где - частота колебаний, - амплитуда колебаний, - фаза колебания (измер-ся в радианах и опред-ет значение смещения (колеблющейся величины) в данный момент времени.

Затухающие колебания постепенное уменьшение колебаний с течением времени, обусловленное потерей энергии колеб-ой системой: . Время релаксации период времени за который амплитудное значение возмущения в выведенной из равновесия физич-ой системе уменьшается в "е" раз: . Декремент отношение амплитуды затухающих колебаний в нек-ой момент времени t к амплитуде тех же колебаний на период позже t + T: . Добротность затухания свойство колеб-ой системы, определяющее полосу резонанса и показывающее во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний: .2) Электростатика-раздел учения об электрич-ве,изучающий взаимод-е неподвиж-х эл.зарядов.Электричество-Это понятие,которое охватывает всю совокуп-ть яв-й, в которых проявляется сущ-е движения и взаимод-е эл.зарядов.Электр.заряд-физич. Св-во тел, опред-е эл/маг-е взаимод-е.Закон Кулона — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами. где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — ); — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноимённые заряды отталкиваются (а разноимённые — притягиваются).Электрич.поле-особый вид материи,сущ-й вокруг тел или частиц,облад-х эл-м зарядом.Напряженность-физич-я вектор-я величина= F,которая действует со стороны эл-го поля на внесен-й в него единич-й + заряд. F/q=E( ф и е векторы). Линии напряж-ти: 1)линии нач-ся на + и заканч-ся на – эл.зарядах и уходят в бесконеч-ть2) Вектор напряж-ти Е в кажд. Точке простр-ва параллелен касательной прямой, провед-й к лин. Поля 3).линии не пересек-ся;4) плотность линии пропорц. Величине напряж-ти поля. Принцип суперпозиции:: сила электрического поля системы зарядов равна векторной сумме сил электрических полей, создаваемых каждым зарядом. 3)Атом.ядро- состоит из элементарных частиц- протонов( p+ m(p)= 1836me) и нейтронов(n- m=1839me) Протон и нейтрон обладают собственным моментом количества движения (спином), и связанным с ним магнитным моментом.Радиоактивность- самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы других элементов, сопровожд.-я испусканием частиц и жесткого электромагнитного излучения. Альфа-распад — вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание альфа-частицы. Бета-распад — тип радиоактивного распада, обусловленного слабым взаимодействием и изменяющего заряд ядра на единицу. Гамма распад- распад ядер с излучением фотонов высоких энергией
Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце. число распадов dN, произошедшее за короткий интервал времени dt, пропорционально числу атомов N в образце.

 

 

17) .1)Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом k один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m. ma=-kx. Физический маятник- твердое тело, колеблющееся относительно неподвижной горизонтальной оси (оси подвеса), не проходящей через центр тяжести. Математический маятник- называется материальная точка, подвешенная на нерастяжимой невесомой нити, совершающая колебательное движение в одной вертикальной плоскости под действием силы тяжести. 2) Поток вектора напряж-ти: число линий напряж. Прониз-х единицу S перпендик-й им поверхности должно быть = модулю вектора. En=Ecosa? dФe=En*dS=Ecosa*dS. Теорема Гауса для электростатич. Поля.Вычисление напряж-ти эл/статич.поля упрощ-ся если восп-ся теоремой гаусса, в вакууме E=1 Фt= q/ E0E. Электростатич-е поле- эл.поле неподвижного заряда, сила действующая на заряд перемещает его совершаяработу. Работа не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории = 0. Циркуляция вектора напряженностивдоль замкнутого контура рана нулю. Потенциал эл/статич. Поля.Работа консервативных сил завершается за счет убыли потенц.энергии, поэтому работу сил рассматривают как разность Eпот. А1,2= 1/(4пl0)* (qq0/r1 – qq0/r2)= U1-U2. Потенциал какой-либо точки поля фи есть физическая величина, определяющая потенциальную энергию единич. + заряда, помещенной в эту точку Фи= q0 / 4пE0r В системе си измеряется в вольтах.3) Тепловое излучение- эл/маг. Излучение, испускаемое атомами тела за счет внутр.(тепловой) E излучаемого тела и зависящее только от t и оптических свойств данного тела. Энергетическая светимость-Rэ-величина эл/маг e, испуск-й по всем направлениям, единицей поверхности тела в единицу времени. Является функцией t. Испускательная способность тела- энергетич.светимость, отнесенная к единич.интервалу частот в близи данной частоты. Поглощательная способность тела- показ.какая доля падающ.на поверхность тела потока световой энергии , содерж-й эл/маг волны с частотой от ню до ню+dV поглощается телом. Абсолют.черное тело- физическая модель по которой понимают тело., полностью поглощающее все падающ.на него эл/маг излучение. Закон Киргофа-отношение излучательной и поглощательной способности не зависит от природы тела и является универсальной функцией частоты и температуры одинаковой для всех тел.

 

18) Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом k один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m. ma=-kx. Физический маятник- твердое тело, колеблющееся относительно неподвижной горизонтальной оси (оси подвеса), не проходящей через центр тяжести. Математический маятник- называется материальная точка, подвешенная на нерастяжимой невесомой нити, совершающая колебательное движение в одной вертикальной плоскости под действием силы тяжести. .2)Электр-й диполь-идеализир-я система,служащая для приближ-го описания статич-го поля или распространения эл/маг волн вдали от источника.Поляризация-Явление ориентационных диполей или появление оринтировоч-х диполей по полю.1)эл-я или деформац-я поляриз-я молекулы с неполяр.молек.заключ.в возник-и атомов и молекул индуцированного диполного момента за счет деформации.2) Ионная заключается в смещении подрешетки +ионов вдоль поля, а –ионов против поля . 3)Ориентац-е или дипольная полярная диэлектр.заключ.в поляр-и дипольных моментов по полю. В количестве характеристики является его поляризуемость P?Pi- дипольный момент одной молекулы. 3) Корпускулярно-волновой дуализм-Принцип согласно которому любой объект может проявлять как волновые так и корпускулярные свойства. Гипотеза Луи-Де-Бройля-с каждым микрообъектом связывается с одной стороны корпускулярные характеристики- энергия и импульс, а с другой воновые характеристики- частота и длина волны. Соотношение неопределенностей: микрочастица не может иметь одновременно неопределенную координату и определенную соответствующую проекцию импульса.

 

 

19) Принцип относительности Галилея. Преобразование Галилея и Лоренца.

Принцип относительности Галилея, всякое механическое явление при одних и тех же начальных условиях протекает одинаково в любой инерциальной системе отсчёта. Отсюда следует, что никакими механическими опытами, проводящимися в какой-либо инерциальной системе, нельзя определить, покоится ли данная система или движется равномерно и прямолинейно. Преобразования галилея

Преобразования Лоренца KK' ( ).

K'K ( ), . Из преобразования Лоранца следует, что если в системе K в точке с коорд-ми происходили два события одновременно ( ), то в системе K' они произайдут не одновременно, интервал времени не будет = 0,т.е понятие одновременности - понятие относительное. В основе специальной теории относительности лежат постулаты Эйнштейна.

1.Принцип относительности: Все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. Это означает,что во всех инерциальных системах физические законы имеют одинаковую форму. Таким образом,принцип относит-ти клас-ой мех-ки обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные. 2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимод-ий и сигналов из одной точки пространства в другую. 2) проводники- вещества, имеющие свободные заряженные частицы, т.е. проводящие электр.ток

Наличие свободных зарядов определяет свойства проводников в постоянном электр. Поле:Внутри проводника электрическое поле равно 0: если проводник помещен в электр.поле, Перераспределяются до тех пор, пока поле внутри проводника не оказывается нулю. В противном случае не равное нулю поле всегда приводит к движению зарядов, которые распределяются так, что созданное ими поле полностью компенсирует внешнее поле.поверхность проводника в электрическом поле эквипотенциальна: если поверхность проводника оказывается не эквипотенциальной, то это приводит к движению зарядов вдоль поверхности из области с большим потенциалом в область с меньшим потенциалом ( для положительных зарядов). Такое движение происходит до тех пор, пока заряды перераспределяясь по поверхности, не скомпенсируют разность потенциалов в точках поверхности, т.е. пока поверхность проводника не окажется эквипотенциальной

потенциал внутри проводника= потенциалу границы, так как в противном случае возникало бы движение зарядов по проводнику. электроемкость уединенного проводника численно равна заряду, который необходимо сообщить проводнику, чтобы изменить его потен­циал на единицу. В основу таких устройств, называемых конденсаторами, поло­жен факт, что емкость проводника возрастает при приближении к нему других тел. Простейший плоский конденсатор состоит из двух близко расположенных про­водников, заряженных равными по величине и противоположными по знаку заряда­ми. Образующие данную систему проводники называются обкладка­ми.Параллельное соединение конденсаторов. В данном случае, так как соединенные провода-проводники имеют один и тот же потенциал, то разность потенциалов на обкладках всех конденсаторов оди­накова и равна

Последовательное соединение конденсаторов В данном случае, вследствие электростатической индукции, заряды на всех обкладок q будут равны по мо­дулю, а общая разность потенциалов складывается из разностей на отдельных конденсаторах .3) Эффект Комптона (Комптон-эффект) — неупругое рассеяние фотонов на свободных электронах. Эффект сопровождается изменением частоты фотонов, часть энергии которых после рассеяния передается электронам. При рассеянии фотона на покоящемся электроне частоты фотона и (до и после рассеяния соответственно) связаны соотношением: где — угол рассеяния (угол между направлениями распространения фотона до и после рассеяния). Перейдя к длинам волн: где — комптоновская длина волны электрона, равная м. Если свет представляет собой поток фотонов, то каждый фотон, попадая в регистрирующий прибор (глаз, фотоэлемент), должен вызывать то или иное действие независимо от других фотонов. Это же означает, что при регистрации слабых световых потоков должны наблюдаться флуктуации их интенсивности. Эти флуктуации слабых потоков видимого света действительно наблюдались С. И. Вавиловым. Наблюдения проводились визуально. Глаз, адаптированный к темноте, обладает довольно резким порогом зрительного ощущения, т. е. воспринимает свет, интенсивность которого не меньше некоторого порога. Для света с l = 525 нм порог зрительного ощущения соответствует у разных людей примерно 100-400 фотонам, падающим на сетчатку за 1 с. С. И. Вавилов наблюдал периодически повторяющиеся вспышки света одинаковой длительности. С уменьшением светового потока некоторые вспышки уже не воспринимались глазом, причем чем слабее был световой поток, тем больше было пропусков вспышек. Это объясняется флуктуациями интенсивности света, т. е. число фотонов оказывалось по случайным причинам меньше порогового значения. Таким образом, опыт Вавилова явился наглядным подтверждением квантовых свойств света

20) Угловая скорость и угловое ускорение.

Угловой скоростью н-ся векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени . Вектор направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта, т. е. так же, как и вектор d. Угловым ускорением н-ся векторная величина, равная первой производной угловой скорости, по времени . Моментом импульса матер-ой точки А относительно неподвижной точки О наз-ся физическая величина, определяемая векторным произведением: . Моментом импульса относительно неподвижной оси z наз-ся скалярная величина равная проекции на эту ось вектора момента импульса определенного относ-но произвольной точки О данной оси. Закон сох-ия момента импульса: момент импульса замкнутой системы сохраняется,т.е. не изменяется с течением времени: L=const. Момент инерции тв.тела – скалярная физическая величина,мера инертности телв во вращ-ом движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела явл-ся мерой его инертности в поступат-ом движении. Теорема Штейнера: момент инерции тела J относ-но произвольной оси = сумме момента инерции этого тела Jc относ-но оси, проходящей ч/з центр масс тела праллельно рассматриваемой оси, и произведения массы тела m на квадрат расстояния d между осями . 2) Эл.током наз-ся направление движения свобод-х эл-х зарядов в проводнике.Если ток не изм-ся со временем то такой ток назыв. ПОСТОЯННЫМ I=q/t(A),Если ток изм-ся периодически по модулю и направлению- Перемен-й.Сторонние силы-химич-е природы силы,диффузион-е проц-ы,мех-е силы. Величина = работе сторонних сил единич-го + заряда назыв. Электродвиж-я сила(Е) Е=Аст/q(ЭДС) Для характеристики распред-я электр.тока по сечению проводника ввод-ся вектор плотности тока J. J=dI/dS. 3) Фотоэффект — это испускание электронов веществом под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект. Законы фотоэффекта:Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света (или максимальная длина волны ₀), при которой ещё возможен фотоэффект, и если , то фотоэффект уже не происходит.

 

22) Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействия:. Есть механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и пр. В одних случаях форма движения материи не изменяется (например, холодное тело нагревает горячее), в других – переходит в другую форму (например, механическое движение превращается в тепловое в результате трения). .Энергия, отданная (в той или иной форме) от одного тела другому телу, равна энергии, которую получило последнее тело. Изменение механического движения тела вызывается силами, которые действуют на него со стороны других тел. С целью количественно описать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работы силы . Элементарной работой силы F на перемещении dr называется скалярная величина где - угол между векторами F и dr;

ds =|dr| элементарный путь; Fs - проекция вектора F на вектор dr. Чтобы охарак-ть скорость совершения работы, вводят понятие мощности .

Кинетическая энергия–энергия механ-ой системы, зависящая от скоростей движения ее точек: . Консервативными силами наз-ся силы работа которых не зависит от пути перехода тела или системы из начального положения в конечное. К консер-ым силам относятся: сила тяжести, гравитационная сила, сила упругости и другие.

Неконсервативными силами наз-ся силы работа которых зависит от пути перехода тела или системы из начального положения в конечное. К ним относятся: сила трения, сила тяги и другие.

Потенциальная энергия системы это функция механ-го состояния системы, зависящая от зваимного расположения всех тел системы и от их положения во внешнем потенциальном поле сил. Убыль потенц-ой энергии = работе, которую совершают все консерват-ые силы при переходе системы из начального положения в конечное. 2)Основные положения классической теории электропроводности металлов.Электр­оны проводимости, перемещаясь в металле, переносят с собой не только электриче­ский заряд, но и кинетическую энергию беспорядочного теплового движения. Поэтому те метал­лы, кото­рые хорошо проводят электрический ток, являются хорошими проводни­ками тепла. Классическая электронная теория качественно объяснила природу электриче­с­кого сопротивления металлов. Можно считать, что движение электрона в металле происходит с трением, подобным внутреннему трению в газах. Это трение и создает сопротивление металла.НЕДОСТАТКИ: . 1. Несоответствие теории и эксперимента возникло при расчете теплоемко­сти металлов. Согласно кинетической теории молярная теплоемкость металлов должна складываться из теплоемкости атомов и теплоемкости свободных электронов.

2. По расчетам электронной теории, сопротивление R должно быть пропор­цио­нальным, где Т - термодинамическая температура. Согласно опытным дан­ным, R~Т.

3. Полученные опытным путем значения электропроводности g дают для сред­ней длины свободного пробега электронов в металлах величину порядка сотен меж­доузельных расстояний. Это гораздо больше, чем по классической теории. МЕТОД ЗОН: есть валентная, запрещенная, свободная зоны. Если валентная зона заполнена по 1му электрону, то относится к метеллам, если валентная зона заполнена по 2электрона, но запр-я зона очень мала, то это приводит к тому, что электрон под действием температуры попадает в свобод.зону,и она становится зоной проводимости, 2вида эл.заряда- дырка в в.з.и электрон в свобод.зоне- полупроводник., если заполнена в.з., но запр-я зона слишком велика, электрон не может перейти на свобод.зону- диэлектрик!3) ) Тепловое излучение-эл/маг. Излучение, испускаемое атомами тела за счет внутр.(тепловой) E излучаемого тела и зависящее только от t и оптических свойств данного тела. Энергетическая светимость-Rэ-величина эл/маг e, испуск-й по всем направлениям, единицей поверхности тела в единицу времени. Является функцией t. Испускательная способность тела- энергетич.светимость, отнесенная к единич.интервалу частот в близи данной частоты. Поглощательная способность тела- показ.какая доля падающ.на поверхность тела потока световой энергии , содерж-й эл/маг волны с частотой от ню до ню+dV поглощается телом. Абсолют.черное тело- физическая модель по которой понимают тело., полностью поглощающее все падающ.на него эл/маг излучение. Закон Киргофа-отношение излучательной и поглощательной способности не зависит от природы тела и является универсальной функцией частоты и температуры одинаковой для всех тел.

 

Законы динамики материальной точки и системы точек. Внешние и внутренние силы. Центр масс. Динамика механической системы.

1ый закон Ньютона: всякая мат. точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор,пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Стремление тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движ.н-ся инертностью. Поэтому 1ый.зак. Ньютона н-ют также з-ом инерции. 2ой закон Ньютона: осн-ой закон динамики поступательного движ.- скорость изменения импульса движущейся матер-ой точки (тела) = действующей на нее силе. 3ий.закон Ньютона: при взаимодействии две матер-ые точки действуют друг на друга с силами равными по абсолютной величине и направленными в противоположные стороны вдоль прямой соед-ие эти точки: .

Силы взаимодействия между мат.точками мех-ой системы н-ся внутр-ми силами, а силы с которыми на мат-ые точки системы действуют внешниетела,н-ся внешними.

Центр масс – воображаемая точка системы, положения кот-ой характеризует распределение массы этой системы

Динамика раздел механики, изучает законы движения тел и причины,кот-ые вызывают или изменяют это движение. Механическая система – совок-ть матер-ых точек, рассматриваемых как единое целое.

2) состояние частицы в системе, состоящей из множества частиц. Энергия такой частицы равна . Например, если наша система — это некий квантовый газ в «ящике», то подобное состояние может описываться частной волновой функцией. Известно, что для большого канонического ансамбля, функция распределения имеет вид

где — энергия состояния , — число частиц, находящихся в состоянии , — химический потенциал, — это индекс, пробегающий все возможные микросостояния системы. Необходимо заметить, что химический потенциал зависит от температуры. Однако для систем, имеющих температуру ниже температуры Ферми , что часто используется, как аппроксимация, . В реальности же:

3)Анализатор-обладает способ-ю анализировать поляр-й свет.Закон малюса: физический закон, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора. Закон Брюстера: закон, выражающий связь показателя преломления диэлектрика с таким углом падения световых или радиоволн, при котором отражённое от поверхности диэлектрика излучение полностью поляризовано tg j = п (где п — показатель преломления), при отражении полностью поляризуется. Угол j называется углом Брюстера. Угол между отражённым и преломленным лучами при этом составляет 90°. . Интерференция вторичных волн, излучаемых электронами, приводит к тому, что луч света, падающий на поверхность анизотропного кристалла, раздваивается внутри него на два преломленных луча, которые в общем случае имеют различные направления. Это явление называют двойным лучепреломлением.

 

Билет 24.

1.Вектор перемещения (или просто перемещение) – это направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением . Перемещение – величина векторная. Вектор перемещения направлен от начальной точки движения к конечной. Скоpость матеpиальной точки есть вектоpная величина, которая определяется, как быстрота движения, так и его направление в данный момент времени. Следует заметить, что отношение s*/t конечного пути ко времени совпадает со скоpоcтью точки только в частном случае, когда движение pавномеpное. Если же движение неpавномеpное и скоpость во вpемени непpеpывно меняется, необходимо пользоваться точным опpеделением: модуль скоpости pавен пpоизводной от пути по вpемени и выpажается фоpмулой

где s* - путь матеpиальной точки. Ускорение – это величина, которая характеризует быстроту изменения скорости по модулю и напрвлению. Тангенциальное(касательное) ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль касательной к траектории в данной точке траектории движения. Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю при криволинейном движении. Направление вектора тангенциального ускорения совпадает с направлением линейной скорости или противоположно ему. Нормальное ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль нормали к траектории движения в данной точке на траектории движения тела. То есть вектор нормального ускорения перпендикулярен линейной скорости движения. Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению и обозначается буквой _n. Вектор нормального ускорения направлен по радиусу кривизны траектории a_n =v²/r. Радиус кривизны траектории – величина обратная кривизне. РК харак-ет велечину соответствия кривой от прямой. Чем больше РК, тем больше кривая похожа на прямую a_n =v²/R.

3.Свет представляет собой совок-ть множества поперечных электромаг-ых волн: векторы напряженностейэлектрического Е_i и магнитного Н_iполей у каждой волны взаимно перпендикулярны и колеблются перепендикулярно скорости распростронения волны. Световые волны со всевозможными равновероятностными колебаниями векторов Е_iназ-ся естественным. Свет в котором направление колебаний светового вектора каким то образом упорядочены наз-ся поляризованным. Степень поляризации: . Для естеств-го света I_max =I_min и p=0. Поляризатор - устройство применяемой для получения обычно поляризованного света.

 

Билет 25.

1.Виды: политропный и его частные случаи( Изохорный- процесс протекающий при постоянном объеме: V=const,в коорд-ах (p,T) изобр-ся прямой. Изобарный- процесс протекающий при постоянном давлении: p=const, в коорд-ах (V,T) изоб-ся прямой. Изотермический- процесс протекающий при постоянной темпер-ре: T=const, в коорд-ах (p,V) изоб-ся кривой(парабола). Адиаботический- процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окр-й средой,т.е Q=const. Прямой цикл - это цикл двигателя, в нем происходит преобразования теплоты в механ-ую работу. Для оценки эффект-ти используют термический коэффициент полезного действия (КПД).

Обратный цикл - служит для производства холода или теплоты, в нем тело переносит теплоту от холодного источника к горячему.

Энтропия- понятие выведенное в термод-ки для определения меры не обратимого рассеяния энергии. Энтропия замкнутой системы м-ет либо возрастать, либо оставаться постоянной: , это также явл-ся формулировкой второго начала термодинамики. Термодин-ий процесс явл-ся обратимым, если он м-ет происходить как в прямом так и в обратном направлении, а в окруж-ей среде и в системе при этом не происходит никаких изменений. Третье начало термод-ки: физич-ий принцип, определ-ий поведение энтропии при абсолютном нуле темпер-ры.

Цикл Карно - обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу. Он состоит из последовательно чередующихся 2х изометрических и 2х адиабатных процессов.

2.Магнитное поле- поле оказывающее силовое воздей-ие на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом не зависимо от состояния их движения. Вектор магнит-ой индук-ии: силовая харак-ка магнит-го поля. Он всегда направлен так, как сориентирована свободно вращающаяся стрелка. Закон Ампера: Сила действующая на элемент проводника с током в маг-ом поле, равна произведению силы тока на векторное произведение элемента длины проводника и маг-ой индукции поля: . Сила Лоренца: Сила действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромаг-ом поле: . Закон Био—Савара—Лапласа — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током.

3.Пусть источник света S испускает сферическую волну. Поставим на пути волны непрозразный эеран Э₁ с крыглым отверствием АВ. Для наблюдения дифрак-ой кратины параллельно Э₁ на расстоянии L от него поместим экран Э₂.Число откр. зон Френеля m зависит от размеров отверствия АВ, расстояния и длины волны света.Наличие преград с круглым отверствием усиливает освещенность в точке P. Пусть пучок параллельных лучей монохроматического света падает перпенд-но на узкую прямоугольную щель шириной а в не прозразчном экране Э₁. За щелью располож.линза, которая собирает лучи на Э₂. Если число зон будет четным, они попарно погасят друг друга, и в точке P будет наблюд-ся min освещенности: , где m=1,2,3... - нечетное. Дифрак-ая решетка- совок-ть параллельных щелей одинаковой шириныа, разделенных не прозрачными промежутками шириной в , лежащих в одной плоскости. Прозрачные диф-ые решетки- последоватеьные парал-ые щели = ширины, раздел-ых равными по ширине не прозрачными промежутками. Отражательные диф.решетки- щели заменены зеркальными полосками.

 

 

Билет 26.

1. Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Различные формы энергии связывают с различными формами движения материи: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и пр. В одних случаях форма движения материи не изменяется (например, холодное тело нагревает горячее), в других – переходит в другую форму (например, механическое движение превращается в тепловое в результате трения). Однако существенно, что во всех перечисленных случаях энергия, отданная (в той или иной форме) от одного тела другому телу, равна энергии, которую получило последнее тело. Изменение механического движения тела вызывается силами, которые действуют на него со стороны других тел. С целью количественно описать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работы силы: . Элементарной работой силы F на перемещении dr называется скалярная величина: , где - угол между векторами F и dr;

ds =|dr| элементарный путь; Fs - проекция вектора F на вектор dr. Чтобы охарак-ть скорость совершения работы, вводят понятие мощности .

Кинетическая энергия–энергия механ-ой системы, зависящая от скоростей движения ее точек: . Консервативными силами наз-ся силы работа которых не зависит от пути перехода тела или системы из начального положения в конечное. К консер-ым силам относятся: сила тяжести, гравитационная сила, сила упругости и другие.

Неконсервативными силами наз-ся силы работа которых зависит от пути перехода тела или системы из начального положения в конечное. К ним относятся: сила трения, сила тяги и другие.

Потенциальная энергия системы это функция механ-го состояния системы, зависящая от зваимного расположения всех тел системы и от их положения во внешнем потенциальном поле сил. Убыль потенц-ой энергии = работе, которую совершают все консерват-ые силы при переходе системы из начального положения в конечное.

2.Потоком вектора маг-ой индукции через элементарную площадкуdS наз-ся физич-ая величина dФ_m , равная произведению величины этой площадки и проекции вектора В на направление нормали к площадке dS: . Теорема Гаусса для маг-го поля: поток магнитного поля через любую замкнутую пов-ть = 0. Напряженность магнитного поля наз-ся векторная величина , характеризующую магнитное поле и определяемою след.обаразом: . Намагниченность J - векторная величина, равная отношению магнитного момента некоторого объема в-ва в этому объему: . Гиромагнитное отношение- отношение магнитного момента атомных частиц к их моменту количества движения.

3.Дифракция- отклонение света от прямолинейного распространения. Каждая точка пов-ти, до которой дошло волновое возбуждение в данный момент, становится источником вторичных волн. Этот принцип Гюйгенса позволяет качественно объяснить явление дифракции, но не дает возможности рассчитать распределение интенсивности дифрагированных лучей. Френель дополнил принцип Гюйгенса: волновые возмущения в любой точке простр-ва м-но рассмат-ть как результат интерфер-ии вторичных волн от нек-ых фиктивных когерентных источников, на которые разбивается волновая пов-ть. Метод зон Френеля: расстояния 2х соседних зон до точки наблюдения отличаются на половину световой волны , тогда световые возмущения, пришедшие в точку Р от 2х соседних зон будут иметь противоположные фазы и ослаблять друг друга.

 

 

Билет 27.

1.Основное ур-ие МКТ: . Барометрическая формула: (позволяет найти атмосф-ое давление в зависимости от высоты, или высоту если известно давление). Распеределие Больцмана:

(при постоянной температуре плотность газа (с которой связана концентрация) больше там, где меньше потенц-ая энергия его молекул). Распред-ие Максвелла: .

2. Диамагнетизм- диамагнитные в-ва намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном направлению вектора магнитной индукции. К диамагнетикам относятся такие в-ва, у которых магнитный момент атома илимолекулы в отсутствие внешнего магнитного поля =0. Ферромагнетики- тв.кристалич-ие в-ва,обладающие самопроизвольной намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.

3.Интерфер-ия наблюдается тока если удвоенная толщина пластинки меньше длины когерентности падающей волны. Интерференционные полосы равного наклона- возникают в результате наложения лучей, падающих на плоско парал-ую пластинку под одинаковыми углами. Полосы равной толщины- возникают в результате интерференции от мест одинаковой толщины. Кольца Ньютона: наблюдаются при отражении света от воздушного зазора, образ-го плоско парал-ой пластинкой и соприкасающейся с ней плосковыпуклой линзой с большим радиусом кривизны. Парал-ый пучок света падает норм.на плоскую пов-ть линзы и частично отражается от верхней и нижней поверхностей воздушного зазоро между линзой пластинкой.