Вихревое электрическое поле

Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле.
Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.

Индукционное электрическое поле является вихревым.
Направление силовых линий вихревого электрического поля совпадает с направлением индукционного тока.
Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.

Электростатическое поле Индукционное электрическое поле ( Вихревое электр. поле )
1. Создается неподвижными электр. Зарядами 1. Вызывается изменениями магнитного поля
2. Силовые линии поля разомкнуты (потенциальное поле) 2. Силовые линии замкнуты (вихревое поле)
3. Источниками поля являются электр. Заряды 3. Источники поля указать нельзя
4. Работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = 0. 4. Работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = ЭДС индукции

Индуктивность-это коэффициент пропорциональности между силой тока в контуре и магнитным потоком, создаваемым этим током [L]=Гн.

Энергия магнитного поля катушки:

 

 

Практическое занятие № 14

Наименование занятия:Электромагнитные колебания и волны.

Цель занятия: применение теоретических знаний для решения задач.

Подготовка: лекция № 15. Касьянов В.А. Физика-11 § 28-42.

В-1

Задание на занятие:

1. Индуктивность катушки колебательного контура 0,25 мГн. Требуется настроить этот контур на частоту 15 МГн. Определить емкость конденсатора в этом контуре.

2. Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и воздушного конденсатора, настроен на длину волны 300 м. Расстояние между пластинами конденсатора при этом равно 4,8 мм. Каким должно быть это расстояние, чтобы контур был настроен на длину волны 240 м?

3. Напишите уравнение гармонических колебаний, если амплитуда равна 7 см и за 2 мин совершается 240 колебаний. Начальная фаза колебаний равна /2 рад.

4. Коэффициент трансформации 25 напряжение на первичной обмотке 120 В. Найти какое напряжение на вторичной обмотке и число витков на ней, если первичная обмотка имеет 2000 витков.

5. Каково фокусное расстояние и оптическая сила собирающей линзы, дающей мнимое изображение предмета, помещенного перед ней на расстоянии 0,4 м? Расстояние от линзы до изображения 1,2 м.

6. В некоторую точку пространства приходят когерентные лучи с оптической разностью хода 6 мкм. Определите, произойдет усиление или ослабление света в этой точке, если длина волны равно 500 нм.

7. Два зеркала расположены под углом 1200 друг к другу и перед ними помещен точечный источник света. Постройте изображения источника, находящегося между зеркалами.

8. При изменении тока в катушке индуктивности на величину 1 А за время 0,6 с в ней возникнет ЭДС, равная 2·10-4 В. Какую длину будет иметь радиоволна, излучаемая генератором, контур которого состоит из этой катушки и конденсатора ёмкостью 14,1·10-9 Ф?

 

В-2

Задание на занятие:

1. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 888 пФ и катушки с индуктивностью L = 2 мГн. На какую длину волны настроен контур?

2. В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда колебаний силы тока 40 мА. Найти энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения.

3. Ток в колебательном контуре изменяется со временем по закону . Найдите индуктивность контура, зная, что емкость конденсатора 2*10-5 Ф.

4. Под каким напряжением находится первичная обмотка трансформатора, имеющая 1000 витков, если во вторичной обмотке 3500 витков и напряжение 105 В? Каков коэффициент трансформации?

5. Расстояние от мнимого изображения предмета до собирающей линзы, оптическая сила которой 2 дптр, равно 0,4 м. Определите расстояние от линзы до предмета.

6. В некоторую точку пространства приходят когерентные лучи с оптической разностью хода 2 мкм. Определите, усилится или ослабнет свет в этой точке, если в нее приходят красные лучи с длиной волны 760 нм.

7. Два зеркала расположены под углом 300 друг к другу и перед ними помещен точечный источник света. Постройте изображения источника, находящегося между зеркалами.

8. Электромагнитные волны распространяются в некоторой однородной среде со скоростью 2*108 м/с. Какую длину волны имеют электромагнитные колебания в этой среде, если их частота в вакууме 1МГц?

Содержание отчёта:

1. Записать наименование и цель занятия.

2. Ответить на контрольные вопросы и получить допуск к работе.

3. Выполнить задания.

Контрольные вопросы:

1. Запишите уравнение гармонических электромагнитных колебаний.

2. Что называют колебательным контуром? Формула Томсона.

3. Дайте определение электромагнитной волны.

4. Запишите формулу тонкой линзы.

5. Формулы для вычисления оптической силы линзы.

6. Формула для вычисления коэффициента трансформации.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Электромагнитные колебания-это периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения.

Колебательный контур-система, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности, которые образуют замкнутый контур.

- формула Томсона.

Свободные электромагнитные колебания-периодически повторяемые изменения силы тока в катушке и напряжения между проводниками конденсатора без потребления от внешних источников.

В колебательном контуре энергия электрического поля заряженного конденсатора периодически переходит в энергию магнитного поля тока. При отсутствии сопротивления в контуре полная энергия электромагнитного поля остается неизменной.

Уравнение гармонических электромагнитных колебаний:

Трансформатор-это электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения. Тип трансформатора характеризуется коэффициентом трансформации, который равен отношению числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной:

Оптика-это раздел физики, изучающий световые явления.

Законы геометрической оптики:

Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения равен углу падения .

Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина, постоянная для двух данных сред: