Сделай Сам Свою Работу на 5

Магнитное поле. Электромагнитная индукция





 

285.Магнитное поле- это вид материи, которая порождается движущимися электрическими зарядами и обнаруживается по действию на движущиеся электрические заряды с некоторой силой.

286. Индукция магнитного поля- это физическая величина, равная отношению максимального вращательного момента сил, действующего на рамку с током, помещённую в магнитное поле, к произведению силы тока в рамке на площадь, ограниченную этой рамкой.

Магнитная индукция измеряется в тесла (Тл)

Второй вариант определения. Индукция магнитного поля - это физическая величина, численно равная отношению максимальной силы, действующей на прямой проводник с током, помещённый в магнитное поле, к произведению силы тока в проводнике на его длину.

287. За направление вектора индукции магнитного поляВ принимают направление положительной нормали к рамке с током, помещённой в магнитное поле, при её свободном расположении в этом поле. Направление положительной нормали связано с направлением тока в контуре правилом правого винта.

288. Правило правого винта: винт располагаем так, чтобы при его вворачивании в плоскость рамки вращение головки совпадало с направлением тока в рамке. При этом направление острия винта указывает направление вектора индукции магнитного поля.



289. Во втором определении направление вектораB задаётся правилом левой руки. Левую руку располагаем так, чтобы четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока в проводнике, большой, отогнутый на 900, палец совпадал с направлением максимальной силы, действующей на проводник, тогда вектор индукции магнитного поля будет перпендикулярен ладони.

290. Магнитный момент контура- это величина, равная произведению силы тока в контуре на площадь, ограниченную этим контуром.

где I - сила тока в контуре, S - площадь ограниченная контуром.

Вектор магнитного момента совпадает по направлению с вектором положительной нормали к контуру, которая связана с направлением тока в контуре правилом правого винта.

291. Закон Ампера: Сила, действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле, равна произведению модуля вектора индукции магнитного поля на силу тока в проводнике, на длину проводника и на синус угла между направлением тока и вектором индукции магнитного поля.



292. Направление силы Ампера можно определить по правилу левой руки: левую руку располагаем так, чтобы вектор индукции магнитного поля был перпендикулярен ладони, четыре пальца были направлены по направлению тока, тогда, отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Ампера.

293. Силовая линия магнитного поля это линия, касательная к которой в любой точке совпадает по направлению с вектором В индукции магнитного поля в этой точке.

294. Сила Лоренца: на электрический заряд, движущийся в магнитном поле со скоростьюV, действует сила, модуль которой равен произведению величины этого заряда q, на модуль скорости его движения V, на модуль вектора индукции магнитного поля B и на синус угла a между вектором скорости и вектором индукции магнитного поля.

295. Направление силы Лоренца можно определить по правилу левой руки: левую руку располагаем так, чтобы вектор индукции магнитного поляВбыл перпендикулярен ладони, четыре пальца были направлены по направлению вектора скорости v положительно заряженной частицы, тогда отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца.

Если частица имеет отрицательный заряд, то вытянутые пальцы левой руки следует направить против направления вектора скоростиv.

296. Радиус окружности, по которой со скоростью v, перпендикулярной В, движется в магнитном поле заряженная частица

297. Период обращения частицы– это время, затрачиваемое частицей на один полный оборот.



298. Магнитная проницаемость- это число, показывающее, во сколько раз индукция магнитного поля в веществе больше или меньше, чем в вакууме.

299. Ферромагнетики - это вещества, магнитная проницаемость которых значительно больше 1 и составляет сотни и даже тысячи единиц. Типичными представителями ферромагнетиков являются: железо, никель, кобальт и их сплавы.

300. Домены- это области в ферромагнетике размером порядка 10-5см, имеющие собственные магнитные поля. В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные поля доменов ориентированы произвольно, поэтому кусок ферромагнетика не намагничен. При помещении ферромагнетика во внешнее магнитное поле магнитные поля доменов ориентируются по внешнему полю. Их поля складываются и кусок ферромагнетика намагничивается, приобретая собственное магнитное поле, которое, в свою очередь, складывается с внешним магнитным полем, усиливая его в сотни и даже тысячи раз.

301.Парамагнетики - вещества, в которых вектор магнитной индукции собственного магнитного поля имеет одинаковое направление с вектором индукции намагничивающего поля.

302.Диамагнетики- вещества, в которых вектор индукции собственного магнитного поля направлен противоположно вектору магнитной индукции намагничивающего поля.

303. Электромагнитная индукция- это явление возникновения индукционного тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного поля, пересекающего контур, ограниченный этим проводником.

304. Магнитный поток Ф- это скалярная величина, равная произведению модуля вектора индукции магнитного поляB на площадь поверхностиS, которую пересекает магнитное поле, и на косинус угла a между вектором нормали к контуру и вектором индукции магнитного поля.

Магнитный поток измеряется в веберах (Вб).

305. Поток вектора индукции магнитного поля замкнутого контура через площадь, ограниченную этим контуром прямо пропорционален силе тока в этом контуре

где L - индуктивность контура.

306. Индуктивность контура (катушки) - это величина, численно равная отношению потока вектора индукции магнитного поля через площадь, ограниченную этим контуром, к силе тока, протекающему по контуру и создающему это магнитное поле.

Единица индуктивности - генри (Гн). 1 Гн – это индуктивность такого проводника (катушки индуктивности), в котором ток силой в 1 А создаёт поток магнитной индукции в 1 Вб. 1 Тл - это индукция такого магнитного поля, которое будучи перпендикулярным к площадке в 1 м2 создаёт через неё поток в 1 Вб.

307. Закон Фарадея: ЭДС индукции, возникающая в контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пересекающего площадь, ограниченную этим контуром.

308. Правило Ленца: индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором, изменение созданного им магнитного потока противодействует изменению магнитного потока , вызывающего этот ток.

309.ЭДС индукции на концах проводника, движущегося в магнитном поле, равна

где a - угол между вектором В и векторомvдвижения проводника;В - модуль вектора индукции магнитного поля, l - длина проводника.

310.Самоиндукция - это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока.

311. Закон самоиндукции: ЭДС самоиндукции, возникающая в электрической цепи при изменении тока в той же цепи, прямо пропорциональна скорости изменения силы тока.

где L - индуктивность электрической це­пи (катушки индуктивности).

312. Гипотеза Максвелла: во всех случаях, когда электрическое поле изменяется со временем, оно порождает магнитное поле.

313. Электромагнитное поле - это совокупность переменного электрического поля и неразрывно связанного с ним переменного магнитного поля.

314. Вихревым электрическим полем называют поле, которое порождается изменяющимся магнитным полем. Линии напряжённости вихревого электри­ческого поля замкнутые. Работа по перемещению электрического заряда по замкнутому контуру в таком поле не равна нулю.

315. Энергия магнитного поля может быть вычислена по формуле:

где L - индуктивность, I - сила тока.

316. Колебательный контур - электрическая цепь, состоящая из включенных последовательно конденсатора емкостью С, катушки индуктивностью L и резистора сопротивлением R, в которой могут возникать электромагнитные колебания.

317. Идеальный колебательный контур- это электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности. Конденсатор в колебательном контуре служит для накапливания электрических зарядов, а катушка индуктивности - для создания переменной ЭДС самоиндукции, которая периодически перезаряжает конденсатор. В результате в колебательном контуре возникает периодическое изменение заряда и напряжения на обкладках конденсатора, силы тока и напряжения на ка­тушке индуктивности и т.д., т.е. возникают электромагнитные колебания.

318. Период колебаний в колебательном контуре определяется по формуле

где L - индуктивность, С - электроёмкость. За механизм возникновения электромагнитных колебаний ответственно явление самоиндукции.

319.Полная электромагнитная энергия контура в любой момент времени

где Im- максимальная сила тока, Um- максимальное напряжение на конденсаторе.

320. Резонансомв электрическом колебательном контуре называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных электрических колебаний (напряжения U, силы тока I, напряжённости электрического поля Е, заряда конденсатора q и т.д.) при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.

321.Условие резонанса в колебательном контуре - индуктивное сопротивление равно емкостному, т.е.

где wр- резонансная частота, L - индуктивность, С - ёмкость.

322. Электромагнитная волна- это процесс распространения в пространстве переменного электрического и, неразрывно связанного с ним, переменного магнитного полей. Электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью 300 000 км/с. В веществе эта скорость меньше.

323. Свойства электромагнитных волн:

1) они отражаются от проводящих поверхностей;

2) на границе диэлектриков частично отражаются, а частично преломляются во второй диэлектрик;

3) им присущи явления интерференции и дифракции;

4) им присуще явление поляризации.

324. Модуляция - это процесс изменения по определённому закону амплитуды, частоты или фазы гармонических колебаний для внесения в колебательный процесс определённой информации.

325. Детектирование - это процесс выделения низкочастотных модулирующих сигналов из модулированных высокочастотных колебаний.

326. Переменным называется электрический ток, сила и направление которого изменяется с течением времени. Наибольшее распространение получил электрический ток, сила и напряжение которого изменяются по гармоническому закону.

327. Под действующим значением силы (напряжения, ЭДС) переменного тока подразумевают такое значение силы (напряжения, ЭДС) постоянного тока, при пропускании которого через проводник, в последнем выделяется такое же количество теплоты, что и при пропускании переменного тока.

328. Действующее или эффективное значение силы переменного тока, напряжения и ЭДС связаны с их максимальными значениями формулами:

329. ЭДС индукции, возникающая при вращении рамки в однородном магнитном поле

где В - индукция магнитного поля, S - площадь рамки, N - число витков в рамке,w - угловая скорость вращения рамки, t - время. Максимальная ЭДС индукции

330.Индуктивное сопротивление

331.Емкостное сопротивление

332. Импеданс (полное сопротивление)электрической цепи при синусоидальных напряжениях и токе)

333. Закон Ома для цепи переменного тока

или

где Imи Um - амплитудные значения силы тока и напряжения. Iди Uд- действующие значения силы тока и напряжения.

334.Мощность переменного тока:

335.Коэффициент мощности:

336. Трансформатором называют электротехническое устройство, служащее для увеличения или уменьшения напряжения переменного тока. В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции.

337. Коэффициентом трансформации называется величина, равная отношению числа витков во вторичной обмотке трансформатора к числу витков в первичной или отношению напряжения на вторичной обмотке к напряжению на первичной обмотке.

Если k<1, то трансформатор понижающий, а если k>1, то трансформатор повышающий.

Оптика

 

338. Свет- это электромагнитные волны, длина волны которых лежит в диапазоне от 4,5×10-7м до 8×10-7м. Как и все электромагнитные волны, свет распространяется в вакууме со скоростью 300 000 км/с.

339. Геометрическая оптика - раздел оптики, в котором законы распространения света рассматриваются на основе представления о световых лучах.

340. Световой луч- линия, вдоль которой распространяется энергия световых электромагнитных волн.

341. Оптически однородная среда- среда, для которой показатель преломления везде одинаков.

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

343. Скорость света в веществе связана со скоростью света в вакууме соотношением:

где n - абсолютный показатель преломления для этого вещества.

344. Закон отражения света: луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр, опущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.

345. Закон преломления: луч падающий, луч преломлённый и перпендикуляр, опущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой (n21)

где a - угол падения, b - угол преломления. Углы падения и преломления отсчитываются от перпендикуляра к границе раздела сред.

346. Предельным углом полного внутреннего отражения называется такой угол падения из среды с большим показателем преломления на границу его раздела со средой с меньшим показателем преломления, при котором угол преломления равен 900.

347. Полное отражениеможет наблюдаться только при переходе луча света из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления. Закон преломления для этого случая принимает вид:

где aпр - предельный угол полного отражения; n1 - показатель преломления среды, из которой луч света падает на границу раздела сред; n2 - показатель преломления среды, в которую переходит преломлённый луч.

348. Абсолютный показатель преломления - это число, показывающее во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данном веществе.

где с - скорость света в вакууме, v - скорость света в веществе.

349. Относительным показателем преломления n21называется отношение абсолютного показателя второй среды к абсолютному показателю преломления первой среды. Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света во второй среде меньше, чем в первой.

350. Линза- это прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями или сферической поверхностью и плоскостью.

351. Собирающая линза- это линза, у которой середина толще, чем края.

352. Рассеивающая линза- это линза, у которой края толще , чем середина.

353. Главная оптическая ось линзы- это прямая линия, проведённая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.

354. Оптический центр линзы- точка, лежащая на главной оптической оси и обладающая тем свойством, что лучи, проходящие через нее, не преломляются.

355. Фокусом линзы называется точка, в которой пересекаются лучи, пущенные параллельно главной оптической оси.

356. Формула тонкой линзы:

где d - расстояние от предмета до линзы; f - расстояние от линзы до изображения; F - расстояние от линзы до фокуса (фокусное расстояние). Для рассеивающей линзы формула тонкой линзы имеет вид

357. Величина обратная фокусному расстоянию называется оптической силой линзы.

Оптическая сила линзы измеряется в диоптриях (дптр.) Оптическая сила рассеивающей линзы отрицательна. 1 дптр - это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м.

358. Оптическая сила тонкой линзы

где n - относительный показатель преломления линзы, R1 и R2– радиусы кривизны поверхностей (R>0 для выпуклой поверхности, R<0 для вогнутой).

359. Увеличением линзы называется отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета

где Н - размер изображения, h - размер предмета.

 

360. Для построения изображения в линзах используются свойства трёх лучей:

1) Луч, идущий от точки параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через её второй фокус;

2) Луч, проходящий через оптический центр линзы, не преломляется.

3) Луч, прошедший через первый фокус линзы, после преломления в ней, идёт параллельно главной оптической оси.

Если линза рассеивающая, то после преломления в ней, луч параллельный главной оптической оси, будет отклоняться к её краю так, что его продолжение пройдёт через фокус.

 

 

Элементы волновой оптики

 

361. Волновая оптика - раздел оптики, изучающий оптические явления, в которых проявляется волновая природа света.

362. Интерференция- это сложение когерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления ре­зультирующих световых колебаний в различных точках пространства.

363. Волны называются когерентными, если они имеют одинаковую частоту и амплитуду, а разность фаз между ними в любой точке пространства не изменяется с течением времени.

364. Условие интерференционного максимума: разность хода волн равна чётному числу длин полуволн или целому числу длин волн.

где k - числа 1,2,3,…, l - длина волны, D - разность хода волн, т.е. разность расстояний от источников когерентных волн до точки наблюдения.

365. Условие интерференционных минимумов: разность хода волн равна не­чётному числу длин полуволн.

366. Принцип Гюйгенса - каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.

367. Дифракция волн- это явление огибания волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

368. Дифракционная решётка- это оптический прибор, представляющий собой прозрачную пластинку, на которую нанесены прозрачные и непрозрачные параллельные линии. Суммарная ширина двух соседних, прозрачных и непрозрачных линий называется постоянной (периодом) дифракционной решётки d.

369. Условие главных максимумов для дифракционной решётки:

где d - постоянная (период) дифракционной решётки, j - угол дифракции, l - длина волны, k - номер дифракционного максимума.

370. Дисперсия света- это физическое явление, сущность которого заключается в зависимости показателя преломления вещества (или скорости распространения света) от частоты световых волн.

Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму.

371. Угол отклонения лучей призмой

где А - преломляющий угол призмы, n - показатель ее преломления.

372. Естественный свет - электромагнитная волна, в которой направления векторов E и B могут лежать во всевозможных плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны.

373. Световые волны называются поляризованными, если вектор напряжённости электрического поляЕ колеблется в одной плоскости. То же самое можно сказать и о векторе индукции магнитного поляВ.

 

 

КВАНТОВАЯ ОПТИКА

 

374. Фотон- элементарная частица, квант электромагнитного поля. Имеет нулевую массу покоя, движется со скоростью света.375. Энергия кванта света

где h - постоянная Планка, n - частота света, l - длина волны, с - скорость света в вакууме.

376. Импульс фотона:

 

 

377. Внешний фотоэффект-это явление вырывания электронов с поверхности металлов под действием света.

378. Законы Столетова:

1) При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света (сила фототока насыщения пропорциональна световому потоку).

2) Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.

3) Для каждого вещества существует "красная граница" фотоэффекта, т.е. минимальная частота света ниже которой фотоэффект невозможен.

379.Закон Эйнштейна для фотоэффекта: При фотоэффекте энергия поглощённого фотона идёт на совершение работы выхода электрона А и на сообщение ему кинетической энергии

380. Работа выхода- это энергия, которую надо сообщить электрону для его выхода за пределы металла.

381. Красной границей фотоэффекта называют максимальную длину волны или минимальную частоту фотона, при которой ещё наблюдается фотоэффект.

или

382. Если фотоэлектрон после вылетания с поверхности металла попадает в тормозящее электрическое поле, то он остановится, если работа этого поля будет равна его кинетической энергии, т.е.

тогда закон Эйнштейна для фотоэффекта примет вид:

АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

 

383. Первый постулат Бора: атомная система может находиться только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия Еn. В стационарных состояниях атом не излучает.

384. Второй постулат Бора (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) фотон с энергией, равной разности энергий соответствующих стационарных состояний

385. Состав ядра: ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Их общее название - нуклоны. Число протонов в ядре равно порядковому номеру химического элемента в таблице Менделеева, а число нейтронов равно разности между массовым числом и порядковым номером.

386. Массовое число - общее число нуклонов в атомном ядре.

387. Изотопы- это атомы химических элементов, ядра которых состоят из одинакового числа протонов, но разного числа нейтронов.

388. Основной закон радиоактивного распада:

где N0 - число не распавшихся ядер в начальный момент времени, N - число не распавшихся ядер в момент времени t, е = 2,72 - основание натурального логарифма, l - постоянная радиоактивного распада.

389. Периодом полураспада Т называют промежуток времени, за который число ядер или масса радиоактивного вещества уменьшается в 2 раза.

390. Постоянная радиоактивного распада l связана с периодом полураспада Т соотношением:

391.Энергия связи ядра- это энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны

где Dm - дефект массы ядра, с - скорость света в вакууме, Е - энергия связи ядра.

392. Удельная энергия связи- энергия связи, приходящаяся на один нуклон.

где М – массовое число (число нуклонов)

393. Дефект массы ядра - это разность между суммарной массой свободных нуклонов, из которых состоит ядро и массой ядра.

где Z - число протонов в ядре (равно порядковому номеру химического элемента в таблице Менделеева), M ‑ число нуклонов в ядре (численно равно относительной массе химического элемента в таблице Менделеева), mp - масса протона, mn -масса нейтрона, Мя - масса ядра химического элемента.

394. Ядерные силы- силы, действующие между составляющими ядро нуклонами и значительно превышающими кулоновские силы отталкивания между протонами. Относятся к классу сильных взаимодействий.

395. Радиоактивность- способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием элементарных частиц. Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций). К радиоактивным превращениям относятся: a-распад, все виды b-распада, спонтанное деление ядер, протонная радиоактивность. Обычно все типы радиоактивности сопровождаются g-излучением.

396. a-лучи - это ядра атомов гелия.

397. b-лучи - это поток электронов со скоростями, близкими к скорости света.

398. g-лучи - это электромагнитные волны с длиной волны меньшей, чем у рентгеновских лучей.

399. Методы регистрации ионизирующих излучений: метод сцинтилляций, пузырьковая камера, камера Вильсона, счётчик Гейгера, метод толстослойных фотоэмульсий.

400. Ядерные реакции- это превращения атомных ядер одних химических элементов в ядра атомов других химических элементов, вызванные взаимо­действием ядер с элементарными частицами или с другими ядрами.

401. Цепной ядерной реакцией называется реакция, в которой частицы, вызывающие её (нейтроны), образуются как продукт этой реакции.

402. Коэффициентом размножения нейтронов k называется отношение числа нейтронов в каком-либо "поколении" к числу нейтронов предшествующего "поколения". Необходимым условием для развития цепной реакции деления является требование k³1.

403. Реакция деления ядра - это реакция деления ядер тяжёлых химических элементов под действием нейтронов. Тяжёлые ядра делятся чаще всего на два ядра, близких по массе.

404. Критические размеры - минимальные размеры активной зоны, при которых возможно осуществление цепной реакции.

405. Критическая масса - минимальная масса делящегося вещества необходимая для осуществления цепной реакции.

406. Ядерный реакторэто устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления.

407. Термоядерные реакции – это ядерные реакции, в которых их ядер при слиянии ядер лёгких химических элементов образуются ядра более тяжёлых химических элементов. Термоядерные реакции могут протекать только при температурах в сотни миллионов градусов и сопровождаются выделением энергии. (Реакции на Солнце и при взрыве водородных бомб)

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.