Реферат: Билеты по физике

Билет 1

1. 1. Механическоедвижение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка.Траектория. Путь и перемещение. Равномерное движение. Сложение скоростей.

2. 2. Испарениежидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерьтеотносительную влажность воздуха в классе.

3. 3. «ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ»

1. 1. Механическоедвижение – это изменение положения тела в пространстве с течением времениотносительно других тел.

Извсех многообразных форм движения материи этот вид движения является самымпростым.

Например:перемещение стрелки часов по циферблату, идут люди, колышутся ветки деревьев,порхают бабочки, летит самолет и т.д.

Определениеположения тела в любой момент времени является основной задачей механики.

Движениетела, при котором все точки движутся одинаково, называется поступательным.

· · Материальная точка – это физическое тело, размерамикоторого в данных условиях движения можно пренебречь, считая, что вся его массасосредоточенны в одной точке.

· · Траектория – это линия которую описывает материальнаяточка при своем движении.

· · Путь – это длина траектории движения материальнойточки.

· · Перемещение – это направленный отрезок прямой(вектор), соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.

Главное отличие пути то перемещения

/>/>Путь– величина скалярная (на рис. – это расстояние [ММ1], а перемещение– величина векторная (на рис. – это r )

Путьи перемещение могут совпадать только тогда, когда тело движется равномерно,прямолинейно.

· · Система отсчета – это: тело отсчета, связанная с нимсистема координат, а также прибор для отсчета времени.

Важнаяособенность мех. Движения – его относительность.

· · Относительность движения – это зависимость траектории,пути, перемещения и скорости одной и той же материальной точки от выборасистемы отсчета.

Например:вы сидите в неподвижном вагоне, а рядом начинает движение другой поезд. Таквот, вам кажется, что движется именно ваш вагон, а не те, что проезжают мимо,но потом мы обнаруживаем, что наш состав стоит на месте.

Посвоему характеру движение может быть равномерным, когда движущаяся точка в любыеравные промежутки времени проходит равные расстояния, и его противоположностью– неравномерным (или переменным).

· · Равномерное прямолинейное движение называют такоепроисходящее по прямолинейной траектории движения при котором материальная точказа любые равные промежутки времени совершает единичные перемещения.

Т.к.скорость постоянная, то график скорости представляет собой линию, параллельнуюоси времени.

2.Испарение жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха.Измерьте относительную влажность воздуха в классе.

Существуютдва способа перехода жидкости в газообразное состояние: испарение и кипение.

Испарениепроисходит с открытой, свободной поверхности, отделяющей жидкость от газа,например с поверхности открытого сосуда, с поверхности водоема и т.д. Испарениепроисходит при любой температуре, но для всякой жидкости повышением температурыскорость его увеличивается. Объем, занимаемый данной массой вещества, прииспарении возрастает скачком. Следует различать два основных случая. Первый,когда испарение происходит в закрытом сосуде и температура во всех точкаходинакова. Так, например, испаряется вода внутри парового котла или чайнике,закрытом крышкой, если температура воды и пара ниже температуры кипения. В этомслучае объем образующегося газа ограничен пространством сосуда. Давление парадостигает некоторого предельного значения, при котором он находится в тепловомравновесии с жидкостью; такой пар называется насыщенным, а его давление – упругостьюпара. Второй случай, когда пространство над жидкостью незамкнутое; такиспаряется вода с поверхности пруда. Здесь равновесие не достигаетсяпрактически никогда и пар является ненасыщенным, а скорость испарения зависитот многих факторов. Мерой скорости испарения является количество вещества,улетающего в единицу времени с единицы свободной поверхности жидкости. Еслижидкость и пар находятся в равновесии, то скорость испарения равна нулю.Точнее, оно все же происходит, но с той же скоростью идет в обратном процесс –конденсация (переход вещества из газообразного состояния в жидкое).

Теплотаиспарения – количества тепла, необходимое сообщить жидкости, находящегося приданной температуре и фиксированном давлении, чтобы перевести ее в пар при этихже температуре и давления.

Иногдаиспарение называют также сублимацию, или возгонку, т.е. переход твердоговещества в газообразное состояние, минуя жидкую стадию. Теплота сублимациибольше теплоты испарения приблизительно на теплоту плавления.

Перегонка– это процесс разделения многокомпонентных жидких смесей путем частичногоиспарения и последующей конденсации паров.

Вследствиевсевозможных испарении содержится огромное количество водяных паров. Величину,измеряемую количеством водяного пара (в граммах), содержащегося в 1 м3воздуха. Называют абсолютной влажностью воздуха. (парциальное давлениеизмеряется в мм рт. ст.). Абсолютной влажностью воздуха принято называтьпарциальное давление водяного пар, содержащегося в нем при температуре,измеренной в мм рт. ст. Для суждения о степени влажности воздуха важно знать,близок или далек водяной пар, находящийся в нем, от состояния насыщенности…С этой целью вводят понятие относительной влажности. О.в. – величина,измеряемая отношением абс. Влажности к количеству пара, необходимого длянасыщения 1 м3 воздуха при той же температуре.

Билет10

1. 1. Идеальныйгаз. Основное уравнение МКТ газа. Использование свойств газов в технике.

2. 2. Магнитныесвойства вещества. Ферромагнетики и их применение.

3. 3. (задача на применение формул механическойработы)

1. 1. Основные положения Молекулярно кинетической теориипозволяют объяснить целый ряд физических явлений и свойств тел тем точнее иподробнее, чем ближе построенная модель действительному корпускулярногостроению тел. Максимальное совпадение получается в случае использованияпростейших системы – разряженных газов. Хорошей моделью разряженного газаявляется идеальный газ, который наделяют следующими свойствами:

1. 1. Размерымолекул малы по сравнению с расстояниями между ними.

2. 2. Молекулывзаимодействуют друг с другом и со стенками сосуда только в момент соударения.

3. 3. Всесоударения абсолютно упруги.

4. 4. Рассматриваютсялюбые газы, в которых число молекул очень велико.

5. 5. Молекулыраспределены по всему объему равномерно.

6. 6. Молекулыдвижутся хаотично.

7. 7. Скоростимолекул могут принимать любые значения.

8. 8. Кдвижению отдельной молекулы применимы законы классической механики.

Положение1 и 2 следуют из сведений о размерах и взаимодействиях молекул.

Положение3 опирается на свойства броуновского движения, самой удивительной чертойкоторого является его постоянство, свидетельствующее об абсолютно упругомсоударении молекул.

Положение4 можно пояснить примером: в миллионной доле 1 мм^3 комнатного воздухасодержится 2,7 * 10^10 молекул.

Положения5 и 6 имеют свое опытное обоснование в одинаковом давлении газа в разных местахсосуда, в котором он находится, закон Паскаля и броуновском движении. А вотсправедливость постулатов 7и 8, а также границы их применения может подтвердитьтолько контрольный эксперимент. С точки зрения современной физики скорости телне могут быть сколь угодно большими (предельной скоростью является скоростьсвета в вакууме 3*10^8 м/с). Однако модно предположить, что молекул с оченьбольшими и очень маленькими скоростями в газе относительно немного.

Внутренняя энергия идеальногогаза. Если потенциальная энергия взаимодействия молекул равна 0, внутренняяэнергия идеального газа равна сумме кинетических энергий хаотического тепловогодвижения вех молекул: U=N*E=v*Na*3/2 kT=3m/2M RT.

Внутренняя энергия идеальногогаза прямопропорционально его абсолютной температуре. Следовательно, приизменении температура идеального газа изменяется его внутренняя энергия; еслитемпература остается постоянной, то внутренняя энергия идеального газа неизменяется. Используя уравнение состояния идеального газа можно получить одновыражение для вычисления внутренней энергии идеального одноатомного газа: p V = m/MRT => U=3/2 pV. Таким образом, внутренняя энергия идеального прямопропорциональна произведению давления р на объем V, занимаемыйгазом.

Уравнение состоянияидеального газа (уравнение Менделеева – Клайперона). Состояние идеально газахарактеризует три макроскопические величины: р- давление, V –объем, Т – температура.

Р=n k T n =N/V N =v* N a тогда p=nkT=v*Na/V * kT, R=8,31

PV= m /MRT.

2. 2. Магнитные свойства вещества. Ферромагнетики и ихприменение.

Вовсех телах, помещенных в магнитное поле, возникает магнитный момент. Этоявление называется намагничиванием. Количественной характеристикой магнитныхсвойств вещества является магнитной проницаемостью, которая численно равнаотношению вектора магнитной индукции в данной определенной среде к векторумагнитной индукции в той же точке пространства в вакууму: m=вектор B/векторB0. В зависимости от значения магнитной проницаемости,вещества можно разделить на ферромагнетики m>>1 –железо, кобальт, никель.

Парамагнетики– чуть больше 1, платина, жидкий кислород.

ДиамагнетикиM чуть меньше 1, висмут.

Ферромагнетизм объясняетсямагнитными свойствами электронов. Электрон эквивалентен круговому току иливращающемуся заряженному телу и поэтому обладает собственным магнитным полем. Сувеличением магнитной индукции внешнего поля возрастает степень упорядоченностиориентации отдельных доменов - магнитная индукция возрастает. При некоторомзначении индукции внешнего поля наступает полное упорядочение ориентациидоменов, и возрастание магнитной индукции прекращается. Это явление называетсямагнитным насыщением. При вынесении ферромагнитного образца из внешнегомагнитного поля значительная часть доменов сохраняет упорядоченную ориентацию –образец становится постоянным магнитом. Ферромагнитные материалы, способныеусиливать магнитные поля в десятки раз, широко применяются в современнойтехнике. Стальной сердечник является одной из основных деталей в современнойтехнике. Стальной сердечник является одной из основных деталейэлектрогенератора и электродвигателя, электромагнита и трансформатора. Тонкийслой ферромагнитного порошка на гибкой пленке используется для магнитной записии воспроизведения звука.

Билет11

1. 1. Агрегатные состояниявещества. Их объяснение на основе МКТ. Фазовые переходы вещества.

2. 2. Звуковыеволны. Скорость звука. Громкость и высота звука. Эхо. Ультразвук и егоиспользование.

3. 3. (Задача на соединение проводников)

Звук – часть упругих волн, воспринимаемых нашими ушами.Высота является частотой звука. В зависимости от условий одно и тоже веществоможет находиться в различных состояниях: в твердом, жидком или газообразном.Эти состояния называются агрегатными. Молекулы одного и того же вещества втвердом, жидком или газообразном состоянии одни и тоже, ничем не отличаютсядруг от друга, меняется только их взаимное расположение. Изменение внутреннейэнергии может приводить к изменению агрегатного состояния. Переход вещества приопределенной температуре из твердого состояния в жидкое называется плавлением.Из жидкого в твердое – отвердевание или кристаллизация. Из жидкого вгазообразное – испарение. Обратно – конденсация.

2. 2. Звуковыеволны. Скорость звука. Громкость и высота звука. Эхо. Ультразвук и егоиспользование.

Мирнаполнен самыми разнообразными звуками: тиканьем часов и гулом моторов,шелестом листов и завыванием ветра, пением птиц и голосами людей. О том, какрождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться оченьдавно. Достигая уха, звук воздействует на барабанные перепонки и вызываетощущение звука. На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту впеределах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц – одно колебание в секунду). Вот почемуупругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах,называют звуковыми волнами или просто звуком. В воздухе при температуре 0 инормальном атмосферном давлении звук распространяется со скоростью 330 м/с, а вморской воде – около 1500 м/с, а в некоторых металлах его скорость достигает700 м/с. Упругие волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а счастотой превышающей 20 кГц – ультразвуком. Звук может распространяться в видепродольных и поперечных волн. В газообразном состоянии возникают толькопродольные волны, когда колебательное движение частиц происходит лишь в том направлении,в котором распространяется волна. В твердых тела помимо продольных возникает ипоперечные, когда частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярныхнаправлению волны. Звуковые волны несут с собой энергию, которую сообщают имисточник звука. Величину кинетической энергии, протекающей за оду секунду черезквадратный сантиметр поверхности, перпендикулярной направлению распространенияволны, вычислил Николай Алексеевич Наумов. Эту величину назвали потокомэнергии. Она выражает меру интенсивности, или, как еще говорят, силы звука.Всякий реальный звук – это непросто гармоническое колебание, а своеобразнаясмесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот.

Музыкальныйзвук характеризуется тремя качествами: высотой (определяюще2йся чистомколебаний в секунду – частотой), громкостью (зависящей от интенсивностиколебаний) и тембром – окраской звука (зависящей от формы колебаний).

Из –за конечной скорости звука появляется эхо. Чтобы егоуслышать, можно произнести громкий звук перед крупным зданием, отстоящим от васна 20 –30 метров. Распространяющаяся звуковая волна, встретив на своем путибольшую преграду – стену здания, отражается от нее. Когда отраженная волнадостигает нашего уха, мы слышим отголосок или эхо. Эхо – это звуковая волна,отраженная какой – либо преградой и возвратившаяся в то место, откуда онаначала распространяться. Легко понять, что мы слышим эхо через такой промежутоквремени. В течении которого звуковая волна проходит путь до преграды и обратно,те проходит двойное расстояние между источником звука и преградой. S=V*t/2.Излучая короткие импульсы волн и улавливая их эхо, измеряют время движенияволны от преграды и обратно, а потом определит расстояние до преграды. В этомсуть эхолокации.

Билет12

1. 1. Электризациятел. Электрический заряд, его дискретность. Закон сохранения электрическогозаряда. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона.

2. 2. Волны.Поперечные и продольные волны. Длина волны, ее связь со скоростьюраспространения и частотой (периодом) колебаний.

3. 3. (Задача на постулаты Бора)

Электрический заряд – этофизическая величина, характеризующая электромагнитное взаимодействие. Телозаряжено отрицательно, если на нем избыток электронов, положительно – дефицит.Закон сохранения зарядов – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов неизменяется.

Закон Кулона: два зарядавзаимодействуют друг с другом с силой прямопропорционально произведению величинэтих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними F=kq1*q2/r^2, где k=9*10^9 Нм2/Кл^2. Сила направлена вдоль прямой,соединяющей заряженные тела. Она является силой отталкивания при одинаковыхзнаков зарядов, или притяжение при разных знаков. Взаимодействие неподвижныхэлектрических зарядов – электростатическое или кулоновское. Соответственно поле– электростатическим. K=9*10^9 или k=1/4ПЕ0 =>Е0=1/4Пк = 8,85 *10^-12. Одинкулон это заряд проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силетока в 1А. Электризация – это процесс индуцирования зарядов в теле (разделениезарядов на полож. и отрицательные). Электрический заряд может делится инаименьшая порция отрицательного заряда – электрон Еще меньшей отрицательнойчастицей являются кварки, составляющие 1/3, 2/3 от заряда электрона… Зарядэлектрона обозначается буквой е. Он отрицателен и равен –1,6*10^-19. Заряд безчастицы не существует, а частица без заряда может существовать. Перенос зарядов– это переход электронов с одного тела на другое.

Волна – это процессраспространения колебаний (вынужденных) в пространстве с течением времени.Условие существования волны: источник колебаний, взаимодействие между частицамисреды. Особенности волнового движения – перенос энергии без переноса вещества.Параметры – скорость волны – скорость перемещения энергии; длина волны –минимальное расстояние между точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Период– время повторения внешнего вида (период волны=период колебаний). V=Y/T V=Yv. виды волны: поперечная – волна в которой колебаниечастиц происходит поперечно направлению распространению волны (перпендикулярноскорости). Продольная – вдоль. Волновой фронт – волновая поверхность – этомножество точек, колеблющихся в одинаковых фазах (линейный, плоский, круговой,сферический). Луч и волновой фронт всегда перпендикулярны.

Билет13

1. 1. Электрическоеполе. Напряженность электрического поля.

2. 2. Ускорение,скорость и перемещение при равноускоренном прямолинейном движении.

3. 3. «ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ»

1. 1. Взаимодействиезарядов по закону Кулона является установленным фактом. Однако математическоевыражение закона взаимодействия зарядов раскрывает физической картиной самогопроцесса взаимодействия, не отвечает на вопрос: каким путем осуществляетсядействие зарядов q1 на заряд q2? Возможный ответ на этотвопрос давала теория дальнодействия, которая утверждал, что электрическиезаряды обладают способностью мгновенно действовать друг на друга на расстоянии.Теория близкодействия, созданная на основе работ Фарадея, объясняетвзаимодействие электрических зарядов тем, что вокруг каждого электрическогозаряда существуют некая среда, через которую передаются электрическиепритяжения или отталкивания, те электрическое поле. Электрическое поле заряда –материальный объект, оно непрерывно вы пространстве и способна действовать надругие электрические заряды. Если к электроскопу, не касаясь его оси, поднестина некотором расстоянии заряженную палочку, то стрелка все равно будетоткланяться. Это и есть действие электрического поля. При удалении палочки отоси электроскопа его действие будет проявляться слабее. Согласно теорииблизкодействия, взаимодействие электрических зарядов q1 и q2 естьрезультат действия поля заряда q1 на заряд q2 и наоборот. Любоеэлектрическое поле обладает напряженностью. Напряженность электрического поля –это физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует наточечный электрический заряд, к значению этого заряда. Вектор E=векторуF/q1.Используя закон Кулона и определение понятия напряженности поля, получимвыражение для модуля напряженности электрического поля в некоторой точке А нарасстоянии r от точечного заряда. Если в точку А поместитьточечный заряд, то на него будет действовать сила F=kq1q2/r^2От куда следует E=kq/r^2. векторF= q* вектор E.

2. 2. Ускорение,скорость и перемещение при равноускоренном прямолинейном движении.

Равноускоренное прямолинейное, равнозамедленное

/>При равномерном прямолинейном движении с постояннойскоростью U вектор скорости в каждой точке направлен вдоль траектории.

/>Средняя скорость и численное значение мгновенной –равны, при таком движении ускорение а остается величиной постоянной, причемнормальная составляющая равна 0.

Еслинаправление ускорения совпадает с направлением скорости, то движение называется- равноускоренным, а если не совпадает – то, равнозамедленным.

· · Прямолинейное движение, при котором скорость тела залюбые равные промежутки времени изменяется на одинаковую величину, называетсяравноускоренным прямолинейным движением.

/>/>Онологичнодля равнозамедленного движения с ускорением а<0, знак учитывается в формуле(x ).

Билет14

1. 1. Работапри перемещении заряда в электрическом поле. Разность потенциалов. Напряжение.

2. 2. Деформация,растяжение и сжатие. Сила упругости. Закон Гука.

3. 3. (Задача на расчет импульса и энергиифотона)

Пусть в электрическомоднородном поле с напряженностью вектор Е происходит перемещение заряда полинии напряженности на расстояние дельта d=d1-d2,тогда работа равна A=F(d1-d2)=qE(d1-d2). Из механики известно, что при перемещении междудвумя точками в гравитационном поле работа силы тяжести не зависит от траекториидвижения тела. Силы гравитационного и электростатического взаимодействий имеютодинаковую зависимость от расстояния. Векторы силы направлены по прямой,соединяющей точечные тела. Отсюда следует, что и при перемещении заряда вэлектрическом поле из одной точки в другую работа сил электрического поля независит от траектории движения. Работы сил электростатического поля позамкнутой траектории равна нулю. Поле, работа сил которого по замкнутойтраектории равна нулю, называется потенциальным. И гравитационное поле, и полеэлектростатическое являются потенциальными полями.

При перемещенииэлектрического заряда в электростатическом поле работа сил равна произведениюзаряда на разность потенциалов начальной и конечной точек траектории движениязаряда… Так как работа сил электростатического поля при перемещении заряда изодной точки пространства в другую не зависит от траектории движения заряда межуэтими точками, то разность потенциалов является величиной, не зависящей оттраектории движения заряда. Следовательно, разность потенциалов может служитьэнергетической характеристикой электростатического поля. Единица разностипотенциалов называется вольтом. Если потенциал электростатического поля набесконечно большом расстоянии от точечного электрического заряда в вакуумепринимается равным нулю, то на расстоянии r от заряда онопределяется по формуле фи=k/q/r. Отношение работы А, совершаемый любым электрическимполем при перемещении заряда из одной точки поля в другую, к значению этогозаряда называется напряжение между этими точками U=A/q.Отсюда работа сил электрического поля при перемещении заряда равна произведениюнапряжения U между точками на заряд q А=q*U. Вэлектростатическом поле напряжение между двумя любыми точками равно разностипотенциалов этих точек. U12=фи1-фи2. Напряжение характеризует электрическоеполе, которое создает ток. Напряжение показывает, какую работу совершитэлектрическое поле при перемещении межу точками поля заряда в 1 Кл. N=A/t A=N*t U=N*t/q = N/I. Связь напряжения с напряженностью поля. При перемещении положительного зарядапо линии напряженности однородного поля на расстояние д кулоновская силасовершает работу A-F*d=qEd A=U*q qEd=Uq U=Ed E=U/d.

2. 2. Деформация,растяжение и сжатие. Сила упругости. Закон Гука.

Деформация это процесс изменения формы и размеров тела.Деформация Е – это безразмерная величина, равная отношению размера изделиядельта эль к исходному размеру эль нулевое. Механическое напряжение – величина,характеризующая упругие силы на единицу площади, численно раная отношению силыупругости к площади поперечного сечения образца.

Закон Гука. Ряд растяжения или сжатия, характеризующегося векторомдеформации (удлинения или сжатия) дельта l: сила упругостипропорциональна вектору деформации и противоположна ему по направлению.Механическое напряжение возникающая в образце пропорциональна относительномуудлинению сигма=EE.

Сигма=F/S, F/S=E*дельтаl/l0 F=(ES/l0)*дельта l. F=k*дельтаl.

Жесткость K=ES/l0.Упругая деф. – деф, при котором при снятии нагрузки образец восстанавливаетсвою форму. Пластичная наоборот. Пластичная деформация происходит путемвзаимных сдвигов соседних слоев материала, причем эти сдвиги имеют необратимыйхарактер. Запас прочности величина, показывающая во сколько раз предел прочностибольше допустимой нагрузки. Деформация: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб,кручение.

Билет15

1. 1. ЭДС.Закон Ома для полной цепи. Определение сопротивления проводников.

2. 2. Свободныеколебания в механических и электрических колебательных системах. Частотасвободных колебаний. Затухание свободных колебаний.

3. 3. (Задача на использование графиковизопроцессов в газах)

1. 1. Полнаяработа сил электростатического поля при движении зарядов по замкнутой цепипостоянного тока равна нулю. Следовательно, вся работа электрического тока взамкнутой электрической цепи совершается за сет сторонних сил, вызывающихразделение зарядов внутри источника тока и поддерживающих на его выходепостоянное напряжение. ЭДС – величина, характеризующая способность источникатока совершать работу по разделению заряда, ч.р. отношению работы стороннихсил, совершаемой сторонними силами по перемещению заряда q вдоль цепи, кзначению этого заряда. E=A/дельтаq. Выражается в тех же единицах, что инапряжение.

Если в резщультатепрохождения тока в замкнутой электрической цепи происходит только нагреваниепроводнико, то по закону сохранения энергии полная работа электрического тока взамкнутой цепи, равная работе сторонних сил источника тока, равна количеству теплоты,выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи: А=Аст=Аполн. Так какАст=дельтаq*(ЭДС), а полная Qполн=I^2(R+r)*дельтаt, тодельтаq*e=I^2*(R+r)*дельта t; дельтаq=I*дельта t. ЗНАЧИТ E=I(R+r) I=E/R+r. Силатока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источникатока и обратно полному сопротивлению цепи.

R=роl/s, где ро – удельноесопротивление проводника.

Простейшая электрическаяцепь, в которой могут возникать свободные электромагнитные колебания за счетпервоначального сообщения й энергии, состоит из конденсатора и катушкииндуктивности. Такую систему называют колебательным контуром. Приприсоединении к конденсатору катушки индуктивности он начиает разряжаться, вцепи появляется электрический ток. Сила тока возрастает постепенно, этообусловлено явлением самоиндкции. При появлении тока возникает переменноемагнитное поле. Оно пораждает в проводнике вихревое электрическое поле. Оно принарастании магнитного поля направлено против тока и и препятствует егомгновенному увеличению. По мере разрядки конденсатора энергия электрическогополя уменьшается, но одновременно возрастает энергия магнитного поля тока.Конденсатор полностью разрядился, вся энергия в катушке. Но не смотря на то,что напряжение равно нулю, электрический ток не прекращается, препятставуетявление самоиндукции. Как только сила тока и созданное им магнитное поле начнутуменьшаться, возникнет вихревое электрическое, которое будучи направленное потоку, начнет его поддерживать. В результате конденсатор перезаряжается до техпор, пока ток, постепенно уменьшаясь, не станет равным нулю. Примером можетслужить переменный ток в осветительной эектросетях. Механические колебания –это поочередные периоические вижения тоела в двух противоположны положениях.Чатотой колебаий называют число колебаний, совершаемых телом за одну секунду — cобственная частота. Ню=1/T. Т=2п*корень из LC.

Все свободные колебания –затухающие.

Билет16

1. 1. Магнитноеполе тока. Магнитная индукция. Сила Лоренца. Сила Ампера.

2. 2. Термоядернаяреакция. Перспективы и проблемы развития ядерной энергетики.

3. 3. (Задача на использование зависимостейкинематических величин)

Подобнотому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды,возникает электрическое поле, в пространстве, окружающем проводники с током,возникает магнитное поле. Магнитное поле представляет собой особый вид материи,посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимисяэлектрическими заряженными частицами. Основные свойства магнитного поля:магнитное поле порождается электрическим полем. Магнитное поле обнаруживаетсяпо действию на ток. Магнитное поле материально, оно действует на тела, аследовательно, обладает энергией. Экспериментальным доказательством реальностимагнитного поля является факт существования электромагнитных волн. Сила, скоторой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.Для характеристики способности магнитного поля оказывать силовое воздействие напроводник с током вводится векторная величина – магнитная индукция вектор В[Тл]. F=BILsin(альфа). Силу, действующую на движущуюся заряженнуючастицу со стороны магнитного поля, называют – силой Лоренца. F=B*q*V*sin(альфа).

2.Термоядерная реакция. Перспективы и проблемы развития ядерной энергетики.

Ядернуюэнергию можно получить двумя способами: делением тяжелых ядер и синтезом легкихядер. Ядерный синтез, происходящий в разогретом веществе, называют термоядернойреакцией. Прежде всего нужно нагреть термоядерное горючие до температуры, когдареакции синтеза могут происходить с заметной вероятностью. Необходимо, чтобыпри синтезе выделялось больше энергии, чем затрачивается ее на нагрев вещества,или чтобы рождающиеся при синтезе быстрые частицы сами поддерживали требуемуютемпературу горючего. Для этого нужно, чтобы вступающее в синтез вещество былонадежно теплоизолированно от окружающей холодной среды, те чтобы времяостывания было достаточно велико. Легче всего осуществлять синтез междутяжелыми изотопами водорода – дейтерием 2/1Н и тритием 3/1Н. При этомполучается ядро гелия и нейтрон 4/2Н + 1/0n. Так кактепловая скорость ионов водорода составляет 10^8 см/с, за 1 с ионы пролетают1000 км, те нужны специальные устройства, предотвращающие попадание плазмы настенки. Плазма – газ, состоящий из смеси электронов и ионов. На заряженныечастицы, движущиеся поперек магнитного поля, действует сила, искривляющая ихтраекторию. Те магнитное поле может предотвратить уход заряженных частиц, ноэтого мало. Можно сделать «магнитные пробки» — области с более сильныммагнитным полем, отражающие часть частиц. Но лучше всего «свернуть» силовыелинии в кольцо, использовать тороидальное магнитное поле. Оно неоднородно впространстве – его напряженность спадает по радиусу, а в неоднородном полевозникает медленное движение заряженных частиц – так называемый дрейф. Егоможно ликвидировать, пропустив через плазму ток вдоль обхода тора. Тогда полеполучится винтовым. Двигаясь по спирали вдоль силовых линий, заряженные частицыбудут переходить из верхней полуплоскости тора в нижнюю и обратно. Именно такустроена магнитная система установок Токамак. Кроме термоизоляции плазмынеобходимо обеспечить ее нагрев. В Токамаке для этой цели используется ток,протекающий по плазменному шнуру.

Билет17

1. 1. Явлениеэлектромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

2. 2. Принципдействия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Роль тепловых машин.

3. 3. (Задача на выход ядерной реакции)

1. 1. Явление электромагнитной индукциизаключается в возникновении электрического тока в замкнутом электропроводящемконтуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура. По правилуЛенца, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток направлен так, чтосоздаваемый им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремитьсяпрепятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток. Явление ЭИнаходит широкое применение в технике. Оно используется в индукционныхгенераторах тока, индукционных плавильных печах, трансформаторах, в счетчикахэлектроэнергии и др.

ЗаконЭИ формулируется именно для ЭДС индукции, а не для силы индукционного тока: ЭДСиндукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитногопотока через поверхность, ограниченную контуром: Ei=модуль(дельтаФ/дельта t). С учетом правила Ленца: Ei=-дельтаФ/дельта t. При изменении магнитного потока в катушке, имеющей nодинаковых витков провода, общая ЭДС индукции в n раз больше ЭДСодного витка.

2.Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Роль тепловыхмашин.

Тепловымдвигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращаетсяв механическую энергию. Сегодня один из самых распространенных тепловыхдвигателей является ДВС. Принцип действия заключается в том, что энергиятоплива переходит во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу.Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию поршня.

Тольков идеальных условиях поная работа равна работе полезной. Отношение полезнойработы к полной называется КПД. КПД любого мханизма всегда меньше 100%.

Билет18

1. 1. Электромагнитноеполе и его материальность. Электромагнитные волны, их свойства. Радиолокация иее применение.

2. 2. Архимедова сила. Условие плавания тел. Плавание судов.Воздухоплавание. Измерьте выталкивающую силу используя динамометр.

3. 3. Задача на уравнение состояния.

Дваположения: 1. Изменение электрического поля всегда сопровождается магнитнымполем. 2. Изменяющееся магнитное поле всегда сопровождается электрическимполем. Замкнутость магнитных и электрических силовых линий электромагнитногополя – весьма важное положение теории Максвелла. Электромагнитное полематериально. Физики знают две формы материи – вещество и поле(электромагнитное, гравитационное, внутриядерное). Скорость распространенияэлектромагнитного поля равна скорости распространения света. Отсюда возниклаидея, что и свет представляет собой электромагнитное поле. Электромагнитноеполе – это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела,находящиеся в электрическом или магнитном состоянии. Материальностьэлектромагнитного поля подтверждается тем, что в нем наблюдается действие сил,что оно является носителем и передатчиком энергии.

Всепространство пронизано электромагнитным излучением. Электромагнитные волны –это процесс распространения электромагнитных колебаний в пространстве сконечной скоростью. Представьте себе, что электрический заряд приведен вбыстрые колебания вдоль некоторой прямой. Тогда начнет периодически изменятьсяи электрическое поле вокруг заряда. Причем период изменений будет равен периодуколебаний заряда. Переменное электрическое поле будет порождать периодическименяющееся магнитное поле, а последнее вызовет появление электрического поляуже на большем расстоянии от заряда. Их свойства: поглощение, отражение,преломление. Характерно явление интерференции (сложение волн) и дифракции(огибание препятствий).

Радиолокация– область науки и техники, занимающаяся наблюдением различных объектов воздухе,на воде, не земле и определением их местоположения, а также расстояния до нихпри помощи радио. Всем хорошо известно эхо: звук, отраженный от препятствия. Врадиолокации происходит все также. Радиолокатор посылает импульс радиоволн всторону объекта и обратно. Поскольку скорость распространения радиоволнизвестна, равна скорости света, то по интервалу между всплесками электронноголуча на экране трубки можно определить расстояние до объекта. R=ct/2.С=3*10^8 м/с.

2.Архимедова сила. Условие плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание.Измерьте выталкивающую силу используя динамометр.

Архимедовасила – сила, выталкивающая погруженное в жидкость тело. Fвыт.=Ржид=g*mж.Закон Архимеда: На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила,равная весу вытесненной этим телом жидкости. Fа=Рж=gm=gVро.

Положениетела в жидкости зависит от соотношения двух сил – тяжести и Архимедовой, приэтом возможны три случая. Сила тяжести>архимедовой – тонет. Равны – плавает.Меньше – всплывает. Когда при всплывании тела сила тяжести сравнивается сАрхимедовой, тело остановится и будет плавать на поверхности жидкости. Опытнымпутем доказано, что если тело плавает в жидкости, то вес вытесненной имжидкости равен весу этого тела в воздухе. Глубину, на которую суд6нопогружается в воду, называется осадкой. Ватерлиния. Размеры суднахарактеризуются в прежде всего его водоизмещением – весом вытесняемой судномводы при погружении до ватерлинии, равным силе тяжести, действующее на судно сгрузом. Если из водоизмещения вычесть вес самого судна, то получится егогрузоподъемность.

Билет19

1. 1. Спектрэлектромагнитных излучений. Зависимость свойств электромагнитных излучений отчастоты. Применение электромагнитных излучений.

2. 2. Дисперсиясвета. Спектр. Спектроскоп.

3. «ПРОВЕРКА УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ РЫЧАГА»

1. 1. Видимое излучение(свет) составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн илишкалы электромагнитных излучений. Принято выделять низкочастотное излучение,радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет (оптический диапазон),ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и гамма – излучение. Наиболеекоротковолновое гамма- излучение испускается атомами ядрами. Все онипредставляют собой электромагнитные волны, порождаемые движущимися заряженнымичастицами. По мере уменьшения длины волны проявляются и существенные качественныеразличия электромагнитных волн. Излучения различных длин волн отличаются другот друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение,излучение при торможении быстрых электронов) и методом регистрации, те похарактеру взаимодействия с веществом. Применение: медицина, диагностика,лечение заболеваний, в других науках, криминалистика, искусствоведение.

2. 2. Дисперсия света.Спектр. Спектроскоп.

Дисперсия- это зависимость показателя преломления света отчастоты колебаний или длины волны. Спектр – это цветные полосы, получающиеся врезультате разложения света призмой по длинам волн. Бывают: непрерывные,линейчатые и спектры поглощения.

Непрерывныеспектры. Солнечный спектр, спектр электрической лампы являются непрерывными. Вспектре нет разрывов, и на экране можно видеть сплошную цветную полоску. Такиеспектры дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии. Для получениявидимого непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры.Характер непрерывного спектра в сильной степени зависит от взаимодействияатомов друг с другом.

Линейчатыеспектры. Их дают все вещества, находящиеся в газообразном атомарном (но немолекулярном) состоянии. В этом случае свет излучают атомы, которые практическине взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный тип спектров.Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества впламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.

Спектры поглощения. Если пропускать белый свет сквозьхолодный неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляютсятемные линии. Газ поглощает наиболее свет как раз тех длин волн, которые ониспускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывногоспектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.

Опытным путем оказалось, что светящиеся пары любогохимического элемента излучают только одному ему свойственный спектр – набормонохроматических излучении, каждому из которых в спектре принадлежит своя линия.

Спектроскоп – это прибор позволяющий получить информацию осоставе и свойствах вещества, при помощи их спектра (прибор, выявляющий спектрвещества).

Билет 2

1. 1. Первыйз-н Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности в классическойи релятивистской механике.

2. 2. Основныепринципы радиосвязи. Модуляция и детектирование. Простейший радиоприемник.Изобретение радио А.С. Поповым. Развитие средств связи.

3. 3. (К=1/3 nmv2)

I закон Ньютона

· · Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерногопрямолинейного движения до тех пор пока внешнее воздействие не заставит егоизменить это состояние.

· · Инерция – стремление тела сохранять состояние покояили равномерного прямолинейного движения.

· · Инерциальные системы отсчета – системы по отношению ккоторым выполняется I закон Ньютона.

Iзакон Ньютона утверждает существование и с.о.

! М.т. сохраняет состояние покоя или равномерногопрямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не выведет его изэтого состояния.

Инерциальнойсистемой отсчета можно считать гемеоцентрическую с.о.

Всякоеизменение состояния, любое ускорение, есть результат действия на движущеесятело со стороны других тел.

· · Сила – это векторная физическая величина, являющаясямерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, врезультате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму иразмеры.

· · Масса тела – физическая величина, являющаяся одной изосновных характеристик матери, определяющая ее инерциальные и гравитационныесвойства.

4 вида воздействия.

1. 1. Гравитационное(обусловленное всемирным тяготением)

2. 2. Электромагнитное(осуществляется через магнитное или электрическое поле)

3. 3. Сильноеили ядерное (обеспечивающее связь части в атомном ядре)

4. 4. Слабоевзаимодействие (ответственные за многие процессы распада элемент. частиц).

· · Физическое поле – особая форма материи, связывающаячастицы вещества в единые системы и передающиеся с конечной скоростью действияодних частиц на другие.

/>Сила F полностью задана, если указаны ее модуль,направление в пространстве и точки приложения. Прямая вдоль которой направленасила, называется линией действия силы.

· · />Поле, действующее на мт с силой F, называетсястационарным полем, если оно не изменяется с течением времени.

Для стационарного полянеобходимо, чтобы создающие его тела покоились относительно инерциальнойсистемы отсчета, использованной в данной задаче.

Важнейшим этапом в развитиирадиосвязи было создание в 1913 году генератора незатухающих электромагнитныхколебаний). Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и болеепродолжительных импульсов электромагнитных волн, стала возможна надежная ивысококачественная радиотелефонная связь – передача речи или музыки с помощьюэлектромагнитных волн. Принцип радиосвязи заключается в следующем. Переменныйэлектрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает вокружающем пространстве быстро меняющееся электрическое поле, котороераспространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны,электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которойработает передатчик.

При радиотелефонной связиколебания давления воздуха в звуковой волне с помощью микрофона превращаются вэлектрические колебания той же формы. Колебания звуковой частоты представляютсобой сравнительно медленные колебания, а электромагнитные волны низкой(звуковой) частоты почти совсем не излучаются.

Обнаружить радиоволны иизвлечь из них передаваемую информацию можно с помощью радиоприемника.

Достигая антенны приемника,радиоволны пересекают ее провод и возбуждают (индуцируют) в ней очень слабыерадиочастоты. В приемной антенне одновременно находятся высокочастотныеколебания от многих радиопередатчиков. Поэтому один из важнейших элементов радиоприемника– селективное (избирательное) устройство, которое из всех принятых сигналовможет отобрать нужные. Таким устройством является колебательный контур,позволяющий настраивать приемник на радиоволны определенной длины.

Колебания тока в контуре будутнаиболее сильными, если частота колебаний подведенного сигнала совпадает счастотой колебаний контура. Назначение других элементов радиоприемниказаключается в том, что бы усилить принятые или отраженные колебательнымконтуром высокочастотные модулированные колебания, выделить из них колебаниязвуковой частоты, уменьшить их и преобразовать в сигналы информации. Первую изэтих функций выполняет усилитель колебаний радиочастоты, вторую – детектор,третью – усилитель колебаний звуковой частоты, четвертую – динамическая головкагромкоговорителя или приемный телеграфный аппарат.

Билет20

1. 1. Законыотражения и преломления света. Полное отражение и его применение.

2. 2. Электрическийток в металлах. Сопротивление. Удельное сопротивление. Зависимостьсопротивления от температуры. Сверхпроводимость.

«ИЗМЕРЕНИЕУСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ»

1. 1. />
Луч света в однородной среде прямолинеен. Награнице двух сред он меняет свое направление: часть света или весь возвращаетсяв первую среду. Это явление называется отражением света. Закон отражения:падающий луч, отраженный и перпендикуляр на границе двух сред, лежат в однойплоскости. Угол падения равен углу отражения.

Закон преломления: падающийлуч, преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленныйв точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения ксинуса угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред. sinальфа/sinбетта=n. Постоянную величину n называют относительным показателем преломления, илипоказателем преломления второй среды относительно первой. Показательпреломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателемпреломления этой среды. Он равен отношению синуса угла падения к синусу углапреломления при переходе вещества из вакуума в данную среду. Среду с меньшимабсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной.

Полное отражение – явление,когда свет идет из более оптически плотной среды м в менее. Угол падения альфанулевое, соответствующий углу преломления 90 градусов, называют предельнымуглом отражения. Явление полного отражения лежит в основе работы стеклянныхволоконных световодов. Оно используется в призматических биноклях и перископах,этим явлением объясняются миражи в природе.

Все металлы в твердом ижидком состоянии являются проводниками электрического тока. При прохожденииэлектрического тока по проводнику его масса не меняется. Ионы металла непринимают участия в переносе электрического заряда. В создании электрическоготока участвуют только электроны. Было обнаружено, что при резкой остановкебыстро вращающейся катушки в ее проводе возникает электрический ток,создаваемый электронами. В отсутствии электрического поля свободные электроныперемещаются в кристалле металла хаотически. Под действием электрического полясвободные электроны обретают упорядоченное движение в одном направлении, и впроводниках возникает электрический ток. Свободные электроны сталкиваются сионами кристаллической решетки и отдают им часть кинетической энергии,проводник нагревается. При нагревании удельное электричес4кое сопротивлениепроводника увеличивается ро=ро нулевое*(1-альфаt), где ро –удельное электрическое сопротивление при температуре t, ро нулевоепри температуре 0, альфа – температурный коэффициент сопротивления. Сприближением температуры к абсолютному нулю удельное сопротивлениемонокристаллов становится очень маленьким.

R=роl/s, где ро – удельное сопративлени5е проводника (Ом*м).

Явление уменьшения удельногосопротивления до нуля при температуре, отличной от нуля, называетсясверхпроводимостью. Прохождение тока в сверхпроводнике происходит без потерьэнергии, поэтому однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце электрическийток может существовать неограниченно долго без изменений.

Билет 21

1. 1. Волновыесвойства света.

2. 2. Вынужденныеколебания. Резонанс. Зависимость амплитуды колебаний от частоты вынуждающейсилы.

3. 3. «ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И СОПРАТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКАТОКА»

1. 1. Основными волновымисвойствами света является интерференция, суперпозиция и дифракция.Проникновение волны в область геометрической тени называется дифракцией.Дифракция проявляется, когда длина волны сравнима с размером препятствия.Дифракция доказана опытным путем. Интерференция света – сложение двухкогерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картинаусиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точкахпространства. (это явление возникновения устойчивой картины перераспределенияэнергии при сложении двух или более когерентных волн). Результат интерференции1. Условие максимума дельта d=2к*x/2.2. Минимума дельта d=(2к+1)x/2.Когерентные волны: 1 одинаковой частоты 2. Постоянная разность фаз. Суперпозиция – явление прохождения волной через одно пространство безискажения.

2. 2. Вынужденные колебания.Резонанс. Зависимость амплитуды колебаний от частоты вынуждающей силы.

Это колебания вызванные воздействием на тело периодическойвнешней силы. Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденныхколебаний тела при совпадении частоты вынуждающей периодической силы ссобственной частотой колебаний тела. При резонансе вынуждающая сила в течениивсего периода колебания направлена в туже сторону, что и вектор скоростиколеблющегося тела. При отсутствии трения и сопротивления воздуха амплитудаколебаний могли бы возрастать неограниченно. Амплитуда – это модульмаксимального значения изменяющейся частоты.

Билет22

1. 1. Фотоэффекти его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Кванты света. Применениефотоэффекта.

2. 2. Электроемкость.Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Соединение конденсаторов.

3. 3. (Задача на закон сохранения мех. Энергии)

1. 1. Прираспространении света проявляются его волновые свойства, а при взаимодействии свеществом обнаруживается его прерывистая структура, проявляемая, например, прифотоэффекте. Фотоэффектом называется вырывание электрона вещества под действиемсвета. Различают два вида: внешний заключается в испускании электронов споверхности вещества, внутренний связан с перераспределением электронов атомовпо их состоянию в твердом теле, при поглощении им электромагнитного излучения.Установлен закон: максимальная скорость вылетающих электронов зависит отчастоты колебаний электромагнитной волны и растет с увеличением частоты. Hv=Aвых+ mV^2/2, где h постоянная Планка.

Прииспускании свет ведет себя подобно потоку частиц с энергией E=hv,зависящей от частоты испускания. Сама световая частица получила название фотон,или световой квант. Энергия фотона часто выражается через циклическую частоту w=2Пv h-=h/2п=1.05*10^-34Дж*с Тогда E = hv=h-w E=mc^2 Тогда m=hv/c^2/Фотон не имеет массы. Таким образом p=mc=hv/c=h/лямда.

Наоснове внешнего фотоэффекта работают фотоэлементы (турникет в метро)Фотодиодыдля измерения распределение температуры слабо нагретых тел. Солнечные батареи вкосмических аппаратах.

2. 2. Электроемкость.Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Соединение конденсаторов.

Электроемкостьюназывается физическая величина, определяемая отношением заряда qодной из пластин конденсатора к напряжению между обкладками конденсатора U: С=q/U.(Ф). Электроемкость – это способность проводника накапливать электрическийзаряд. Для накопления значительных количеств разноименных электрических зарядовприменяются конденсаторы. Конденсатор – это система проводников электроемкостькоторых не меняется от внешнего воздействия. Напряжение между обкладкамизаряженного конденсатора U=q/C. В процессе разрядки напряжение падает до нуля.Среднее значение напряжения в процессе разрядки Uср=U/2 =q/2C. Для работы А, совершаемой электрическим полем приразрядке конденсатора A=q*Uср=qU/2 = CU^2/2. Значит потенциальная энергия W=A=CU^2/2=q^2/2C=qU/2.Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между егообкладками обладает энергией.

Припоследовательном соединении: 1/C0=1/C1+1/C2. При параллельном C0=C1+C2.

Билет23

1. 1. Модельатома Резерфорда – Бора. Квантовые постулаты Бора.

2. 2. Полупроводниковыеприборы.

3. 3. Задача на движение тела по окружности

1. 1. ЭкспериментыРезерфорда послужили основой для создания протонно – нейтронной модели атома. Вцентре атома находится атомное ядро. Весь остальной объем это электроны. Внутриядра электронов нет. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Число электронов равночислу протонов в ядре. Масса электрона примерно в 2000 раз меньше массы протонаили нейтрона, поэтому почти вся масса находится в ядре. Электроны летают вокругатома по орбитам. Но так как атом движется по орбитам с ускорением, то ондолжен испускать энергию, а значит в конце упасть на ядро, превратившись внейтрино. Были введены постулаты Бора: 1. Атомная система может находитсятолько в особых стационары, или квантовых, состояниях, каждому из которыхсоответствует определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает.Этот постулат противоречит классической механике, согласно которой энергиядвижущегося электрона может быть любой. Противоречит и электродинамике, так какдопускает ускоренного движения без испускания энергии. 2. При переходе атома изстационарного состояния в другое испускается или поглощается квантэлектромагнитной энергии. Этот постулат тоже противоречит электродинамикеМаксвелла, согласно которой частота излученного света равна частоте обращенияэлектрона по орбите. По теории Бора частота только связана с изменением энергииатома.

2. 2. Полупроводниковыеприборы.

Билет24

1. 1. Составядра атома. Изотопы. Энергия связи.

2. 2. Собственнаяи примесная проводимость полупроводников. Термо- и фоторезисторы.

3. 3. (Задача на второй закон Ньютона)

1.Согласно протонно – нейтронной модели атомные ядра состоят из элементарныхчастиц двух видов: протонов и нейтронов. Известно, что заряд электрона примерноравен заряду протона = 1,6*10^-19 Кл, а масса протона =1,6726 * 10^-27 кг или1,00728 а.е.м. Нейтрон не имеет электрического заряда, его масса равна 1,00867а.е.м. .1 а.е.м.=1,6605*10^-27 кг и соответствует энергии 931,5 МэВ. Числопротонов в ядре называют зарядом ядра. Массовым числом ядра А называют сумму числапротонов Z и числа нейтронов N А=Z+N.

Изотопы– ядра с одинаковой массой.

Минимальнуюэнергию, которую нужно затратить для разделения атомного ядра на составляющиеего нуклоны, называют энергией связи. Эта энергия расходуется на совершениеработы против действия ядерных сил притяжения между нуклонами. На основе законасохранения энергии можно утверждать, что при образовании ядра из отдельныхнуклонов выделяется энергия, равная энергия связи. E=mc^2.Всякое изменение энергии системы на дельта Е сопровождается изменением ее массыдельта m на величину дельтаЕ/c^2. Точнейшиеизмерения массы ядер показывают, что сумма масс покоя протонов и нейтронов,составляющих данное ядро больше массы покоя этого ядра. Разность масс дельта M=Zm+Nm – Mя.

2.Собственная и примесная проводимость полупроводников. Термо- и фоторезисторы.

Полупроводник– это класс веществ, занимающих промежуточное положение между веществами,хорошо проводящими электрический ток, и веществами, практически не проводящимэлектрического тока. Для них характерна сильная зависимость их свойств ихарактеристик от микроскопических количеств содержащихся в них примесей. Важноесвойство полупроводников состоит в том, что электрический ток переносится в нихне только отрицательными зарядами – электронами, но и равными им по величиеположительными зарядами – дырками. Атомы в кристалле полупроводника связанымежду собой с помощью электронов внешней электронной оболочки. При тепловыхколебаниях атомов тепловая энергия неравномерно распределяется между электронами,образующими связи. Отдельные электроны могут получать количество тепловойэнергии, достаточное для того, чтобы «оторваться» от своего атома и получитьвозможность свободно перемещаться в кристалле, те стать потенциальныминосителями тока. Такой уход электрона нарушает электрическую нейтральностьатома, у которого возникает положительный заряд, равный по величине зарядуушедшего электрона. Это вакантное место называется дыркой. Так как вакантноеместо может быть занято электроном соседней связи, дырка также можетперемещаться внутри кристалла и являться уже положительным носителем тока.Естественно, что электроны и дырки при этих условиях возникают в равныхколичествах, и электропроводность такого идеального кристалла будет в равнойстепени определяться как положительными, так и отрицательными зарядами. Если наместо атома основного полупроводника поместить атом примеси, во внешнейэлектронной оболочке которого содержится на один электрон больше, чем у атомаосновного полупроводника, то такой электрон окажется как бы лишним. Достаточнов десятки раз меньше энергии, чтобы оторвать его от своего атома и превратить всвободный электрон. Такие примеси называются донорными, те отдающими лишнийэлектрон. Введение в полупроводник примесей, внешняя электронная оболочкакоторого содержит меньшее количество электронов, приводит к появлениюнезаполненных связей, и дырка получает возможность свободно перемещаться покристаллу. Иными словами, движение дырки – это последовательный переходэлектронов из одной соседней связи в другую. Такие примеси, принимающиеэлектрон, называются акцепторными. С увеличением количества примесей того илииного типа электропроводность кристалла начинает приобретать все болеевыраженный электронный или дырочный характер. Электропроводимость бывает n-типаи p-типа.

Билет25

1. 1. Радиоактивность.Вида радиоактивных излучений и их свойства. Биологическое действие ионизирующихизлучений.

2. 2. Силатрения в быту и технике. Измерьте силу трения.

3. 3. (Задача на использование законовэлектролиза)

1. 1. Радиоактивностьпредставляет собой самопроизвольный процесс, происходящий в атомахрадиоактивных элементов. Это явление определяется как самопроизвольноепревращение неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого;при этом происходит испускание электронов, протонов, нейтронов или ядер гелия.Виды: гамма- лучи – это очень короткие электромагнитные волны. Их длина от10^-10 до 10^-13 м. Скорость их распространения около скорости света. Бета –лучи. Природа бета лучей была установлена раньше всех – в 1899 году. По ихотклонению в электрическом и магнитных полях был измерен удельный заряд.Оказалось, что он такой же как у электрона. Значит бета лучи -–это электроны,движущиеся с огромными скоростями, очень близкими к скорости света. Альфа –частицы. Знак заряда у них положительный. Это ядро атомов гелия. Значит еезаряд 2е, а масса 4 а.е.м. Вылетающие из радиоактивных ядер альфа частицы имеютбольшие скорости, достигающие десятых долей скорости света, значит обладаютбольшой энергией. Их свойства – это проникающая и ионизирующая.

Излучениевызывает ионизацию атомов и молекул и это приводит к изменению их химическойактивности. Для харак4теристики воздействия излучения вводится понятиепоглощенная доза излучения. D=E/m. (грей). Самой первой единицей дозы излучения былрентген, он определяется по ионизации, производимой излучением. 1 рентгенопределяются как дозу рентгеновского или гамма – излучения при которой 1 кгвоздуха поглощает энергию 0,878 * 10^-2. 1Р=0,01 Гр.

2. 2. Силатрения в быту и технике. Измерьте силу трения.

Безэтой силы гвозди и винты бы выскакивали из стен, ни одной вещи нельзя было быдержать в руках, никогда бы не прекращался вихрь. Звук не умолкал бы, а звучалэхом. Применяют: санки, вывозка леса по ледяной дороге( дороги с ледянымирельсами для саней: две лошади могли тащить 70 тон бревен)

Билет26

1. 1. Цепнаяреакция деления ядер урана. Ядерный реактор.

2. 2. Механическаяработа и мощность. Измерьте КПД при подъеме по наклонной плоскости.

3. 3. (Задача на тепловое действие тока)

1.Реакция происходит под действием медленных нейтронов. У нее две важныхособенности: 1. При делении каждого ядра выделяется значительная энергия. 2.Каждый акт деления сопровождается вылетом 2- 3 вторичных нейтронов, те сделатьреакцию цепной – самоподдерживающейся. Управляемые цепные ядерные реакцииосуществляются в ядерных реакторах. В них используются не чистые изотопы, а ихсмеси, например природный уран, обогащенный изотопами урана 235. С помощьюспециальных поглотителей нейтронов число делений в единицу объема в единицувремени поддерживается на заданном уровне. Для реакции пригодны только ядраизотопов урана с массовым числом 235. Ядра делятся под действием как быстрых,так и медленных нейтронов. Для ее осуществления необходимо, чтобы среднее числовысвободившихся в данной массе нейтронов не уменьшалось с течением времени.Важное значение имеет не вызывающий деления захват нейтронов ядрами изотопа238. После захвата образуется радиоактивный изотоп 239/92 с периодомполураспада 23 минуты. Распад происходит с испусканием электрона и образованиемпервого зауранового элемента – нептуния: 239/92U-239/93Np +0/-1 e

Нептуний в свою очередь бета– радиоактивен с периодом полураспада около двух дней. Образуется плутоний.239/93Ne-239/94Pu + 0/-1 e. Плутоний относительно стабилен, так как его периодполураспада около 24000 лет.

2. Механическая работа имощность. Измерьте КПД при подъеме по наклонной плоскости.

Элементарной работой силы наэлементарном перемещении материальной точки называется скалярная физическаявеличина. Значение элементарной работы силы зависит от выбора системы отсчета.Единица работы – Дж. Потенциальными называются силы, работа которыхзависит от начального и конечного положения движущейся материальной точки илитела и не зависит от формы траектории. При замкнутой траектории работапотенциальной силы всегда равна 0. К потенциальным силам относятся силытяготения, силы упругости и электрические силы. Быстроту выполнения работы в техникехарактеризуют мощностью. Она показыввает, какая работа совершается телом веденицу времени. Это скорость совершения работы N=A/t.Измеряется в ваттах (за 1 с выполняется работы в 1 Дж).

Билет27

1. 1. Поверхностноенатяжение. Смачивание и капиллярность. Поверхностное натяжение в природе итехнике.

2. 2. Активноеи реактивное сопротивление. Закон Ома для цепи переменного тока.

3. 3. «ИЗМЕРТЕ УДЕЛЬНОЕ СОПРАТИВЛЕНИЕПРОВОДНИКА»

1. 1. Поверхностнаяэнергия – это дополнительная энергия, которой обладают молекулы поверхности, вотличии от молекул внутри жидкости. П=сигма*s. Сигма – этокоэффициент поверхностного натяжения. Fтн=сигма l (A=F*дельтаh A=дельтаП=сигма l дельта h).Условие смачивания: сила взаимодействия молекул твердых тел гораздо больше силывзаимодействия жидкости. Капилляры – это тонкие трубочки, сосуды. h=2сигма/роg r. (F=mg, сигма l =ро V g, сигма 2 П r =ро (П r^2 h)g. Березовый сок, полотенце, мытье пола, боронить,гидрозащита,… с гуся, вода в сите. Коэффициент зависит от рода жидкости, принагревании – уменьшается.

2. 2. Активноеи реактивное сопротивление. Закон Ома для цепи переменного тока.

Устройства,полностью преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, называютактивной нагрузкой, а их сопротивление – активным сопротивлением. Предположим,что напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону u=Umcos wt. Как и в случае постоянного тока, мгновенное значениесилы тока пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому применяетсязакон Ома для участка цепи: i=U/R=Umcos wt/R = Im cos wt. На активном сопротивленииколебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения.

Билет3

1. 1. Масса иее измерение. Сила. Сложение сил. Второй з-н Ньютона.

2. 2. Электрическийток в растворах и расплавов электролитов. Закон электролиза. Применениеэлектролиза в технике.

3. 3. «ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА»

1. 1. Масса –физическая скалярная величина, пропорциональная отношению величины действующейна тело силы к сообщаемому ею ускорению:

m=F/a

Масса мера инертности тела.Чем больше масса, тем тело более инертно. Обозначается m, а измеряется вкилограммах (кг).

Сила – физическая векторнаявеличина, характеризующая взаимодействие тел. В системе СИ за единицу силыпринимают силу, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с^2. Этуединицу называют ньютоном (Н).

Второй з-н Ньютона

Ускорение приобретаемое теломпод действием на него силы прямопропорционально этой силе и обратно его массе.

Второй з-н имеет рядособенностей:

1. Он справедлив для любыхсил;

2. 2. Силаявляется причиной, вызывающей ускорение;

3. 3. Векторускорения соноправлен с вектором силы;

4. 4. Если натело действует не одна сила, то берется равнодействующая этих сил;

5. 5. Если вседействия скомпенсированы, то равнодействующая равна 0, следовательно ускорениеравно 0, т.е. тело движется равномерно прямолинейно или покоится.

1 Н – это такая сила, котораясообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с^2.

Правило сложения сил:

1. 1. Еслислагаемые силы направлены по одной прямой, то модуль результирующей силы равенсумме модулей сил, если силы направлены в одну сторону и разности модулей сил,если силы направлены в разные стороны. Во втором случае результирующая направленав сторону большей силы.

2. 2. Если силынаправлены под углом, то модуль результирующей силы численно равен длинедиагонали параллелограмма, построенного на этих силах как на составляющих.Результирующая выходит из точки приложения слагаемых сил.

Складывать силы по правилутреугольника нельзя, тк теряется точка приложения сил.

Вещества,которые проводят электрический ток называются электролитами. Изменениехимического состава раствора или расплава при прохождении через негоэлектрического тока. Обусловленное потерей или присоединении электронов ионами,называют электролизом.

МайклФарадей установил, что при прохождении эл. Тока через электролит масса веществаm, выделившегося на электроде, пропорциональна заряду q, прошедшего черезэлектролит:

m=k*q или m=k*I*t.

Зависимость,полученную Фарадеем, называют законом электролиза. Коэффициентпропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом.

k=1/e*Na * M/n ==> m=1/e*Na *M/n *I *t.

Коэффициентk численно равен массе выделившегося на электродах вещества при переносе ионамизаряда в 1 Кл:

k=m/q; [k]=кг/Кл.

Произведениезаряда электрона на число Авогадро называется числом Фарадея: 96500 Кл/моль.

ЧислоФарадея это электрический заряд, переносимый веществом в количестве 1 моль приэлектролизе.

Вэлектрическом поле ионы электролита приходят в движение: положительные ионыдвижутся к катоду, а отрицательные к аноду. Так возникает электрический ток вэлектролите. При встречи положительного и отрицательного ионов, происходит ихсоединение – рекомбинация.

Спомощью электролиза из солей и оксидов получают многие металлы.Электролитический способ дает возможность получать вещества с малым количествомпримесей. Путем электролиза можно наносить тонкие слои металлов, эти слои могутслужить защитой изделия от окисления. Такой способ называется –гальваностегией.

Придлительном пропускании тока, получается толстый слой металла, который можетбыть отделен с сохранением формы – гальванопластика. Явление электролиза лежитв основе принципа действия кислотных и щелочных аккумуляторов, где используют обратимость процесса электролиза.

Билет4

1. 1. Законвсемирного тяготения. Сила тяжести. Свободное падение тел. Вес тела.Невесомость.

2. 2. Линзы.Построение изображения в тонких линзах. Оптическая сила линзы. Формула тонкойлинзы.

3. 3. Задача на движение заряженной частицыв магнитном поле.

1. 1. Законвсемирного тяготения:

Всетела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению ихмасс и обратно проп. Квадрату расстояния между ними. Эту силу называют силойтяготения.

F=G*m1*m2/r^2,где G- коэффициент пропорциональности- гравитационная постоянная. [G]=6.67 *10^-11 Н*м^2/кг^2.

Границыприменимости:

1. 1. толькодля м.т.

2. 2. тел,имеющих форму шара

3. 3. шарабольшого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых много меньшеразмеров шара.

Законнеприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара.

Силатяжести – это сила с которой Земля притягивает к себе тело. Пропорциональнамассе тела и сообщает ему ускорение свободного падения.

g=G*M/r^2,те g не зависит от массы, но зависит от высоты тела над Землей, от широты места(Земля не инерциальная система отсчета, от породы земной коры, от формы Земли.

Силатяготения и сила тяжести носят гравитационный характер.

/>/>/>Свободное падение тела является частным случаемравноускоренного движения, при условии, что ускорение а<=g, где g –ускоренисвободного падения.

· · Свободным паденим называется такое движение тела, прикотором м.т. (тело) движется под действующей только силы тяжести, при этомсопротивление воздуха не учитывается.

/>При движениитела вверх применимы все формулы для равнозамедленного движения; всегда естьначальная скорость, а конечная при таком движении обращается в О.

Вес тела – это сила. С которой тело действует на опору или подвес,вследствие притяжения его к Земле.

На покоящееся тело действуетсила тяжести и сила реакции опоры, эта сила упругости и есть вес тела (потретьему з-н Ньютона).

Когда тело совершаетсвободное падение (a=g), то взаимодействие между телом и опорой отсутствует ивес тела равен 0. Это случай полной невесомости.

Может наблюдаться в следующихслучаях:

1. при движении когдасовпадают направления начальной скорости и ускорения

2. 2. придвижении, когда начальная скорость и ускорение противоположны

3. движение спутника по орбите

4. 4. когдатело находится между Землей и Луной

5. лженевесомость наблюдаетсяв воде.

2. 2. Линзойназывается прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Тонкой, если ее толщина малапо сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей, в противном случае –толстой.

Оптическая сила – этовеличина, обратная фокусному расстоянию

D=1/F

Измеряется в диоптриях. 1диоптрий – это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой 1 м.

еще рефераты

Еще работы по физике

Реферат по физике

Динамические и статистические законы

1 Сентября 2013

Реферат по физике

Кристаллизация, структурно-химическое модифицирование и адсорбционные свойства цеолитов. (физхимия)

26 Июня 2015

Реферат по физике

Основные законы и формулы физики