Тест по физика за прием на факултет. Приемниот испит по физика

ОПШТИ ИНФОРМАЦИИ ЗА ПРИЕМНИ ИСПИТИ ПО ФИЗИКА

Во РТУ МИРЕА, приемниот испит по физика се спроведува во писмена форма (за кандидати кои не го положиле Единствениот државен испит). Испитниот труд вклучува две теоретски прашања и пет проблеми. Теоретските прашања на испитните трудови се формираат врз основа на серуската програма за приемни испити по физика на техничките универзитети. Целосна листа на такви прашања е дадена подолу.

Треба да се напомене дека испитот се фокусира на длабочината на разбирањето на материјалот, а не на неговата механичка репродукција. Затоа, препорачливо е одговорите на теоретските прашања да се илустрираат колку што е можно повеќе со објаснувачки цртежи, графикони итн. Дадените аналитички изрази нужно мора да го означуваат физичкото значење на секој од параметрите. Не треба детално да ги опишувате експериментите и тестовите што го потврдуваат овој или оној физички закон, но можете да се ограничите само на наведување на заклучоците од нив. Ако законот има аналитичка нотација, тогаш треба да се цитира без да се даде вербална формулација. При решавање на проблеми и одговарање на теоретски прашања, векторските количини мора да бидат обезбедени со соодветни икони, а од работата на апликантот, испитувачот мора да има јасно мислење дека апликантот ја знае разликата помеѓу скалар и вектор.

Длабочината на презентираниот материјал е одредена од содржината на стандардните учебници за средно образование и прирачниците за кандидатите на универзитетите.
Кога решавате проблеми, се препорачува:

• обезбедете шематски цртеж што ги одразува условите на проблемот (за повеќето физички проблеми ова е едноставно задолжително);
• воведете ознаки за оние параметри кои се неопходни за решавање на овој проблем (не заборавајќи да го означите нивното физичко значење);
• запишете формули кои ги изразуваат физичките закони што се користат за решавање на овој проблем;
• да ги изврши потребните математички трансформации и да го претстави одговорот во аналитичка форма;
• доколку е потребно, извршете нумерички пресметки и добијте одговор во системот SI или во оние единици наведени во изјавата за проблемот.

Кога се добива одговор на проблем во аналитичка форма, потребно е да се провери димензијата на добиениот израз и, се разбира, се поттикнува проучувањето на неговото однесување во очигледни или ограничувачки случаи.

Од дадените примери на воведни задачи, јасно е дека задачите предложени во секоја опција доста варираат по сложеност. Според тоа, максималниот број на поени што може да се добијат за правилно решен проблем и теоретско прашање не е ист и е еднаков на: теоретско прашање - 10 поени, задача бр. 3 - 10 поени, задачи бр. 4, 5, 6 - 15 поени и проблем бр. 7 - 25 поени .

Така, апликантот кој целосно ја завршил задачата може да освои најмногу 100 поени. Кога повторно се пресметува во оценка од 10 поени, која е вклучена во испитниот лист на апликантот, во моментов е на сила следната скала: 19 или помалку поени - „три“, 20÷25 поени - „четири“, 26÷40 поени - „ пет“, 41 ÷55 бодови - „шест“, 56÷65 бодови - „седум“, 66÷75 бодови - „осум“, 76÷85 поени - „девет“, 86÷100 поени - „десет“. Минималната позитивна оценка одговараше на оценката „четири“. Ве молиме имајте предвид дека скалата на конверзија може да се промени во една или друга насока.

При проверка на работата на апликантот, наставникот не е должен да го погледне нацртот, а тоа го прави во исклучителни случаи за да разјасни одредени прашања кои не се доволно јасни од нацртот.

За време на испитот по физика е дозволено користење на непрограмабилен калкулатор. Употребата на какви било средства за комуникација и рачни компјутери е строго забранета.

Времетраењето на писмениот испит по физика е четири астрономски часа (240 минути).

ПРАШАЊА ЗА ПРИЕМНИ ИСПИТИ ПО ФИЗИКА

*
Adobe Reader

Прашањата се засноваат на серуската програма за приемни испити по физика на универзитетите.

1. Референтен систем. Материјална точка. Траекторија. Патека и движење. Брзина и забрзување.
2. Законот за собирање на брзини на материјална точка во различни референтни системи. Зависност на брзината и координатите на материјалната точка на време за случај на рамномерно забрзано движење.
3. Еднообразно движење во круг. Линеарни и аголни брзини и односот меѓу нив. Забрзување при еднообразно движење на тело во круг (центрипетално забрзување).
4. Првиот закон на Њутн. Инерцијални референтни системи. Принципот на релативност на Галилео. Тежина. Сила. Резултат на силите. Вториот закон на Њутн. Третиот Њутнов закон.
5. Рамо на моќта. Момент на моќ. Услов за рамнотежа на телата.
6. Еластични сили. Хуковиот закон. Сила на триење. Статично триење Триење на лизгање. Коефициент на триење на лизгање.
7. Законот за универзална гравитација. Гравитација. Телесна тежина. бестежинска состојба. Прва брзина на бегство (заклучок).
8. Телесен импулс. Импулс на сила. Врска помеѓу промената на телесниот импулс и импулсот на силата.
9. Затворен систем тел. Закон за зачувување на моментумот. Концептот на млазен погон.
10. Механичка работа. Моќ, моќ на сила. Кинетичка енергија. Врска помеѓу работата и промените во кинетичката енергија на телото.
11. Потенцијални сили. Потенцијална енергија. Врска помеѓу работата на потенцијалните сили и потенцијалната енергија. Потенцијална енергија на гравитација и еластични сили. Закон за зачувување на механичката енергија.
12. Притисок. Паскалов закон за течности и гасови. Садови за комуникација. Принципот на хидраулична преса. Архимедов закон за течности и гасови. Услов за телата да лебдат на површината на течноста.
13. Основни принципи на молекуларната кинетичка теорија и нивно експериментално поткрепување. Моларна маса. Бројот на Авогадро. Количина на супстанција. Идеален гас.
14. Основна равенка на молекуларната кинетичка теорија на идеален гас. Температурата и нејзиното физичко значење. Апсолутна температурна скала.
15. Равенка на состојба на идеален гас (равенка Клапејрон-Менделев). Изотермални, изохорични и изобарни процеси.
16. Внатрешна енергија. Количина на топлина. Работа во термодинамика. Законот за зачувување на енергијата во термичките процеси (првиот закон на термодинамиката).
17. Топлински капацитет на супстанцијата. Фазни трансформации на материјата. Специфична топлина на испарување и специфична топлина на фузија. Равенка за рамнотежа на топлина.
18. Принцип на работа на топлинските мотори. Ефикасноста на топлинскиот мотор и неговата максимална вредност. Циклус Карно.
19. Испарување и кондензација. Течност што врие. Заситени и незаситени парови. Влажност на воздухот.
20. Кулонов закон. Јачина на електричното поле. Електростатско поле на точка полнење. Принципот на суперпозиција на полиња.
21. Работата на електростатското поле при движење на полнење. Потенцијална и потенцијална разлика. Потенцијал на терен на точка полнење. Врска помеѓу интензитетот на еднообразно електростатско поле и потенцијалната разлика.
22. Електричен капацитет. Кондензатори. Капацитет на кондензатор на паралелна плоча. Енергијата складирана во кондензаторот е енергијата на електричното поле.
23. Капацитет на батеријата на сериски и паралелно поврзани кондензатори (терминал).
24. Електрична енергија. Тековна сила. Омовиот закон за дел од колото. Отпорност на метални проводници. Сериско и паралелно поврзување на проводници (излез).
25. Електромоторна сила (ЕМП). Омовиот закон за целосно коло. Работа и моментална моќност - Џул-Ленц закон (заклучок).
26. Индукција на магнетно поле. Силата што делува на проводник што носи струја во магнетно поле. Амперовиот закон.
27. Ефектот на магнетното поле врз движечкиот полнеж. Лоренцова сила. Природата на движењето на наелектризираната честичка во еднообразно магнетно поле (брзината на честичката е ориентирана нормално на индукцискиот вектор).
28. Ефектот на магнетното поле врз движечкиот полнеж. Лоренцова сила. Природата на движењето на наелектризираната честичка во еднообразно магнетно поле (брзината на честичката прави остар агол со векторот на индукција на магнетното поле).
29. Феноменот на електромагнетна индукција. Магнетен флукс. Закон за електромагнетна индукција. Правилото на Ленц.
30. Феноменот на самоиндукција. Самоиндуцирана емф. Индуктивност. Енергијата складирана во струјно коло.
31. Слободни електромагнетни осцилации во LC коло. Конверзија на енергија во осцилаторно коло. Природна фреквенција на осцилации во колото.
32. Наизменична електрична струја. Примање на наизменична струја. Ефективна вредност на напонот и струјата. Трансформатор, принцип на неговото функционирање.
33. Закони на рефлексија и прекршување на светлината. Индекс на рефракција. Вкупен внатрешен одраз, ограничувачки агол на вкупен одраз. Конструирање слика во рамно огледало.
34. Конвергирачки и дивергентни леќи. Патека на зраците во леќите. Формула за тенки леќи. Конструирање слика во конвергентна и дивергирачка леќа (еден карактеристичен случај за секоја леќа по ваш избор).
35. Кванта на светлина. Феноменот на фотоелектричен ефект. Ајнштајнова равенка за фотоелектричниот ефект.
36. Експериментите на Радерфорд за расејување на алфа честички. Нуклеарен модел на атомот. Боровите постулати.
37. Нуклеарен модел на атомот. Состав на јадрото на атомот. Изотопи. Радиоактивност. Алфа, бета и гама зрачење.

ПРИМЕРИ НА ИСПИТНИ БИЛЕТИ

*
*За да ја преземете датотеката, кликнете со десното копче на врската и изберете „Зачувај цел како...“
За да ја прочитате датотеката, треба да ја преземете и инсталирате програмата

Воведни прашања по физика за преписки студенти кои влегуваат во SSAU.

1. Траекторија. Материјална точка. Патека и движење.

Траекторија на телотое линија опишана во просторот со подвижна материјална точка. Траектори на движење. Имагинарната линија по која се движи материјалната точка се нарекува траекторија. Општо земено, траекторијата е сложена тридимензионална крива. Особено, тоа може да биде права линија. Потоа, за да се опише движењето, потребна е само една координатна оска, насочена по траекторијата на движењето. Треба да се има предвид дека обликот на траекторијата зависи од изборот на референтниот систем, т.е. Обликот на траекторијата е релативен концепт. Така, траекторијата на краевите на пропелерот во однос на референтниот систем поврзан со летачкиот авион е круг, а во референтниот систем поврзан со Земјата, тоа е спирална линија.

Тело чиј облик и димензии може да се занемарат под дадени услови се нарекува материјална точка. Ова занемарување е дозволено кога големината на телото е мала во споредба со растојанието што го поминува или растојанието на ова тело до другите тела. За да го опишете движењето на телото, треба да ги знаете неговите координати во секој момент во времето.

Со движењесе нарекува вектор извлечен од почетната позиција на материјална точка до крајната. Должината на делот што го минува материјална точка долж траекторијата се нарекува должина на патека или патека. Овие концепти не треба да се мешаат, бидејќи поместувањето е вектор, а патеката е скаларна.

Се движат– вектор што ги поврзува почетните и крајните точки на делот на траекторијата покриен со текот на времето.

Пат– должина на траекторскиот дел од почетното до последното движење на материјалната точка. Вектор на радиус е вектор што го поврзува потеклото на координатите и точката во просторот.

Релативност на движење– ова е движењето и брзината на телото во однос на различни референтни системи се различни (на пример, лице и воз). Брзината на телото во однос на фиксниот координатен систем е еднаква на геометрискиот збир на брзината на телото во однос на подвижниот систем и брзината на движечкиот координатен систем во однос на фиксниот. (V 1 е брзината на човек во возот, V 0 е брзината на возот, потоа V = V 1 + V 0).

Референтен систем. Механичкото движење, како што следува од неговата дефиниција, е релативно. Затоа, можеме да зборуваме за движење на телата само во случај кога е наведен референтниот систем. Референтниот систем вклучува: 1) Референтното тело, т.е. тело кое се зема за неподвижно и во однос на кое се разгледува движењето на другите тела. Координатен систем е поврзан со референтното тело. Најчесто користен е Декартовиот (правоаголен) координатен систем.

2) Уред за мерење на време.

2. Еднообразно и рамномерно забрзано движење. Забрзување, патека, брзина.

Движењето со постојана брзина по големина и насока се нарекува еднообразно праволиниско движење.Движењето во кое брзината на телото останува константна по големина и насока се нарекува праволиниско еднообразно движење.Брзината на таквото движење се наоѓа со формулата В= С/ т.

Со еднообразно праволиниско движење, телото поминува еднакви растојанија во кои било еднакви временски периоди. Ако брзината е константна, тогаш поминатото растојание се пресметува како: Класичниот закон за собирање брзини е формулиран на следниов начин: брзината на движење на материјалната точка во однос на референтниот систем земен како неподвижен е еднаква на векторскиот збир на брзините на движење на точка во подвижниот систем и брзината на движење на подвижниот систем во однос на неподвижниот.

Движењето во кое телото прави нееднакви движења во еднакви временски интервали се нарекува нерамномерно движење. Брзината на материјалната точка може да се промени со текот на времето. Брзината на таквата промена се карактеризира со забрзување.Нека стапката на промена на брзината е практично константна за краток временски период At, а промената на брзината нека биде еднаква на DV. Потоа го наоѓаме забрзувањето користејќи ја формулата: a=DV/Dt

Така, забрзувањето е промена на брзината по единица време, т.е. промена на брзината по единица време, под услов да остане константна во ова време. Во SI единици, забрзувањето се мери во m/s 2 .

Ако забрзувањето a е насочено во иста насока како почетната брзина, тогаш брзината ќе се зголеми и движењето се нарекува подеднакво забрзано.

Со нерамномерно преводно движење, брзината на телото се менува со текот на времето. Забрзувањето (вектор) е физичка величина која ја карактеризира брзината на промена на брзината во големината и насоката. Моменталното забрзување (вектор) е првиот дериват на брзината во однос на времето. . Движењето со забрзување кое е константно по големина и правец се нарекува рамномерно забрзано.Брзината за време на рамномерно забрзано движење се пресметува како:

Оттука формулата за патеката за време на рамномерно забрзано движење е изведена како:

Валидни се и формулите добиени од равенките на брзина и патека за рамномерно забрзано движење.

Брзина– физичка големина која ја карактеризира брзината и насоката на движење во даден момент во времето.Се одредува просечната брзина

Како. Просечна брзина на земјата еднаков на односот на патеката помината од телото во одреден временски период до овој интервал. . Моментална брзина (вектор)– првиот извод на векторот на радиусот на подвижната точка. . Моментална брзинае насочен тангенцијално на траекторијата, средната е насочена по секантата. Моментална брзина на подлогата (скаларна) - првиот дериват на патеката во однос на времето, еднаков по големина на моменталната брзина

Постојат брзини: инстант и просечни. Моменталната брзина е брзината во дадено време во дадена точка на траекторијата.Моменталната брзина е насочена тангенцијално. (V=ДС/Дт,Дt→0).Просечна брзина е брзината одредена од односот на движење при нерамномерно движење до временскиот период во кој се случило ова движење.

3. Еднообразно движење во круг. Линеарна и аголна брзина.

Секое движење на доволно мал дел од траекторијата може приближно да се смета како еднообразно движење во круг. Во процесот на еднообразно движење околу круг, вредноста на брзината останува константна, но насоката на векторот на брзината се менува. . . Векторот на забрзување при движење во круг е насочен нормално на векторот на брзина (насочен тангенцијално), кон центарот на кругот. Временскиот период во кој телото прави целосна револуција околу круг се нарекува период. . Реципроцитетот на периодот, кој го покажува бројот на вртежи по единица време, се нарекува фреквенција. Користејќи ги овие формули, можеме да заклучиме дека, или. Аголна брзина(брзина на ротација) се дефинира како. Аголната брзина на сите точки на телото е иста и ги карактеризира движењата на ротирачкото тело како целина. Во овој случај линеарна брзинана телото се изразува како, а забрзувањето - како.

Принципот на независност на движењата го смета движењето на која било точка на телото како збир на две движења - транслаторни и ротациони.

4. Забрзување при рамномерно движење на тело во круг.

5. Првиот Њутнов закон. Инертен референтен систем.

Феноменот на одржување на брзината на телото во отсуство на надворешни влијанија се нарекува инерција. Првиот Њутнов закон, познат и како закон за инерција, вели: „Постојат такви референтни рамки во однос на кои телата кои се движат ја задржуваат својата брзина константна освен ако други тела не дејствуваат на нив“. Референтните системи во однос на кои телата, во отсуство на надворешни влијанија, се движат праволиниско и рамномерно се нарекуваат инерцијални референтни системи. Референтните системи поврзани со земјата се сметаат за инерцијални, под услов да се занемари ротацијата на земјата.

Причината за промена на брзината на телото е секогаш неговата интеракција со другите тела. Кога две тела комуницираат, брзините секогаш се менуваат, т.е. се стекнуваат забрзувања. Односот на забрзувањата на две тела е ист за секоја интеракција. Својството на телото од кое зависи неговото забрзување при интеракција со други тела се нарекува инерција. Квантитативна мерка за инерција е телесна маса.

6. Сила. Дополнување на силите. Момент на моќ. Услови за рамнотежа на телата. Центар на маса

Вториот Њутнов закон воспоставува врска помеѓу кинематичката карактеристика на движењето - забрзувањето и динамичките карактеристики на интеракцијата - силите. , или, во попрецизна форма, т.е. . брзината на промена на импулсот на материјалната точка е еднаква на силата што делува на неа. Со истовремено дејство на едно тело неколку силителото се движи со забрзување, што е векторски збир на забрзувањата кои би настанале под влијание на секоја од овие сили посебно. Силите кои делуваат на тело применети на една точка се собираат според правилото за векторско собирање. Оваа позиција се нарекува принцип на независност на силите. Центар на масасе нарекува таква точка на круто тело или систем на крути тела што се движи на ист начин како материјална точка со маса еднаква на збирот на масите на целиот систем како целина, на која дејствува иста резултантна сила како на телото. . Центар на гравитација– точката на примена на резултатот на сите гравитациони сили кои делуваат на честичките на ова тело на која било позиција во вселената. Ако линеарните димензии на телото се мали во споредба со големината на Земјата, тогаш центарот на масата се совпаѓа со центарот на гравитација. Збирот на моментите на сите сили на елементарна гравитација во однос на која било оска што минува низ центарот на гравитација е еднаков на нула.

7. Вториот Њутнов закон. Третиот Њутнов закон.

Вториот Њутнов закон воспоставува врска помеѓу кинематичките карактеристики на движењето - забрзувањето и динамичките карактеристики на заемното дејство - силите. , или, во попрецизна форма, т.е. . брзината на промена на импулсот на материјалната точка е еднаква на силата што делува на неа. Со истовремено дејство на едно тело неколку силителото се движи со забрзување, што е векторски збир на забрзувањата кои би настанале под влијание на секоја од овие сили посебно.

За секоја интеракција на две тела, односот на модулите на стекнатите забрзувања е константен и еднаков на обратниот однос на масите. Бидејќи Кога телата комуницираат, векторите на забрзувањето имаат спротивна насока, можеме да го напишеме тоа. Од страна на Вториот закон на Њутнсилата што дејствува на првото тело е еднаква на онаа на второто. Така,. Третиот Њутнов законги поврзува силите со кои телата дејствуваат едно врз друго. Ако две тела комуницираат едно со друго, тогаш силите што произлегуваат меѓу нив се применуваат на различни тела, се еднакви по големина, спротивни во насока, дејствуваат по иста права линија и имаат иста природа.

8. Еластични сили. Хуковиот закон. Сили на триење. Коефициент на триење на лизгање.

Силата што произлегува како резултат на деформација на телото и насочена во насока спротивна на движењата на телесните честички при оваа деформација се нарекува еластична сила. Експериментите со прачка покажаа дека за мали деформации во споредба со големината на телото, модулот на еластичната сила е директно пропорционален на модулот на векторот на поместување на слободниот крај на шипката, кој во проекцијата изгледа како. Оваа врска беше воспоставена Р.Кук, неговиот закон е формулиран на следниов начин: еластичната сила што се јавува при деформација на телото е пропорционална на издолжувањето на телото во насока спротивна на насоката на движење на честичките на телото при деформација. Коефициент кнаречена ригидност на телото, а зависи од обликот и материјалот на телото. Изразено во њутни на метар. Еластичните сили се предизвикани од електромагнетни интеракции.

Силата што се јавува на границата на заемното дејство на телата во отсуство на релативно движење на телата се нарекува статичка сила на триење. Статичката сила на триење е еднаква по големина на надворешната сила насочена тангенцијално на површината на допир на телата и спротивна во насока. Кога едно тело подеднакво се движи над површината на друго под влијание на надворешна сила, на телото делува сила која е еднаква по големина на движечката сила и спротивна во насока. Оваа сила се нарекува лизгачка сила на триење. Векторот на силата на триење на лизгање е насочен спроти векторот на брзината, така што оваа сила секогаш доведува до намалување на релативната брзина на телото. Силите на триење, како и еластичната сила, се од електромагнетна природа и се јавуваат поради интеракцијата помеѓу електричните полнежи на атомите на телата што контактираат. Експериментално е утврдено дека максималната вредност на модулот на статичката сила на триење е пропорционална на силата на притисокот. Максималната вредност на статичката сила на триење и силата на триење на лизгање се исто така приближно еднакви, како и коефициентите на пропорционалност помеѓу силите на триење и притисокот на телото на површината.

9 Законот за универзална гравитација. Гравитација. Телесна тежина.

Од фактот дека телата, без оглед на нивната маса, паѓаат со исто забрзување, произлегува дека силата што дејствува врз нив е пропорционална со масата на телото. Ова Силата на привлекување што дејствува на сите тела од Земјата се нарекува гравитација. Силата на гравитацијата дејствува на секое растојание помеѓу телата. Сите тела се привлекуваат едни со други, силата на универзалната гравитација е директно пропорционална на производот на масите и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив. Векторите на универзалните гравитациски сили се насочени по права линија што ги поврзува центрите на маса на телата. , G – гравитациска константа, еднаква. Телесна тежина е силата со која телото, поради гравитацијата, делува на потпора или истегнува суспензија. Телесна тежинаеднаква по големина и спротивна во насока на еластичната сила на потпорот според третиот закон на Њутн. Според вториот Њутнов закон, ако на телото повеќе не дејствува сила, тогаш силата на гравитацијата на телото се балансира со силата на еластичноста. Како резултат на тоа, тежината на телото на стационарна или рамномерно подвижна хоризонтална потпора е еднаква на силата на гравитацијата. Ако поддршката се движи со забрзување, тогаш според вториот закон на Њутн, од каде што е изведена. Ова значи дека тежината на телото чија насока на забрзување се совпаѓа со насоката на забрзување поради гравитацијата е помала од тежината на телото во мирување.

10. Телесен импулс. Закон за зачувување на моментумот. Вториот закон на Њутн.

Според вториот закон на Њутнбез оглед на тоа дали телото било во мирување или во движење, промена на неговата брзина може да се случи само при интеракција со други тела. Ако телото тежи мза некое време тдејствува сила и брзината на нејзиното движење се менува од до, тогаш забрзувањето на телото е еднакво. Врз основа на вториот Њутнов закон, силата може да се запише. Физичка големина еднаква на производот на сила и времето на нејзиното дејство се нарекува импулс на сила. Импулсот на сила покажува дека постои величина што се менува подеднакво кај сите тела под влијание на истите сили, ако времето на дејство на силата е исто. Оваа големина, еднаква на производот на масата на телото и брзината на неговото движење, се нарекува импулс на телото. Промената на моментумот на телото е еднаква на импулсот на силата што ја предизвикала оваа промена. Да земеме две тела, маси и, движејќи се со брзини и. Според третиот закон на Њутн, силите кои делуваат на телата за време на нивното заемодејство се еднакви по големина и спротивни по насока, т.е. тие можат да се назначат како и. За промени во импулсите за време на интеракцијата, можете да напишете. Од овие изрази добиваме дека, односно, векторскиот збир на импулсите на две тела пред интеракцијата е еднаков на векторскиот збир на импулсите по интеракцијата. Во поопшта форма, законот за зачувување на импулсот звучи вака: Ако, тогаш.

11. Машинска работа. Моќ. Ефикасност.

Работа Аконстанта на сила е физичка големина еднаква на производот на модулите на сила и поместување помножени со косинус на аголот помеѓу векторите и. .Работата е скаларна големина и може да биде негативна ако аголот помеѓу векторите на поместување и сила е поголем. Единицата за работа се нарекува џул, 1 џул е еднаква на работата направена со сила од 1 њутн при поместување на точката на нејзината примена за 1 метар. Моќта е физичка количина еднаква на односот на работата со временскиот период во кој е извршена оваа работа. . Единицата за моќност се нарекува ват; 1 ват е еднаква на моќноста со која се врши 1 џул работа за 1 секунда. Ефикасноста е еднаква на односот на корисна работа со потрошената работа или енергија.

12. Кинетичка и потенцијална енергија. Закон за зачувување на енергијата.

Физичка големина еднаква на половина од производот на телесната маса и квадратот на брзината се нарекува кинетичка енергија. Работата што ја вршат резултантните сили што се применуваат на телото е еднаква на промената на кинетичката енергија. Физичко количество еднакво на производот од масата на телото со модулот на забрзување на слободен пад и висината до која телото е подигнато над површина со нула потенцијал се нарекува потенцијална енергија на телото. Промената на потенцијалната енергија ја карактеризира работата на гравитацијата за движење на телото. Оваа работа е еднаква на промената на потенцијалната енергија земена со спротивниот знак. Тело сместено под површината на земјата има негативна потенцијална енергија. Не само подигнатите тела имаат потенцијална енергија. Да ја разгледаме работата направена од еластичната сила кога пружината е деформирана. Еластичната сила е директно пропорционална на деформацијата, а нејзината просечна вредност ќе биде еднаква на, работата е еднаква на производот на силата и деформацијата, или. Физичка величина еднаква на половина од производот на цврстината на телото по квадратот на деформацијата се нарекува потенцијална енергија на деформираното тело. Важна карактеристика на потенцијалната енергија е тоа што телото не може да ја поседува без интеракција со други тела.

Потенцијалната енергија ги карактеризира телата во интеракција, кинетичката енергија ги карактеризира телата што се движат. И двете се јавуваат како резултат на интеракцијата на телата. Ако неколку тела комуницираат едно со друго само со гравитациони и еластични сили, а на нив не дејствуваат никакви надворешни сили (или нивниот резултат е нула), тогаш за какви било интеракции на тела, работата на еластичните или гравитационите сили е еднаква на промената во потенцијална енергија земена со спротивен знак . Во исто време, според теоремата за кинетичка енергија (промената на кинетичката енергија на телото е еднаква на работата на надворешните сили), работата на истите сили е еднаква на промената на кинетичката енергија.

Од оваа еднаквост произлегува дека збирот на кинетичката и потенцијалната енергија на телата кои сочинуваат затворен систем и меѓусебно комуницираат со силите на гравитацијата и еластичноста останува константна. Збирот на кинетичката и потенцијалната енергија на телата се нарекува вкупна механичка енергија.Вкупната механичка енергија на затворениот систем на тела кои комуницираат едни со други од силите на гравитацијата и еластичноста останува непроменета. Работата на силите на гравитација и еластичност е еднаква, од една страна, на зголемување на кинетичката енергија, а од друга, на намалување на потенцијалната енергија, односно работата е еднаква на енергијата претворена од еден тип. на друг.

13. Притисок. Паскалов закон за течности и гасови. Садови за комуникација.

Физичка количина еднаква на односот на модулот на сила што делува нормално на површината до површината на оваа површина се нарекува притисок. Единица за притисок - паскал, еднаков на притисокот произведен од силата 1 њутн на површина од 1 квадратен метар. Сите течности и гасови го пренесуваат притисокот што се врши врз нив во сите правци. Во цилиндричен сад, силата на притисок на дното на садот е еднаква на тежината на течната колона. Притисокот на дното на садот е еднаков на тоа од каде доаѓа притисокот на длабочина чеднакви. Истиот притисок делува и на ѕидовите на садот. Еднаквоста на течните притисоци на иста висина води до фактот дека кај садовите за комуникација од која било форма, слободните површини на хомогена течност во мирување се на исто ниво (во случај на занемарливи капиларни сили). Во случај на нееднаква течност, висината на столбот на погуста течност ќе биде помала од висината на помалку густа течност.

14. Архимедова сила за течности и гасови. Услови за пловење тел.

Зависноста на притисокот во течностите и гасовите од длабочината доведува до појава на пловна сила која дејствува на секое тело потопено во течност или гас. Оваа сила се нарекува Архимедова сила. Ако телото е потопено во течност, тогаш притисоците на страничните ѕидови на садот се балансираат еден со друг, а резултатот од притисоците под и над е Архимедска сила.

тие. Силата што истиснува тело потопено во течност (гас) е еднаква на тежината на течноста (гасот) поместена од телото. Архимедовата сила е насочена спротивно на силата на гравитацијата, затоа, кога се мери во течност, тежината на телото е помала отколку во вакуум. На телото во течност дејствува гравитацијата и Архимедовата сила. Ако силата на гравитацијата е поголема по магнитуда, телото тоне; помало - лебди; ако се еднакви, може да биде во рамнотежа на која било длабочина. Овие соодноси на сили се еднакви на односот на густината на телото и течноста (гас).

15. Основни принципи на молекуларната кинетичка теорија и нивно експериментално поткрепување. Брауново движење. Тежина и големинамолекули.

Молекуларната кинетичка теорија е проучување на структурата и својствата на материјата, користејќи ја идејата за постоење на атоми и молекули како најмали честички на материјата. Главните одредби на MCT: материјата се состои од атоми и молекули, овие честички се движат хаотично, честичките комуницираат едни со други. Движењето на атомите и молекулите и нивната интеракција ги почитуваат законите на механиката. Во интеракцијата на молекулите кога се приближуваат една кон друга, силите на привлекување прво преовладуваат. На одредено растојание меѓу нив се појавуваат одбивни сили кои ги надминуваат привлечните сили по големина. Молекулите и атомите случајно осцилираат околу позициите каде што силите на привлекување и одбивање се балансираат една со друга. Во течност, молекулите не само што вибрираат, туку и скокаат од една позиција на рамнотежа во друга (флуидност). Кај гасовите, растојанијата помеѓу атомите се многу поголеми од големини на молекулите (компресибилност и експанзија). Р. Браун открил на почетокот на 19 век дека цврстите честички се движат случајно во течност. Овој феномен може да се објасни само со MCT. Случајно подвижните молекули на течност или гас се судираат со цврста честичка и ја менуваат насоката и брзината на нејзиното движење (додека, се разбира, се менуваат и насоката и брзината). Колку е помала големината на честичките, толку позабележителна е промената на моментумот. Секоја супстанција се состои од честички, затоа количината на супстанцијата се смета за пропорционална на бројот на честички. Единицата за количина на супстанцијата се нарекува крт. Мол е еднаков на количината на супстанција која содржи онолку атоми колку што има во 0,012 kg јаглерод 12 C. Односот на бројот на молекулите со количината на супстанцијата се нарекува Авогадроова константа: . Количината на супстанцијата може да се најде како однос на бројот на молекули со константата на Авогадро. Моларна маса Ме количина еднаква на односот на масата на супстанцијата мдо количината на супстанцијата. Моларната маса се изразува во килограми по мол. Моларната маса може да се изрази во однос на масата на молекулата м 0 : .

16. Идеален гас. Равенка на состојба на идеален гас.

За да се објаснат својствата на материјата во гасовита состојба, се користи идеалниот модел на гас. Овој модел го претпоставува следново: молекулите на гасот се занемарливо мали во споредба со волуменот на садот, нема привлечни сили меѓу молекулите и кога тие се судираат едни со други и ѕидовите на садот дејствуваат одбивни сили. Квалитативно објаснување на феноменот на притисокот на гасот е дека молекулите на идеалниот гас, кога се судираат со ѕидовите на садот, комуницираат со нив како еластични тела. Кога молекулата се судира со ѕидот на садот, проекцијата на векторот на брзината на оската нормална на ѕидот се менува на спротивна. Затоа, за време на судир, проекцијата на брзината варира од – mv xпред mv x, а промената на моментумот е еднаква. За време на судир, молекулата делува на ѕидот со сила еднаква, според Њутновиот трет закон, на силата спротивна во насока. Има многу молекули, а просечната вредност на геометрискиот збир на силите што делуваат на дел од поединечните молекули ја формира силата на притисокот на гасот на ѕидовите на садот. Притисокот на гасот е еднаков на односот на модулот на силата на притисок до површината на ѕидот на садот: стр= Ф/ С.

З . Основната равенка на молекуларната кинетичка теорија на идеален гас обично се нарекува однос што го поврзува притисокот на гасот и кинетичката енергија на преводното движење на молекулите содржани во единица волумен Да ја напишеме равенката без изведување.

тие. притисокот на гасот е еднаков на две третини од кинетичката енергија на преводното движење на молекулите лоцирани во единица волумен.

17. Изотермални, изохорични и изобарни процеси.

Преминот на термодинамички систем од една во друга состојба се нарекува термодинамички процес (или процес). Ова ги менува параметрите на состојбата на системот. Сепак, можни се процеси наречени изопроцеси, во кои еден од параметрите на состојбата останува непроменет. Постојат три изопроцеси: изотермичен, изобаричен (изобаричен) и изохорен (изохоричен). Изотермална е процес кој се јавува на константна температура (T = const); изобарен процес - при постојан притисок (P = const), изохорен - при постојан волумен (V = const).

Изобарен процес е процес кој се јавува при постојан притисок, маса и состав на гасот.

За изобаричен процес важи законот на Геј-Лусак. Тоа произлегува од равенката Менделеев-Клапејрон. Ако масата и притисокот на гасот се константни, тогаш

Врската се нарекува Геј-Лусаков закон: за дадена маса на гас при постојан притисок, волуменот на гасот е пропорционален на неговата температура. На сл. Слика 26.2 покажува график на волуменот наспроти температурата.

Изохорен процес е процес кој се јавува при константен волумен, маса и состав на гасот.

Во случај на изохорен процес, законот на Чарлс е валиден. Од равенката Менделеев-Клапејрон произлегува дека. Ако масата и волуменот на гасот се константни, тогаш

Равенката се нарекува Чарлсов закон: за дадена маса на гас со постојан волумен, притисокот на гасот е пропорционален на неговата температура.

Графикон: изохора.

18. Количина на топлина. Топлински капацитет на супстанцијата.

Процесот на пренос на топлина од едно тело на друго без работа се нарекува пренос на топлина.Енергијата пренесена во телото како резултат на размена на топлина се нарекува количина на топлина. Ако процесот на пренос на топлина не е придружен со работа, тогаш тој се заснова на првиот закон на термодинамиката. Внатрешната енергија на телото е пропорционална на масата на телото и неговата температура, затоа. Магнитуда СО се нарекува специфичен топлински капацитет, единицата е . Специфичниот топлински капацитет покажува колку топлина треба да се пренесе за да се загрее 1 kg супстанција за 1 степен. Специфичниот топлински капацитет не е недвосмислена карактеристика и зависи од работата што ја врши телото при пренос на топлина.

19. Првиот закон на термодинамиката, неговата примена на различни процеси.

Кога се случува размена на топлина помеѓу две тела во услови кога работата на надворешните сили е еднаква на нула и во топлинска изолација од други тела, според законот за зачувување на енергијата. Ако промената на внатрешната енергија не е придружена со работа, тогаш или каде . Оваа равенка се нарекува равенка на топлинска рамнотежа.

Примена на првиот термодинамички закон за изопроцеси.

Еден од главните процеси кои вршат работа кај повеќето машини е процесот на проширување на гасот со извршување на работата. Ако при изобарично ширење на гас од волумен В 1 до волумен В 2 поместувањето на клипот на цилиндерот беше л, потоа работете Асовршен за гасот е еднаков, или ако V е const, тогаш Δ У=Δ П. Ако ги споредиме областите под изобарот и изотермата, кои се работа, можеме да заклучиме дека со исто ширење на гасот при ист почетен притисок во случај на изотермален процес, ќе се работи помалку. Покрај изобарните, изохоричните и изотермалните процеси, постои и т.н. адијабатски процес.

20. Адијабатски процес. Адијабатски експонент.

Адијабатски е процес кој се јавува во отсуство на пренос на топлина.Процесот на брзо ширење или компресија на гас може да се смета за блиску до адијабатски. Во овој процес се работи поради промени во внатрешната енергија, т.е. , затоа, за време на адијабатски процес температурата се намалува. Бидејќи при адијабатско компресија на гас, температурата на гасот се зголемува, притисокот на гасот се зголемува побрзо со намалување на волуменот отколку за време на изотермичен процес.

Процесите на пренос на топлина спонтано се случуваат само во една насока. Преносот на топлина секогаш се случува на постудено тело. Вториот закон на термодинамиката вели дека термодинамичкиот процес е невозможен, како резултат на кој топлината би се префрлила од едно на друго тело, потопло, без никакви други промени. Овој закон го исклучува создавањето на машина за постојано движење од втор вид.

Адијабатски експонент.Равенката на состојбата има форма PVγ = конст.,

каде γ = Cp /Cv - адијабатски индекс.

Топлински капацитет на гасзависи од условите под кои топлината...

Ако гасот се загрева со постојан притисок P, тогаш неговиот топлински капацитет се означува CV.

Ако - на константа V, тогаш се означува Cp.

21. Испарување и кондензација. Течност што врие. Влажност на воздухот.

1. Испарување и кондензација . Процесот на премин на супстанција од течна состојба во гасовита состојба се нарекува испарување, обратниот процес на трансформација на супстанција од гасовита состојба во течност се нарекува кондензација. Постојат два вида на испарување - испарување и вриење. Прво да го разгледаме испарувањето на течноста. Испарувањето е процес на испарување што се јавува од отворена површина на течност на која било температура. Од гледна точка на молекуларната кинетичка теорија, овие процеси се објаснети на следниов начин. Течните молекули, кои учествуваат во термичкото движење, континуирано се судираат едни со други. Ова води до фактот дека некои од нив добиваат кинетичка енергија доволна за да ја надминат молекуларната привлечност. Таквите молекули, кои се на површината на течноста, летаат надвор од неа, формирајќи пареа (гас) над течноста. Молекулите на пареата, движејќи се хаотично, удираат на површината на течноста. Во овој случај, некои од нив може да се претворат во течност. Овие два процеси на заминување на течните молекули и нивното враќање во течноста се случуваат истовремено. Ако бројот на молекули што избегаат е поголем од бројот на молекули кои се враќаат, тогаш масата на течноста се намалува, т.е. течноста испарува, ако напротив, количината на течност се зголеми, т.е. се забележува кондензација на пареа. Можен е случај кога масите на течноста и пареата лоцирани над него не се менуваат. Ова е можно кога бројот на молекули што ја напуштаат течноста е еднаков на бројот на молекули што се враќаат во неа. Оваа состојба се нарекува динамичка рамнотежа и пареа, се во динамична рамнотежа со неговата течност, повикани богат . Ако не постои динамичка рамнотежа помеѓу пареата и течноста, тогаш таа се нарекува незаситени. Очигледно е дека заситената пареа на дадена температура има одредена густина, наречена рамнотежа.

Ова осигурува дека густината на рамнотежата, а со тоа и притисокот на заситената пареа во однос на нејзиниот волумен, останува константна на константна температура, бидејќи намалувањето или зголемувањето на волуменот на оваа пареа доведува до кондензација на пареата или испарување на течноста, соодветно. Изотермата на заситената пареа на одредена температура во координатната рамнина P, V е права линија паралелна на оската V. Со зголемување на температурата на термодинамичкиот систем течност - заситена пареа, бројот на молекули што ја напуштаат течноста за одредено време го надминува број на молекули кои се враќаат од пареата во течноста. Ова продолжува додека зголемувањето на густината на пареата не доведе до воспоставување на динамичка рамнотежа на повисока температура. Во исто време, притисокот на заситената пареа исто така се зголемува. Така, притисокот на заситената пареа зависи само од температурата. Ваквото брзо зголемување на притисокот на заситената пареа се должи на фактот што со зголемување на температурата се зголемува не само кинетичката енергија на транслаторното движење на молекулите, туку и нивната концентрација, т.е. број на молекули по единица волумен

За време на испарувањето, течноста ги напушта најбрзите молекули, како резултат на што просечната кинетичка енергија на транслациското движење на преостанатите молекули се намалува, и следствено, температурата на течноста се намалува (види §24). Затоа, за да може температурата на испарувачката течност да остане константна, треба постојано да и се снабдува одредена количина на топлина.

Количината на топлина што мора да се пренесе на единица маса на течност за да се трансформира во пареа на константна температура се нарекува специфична топлина на испарување. Специфичната топлина на испарување зависи од температурата на течноста, која се намалува како што се зголемува. За време на кондензацијата, количината на топлина потрошена за испарување на течноста се ослободува. Кондензацијата е процес на менување од гасовита состојба во течна состојба.

2. Влажност на воздухот.Атмосферата секогаш содржи одредена количина на водена пареа. Степенот на влажност е една од суштинските карактеристики на времето и климата и во многу случаи е од практично значење. Така, складирање на разни материјали (вклучувајќи цемент, гипс и други градежни материјали), суровини, производи, опрема итн. мора да се појави при одредена влажност. Во зависност од нивната намена, просториите исто така подлежат на соодветни барања за влажност.

За карактеризирање на влажноста се користат голем број на количини. Апсолутна влажност p е масата на водена пареа содржана во единица волумен на воздух. Обично се мери во грамови на кубен метар (g/m3). Апсолутната влажност е поврзана со парцијалниот притисок P на водената пареа според равенката Менделеев-Клејпејрон, каде V е волуменот зафатен од пареата, m, T и m се масата, апсолутната температура и моларната маса на водена пареа, R е универзалната гасна константа (види (25.5)). Парцијален притисок е притисокот што го врши водената пареа без да се земе предвид дејството на другите видови воздушни молекули. Оттука, бидејќи p = m/V е густината на водената пареа.

Во одреден волумен на воздух во дадени услови, количеството на водена пареа не може да се зголемува на неодредено време, бидејќи постои одредена ограничена количина на пареа, по што започнува кондензацијата на пареата. Оттука доаѓа концептот на максимална влажност. Максимална влажност Pm е најголемата количина на водена пареа во грамови што може да се содржи во 1 m 3 воздух на дадена температура (во значење, ова е посебен случај на апсолутна влажност). Со намалување на температурата на воздухот, можете да достигнете температура од која пареата ќе почне да се претвора во вода - кондензира. Оваа температура се нарекува точка на росење. Степенот на заситеност на воздухот со водена пареа се карактеризира со релативна влажност. Релативната влажност b е односот на апсолутната влажност p до максималната Pm т.е. b=P/Pm. Релативната влажност често се изразува како процент.

Постојат различни методи за одредување на влажноста.

1. Најточен е методот на тежина. За да се одреди влажноста на воздухот, се пренесува преку ампули кои содржат супстанции кои добро ја апсорбираат влагата. Знаејќи го зголемувањето на масата на ампулите и волуменот на воздухот низ кој поминува, се одредува апсолутната влажност.

2. Хигрометриски методи. Утврдено е дека некои влакна, вклучувајќи ја и човечката коса, ја менуваат својата должина во зависност од релативната влажност на воздухот. Уредот наречен ом хигрометар се заснова на ова својство. Постојат и други видови на хигрометри, вклучувајќи ги и електричните.

H. Психрометрискиот метод е најчестиот метод на мерење. Нејзината суштина е како што следува. Нека два идентични термометри се во исти услови и имаат исти отчитувања. Ако канистерот на еден од термометрите е навлажнет, на пример, завиткан во влажна крпа, тогаш отчитувањата ќе бидат различни. Поради испарувањето на водата од ткаенината, таканаречениот влажен термометар покажува пониска температура од сувиот термометар. Колку е помала релативната влажност на околниот воздух, толку поинтензивно ќе биде испарувањето и пониско читањето на влажната сијалица. Од отчитувањата на термометрите, се одредува температурната разлика и се одредува релативната влажност на воздухот со помош на специјална табела наречена психрометриска.

22. Електрични полнења. Кулонов закон. Закон за зачувување на надоместокот.

Искуството со електрификацијата на плочите докажува дека при електрификација со триење се јавува прераспределба на постоечките полнежи помеѓу телата кои се неутрални во првиот момент. Мал дел од електроните се движи од едно тело до друго. Во овој случај, новите честички не се појавуваат, а веќе постоечките не исчезнуваат. Кога телата се наелектризирани, закон за зачувување на електричен полнеж. Овој закон е за затворен систем. Во затворен систем, алгебарскиот збир на полнежите на сите честички останува непроменет. Ако полнежите на честичките се означуваат со q 1 , q 2, итн., тогаш q 1 , +q 2 + q 3 +…+q n = конст

Валидноста на законот за зачувување на полнежот е потврдена со набљудувања на огромен број трансформации на елементарни честички. Овој закон изразува едно од најфундаменталните својства на електричниот полнеж. Сè уште не е позната причината за зачувувањето на полнежот.

Кулонов закон.Експериментите на Кулон доведоа до воспоставување на закон кој впечатливо потсетува на законот за универзална гравитација. Силата на интеракција помеѓу две точки стационарни наелектризирани тела во вакуум е директно пропорционална на производот на модулите за полнење и обратно пропорционална на квадратот на растојанието меѓу нив. Оваа сила се нарекува Кулон.

Ако модулите за полнење ги означиме со | q 1 | и | q 2 |, и растојанието меѓу нив

преку r, тогаш Кулонов законможе да се напише во следнава форма:

Каде к - коефициент на пропорционалност, нумерички еднаков на силата на интеракција на единечните полнежи на растојание еднакво на единечна должина. Неговото значење зависи од изборот на единица систем.

23. Јачина на електричното поле. Точно поле за полнење. Принципот на суперпозиција на електрични полиња.

Основни својства на електричното поле. Главното својство на електричното поле е неговото влијание врз електричните полнежи со одредена сила.

Електричното поле на стационарни полнежи се нарекува електростатско. Не се менува со текот на времето. Електростатско поле се создава само од електрични полнежи.

Јачина на електричното поле.Електричното поле се открива со силите што делуваат на полнење.

Ако наизменично ставате мали наелектризирани тела во иста точка на полето и ги измерите силите, ќе откриете дека силата што дејствува на полнежот од полето е директно пропорционална на ова полнење. Навистина, дозволете полето да се создаде со точка полнење q 1 . Според законот за обвинение на Кулон q 2 има сила пропорционална на полнежот q 2 . Затоа односот на силата што делува на полнеж поставен во дадена точка на полето кон ова полнење за секоја точка на полето не зависи од полнежот и може да се смета како карактеристика на полето.Оваа карактеристика се нарекува јачина на електричното поле. Како сила, јачината на полето е векторска количина;тоа е означено со буквата Е.Ако полнењето поставено во полето се означува со q

наместо q 2 Тоатензијата ќе биде еднаква на:

Јачината на полето е еднаква на односот на силата со која полето делува на точкаст полнеж кон овој полнеж.

Оттука и силата што делува на полнежот qод страната на електричното поле е еднакво на:

Јачината на полето во SI единици може да се изрази во њутни по кулом (N/C).

Принципот на суперпозиција на полиња.

Ако на едно тело дејствуваат неколку сили, тогаш, според законите на механиката, добиената сила е еднаква на геометрискиот збир на силите:

На електричните полнежи дејствуваат сили од електричното поле. Ако, кога полињата од неколку полнежи се надредени, овие полиња немаат никакво влијание едно врз друго, тогаш добиената сила од сите полиња мора да биде еднаква на геометрискиот збир на силите од секое поле. Искуството покажува дека токму тоа се случува во реалноста. Ова значи дека јаките на полето се собираат геометриски.

Ова е принцип на суперпозиција на полетокој е формулиран на следниов начин: ако во дадена точка во просторот се создаваат различни наелектризирани честички

електрични полиња, чии јаки

итн., тогаш добиената јачина на полето во овој момент е:

24. Спроводници и диелектрици во електрично поле.

Диригенти– тела во кои има бесплатни полнежи кои не се поврзани со атоми. Под влијание на струја полињата, полнежите можат да се движат, генерирајќи електрична струја. Ако проводник се внесе во електрично поле, тогаш позитивно наелектризираните полнежи се движат во насока на векторот на напонот, а негативно наелектризираните се движат во спротивна насока. Како резултат на тоа, на површината на телото се појавуваат индуктивни полнежи:

Јачината на полето во спроводникот = 0. Проводникот, како што беше, ги крши линиите на јачината на електричното поле.

Диелектриците- супстанции во кои позитивни и негативни полнежи се меѓусебно поврзани и нема бесплатни давачки. Во електричното поле, диелектрикот е поларизиран.

Во диелектрикот има електрично поле, но тоа е помало од електричното поле на вакуумот Е В ε еднаш. Диелектрична константа на медиумот ε еднаков на односот на јачината на електричното поле во вакуум до насоката на електричното поле во диелектрикот ε= Е0/ Е

25. Потенцијал. Потенцијал на терен на точка полнење.

Работете при движење на полнење во еднообразно електростатско поле.Хомогено поле се создава, на пример, од големи метални плочи со полнења со спротивен знак. Ова поле делува на полнежот со постојана сила Ф= qE.

Оставете ги чиниите да бидат наредени вертикално лева чинија ВОе негативно наелектризиран, а правото Д - позитивно. Да ја пресметаме работата направена од полето кога се движи позитивен полнеж q од точка 1 која се наоѓа на растојание г 1 од чинијата ВО,до точка 2 која се наоѓа на растојание г 2 < г 1 од истата чинија.

Поени 1 И 2 лежи на иста линија на сила. На дел од патеката ∆ г= г 1 - г 2 електричното поле ќе направи позитивна работа: А= qE(г 1 - г 2 ). Оваа работа не зависи од обликот на траекторијата.

Потенцијалот на електростатското поле се нарекува сооднос

потенцијалната енергија на полнење во полето на ова полнење.

(Потенцијална разлика.Како и потенцијалната енергија, вредноста на потенцијалот во дадена точка зависи од изборот на нулта ниво за читање на потенцијалот. Практично значење

го нема самиот потенцијал во одреден момент, но промена на потенцијалотшто не зависи од изборот нула потенцијално референтно ниво.Бидејќи потенцијалната енергија

Вп= qφтогаш работата е еднаква на:

Потенцијалната разлика е еднаква на:

Потенцијалната разлика (напон) помеѓу две точки е еднаква на односот на работата што ја врши полето кога се движи полнењето од почетната до крајната точка до ова полнење. П Потенцијалната разлика помеѓу две точки е еднаква на единство ако, кога се движи полнење во 1 Cl од една до друга точка електричното поле прави 1 работа J. Оваа единица се нарекува волт (V).

26. Електричен капацитет. Кондензатори. Капацитет на кондензатор на паралелна плоча.

Напонот помеѓу два спроводници е пропорционален на електричните полнежи што се на проводниците. Ако полнежите се удвојат, тогаш јачината на електричното поле ќе стане 2 пати поголема, затоа, работата што ја врши полето при движење на полнежот ќе се зголеми за 2 пати, односно напонот ќе се зголеми за 2 пати. Затоа однос на полнење на еден од проводниците до потенцијалната разлика помеѓу овој проводник и соседниот не зависи од полнежот. Се одредува според геометриските димензии на спроводниците, нивната форма и релативна положба, како и електричните својства на околината (диелектрична константа ε). Ова ни овозможува да го воведеме концептот на електричен капацитет на два проводници.

Електричниот капацитет на два проводници е односот на полнежот на еден од проводниците до потенцијалната разлика помеѓу овој проводник и соседниот:

Понекогаш зборуваат за електричниот капацитет на еден проводник. Ова има смисла ако проводникот е осамен, односно се наоѓа на големо растојание од другите проводници во споредба со неговата големина. Така велат, на пример, за капацитетот на спроводлива топка. Се претпоставува дека улогата на друг проводник ја играат далечните предмети лоцирани околу топката.

Електричниот капацитет на два проводници е еднаков на единство ако при нивното полнење,± 1 C меѓу нив се јавува потенцијална разлика 1 В. Оваа единица се нарекува фарад(F);

Кондензатор.Системи од два проводници, наречени кондензатори.Кондензаторот се состои од два проводници одделени со диелектричен слој, чија дебелина е мала во споредба со големината на проводниците. Проводниците во овој случај се нарекуваат кондензаторски плочи.

2. Капацитет на кондензатор со паралелна плоча.Да разгледаме рамен кондензатор исполнет со хомоген изотропен диелектрик со диелектрична константа e, плоштината на секоја плоча S и растојанието меѓу нив d. Капацитетот на таков кондензатор се наоѓа со формулата:

Каде ε - диелектрична константа на медиумот,С - површина на облогите,г – растојание помеѓу плочите.

Од ова произлегува дека за производство на големи кондензатори потребно е да се зголеми површината на плочите и да се намали растојанието меѓу нив.

Енергија W на наполнет кондензатор: или

Кондензаторите се користат за складирање на електрична енергија и нејзино користење за време на брзо празнење (фотоблиц), за одвојување на DC и AC кола, во исправувачи, осцилирачки кола и други радио-електронски уреди. Во зависност од видот на диелектрикот, кондензаторите може да бидат воздух, хартија или мика.

Примена на кондензатори.Енергијата на кондензаторот обично не е многу висока - не повеќе од стотици џули. Покрај тоа, не трае долго поради неизбежното истекување на полнење. Затоа, наполнетите кондензатори не можат да ги заменат, на пример, батериите како извори на електрична енергија.

Тие имаат едно својство: кондензаторите можат да акумулираат енергија повеќе или помалку долго време, а кога се испуштаат преку коло со низок отпор, тие ослободуваат енергија речиси веднаш. Токму овој имот е широко користен во пракса.

Блеш светилка што се користи во фотографијата се напојува со електрична струја од кондензатор за празнење.

27. Електрична струја. Тековна сила. Омовиот закон за дел од колото.

Кога наелектризираните честички се движат во проводник, електричното полнење се пренесува од едно на друго место. Меѓутоа, ако наелектризираните честички подлежат на случајно термичко движење, како на пр слободни електрони во метал,тогаш преносот на полнење не се случува. Електричниот полнеж се движи низ пресекот на проводникот само ако, заедно со случајното движење, електроните учествуваат во наредено движење. во ибрак.

Електричната струја е наредено (насочено) движење на наелектризираните честички.

Електричната струја произлегува од нарачаното движење на слободните електрони или јони. Ако поместите генерално неутрално тело, тогаш, и покрај нарачаното движење на огромен број електрони и атомски јадра, нема да се појави електрична струја. Вкупниот полнеж пренесен низ кој било пресек на проводникот ќе биде еднаков на нула, бидејќи полнењата на различни знаци се движат со иста просечна брзина.

Електричната струја има одредена насока. Насоката на струјата се зема како насока на движење на позитивно наелектризираните честички.Ако струјата се формира со движење на негативно наелектризираните честички, тогаш насоката на струјата се смета за спротивна на насоката на движење на честичките.

Тековна сила - физичка количина што ја одредува количината на електричен полнеж што се движи по единица време низ пресекот на уздата

Ако јачината на струјата не се менува со текот на времето, тогаш струјата се нарекува константна.

Јачината на струјата, како и полнењето, е скаларна количина.Таа може да биде како позитивно,така и негативен.Знакот на струјата зависи од тоа која насока долж проводникот се зема како позитивна. Јачина на струјата I>0, ако насоката на струјата се совпаѓа со конвенционално избраната, позитивна насока долж проводникот. Инаку јас<0.

Јачината на струјата зависи од полнежот што го носи секоја честичка, концентрацијата на честичките, брзината на нивното насочено движење и површината на напречниот пресек на проводникот. Измерено во (А).

За појава и постоење на постојана електрична струја во супстанција, потребно е, прво, присуство на слободни наелектризирани честички. Ако позитивните и негативните полнежи се врзат едни со други во атоми или молекули, нивното движење нема да произведе електрична струја.

За да се создаде и одржи наредено движење на наелектризираните честички, второ, потребна е сила што дејствува на нив во одредена насока. Ако оваа сила престане да дејствува, тогаш нарачаното движење на наелектризираните честички ќе престане поради отпорот што го обезбедуваат нивното движење од јоните на кристалната решетка на металите или неутралните молекули на електролити.

Наполнетите честички, како што знаеме, се делува на електрично поле со сила Ф= qE. Вообичаено, електричното поле во проводникот предизвикува и одржува наредено движење на наелектризираните честички. Само во статичниот случај, кога полнежите се во мирување, електричното поле во проводникот е нула.

Ако има електрично поле во проводникот, тогаш постои потенцијална разлика помеѓу краевите на проводникот. Кога потенцијалната разлика не се менува со текот на времето, во проводникот се воспоставува постојана електрична струја.

Закон на Ом.Наједноставната форма е струјно-напонската карактеристика на металните проводници и растворите на електролити. За прв пат е воспоставен (за метали) од германскиот научник Георг Ом, затоа зависноста на струјата од напонот се нарекува Закон на Ом.

Закон на Ом за дел од коло: струјата е директно пропорционална

напон и обратно пропорционален на отпорот:

Тешко е експериментално да се докаже валидноста на законот на Ом.

28. Отпорност на проводникот. Сериско и паралелно поврзување на проводници.

Отпор. Главната електрична карактеристика на проводникот е отпорот.Јачината на струјата во проводникот при даден напон зависи од оваа вредност. Отпорот на проводникот е мерка за отпорноста на проводникот на воспоставување електрична струја во него.

Користејќи го законот на Ом, можете да го одредите отпорот на проводникот:

За да го направите ова, треба да ги измерите напонот и струјата.

пресек S Отпорот зависи од материјалот на спроводникот и неговите геометриски димензии. Отпорот на проводник со должина l со константна попречна површина е еднаков на:

Каде Р- количина која зависи од видот на супстанцијата и нејзината состојба (првенствено од температурата). Големина Рповикани отпорност на проводникот.Отпорноста е нумерички еднаква на отпорноста на проводник со облик на коцка со раб од 1 m, ако струјата е насочена долж нормалата на две спротивни страни на коцката.

Проводникот има отпор 1 Ом, ако е на потенцијална разлика 1 В моменталната сила во него 1 А.

Единицата за отпорност е 1 Ом-м.

Сериско поврзување на проводници. Со сериско поврзување, електричното коло нема гранки. Сите проводници се вклучени во колото еден по еден зад себепријател.

Јачината на струјата кај двата проводници е иста, т.е. I 1 =I 2 =I бидејќи кај спроводниците електричниот полнеж во случај на еднонасочна струја не се акумулира и истиот полнеж поминува низ кој било пресек на спроводникот во одредено време.

Напонот на краевите на делот на колото што се разгледува е збир од напоните на првиот и вториот спроводник: U=U 1 +U 2

Вкупниот отпор на целиот дел од колото кога е поврзан во серија е еднаков на:Р= Р 1 + Р 1

Паралелно поврзување на проводници.

29. Електромоторна сила. Омовиот закон за целосно коло.

Електромоторната сила во затворена јамка е односот на работата што ја вршат надворешните сили при движење на полнеж долж јамката до полнежот:

Електромоторната сила се изразува во волти.

Електромоторна сила на галванска ќелијаима работа надвор

сили при движење на еден позитивен полнеж во елемент од еден пол на друг.

Отпорот на изворот често се нарекува внатрешен отпор за разлика од надворешниот отпорРсинџири.Во генераторот р - ова е отпорноста на намотките, а во галванска ќелија - отпорноста на растворот на електролитот и електродите. Омовиот закон за затворено коло ја поврзува јачината на струјата во колото, ЕМП и импеданса Р + р синџири.

Производот на струја и отпор на дел од колото често се нарекува пад на напон во оваа област.Така, EMF е еднаков на збирот на падовите на напонот во внатрешните и надворешните делови на затвореното коло. Обично законот на Ом за затворено коло е напишан во форма:

Каде Р - отпорност на оптоварување, ε –емф , р- внатрешен отпор.

Јачината на струјата во комплетното коло е еднаква на односот на EMF на колото и неговиот вкупен отпор.

Јачината на струјата зависи од три големини: emf ε, отпор Ри r надворешни и внатрешни делови на ланецот. Внатрешниот отпор на струјниот извор нема забележлив ефект врз јачината на струјата ако е мал во споредба со отпорот на надворешниот дел од колото (R>>r). Во овој случај, напонот на изворните терминали е приближно еднаков на ЕМП:

U=IR≈ε.

За време на краток спој, кога R→0, јачината на струјата во колото се одредува токму од внатрешниот отпор на изворот и, со електромоторна сила од неколку волти, може да биде многу голема ако r е мал (на пример, во батерија r ≈ 0,1-0,001 Ом). Жиците може да се стопат и самиот извор да не успее.

Сериски поврзани елементи со ЕМП ε 1 , ε 2 , ε 3, итн., тогаш вкупниот EMF на колото е еднаков на алгебарскиот збир на EMF на поединечните елементи.

Ако, при заобиколување на колото, тие се движат од негативниот пол на изворот кон позитивниот, тогаш ЕМП е >0.

30. Работа и моментална моќност. Закон Џул-Ленц.

Тековна работае еднаква на: A=IU∆t или A=qU, ако струјата е константна, тогаш од Омовиот закон:

Работата што ја врши струјата на дел од колото е еднаква на производот на струјата, напонот и времето за кое е извршена работата.

Греењето се јавува ако отпорот на жицата е висок

Тековна моќност.Секој електричен уред (светилка, електричен мотор) е дизајниран да троши одредена енергија по единица време.

Тековната моќност е еднаква на односот на тековната работа со текот на времето ∆ тдо овој временски интервал . Според оваа дефиниција:

Количината на топлина се одредува според законот Џоул-Ленц:

Ако во коло каде што не се случуваат хемиски реакции тече електрична струја. Реакцијата и не се врши механичка работа, потоа енергијата на електричното поле се претвора во внатрешна енергија на спроводникот и неговата температура се зголемува. Преку размена на топлина, оваа енергија се пренесува на околните, постудени тела. Од законот за зачувување на енергијата произлегува дека количината на топлина е еднаква на работата што ја врши електричната струја:

(формула)

Овој закон се нарекува закон Џул-Ленц.

31. Магнетно поле. Индукција на магнетно поле. Амперовиот закон.

Се нарекуваат интеракциите помеѓу проводниците со струја, односно интеракциите помеѓу електричните полнежи што се движат магнетни. Силите со кои спроводниците кои носат струја делуваат едни на други се нарекуваат магнетни сили.

Магнетно поле.Според теоријата за краток домет, струјата во еден од проводниците не може директноделува на струја во друг проводник.

Во просторот кој го опкружува стационарни електрични полнежи, се појавува електрично поле, во просторот околу струите се појавува поле наречено магнетно.

Електричната струја во еден од проводниците создава магнетно поле околу себе, кое делува на струјата во вториот проводник. И полето создадено од електричната струја на вториот проводник делува на првиот.

Магнетното поле е посебна форма на материја преку која се јавува интеракција помеѓу движечките електрично наелектризирани честички.

Својства на магнетното поле:

1. Магнетното поле се создава со електрична струја (подвижни полнежи).

2. Магнетното поле се открива со неговиот ефект врз електричната струја (подвижни полнежи).

Како и електричното поле, магнетното поле навистина постои, без оглед на нас, на нашето знаење за тоа.

Магнетната индукција е способност на магнетното поле да изврши сила на проводник што носи струја (векторска количина). Измерено во Т.

Насоката на векторот на магнетната индукција се зема како насока од јужниот пол S кон север N на магнетната игла, слободно позиционирана во магнетното поле. Оваа насока се совпаѓа со насоката на позитивната нормала кон затворената јамка со струја.

Насоката на векторот на магнетна индукција е поставена со користејќи го правилото на гимлет:

ако насоката на преводното движење на гајтанот се совпаѓа со насоката на струјата во проводникот, тогаш насоката на вртење на рачката на гимлетот се совпаѓа со насоката на векторот на магнетната индукција.

Магнетни линии индукција.

Права во која било точка од која векторот на магнетната индукција е насочен тангенцијално – линии на магнетна индукција.Еднообразно поле се паралелни линии, нерамномерно поле се криви линии. Колку повеќе линии, толку е поголема силата на ова поле. Полиња со линии на затворено поле се нарекуваат вител.Магнетното поле е вителско поле.

Магнетен флукс– вредност еднаква на производот од големината на векторот на магнетната индукција по плоштината и косинусот на аголот помеѓу векторот и нормалата на површината.

Амперовата сила е еднаква на производот на векторот на магнетната индукција според јачината на струјата, должината на делот на проводникот и синусот на аголот помеѓу магнетната индукција и делот на проводникот.

Каде л - должина на проводникот, Б – вектор на магнетна индукција.

Амперската сила се користи кај звучниците и звучниците.

Принцип на работа: Наизменична електрична струја тече низ серпентина со фреквенција еднаква на аудио фреквенцијата од микрофон или од излезот на радио приемник. Под дејство на амперската сила, серпентина осцилира долж оската на звучникот во времето со тековните флуктуации. Овие вибрации се пренесуваат на дијафрагмата, а површината на дијафрагмата емитува звучни бранови.

32. Ефектот на магнетното поле врз движечкиот полнеж. Лоренцова сила.

Силата што дејствува на подвижна наелектризирана честичка од магнетното поле се нарекува Лоренцова сила.

Лоренцова сила. Бидејќи струјата го претставува нарачаното движење на електричните полнежи, природно е да се претпостави дека амперската сила е резултат на силите што делуваат на поединечните полнежи што се движат во проводникот. Експериментално е утврдено дека силата всушност делува на полнеж што се движи во магнетно поле. Оваа сила се нарекува Лоренцова сила. Модулот F L на силата се наоѓа со формулата

каде што B е модулот на индукција на магнетното поле во кое се движи полнежот, q и v се апсолутната големина на полнежот и неговата брзина, a е аголот помеѓу векторите v и B. Оваа сила е нормална на векторите v и Б, неговата насока се одредува со правилото на левата рака: ако раката е поставена така што четирите продолжени прсти се совпаѓаат со насоката на движење на позитивниот полнеж, линиите за индукција на магнетното поле влегуваат во дланката, а потоа палецот е поставен на 90 0 ја покажува насоката на силата. Во случај на негативна честичка, насоката на силата е спротивна.

Бидејќи силата на Лоренц е нормална на брзината на честичките, тогаш. не работи.

Лоренцова сила се користи во телевизори, масовен спектрограф.

Принцип на работа: Вакуумската комора на уредот е поставена во магнетно поле. Наелектризираните честички (електрони или јони) забрзани со електрично поле, откако опишале лак, паѓаат на фотографска плоча, каде што оставаат трага што овозможува да се измери радиусот на траекторијата со голема точност . Овој радиус го одредува специфичното полнење на јонот. Знаејќи го полнењето на јон, лесно е да се одреди неговата маса.

33. Магнетни својства на материјата. Магнетна пропустливост. Феромагнетизам.

Магнетна пропустливост.Постојаните магнети можат да се направат само од неколку супстанции, но сите супстанции сместени во магнетно поле се магнетизираат, односно самите создаваат магнетно поле. Поради ова, векторот на магнетна индукција Б Вхомогена средина се разликува од векторот Вово иста точка во просторот во вакуум.

Став карактеризирање на магнетните својства на медиумот се нарекува магнетна пропустливост на медиумот.

Во хомогена средина магнетната индукција е еднаква на: каде м - магнетната пропустливост на даден медиум е бездимензионална величина која покажува колку пати μ во оваа средина, повеќе μ во вакуум.

Магнетните својства на секое тело се одредуваат со затворени електрични струи во него.

Парамагнетни супстанции се супстанции кои создаваат слабо магнетно поле во иста насока како надворешното поле. Магнетната пропустливост на најсилните парамагнетни супстанции малку се разликува од единството: 1,00036 за платина и 1,00034 за течен кислород. Дијамагнетите се супстанции кои создаваат поле кое го ослабува надворешното магнетно поле. Среброто, оловото и кварцот имаат дијамагнетни својства. Магнетната пропустливост на дијамагнетните материјали се разликува од единството за не повеќе од десет илјадити делови.

Феромагнети и нивните апликации.Со вметнување на јадро од железо или челик во калем, можете да го зголемите магнетното поле што го создава многу пати без да ја зголемите струјата во серпентина. Ова заштедува енергија. Јадрата на трансформаторите, генераторите, електромоторите итн. се направени од феромагнети.

Кога надворешното магнетно поле е исклучено, феромагнетот останува магнетизиран, т.е. создава магнетно поле во околниот простор. Наредената ориентација на елементарните струи не исчезнува кога надворешното магнетно поле е исклучено. Ова е причината зошто постојат постојани магнети.

Постојаните магнети се широко користени во електрични мерни инструменти, звучници и телефони, уреди за снимање звук, магнетни компаси итн.

Широко се користат феритите - феромагнетни материјали кои не спроведуваат електрична струја. Тие се хемиски соединенија на железни оксиди со оксиди на други супстанции. Првиот феромагнетен материјал познат на луѓето, магнетната железна руда, е феритот.

Кири температура.На температура повисока од одредена дефинирана за даден феромагнет, неговите феромагнетни својства исчезнуваат. Оваа температура се нарекува Кири температура.Ако премногу загреете магнетизиран нокт, тој ќе ја изгуби способноста да привлекува железни предмети. Температурата на Кири за железо е 753 °C, за никел 365 °C и за кобалт 1000 °C. Постојат феромагнетни легури со Кири температура помала од 100°C.

34. Електромагнетна индукција. Магнетен флукс.

Електромагнетна индукција. Закон за електромагнетна индукција. Правилото на ЛенцЗнаеме дека електричната струја создава магнетно поле. Природно се поставува прашањето: „Дали е можно да се создаде електрична струја користејќи магнетно поле? Овој проблем го решил Фарадеј, кој го открил феноменот на електромагнетна индукција, кој е следниов: при секоја промена на магнетниот флукс што продира во областа покриена со спроводното коло, во него се појавува електромоторна сила наречена emf. индукција. Ако колото е затворено, тогаш под влијание на овој emf. Се појавува електрична струја наречена индукција. Фарадеј утврдил дека емф. индукцијата не зависи од методот на менување на магнетниот тек и се одредува само од брзината на неговата промена, т.е.

ЕМП може да се појави кога се менува магнетната индукција ВО,при ротирање на контурната рамнина во однос на магнетното поле. Знакот минус во формулата се објаснува со Ленцовото правило: Индуктивната струја е насочена на таков начин што нејзиното магнетно поле ја спречува промената на надворешниот магнетен флукс што ја генерира индукциската струја. Односот се нарекува закон за електромагнетна индукција: индуцираниот EMF во проводникот е еднаков на брзината на промена на магнетниот флукс што продира во областа покриена со проводникот.

Магнетен флукс . Магнетниот флукс низ одредена површина е бројот на линии на магнетна индукција што продираат во неа. Нека има рамна површина од областа S во еднообразно магнетно поле, нормално на линиите на магнетната индукција. (Еднообразно магнетно поле е такво поле, во секоја точка од која индукцијата на магнетното поле е иста по големина и насока). Во овој случај, нормалното n на локацијата се совпаѓа со насоката на полето. Бидејќи бројот на линии на магнетна индукција што минуваат низ единица површина на локацијата е еднаков на модулот B на индукцијата на полето, бројот на линии што ќе навлезат во оваа локација ќе биде S пати поголем. Според тоа, магнетниот тек е еднаков на:

Сега да го разгледаме случајот кога во еднообразно магнетно поле има рамна површина во форма на правоаголен паралелепипед со страни a и b, чија површина е S = ab. Нормалната n на локацијата прави агол a со насоката на полето, т.е. со индукциски вектор B. Бројот на индукциски линии што минуваат низ областа S и неговата проекција Spr на рамнината нормална на овие прави е ист. Следствено, флуксот F на индукцијата на магнетното поле низ нив е ист. Користејќи го изразот, наоѓаме Ф = ВSр Од Сл. јасно е дека Spr= ab*cos a = Scosa. Затоа f =BScos а .

Во SI единици, магнетниот тек се мери во вебери (Wb). Тоа произлегува од формулата т.е. 1 Wb е магнетниот тек низ површина од 1 m2 лоциран нормално на линиите на магнетна индукција во еднообразно магнетно поле со индукција од 1 Т. Ајде да ја најдеме димензијата Вебер:

Познато е дека магнетниот тек е алгебарска големина. Да претпоставиме дека магнетниот флукс што продира во областа на колото е позитивен. Кога овој проток се зголемува, се појавува s.d.s. индукција, под чие влијание се појавува индуцирана струја, создавајќи сопствено магнетно поле насочено кон надворешното поле, т.е. магнетниот тек на индукциската струја е негативен.

Ако протокот што продира во областа на контурата се намали (), тогаш, т.е. насоката на магнетното поле на индукциската струја се совпаѓа со насоката на надворешното поле.

35. Закон за електромагнетна индукција. Правилото на Ленц.

Ако колото е затворено, тогаш под влијание на овој emf. Се појавува електрична струја наречена индукција. Фарадеј утврдил дека емф. индукцијата не зависи од методот на менување на магнетниот тек и се одредува само од брзината на неговата промена, т.е.

Односот се нарекува закон за електромагнетна индукција: индуцираниот EMF во проводникот е еднаков на брзината на промена на магнетниот флукс што продира во областа покриена со проводникот. Знакот минус во формулата е математички израз на правилото на Ленц. Познато е дека магнетниот тек е алгебарска големина. Да претпоставиме дека магнетниот флукс што продира во областа на колото е позитивен. Како што се зголемува овој проток

з.д.с произлегува индукција, под чие влијание се појавува индуцирана струја, создавајќи сопствено магнетно поле насочено кон надворешното поле, т.е. магнетниот тек на индукциската струја е негативен.

Ако протокот што продира во областа на контурата се намали, тогаш, т.е. насоката на магнетното поле на индукциската струја се совпаѓа со насоката на надворешното поле.

Да разгледаме еден од експериментите спроведени од Фарадеј за откривање на индуцираната струја, а со тоа и на емф. индукција. Ако магнет се турка или повлече во соленоид поврзан со многу чувствителен електричен мерен уред (галванометар), тогаш додека магнетот се движи, се забележува отклонување на иглата на галванометарот, што укажува на појава на индуцирана струја. Истото се забележува кога соленоидот се движи во однос на магнетот. Ако магнетот и соленоидот се неподвижни релативно еден на друг, тогаш не се јавува индуцирана струја. Од горенаведеното искуство произлегува дека со меѓусебното движење на овие тела доаѓа до промена на магнетниот тек низ соленоидните навои, што доведува до појава на индуцирана струја предизвикана од емф. индукција.

2. Насоката на индукциската струја се одредува според правилото на Ленц: индуцираната струја секогаш ја има оваа насока. дека магнетното поле што го создава ја спречува промената на магнетниот тек што ја предизвикува оваа струја. Од ова правило произлегува дека како што се зголемува магнетниот флукс, добиената индуцирана струја има насока таква што магнетното поле генерирано од него е насочено против надворешното поле, спротивставувајќи го зголемувањето на магнетниот тек. Намалувањето на магнетниот флукс, напротив, доведува до појава на индукциона струја, што создава магнетно поле кое се совпаѓа во насока со надворешното поле. На пример, да претпоставиме дека во еднообразно магнетно поле има квадратна жичана рамка прободена од магнетно поле.Да претпоставиме дека магнетното поле се зголемува. Ова доведува до зголемување на магнетниот флукс низ областа на рамката. Според правилото на Ленц, магнетното поле на добиената индуцирана струја ќе биде насочено против надворешното поле, т.е. векторот B 2 од ова поле е спротивен на векторот E. Применувајќи го правилото на десната завртка (види § 65, став 3), ја наоѓаме насоката на индукциската струја I јас.

36. Феноменот на самоиндукција. Индуктивност. Енергија на магнетно поле.

Феномен на самоиндукција . Феноменот на појава на емф во истиот проводник низ кој тече наизменична струја се нарекува самоиндукција, а самиот емф. наречен е.м.ф. самоиндукција. Овој феномен е објаснет на следниов начин. Наизменична струја што минува низ проводникот генерира наизменично магнетно поле околу себе, што, пак, создава магнетен флукс кој се менува со текот на времето низ областа ограничена од проводникот. Според феноменот на електромагнетна индукција, оваа промена на магнетниот тек доведува до појава на emf. самоиндукција.

Ајде да го најдеме емф. самоиндукција. Нека тече електрична струја низ проводник со индуктивност L. Во времето t 1, јачината на оваа струја е еднаква на I 1, а во времето t 2 стана еднаква на I 2. Тогаш магнетниот тек создаден од струјата низ областа ограничена од проводникот, во моментите t 1 и t 2, соодветно, е еднаков на Ф1 = LI 1 и Ф 2 = LI 2, а промената DF на магнетниот тек е еднаква до DF = LI 2 - LI 1 = L(I 2 - I 1) = LDI, каде што DI =I 2 - I 1 - промена на јачината на струјата во одреден временски период Dt = t 2 - t 1. Според законот за електромагнетна индукција, emf. самоиндукцијата е еднаква на: Замена на претходната формула во овој израз,

Добиваме Значи, e.m.f. Самоиндукцијата што се јавува во проводникот е пропорционална со брзината на промена на јачината на струјата што тече низ него. Врската е закон за самоиндукција.

Под влијание на емф. Самоиндукцијата создава индукциона струја наречена самоиндукција струја. Оваа струја, според правилото на Ленц, се спротивставува на промената на јачината на струјата во колото, забавувајќи го нејзиното зголемување или намалување.

1. Индуктивност. Нека тече директна струја на сила I низ затворено коло.Оваа струја создава магнетно поле околу себе, кое продира во областа покриена со проводникот, создавајќи магнетен флукс. Познато е дека магнетниот тек Ф е пропорционален на модулот на индукција на магнетното поле B, а модулот на индукција на магнетното поле што произлегува околу проводник со струја е пропорционален на јачината на струјата 1. Од ова произлегува

Коефициентот на пропорционалност L помеѓу јачината на струјата и магнетниот тек создаден од оваа струја низ областа ограничена од проводникот се нарекува индуктивност на проводникот.

Индуктивноста на проводникот зависи од неговите геометриски димензии и облик, како и од магнетните својства на средината во која се наоѓа. внатре во неа. Треба да се забележи дека ако магнетната пропустливост на медиумот што го опкружува проводникот не зависи од индукцијата на магнетното поле создадено од струјата што тече низ проводникот, тогаш индуктивноста на даден проводник е константна вредност за која било струја што тече во тоа. Ова се случува кога проводникот е во средина со дијамагнетни или парамагнетни својства. Во случај на феромагнети, индуктивноста зависи од јачината на струјата што минува низ проводникот.

Во единиците SI, индуктивноста се мери во Хенри (H). L = F/I и 1 Gn = 1 B6/1A, т.е. 1 H е индуктивноста на таков проводник, кога низ него тече струја од 1А, се појавува магнетен флукс, кој продира во областа покриена со проводникот, еднаква на 1Wb.

Енергија на магнетно поле . Кога електричната струја тече низ проводник, околу него се појавува магнетно поле. Има енергија. Може да се покаже дека енергијата на магнетното поле што се појавува околу проводник со индуктивност L, низ кој тече директна струја со јачина I, е еднаква на

37. Хармонични вибрации. Амплитуда, период и фреквенција на осцилации.

Осцилациите се процеси кои се карактеризираат со одредена повторливост со текот на времето.Процесот на ширење на вибрациите во вселената се нарекува бран. Не е претерување да се каже дека живееме во свет на вибрации и бранови. Навистина, жив организам постои благодарение на периодичното чукање на срцето; нашите бели дробови вибрираат при дишењето. Човекот слуша и зборува поради вибрациите на неговите тапанчиња и гласните жици. Светлинските бранови (осцилации на електрични и магнетни полиња) ни овозможуваат да видиме. Современата технологија, исто така, исклучително широко ги користи осцилаторните процеси. Доволно е да се каже дека многу мотори се поврзани со вибрации: периодично движење на клиповите кај моторите со внатрешно согорување, движење на вентилите итн. Други важни примери се наизменична струја, електромагнетни осцилации во осцилирачко коло, радио бранови итн. Како што може да се види од горенаведените примери, природата на осцилациите е различна. Сепак, тие се сведуваат на два вида - механички и електромагнетни вибрации. Се покажа дека, и покрај разликата во физичката природа на вибрациите, тие се опишани со истите математички равенки. Ова ни овозможува да го издвоиме проучувањето на осцилациите и брановите како една од гранките на физиката, која спроведува унифициран пристап кон проучувањето на осцилациите од различни физички природи.

Секој систем способен да осцилира или во кој може да се појават осцилации се нарекува осцилаторен. Осцилациите што се случуваат во осцилаторниот систем изваден од рамнотежа и оставен сам на себе се нарекуваат слободни осцилации. Слободните осцилации се амортизираат, бидејќи енергијата што се пренесува на осцилаторниот систем постојано се намалува.

Хармоничните осцилации се оние во кои секоја физичка големина што го опишува процесот се менува со текот на времето според законот за косинус или синус:

Дозволете ни да го дознаеме физичкото значење на константите A, w, a вклучени во оваа равенка.

Константата А се нарекува амплитуда на осцилацијата. Амплитудата е најголемата вредност што може да ја преземе една осцилирачка количина.. По дефиниција, секогаш е позитивно. Изразот wt+a под косинусниот знак се нарекува фаза на осцилација. Ви овозможува да ја пресметате вредноста на флуктуирачката количина во секое време. Константната вредност a ја претставува фазната вредност во времето t = 0 и затоа се нарекува почетна фаза на осцилацијата. Вредноста на почетната фаза се одредува со изборот на почетокот на броењето на времето. Количината w се нарекува циклична фреквенција, чие физичко значење е поврзано со концептите на период и зачестеност на осцилациите. Се нарекува период на непридушени осцилациинајкраткиот временски период по кој флуктуирачката количина се враќа на претходната вредност, или накратко - време на една целосна осцилација. Бројот на изведени осцилации по единица време се нарекува фреквенција на осцилации. Фреквенцијата v е поврзана со периодот T на осцилациите со односот v=1/T

Фреквенцијата на осцилација се мери во Херци (Hz). 1 Hz е фреквенцијата на периодичен процес во кој една осцилација се јавува за 1 s. Ајде да ја најдеме врската помеѓу фреквенцијата и цикличната фреквенција на осцилација. Користејќи ја формулата, ги наоѓаме вредностите на осцилирачкото количество во моменти t=t 1 и t=t 2 =t 1 +T, каде што T е периодот на осцилирање.

Според дефиницијата за периодот на осцилација, ова е можно ако, бидејќи косинус е периодична функција со период од 2p радијани. Од тука. Го добиваме. Од оваа врска следи физичкото значење на цикличната фреквенција. Покажува колку осцилации се случуваат за 2p секунди.

Слободните осцилации на осцилаторниот систем се амортизираат. Меѓутоа, во практиката постои потреба од создавање непридушени осцилации, кога загубите на енергија во осцилаторниот систем се компензираат со надворешни извори на енергија. Во овој случај, во таков систем се појавуваат принудни осцилации. Осцилациите кои настануваат под влијание на периодично променливо влијание се нарекуваат принудени, додека оние на влијание се нарекуваат принудни. Присилните осцилации се случуваат со фреквенција еднаква на фреквенцијата на присилните влијанија. Амплитудата на принудните осцилации се зголемува како што фреквенцијата на присилните влијанија се приближува до природната фреквенција на осцилаторниот систем. Таа ја достигнува својата максимална вредност кога наведените фреквенции се еднакви. Феноменот на нагло зголемување на амплитудата на принудните осцилации, кога фреквенцијата на присилните влијанија е еднаква на природната фреквенција на осцилаторниот систем, се нарекува резонанца.

Феноменот на резонанца е широко користен во технологијата. Тоа може да биде и корисно и штетно. На пример, феноменот на електрична резонанца игра корисна улога при подесување на радио приемник на саканата радио станица. Со менување на вредностите на индуктивноста и капацитетот, можно е да се осигура дека природната фреквенција на осцилаторното коло се совпаѓа со фреквенција на електромагнетни бранови емитирани од која било радио станица. Како резултат на ова, во колото ќе се појават резонантни осцилации на дадена фреквенција, додека амплитудите на осцилациите создадени од другите станици ќе бидат мали. Ова води до подесување на радиото до саканата станица.

38. Математичко нишало. Период на осцилација на математичко нишало.

39. Осцилација на оптоварување на пружина. Конверзија на енергија за време на вибрации.

40. Бранови. Попречни и надолжни бранови. Брзина и бранова должина.

41. Слободни електромагнетни осцилации во коло. Конверзија на енергија во осцилаторно коло. Трансформација на енергија.

Периодични или речиси периодични промени во полнежот, струјата и напонот се нарекуваат електрични осцилации.

Производството на електрични вибрации е речиси исто толку едноставно како да се направи телото да вибрира со тоа што ќе го закачите на пружина. Но, набљудувањето на електричните вибрации веќе не е толку лесно. На крајот на краиштата, ние директно не го гледаме ниту полнењето на кондензаторот ниту струјата во серпентина. Покрај тоа, осцилациите обично се случуваат со многу висока фреквенција.

Набљудувајте и проучувајте ги електричните вибрации со помош на електронски осцилоскоп. Наизменичен напон нагоре во форма на „заб за пила“ се доставува до хоризонталните дефлексивни плочи на катодната цевка на осцилоскопот. Напнатоста се зголемува релативно бавно, а потоа се намалува многу нагло. Електричното поле помеѓу плочите предизвикува електронскиот зрак да патува хоризонтално низ екранот со константна брзина и потоа да се врати речиси веднаш. По ова, целиот процес се повторува. Ако сега закачиме вертикални отклонувачки плочи на кондензаторот, тогаш флуктуациите на напонот за време на неговото празнење ќе предизвикаат зракот да осцилира во вертикална насока. Како резултат на тоа, на екранот се формира временски „метење“ на осцилации, сосема сличен на оној нацртан со нишало со песок на подвижен лист хартија. Вибрациите исчезнуваат со текот на времето

Овие вибрации се бесплатни. Тие се појавуваат откако ќе се пренесе полнење на кондензаторот, што го вади системот од рамнотежа. Полнењето на кондензаторот е еквивалентно на отстапувањето на нишалото од неговата рамнотежна положба.

Принудени електрични осцилации може да се добијат и во електрично коло. Ваквите осцилации се појавуваат кога во колото има периодична електромоторна сила. Наизменично индуцирано EMF се појавува во жичана рамка од неколку вртења кога се ротира во магнетно поле (сл. 19). Во овој случај, магнетниот флукс што продира во рамката периодично се менува.Во согласност со законот за електромагнетна индукција, добиениот индуциран EMF исто така периодично се менува. Кога колото е затворено, наизменична струја ќе тече низ галванометарот и иглата ќе почне да осцилира околу положбата на рамнотежа.

2.Осцилаторно коло. Наједноставниот систем во кој може да се појават слободни електрични осцилации се состои од кондензатор и калем поврзани со кондензаторските плочи (сл. 20). Таквиот систем се нарекува осцилаторно коло.

Ајде да размислиме зошто се појавуваат осцилации во колото. Ајде да го наполниме кондензаторот со поврзување со батеријата некое време користејќи прекинувач. Во овој случај, кондензаторот ќе добие енергија:

каде qm е полнењето на кондензаторот, а C е неговиот електричен капацитет. Помеѓу плочите на кондензаторот ќе се појави потенцијална разлика Um.

Да го преместиме прекинувачот во положба 2. Кондензаторот ќе почне да се празне, а во колото ќе се појави електрична струја. Струјата не ја достигнува веднаш својата максимална вредност, туку постепено се зголемува. Ова се должи на феноменот на самоиндукција. Кога ќе се појави струја, се појавува наизменично магнетно поле. Ова наизменично магнетно поле генерира виртуелно електрично поле во проводникот. Кога магнетното поле се зголемува, електричното поле на вител е насочено против струјата и го спречува неговото моментално зголемување.

Како што се празне кондензаторот, енергијата на електричното поле се намалува, но истовремено се зголемува и енергијата на магнетното поле на струјата, што се одредува со формулата: сл.

каде што јас е моменталната сила. L е индуктивноста на серпентина. Во моментот кога кондензаторот е целосно испразнет (q = 0), енергијата на електричното поле станува нула. Тековната енергија (енергијата на магнетното поле), според законот за зачувување на енергијата, ќе биде максимална. Затоа, во овој момент и струјата ќе ја достигне својата максимална вредност

И покрај фактот дека до овој момент потенцијалната разлика на краевите на серпентина станува нула, електричната струја не може веднаш да запре. Ова е спречено со феноменот на самоиндукција. Штом јачината на струјата и магнетното поле што го создава почнуваат да се намалуваат, се појавува вртложно електрично поле, кое е насочено долж струјата и го поддржува.

Како резултат на тоа, кондензаторот се полни додека струјата, која постепено се намалува, не стане еднаква на нула. Енергијата на магнетното поле во овој момент исто така ќе биде нула, а енергијата на електричното поле на кондензаторот повторно ќе стане максимална.

По ова, кондензаторот повторно ќе се наполни и системот ќе се врати во првобитната состојба. Доколку немаше загуби на енергија, овој процес би продолжил на неодредено време. Осцилациите би биле непридушени. Во интервали еднакви на периодот на осцилација, состојбата на системот ќе се повтори.

Но, во реалноста, загубите на енергија се неизбежни. Така, особено, серпентина и поврзувачките жици имаат отпор R, што доведува до постепено претворање на енергијата на електромагнетното поле во внатрешна енергија на проводникот.

Кога се појавуваат осцилации во колото, тоа се забележува конверзија на енергијамагнетното поле во енергија на електричното поле и обратно. Затоа, овие осцилации се нарекуваат електромагнетни. Периодот на осцилаторното коло се наоѓа со формулата:

42. Закони на рефлексија и прекршување на светлината. Индекс на рефракција. Феноменот на целосна внатрешна рефлексија на светлината.

43. Дифракција на светлината. Дисперзија на светлината. Интерференција на светлина.

Дифракција на светлината.Во хомогена средина, светлината се движи по права линија. За тоа сведочат острите сенки што ги фрлаат непроѕирните предмети кога се осветлени од точкасти извори на светлина. Меѓутоа, ако големината на пречките стане споредлива со брановата должина, тогаш директноста на ширењето на бранот е нарушена. Феноменот на свиткување бранови околу препреките се нарекува дифракција.Поради дифракција, светлината продира во областа на геометриската сенка. Дифракционите феномени во белата светлина се придружени со појава на боја на виножито поради распаѓање на светлината во нејзините составни бои. На пример, бојата на мајката на бисерот и бисерите се објаснува со дифракцијата на белата светлина на нејзините најмали подмножества.

Дифракционите решетки, кои се систем на тесни паралелни процепи со иста ширина, лоцирани на исто растојание, станаа широко распространети во научните експерименти и технологијата. геден од друг. Ова растојание се нарекува константа на решетка. Нека паралелен зрак на монохроматска светлина (рамниен монохроматски светлосен бран) падне на дифракционата решетка на DR, нормално на неа. За да се набљудува дифракцијата, зад неа се поставува собирна леќа L, во чијашто фокусна рамнина е поставен екран Е, кој покажува поглед во рамнина нацртана преку процепите нормално на дифракционата решетка, а само зраците на рабовите на се прикажани процепите. Поради дифракција, светлосните бранови емитираат од процепите во сите правци. Дозволете ни да избереме еден од нив што прави агол j со насоката на упадната светлина. Овој агол се нарекува агол на дифракција. Светлината што доаѓа од процепите на решетката за дифракција под агол p, ја собира леќата во точката P (поточно, во лентата што минува низ оваа точка). Геометриска разлика во ударот Д лпомеѓу соодветните зраци кои излегуваат од соседните процепи, како што може да се види од сл. 84,1, еднакво на А! = d~sip 9 . Преминот на светлината низ леќата не внесува дополнителна разлика во патеката. Затоа, ако А! еднаков на цел број на бранови должини, т.е. , потоа во точката P брановите меѓусебно се зајакнуваат. Овој однос е услов за таканаречените главни максими. Целиот број m се нарекува редослед на главните максими.

Ако белата светлина падне на решетката, тогаш за сите бранови должини позициите на максимумите од нулти ред (m = O) ќе се совпаднат; позициите на максимумите од повисоките редови се различни: колку е поголемо l,????// толку е поголемо j за дадена вредност од m. Според тоа, централниот максимум има изглед на тесна бела лента, а главните максими од другите редови претставуваат повеќебојни ленти со конечна ширина - спектарот на дифракција. Така, дифракционата решетка ја разложува сложената светлина во спектар и затоа успешно се користи во спектрометрите.

Дисперзија на светлината. Феноменот на зависност на индексот на рефракција на супстанцијата од фреквенцијата на светлината се нарекува светлосна дисперзија.Утврдено е дека како што се зголемува фреквенцијата на светлината, индексот на рефракција на супстанцијата се зголемува. Нека тесен паралелен зрак од бела светлина падне на триедарна призма, која го покажува пресекот на призмата со рамнината на цртежот и еден од зраците). Кога минува низ призма, таа се разложува на светлосни зраци со различни бои од виолетова до црвена. Појасот на бои на екранот се нарекува континуиран спектар. Загреаните тела испуштаат светлосни бранови со сите можни фреквенции, кои се наоѓаат во опсегот на фреквенција од до Hz. Кога оваа светлина се распаѓа, се забележува континуиран спектар. Појавата на континуиран спектар се објаснува со дисперзијата на светлината. Индексот на прекршување има најголема вредност за виолетова светлина, најниска за црвено светло. Ова резултира со виолетова светлина да се прекршува најмногу, а црвената светлина најмалку. Распаѓањето на сложената светлина кога минува низ призма се користи во спектрометрите

3. Пречки во бранови. Пречки во брановите е феномен на засилување и слабеење на брановите во одредени точки во просторот кога тие се надредени. Само кохерентни бранови можат да пречат. Кохерентни бранови се оние бранови (извори) чии фреквенции се исти и фазната разлика на осцилациите не зависи од времето. Геометриската локација на точките во кои брановите се засилуваат или ослабуваат соодветно се нарекува интерферентен максимум или интерферентен минимум, а нивната комбинација се нарекува шема на пречки. Во овој поглед, можеме да дадеме поинаква формулација на феноменот. Брановите пречки е феномен на суперпозиција на кохерентни бранови за да се формира шема на пречки.

Феноменот на пречки на светлината се користи за контрола на квалитетот на површинската обработка, чистење на оптика, мерење на индексите на рефракција на супстанцијата итн.

44. Фотоелектричен ефект и неговите закони. Кванта на светлина. Ајнштајнова равенка.

1. Фотоелектричен ефект. Феноменот на исфрлање на електрони од супстанција под влијание на електромагнетното зрачење (вклучувајќи ја и светлината) се нарекува фотоелектричен ефект. Постојат два вида фотоефект: надворешен и внатрешен. Со надворешен фотоелектричен ефект исфрлените електрони го напуштаат телото, а со внатрешен фотоелектричен ефект остануваат во него. Треба да се напомене дека внатрешниот фотоелектричен ефект се забележува само кај полупроводниците и диелектриците. Да се ​​задржиме само на надворешниот фотоелектричен ефект. За проучување на надворешниот фотоелектричен ефект, се користи дијаграмот прикажан на сл. 87.1. Анодата А и катодата К се ставаат во сад во кој се создава висок вакуум. Таков уред се нарекува фотоелемент. Ако не падне светлина на фотоелементот, тогаш нема струја во колото, а амперметарот покажува нула. Кога е осветлен со светлина со доволно висока фреквенција, амперметарот покажува дека струјата тече во колото. Законите на фотоелектричниот ефект се воспоставени експериментално:

1. Бројот на електрони исфрлени од супстанцијата е пропорционален на интензитетот на светлината.

2. Највисоката кинетичка енергија на испуштените електрони е пропорционална на фреквенцијата на светлината и не зависи од нејзиниот интензитет.

H. За секоја супстанција постои црвена граница на фотоелектричниот ефект, т.е. најниската фреквенција на светлина на која фотоелектричниот ефект сè уште е возможен.

Теоријата за бранови на светлината не е во состојба да ги објасни законите на фотоелектричниот ефект. Тешкотиите во објаснувањето на овие закони го наведоа Ајнштајн да ја создаде квантната теорија на светлината. Тој дошол до заклучок дека светлината е прилив на специјални честички наречени фотони или кванти. Енергијата на фотонот e е еднаква на д= чn, каде што n е фреквенцијата на светлината, h е Планковата константа.

Познато е дека за да се исфрли електрон, мора да му се даде минимална енергија, наречена работна функција А на електронот. Ако енергијата на фотонот е поголема или еднаква на работната функција, тогаш електронот бега од супстанцијата, т.е. се јавува фотоелектричен ефект. Емитираните електрони имаат различни кинетичка енергија. Електроните што се испуштаат од површината на супстанцијата имаат најголема енергија. Електроните, откорнати од длабочините пред да стигнат до површината, губат дел од својата енергија при судири со атомите на материјата. Ја наоѓаме највисоката кинетичка енергија Wk што електронот ја добива користејќи го законот за зачувување на енергијата,

каде m и Vm се масата и максималната брзина на електронот. Оваа врска може да се напише поинаку:

Оваа равенка се нарекува Ајнштајнова равенка за надворешниот фотоелектричен ефект. Формулиран е: енергијата на апсорбираниот фотон се троши на работната функција на електронот и неговото стекнување на кинетичка енергија.

Ајнштајновата равенка ги објаснува сите закони на надворешниот фотоелектричен ефект. Нека падне монохроматска светлина врз супстанцијата. Според квантната теорија, интензитетот на светлината е пропорционален на енергијата што ја пренесуваат фотоните, т.е. е пропорционален на бројот на фотони. Затоа, со зголемување на интензитетот на светлината, бројот на фотони што се спуштаат на супстанцијата се зголемува и, следствено, се зголемува бројот на исфрлените електрони. Таму е првиот законнадворешен фотоелектричен ефект. Од формулата (87.1) произлегува дека максималната кинетичка енергија на фотоелектронот зависи од фреквенцијата v на светлината и од работната функција А, но не зависи од интензитетот на светлината. Ова е вториот закон на фотоелектричниот ефект. И конечно, од изразот (87.2) произлегува дека надворешен фотоелектричен ефект е можен ако hv³ А. Енергијата на фотонот треба барем да биде доволна за барем да откине електрон без да му се пренесе кинетичка енергија. Потоа ја наоѓаме црвената граница v 0 на фотоелектричниот ефект од условот hv 0 = A или v 0 = A/h. Ова објаснува трет закон за фотоелектричен ефект.

45. Нуклеарен модел на атомот. Експериментите на Радерфорд за расејување на α-честички.

Состав на атомското јадро.Експериментите на Радерфорд покажаа дека атомите имаат многу мало јадро околу кое орбитираат електрони. Во споредба со големината на јадрото, големината на атомите е огромна и бидејќи практично целата маса на атомот е содржана во неговото јадро, најголемиот дел од волуменот на атомот е практично празен простор. Атомското јадро се состои од неутрони и протони. Елементарните честички кои формираат јадра (неутрони и протони) се нарекуваат нуклеони. Протонот (јадрото на атомот на водород) има позитивен полнеж +e, еднаков на полнежот на електронот и има маса 1836 пати поголема од масата на електронот. Неутронот е електрично неутрална честичка со маса приближно еднаква на 1839 маси на електрон.

Изотопи Се повикуваат јадрата со ист број на полнеж и различни масни броеви.Повеќето хемиски елементи имаат неколку изотопи. Тие ги имаат истите хемиски својства и заземаат исто место во периодниот систем. На пример, водородот има три изотопи: протиум (), деутериум () и тритиум (). Кислородот има изотопи со масени броеви A = 16, 17, 18. Во огромното мнозинство на случаи, изотопите на истиот хемиски елемент имаат речиси исти физички својства (исклучок се, на пример, изотопи на водород)

Приближните димензии на јадрото беа одредени во експериментите на Радерфорд за расејување на алфа честички. Најточни резултати се добиваат со проучување на расејувањето на брзите електрони на јадрата. Се покажа дека јадрата имаат приближно сферична форма и неговиот радиус зависи од масениот број А според формулата m.

46. ​​Емисија и апсорпција на светлина од атомите. Континуиран линиски спектар.

Според класичната електродинамика, наелектризираните честички кои се движат со забрзана брзина испуштаат електромагнетни бранови. Во атомот, електроните кои се движат околу јадрото имаат центрипетално забрзување. Затоа, тие треба да испуштаат енергија во форма на електромагнетни бранови. Како резултат на тоа, електроните ќе се движат по спиралните траектории, ќе се приближат до јадрото и конечно ќе паднат врз него. По ова, атомот престанува да постои. Во реалноста, атомите се стабилни формации.

Познато е дека наелектризираните честички, движејќи се во круг, испуштаат електромагнетни бранови со фреквенција еднаква на фреквенцијата на ротација на честичката. Електроните во атомот, движејќи се по спирална траекторија, ја менуваат фреквенцијата на ротација. Затоа, фреквенцијата на емитираните електромагнетни бранови непречено се менува, а атомот треба да емитува електромагнетни бранови во одреден фреквентен интервал, т.е. спектарот на атомот ќе биде континуиран. Во реалноста се владее. За да ги отстрани овие недостатоци, Бор дошол до заклучок дека е неопходно да се напуштат класичните концепти. Тој постави голем број принципи кои беа наречени Борови постулати.

Линиски спектар . Ако светлината емитирана од загреан гас (на пример, цилиндар со водород низ кој поминува електрична струја) се оддели во спектар со помош на дифракциона решетка (или призма), излегува дека ова спектарот се состои од голем број линии. Затоа таков спектар повикани пресуди . Линеарноста значи дека спектарот содржи само одредени бранови должини итн., а не сите, како што е случајот со светлината на електричната сијалица.

47. Радиоактивност. Алфа, бета, гама зрачење.

1. Радиоактивност.Процесот на спонтано распаѓање на атомските јадра се нарекува радиоактивност. Радиоактивното распаѓање на јадрата е придружено со трансформација на некои нестабилни јадра во други и емисија на различни честички.Утврдено е дека овие нуклеарни трансформации не зависат од надворешни услови: осветлување, притисок, температура итн. Постојат два вида на радиоактивност: природна и вештачка. Природната радиоактивност е забележана во хемиските елементи кои се наоѓаат во природата. Како по правило, се јавува во тешки јадра лоцирани на крајот од периодниот систем, зад олово. Сепак, постојат и лесни природно радиоактивни јадра: изотоп на калиум, изотоп на јаглерод и други. Вештачката радиоактивност е забележана во јадрата произведени во лабораторија со помош на нуклеарни реакции. Сепак, не постои фундаментална разлика меѓу нив.

Познато е дека Природната радиоактивност на тешките јадра е придружена со зрачење кое се состои од три вида:а-, б-, е- зраци. а- зраци- ова е протокот јадра на хелиумпоседуваат висока енергија и имаат дискретни вредности. б-зраци - проток на електрони, чии енергии заземаат различни вредности од вредности блиску до нула до 1,3 MeV. е-зраците се електромагнетни бранови со многу кратка бранова должина.

Радиоактивноста е широко користена во научните истражувања и технологијата. Развиен е метод за контрола на квалитетот на производите или материјалите - детекција на недостатоци. Откривањето на гама недостатоци овозможува да се утврди длабочината и правилната локација на арматурата во армиран бетон, да се идентификуваат шуплини, празнини или области на бетон со нерамна густина и случаи на лабав контакт помеѓу бетонот и арматурата. Заварите со Х-зраци ви овозможуваат да идентификувате различни дефекти. Со трансилуминација на примероци со позната дебелина, се одредува густината на различни градежни материјали; густината што се постигнува при формирање на бетонски производи или при поставување на бетон во монолит мора да се контролира за да се добие одредената цврстина на целата конструкција. Степенот на набивање на почвите и патните основи е важен показател за квалитетот на работата. Степенот на апсорпција на високоенергетските г-зраци може да се користи за да се процени содржината на влага во материјалите. Изградени се радиоактивни инструменти за мерење на составот на гасовите, а изворот на зрачење во нив е многу мала количина на изотоп кој произведува г-зраци. Радиоактивниот детектор ви овозможува да го одредите присуството на мали нечистотии на гасови формирани при согорување на какви било материјали. Дава аларм доколку има пожар во просторијата.

48. Протони и неутрони. Енергија на врзување на атомските јадра.

За да се проучат нуклеарните сили, се чини дека треба да се знае нивната зависност од растојанието помеѓу нуклеоните. Сепак, проучувањето на врската помеѓу нуклеоните може да се спроведе и со користење на енергетски методи.

Силата на одредена формација се оценува според тоа колку е лесно или тешко да се уништи: колку е потешко да се уништи, толку е посилна. Но, уништувањето на јадрото значи кршење на врските помеѓу неговите нуклеони. да ги прекинеме овие врски, т.е. За да се подели јадрото на неговите составни нуклеони, потребно е да се потроши одредена енергија, наречена енергија на врзување на јадрото.

Да ја процениме енергијата на врзувањето на атомските јадра. Нека остатокот маса на нуклеоните од кои е формирано јадрото е еднаква на, Според специјалната теорија на релативност, таа одговара на енергијата пресметана со формулата, каде што c е брзината на светлината во вакуум. Откако ќе се формира, јадрото има енергија. Овде М е масата на јадрото. Мерењата покажуваат дека масата на мирување на јадрото е секогаш помала од масата на мирување на честичките во слободна состојба што го сочинуваат ова јадро. Разликата помеѓу овие маси се нарекува масен дефект. Затоа, кога се формира јадро, се ослободува енергија. Од законот за зачувување на енергијата можеме да заклучиме дека истата енергија мора да се потроши за да се подели јадрото на протони и неутрони. Затоа, енергијата на врзувањето е еднаква. Ако јадро со маса М е формирано од Z протони со маса и од N = A - Z неутрони со маса, тогаш масовниот дефект е еднаков на

Земајќи го ова предвид, енергијата на врзувањето се наоѓа со формулата:

Стабилноста на јадрата се проценува според просечната енергија на врзување по нуклеон на јадрото, која се нарекува специфична енергија на врзување. Тоа е еднакво

Приемниот испит по физика (писмен) има за цел да го оцени знаењето на кандидатите за физика.

Комплексноста на прашањата во испитните задачи одговара на сложеноста на програмите по физика што се изучуваат во образовните институции од средно образование.

Пред почетокот на испитите се вршат консултации со пријавените, се објаснува постапката за спроведување на испитите и барањата.

Секретарот на приемната комисија му издава испитни задачи на претседателот на предметната испитна комисија 20 минути пред почетокот на испитот.

За време на испитот, апликантот мора да покаже самоуверено знаење и вештини обезбедени од програмата. Испитаникот мора да може да го користи системот SI во пресметките и да ги знае единиците на основните физички величини.

Сите записи при завршување на задачата се прават само на посебни обрасци дадени на апликантот на почетокот на испитот.

Имате 60 минути да ја завршите задачата по физика. Дозволено е да користите калкулатор кога работите. Во сите задачи, освен ако не е конкретно наведен услов, отпорот на воздухот за време на движењето на телата треба да се занемари, а забрзувањето на слободниот пад треба да се претпостави дека е еднакво на 10 m/s 2 .

За време на приемниот тест, кандидатите мора да ги почитуваат следниве правила на однесување:

молчи;

работи самостојно;

не користете никакви референтни материјали (учебници, референтни книги, итн., како и каков било тип на мамечки лист);

не разговарајте со други испитаници;

не давајте помош на други испитаници при завршувањето на задачите;

не користете средства за оперативна комуникација;

не ја напуштајте територијата утврдена од приемната комисија за спроведување на приемниот тест.

За прекршување на правилата на однесување, апликантот се отстранува од приемниот тест со 0 поени за извршената работа, без оглед на бројот на правилно завршени задачи, за кои се составува извештај, одобрен од претседателот на комисијата за прием.

Секоја задача содржи 10 задачи од различни делови од физиката. Листот со задачи содржи табела во која мора да ги внесете вашите одговори со означување на мерните единици.

СКАЛА ЗА ОЦЕНУВАЊЕ ЗА ЗАВРШЕНИ ЗАДАЧИ

ОПЦИИ ЗА ПРИЕМНИ ИСПИТИ

Максималниот резултат е 100.

Минималниот потребен број на поени е 36.

Примерок опции за доделување:

Опција бр.01

1 . Автомобил, кој се движеше подеднакво забрзано од мирување, помина растојание од 100 m за 10 секунди. Најдете го забрзувањето на автомобилот.

Одговори: 1) 2 m/s 2; 2) 0,2 m/s 2; 3) 20 m/s 2.

2. Модулот на резултатот на сите сили што се применуваат на тело со тежина од 4 kg е 10 N. Која е апсолутната вредност на забрзувањето со кое се движи телото?

Одговори: 1) 5 m/s 2; 2) 0,2 m/s 2; 3) 2,5 m/s 2.

3. Товарот тежок 1000 kg мора да се подигне на висина од 12 m за 1 минута. Определете ја минималната моќност што мора да ја има моторот за оваа намена.

Одговори: 1) 2·10 2 W; 2) 2 kW; 3) 2,5 kW.

4 . Каква сила врши магнетното поле со индукција од 1,5 Т на проводник долг 30 cm кој се наоѓа нормално на линиите на магнетната индукција? Во проводникот тече струја од 2А.

Одговори: 1) 0,9 N; 2) 9 N; триесет.

5. Определете ја големината на магнетниот флукс поврзан со коло со индуктивност од 12 mH кога низ него тече струја од 5 А.

Одговори: 1) 6 Wb; 2) 0,06 Wb; 3) 60 Wb.

6. Гас на кој му е дадено количество топлина од 500 J, извршил 200 J работа. Определи ја промената на внатрешната енергија на гасот.

Одговори: 1) 300 Ј; 2) 700 Ј; 3) 350 Ј.

7. Определете го вкупниот отпор на коло кое се состои од три паралелно поврзани отпори од по 30 оми и еден отпор од 20 оми поврзан со нив во серија.

Одговори: 1) 50 Ом; 2) 30 Ом; 3) 110 Ом.

8. Која е брановата должина ако неговата брзина е 330 m/s, а нејзиниот период е 2 s?

Одговори: 1) 66 m; 2) 165 m; 3) 660 м.

9. Равенката на хармониските вибрации има форма . Одреди ја фреквенцијата на осцилации.

Одговори: 1) 2 Hz; 2) 100 Hz; 3) 4 Hz.

10. Напишете го симболот што недостасува во следната нуклеарна реакција:

Одговори: 1) ; 2) ; 3) .

Опција бр.02

1 . Равенката за движење на телото има форма: . Одреди ја почетната брзина на телото.

Одговори: 1) 5 m/s; 2) 10 m/s; 3) 2,5 m/s.

2. Тело со маса од 1 kg се фрла вертикално нагоре со брзина од 8 m/s. Одреди ја кинетичката енергија на телото во моментот на фрлањето?

Одговори: 1) 8 Ј; 2) 32 Ј; 3) 4 Ј.

3. Определете ја работата што ја врши сила при подигнување на тело тешко 3 kg до висина од 15 m.

Одговори: 1) 450 Ј; 2) 45 Ј; 3) 250 Ј.

4 . Гасот во идеален топлински мотор пренесува 70% од топлината добиена од грејачот во фрижидерот. Која е температурата на фрижидерот ако температурата на грејачот е 430 К?