Pytania egzaminacyjne z przedmiotu fizyka. Arkusze egzaminacyjne z fizyki

Departament Edukacji Regionu Włodzimierza

Szkoła Zawodowa nr 51

Część praktyczna

Na egzaminy z fizyki

Nauczyciel fizyki:

Karavaeva A.V.

Bilet nr 1

Zadanie polega na zastosowaniu prawa zachowania liczby masowej i ładunku elektrycznego.

1. W wyniku napromieniowania jąder glinu – 27 twardymi kwantami γ, powstają jądra magnezu – 26. Jaka cząstka wydziela się w tej reakcji? Zapisz równanie reakcji jądrowej.

2. Kiedy jądra określonego pierwiastka chemicznego zostaną napromieniowane protonami, powstają jądra sodu-22 i cząstki α (po jednym na każdy akt transformacji). Które jądra zostały napromieniowane? Zapisz równanie reakcji jądrowej.

Według okresowego układu pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa: ; ; .

3. Zapisz równanie reakcji termojądrowej i określ jej energię wydzieloną, jeśli wiadomo, że w wyniku fuzji dwóch jąder deuteru powstaje neutron i nieznane jądro.

Odpowiedź: E = - 3,3 MeV

Bilet numer 2

Praca laboratoryjna

Pomiar współczynnika załamania światła szkła.

Wyposażenie: Pryzmat szklany, żarówka, szpilki, kątomierz, ołówek, linijka, stół.

Zakończenie pracy.

α-kąt padania

β-kąt załamania

α=60 0 , sin α=0,86

β=35 0 , sin β=0,58

n – względny współczynnik załamania światła

;

Wnioski: Wyznaczono względny współczynnik załamania światła szkła.

Bilet numer 3

Zadanie polega na wyznaczeniu okresu i częstotliwości drgań swobodnych w obwodzie oscylacyjnym.

1. Oblicz częstotliwość drgań własnych w obwodzie, jeśli jego indukcyjność wynosi 12 mH, a pojemność 0,88 μF? A aktywny opór wynosi zero.

α=2x3,14x3x10 8 x

Odpowiedź: α = 3,8 x 10 4 m.

Bilet numer 4

Problem zastosowania I zasady termodynamiki.

1. Po podgrzaniu gaz w butli rozszerza się. Jednocześnie popycha tłok, wykonując pracę 1000 J. Oblicz ilość ciepła oddaną gazowi, jeśli energia wewnętrzna zmieni się o 2500 J.

A / = 1000 J

Q = 2500+1000=3500 J

Odpowiedź: 3500 J.

2. Podczas rozszerzania izotermicznego gaz wykonał pracę 50 J. Znajdź zmianę jego energii wewnętrznej i ilość ciepła przekazanego mu w tym procesie.

Odpowiedź: Δ U = 0, Q = 50 J.

3. Tlen o masie 0,1 kg jest sprężany adiabatycznie. W tym przypadku temperatura gazu wzrasta z 273 K do 373 K. Jaka jest konwersja energii wewnętrznej i pracy wykonanej podczas sprężania gazu?

Bilet numer 5

Praca laboratoryjna

Obliczanie i pomiar rezystancji 2 równolegle połączonych rezystorów.

Wyposażenie: amperomierz, woltomierz, 2 rezystory, źródło prądu, klucz.

Zakończenie pracy:

R1 =40 m; R2 =20 m

R= Om

Wniosek: Określiliśmy rezystancję pierwszego i drugiego rezystora, rezystancję całkowitą.

Bilet numer 6

Problemem jest ruch lub równowaga naładowanej cząstki w polu elektrycznym.

1. Kropla o masie 10 -4 g znajduje się w równowadze w polu elektrycznym o natężeniu 98 N/C. Znajdź ilość ładunku na kropli.

Bilet numer 8

Problem zastosowania równania Einsteina do pomiaru efektu fotoelektrycznego.

1. Wyznacz maksymalną energię kinetyczną fotoelektronów potasowych oświetlonych promieniami o długości fali 4x10 -7 m, jeśli funkcja pracy wynosi 2,26 eV.


	2,26 eV = 2,26 x 1,6x10 -19 J = 3,6x10 -19 J J≈ 4,97x10 -19 – 3,6x10 -19 ≈ 1,4x10 -19 J.

	Odpowiedź: 1,4x10 -19 J.

2. Funkcja pracy elektronów z kadmu wynosi 4,08 eV. Jaka jest długość fali światła padającego na powierzchnię kadmu, jeśli maksymalna prędkość fotoelektronów wynosi 7,2 x 10 5 m/s 2?

Bilet numer 9

Praca laboratoryjna

Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Wyposażenie: siatka dyfrakcyjna, źródło światła, czarny ekran z wąską pionową szczeliną pośrodku.

Zakończenie pracy

λ – długość fali

d- stała sieci

d=0,01 mm = 10 -2 mm = 10 -5 m

b-odległość na skali ekranu od szczeliny do wybranej linii widma

k – porządek widma

a – odległość siatki od podziałki

Wniosek: Nauczyliśmy się wyznaczać długość fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Bilet numer 10

Zadanie polega na wyznaczeniu współczynnika załamania światła ośrodka przezroczystego.

1. Określ współczynnik załamania terpentyny, jeśli wiadomo, że przy kącie padania 45 0 kąt załamania wynosi 30 0.



	Odpowiedź: 1.4.

(rysunek)

Bilet numer 11

Zadanie polega na zastosowaniu prawa indukcji elektromagnetycznej.

1. W jakim czasie strumień magnetyczny zmieni się o 0,04 Wb, jeśli w obwodzie zostanie wzbudzony indukowany emf o napięciu 16 V?

Δt -?

Odpowiedź: 2,5 x 10 -3.

Odpowiedź: ε= 400 V.

Bilet numer 12

Praca laboratoryjna

„Wyznaczanie przyspieszenia swobodnego spadania za pomocą wahadła matematycznego”

Wyposażenie: statyw, wahadło matematyczne, stoper lub zegar, linijka.

Zakończenie pracy

g-przyspieszenie grawitacyjne

l – długość gwintu

N=50 – liczba oscylacji

Wniosek: Wyznaczyliśmy eksperymentalnie przyspieszenie swobodnego spadania za pomocą wahadła matematycznego.

Bilet numer 13

Problem zastosowania równania gazu doskonałego.

Bilet numer 14

Praca laboratoryjna

„Wyznaczanie ogniskowej soczewki zbierającej”

Zakończenie pracy

Ogniskowa F

d - odległość przedmiotu od soczewki

f-odległość od obrazu do soczewki

D – moc optyczna obiektywu

Wniosek: Nauczyliśmy się wyznaczać ogniskową i moc optyczną soczewki skupiającej.

Bilet numer 15

Praca laboratoryjna

„Pomiar wilgotności powietrza”

Zakończenie pracy

Psychrometr

1. Żarówka sucha

2. Mokra żarówka

3. Tabela psychrometryczna

tc = 20 0 C tbp = 16 0 C

Δt = 20 0 C- 16 0 C=4 0 C

φ=98% - wilgotność względna powietrza

Wniosek: Nauczyliśmy się określać wilgotność powietrza.

Bilet numer 16

Problem z użyciem wykresów izoprocesowych.

1. Rysunek przedstawia procesy zmiany stanu pewnej masy gazu. Nazwij te procesy. Narysuj wykresy procesów w układzie współrzędnych P 1 T i VT

P 1 > P 2 T 1 > T 2

...: elektrony atomów emitują światło o widmie liniowym. Duński fizyk Niels Bohr jako pierwszy podjął próbę rozwiązania sprzeczności w planetarnym nuklearnym modelu budowy atomu. Bilet 21. Postulaty kwantowe Bohra. Emisja i absorpcja światła przez atomy, wyjaśnienie tych procesów w oparciu o pojęcia kwantowe. Zasada widma...

Nazywa się je półprzewodnikami. Długo nie przyciągały uwagi. Wybitny radziecki fizyk Abram Fiodorowicz Ioffe był jednym z pierwszych, którzy rozpoczęli badania nad półprzewodnikami. Półprzewodniki okazały się nie tylko „złymi przewodnikami”, ale specjalną klasą o wielu niezwykłych właściwościach fizycznych, które odróżniają je zarówno od metali, jak i dielektryków. Aby zrozumieć właściwości półprzewodników,...

3. Akcje z nazwami zostały zakończone. 4. Dokonano obliczeń. 5. Poddano analizie rozwiązanie. 6. Prostszy problem został rozwiązany. BILET nr 5 I. Trzecie prawo Newtona. Impuls ciała. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy. K.E.Tsiołkowski - ...

Ładunek elektryczny e na liczbę atomową Z pierwiastka chemicznego w układzie okresowym. Atomy o tej samej strukturze mają tę samą powłokę elektronową i są chemicznie nie do odróżnienia. Fizyka jądrowa używa własnych jednostek miary. 1 Fermi – 1 femtometr, . 1 jednostka masy atomowej to 1/12 masy atomu węgla. . Atomy o tym samym ładunku jądrowym, ale różnych masach, nazywane są izotopami...

Bilet nr 1

1. Ruch równomiernie przyspieszony. Prędkość ruchu.

2. Prąd elektryczny w próżni i gazach.

3. Problem efektu fotoelektrycznego.

1. Ruch, podczas którego prędkość ciała zmienia się o tę samą wartość w równych odstępach czasu, nazywa się ruchem jednostajnie przyspieszonym.

Aby scharakteryzować ten ruch, trzeba znać prędkość ciała w danym momencie lub w danym punkcie trajektorii, tj. chwilowa prędkość i przyspieszenie.

Przyspieszenie jest wielkością równą stosunkowi zmiany prędkości do okresu czasu, w którym ta zmiana nastąpiła. W przeciwnym razie przyspieszenie jest szybkością zmiany prędkości:

Stąd wzór na prędkość chwilową:

Przemieszczenie podczas tego ruchu określa się ze wzoru:

Prędkość -

2. Prąd elektryczny w gazach reprezentuje ukierunkowany ruch wolnych elektronów i jonów. Przy normalnym ciśnieniu i niskich temperaturach gazy zawierają niewystarczającą liczbę jonów i elektronów, aby zapewnić przewodność elektryczną i są izolatorami. Aby gaz stał się przewodnikiem, musi zostać zjonizowany.

Prąd w próżni. Próżnia to rozrzedzenie gazu w naczyniu, w którym swobodna droga naładowanych cząstek przekracza wymiary naczynia. Próżnia jest izolatorem. Kiedy metalowa elektroda jest podgrzewana, elektrony zaczynają „odparowywać” z powierzchni metalu.

Zjawisko emisji elektronów z powierzchni nagrzanych ciał nazywa się emisją termojonową.

Prąd w próżni reprezentuje ukierunkowany ruch elektronów uzyskany w wyniku emisji termojonowej. Emisja termionowa leży u podstaw działania wielu urządzeń próżniowych.

Bilet numer 2

Ruch jednostajny ciała po okręgu i jego parametry.

Pole magnetyczne Siła pola magnetycznego wektora indukcji magnetycznej.

Problem reakcji jądrowej.

1. RUCH CIAŁA PO KRĘGU

Podczas poruszania się po zakrzywionej ścieżce, w tym po okręgu, prędkość ciała może zmieniać się zarówno pod względem wielkości, jak i kierunku. Ruch jest możliwy, w którym zmienia się tylko kierunek prędkości, a jej wielkość pozostaje stała. Ruch ten nazywany jest ruchem jednostajnym po okręgu. Promień poprowadzony od środka koła do ciała opisuje kąt Ф w czasie t2 - t1, który nazywa się przesunięciem kątowym

Ruch kątowy mierzy się w radianach (rad). Radian jest równy kątowi między dwoma promieniami okręgu, którego długość łuku jest równa promieniowi.

Ruch punktu po okręgu powtarza się w określonych odstępach czasu równych okresowi obrotu.

Okres obrotu to czas, w którym ciało wykonuje jeden pełny obrót.

Okres jest oznaczony literą T i mierzony w sekundach.

Jeżeli w czasie t ciało wykonało N obrotów, to okres obrotu T jest równy:

Częstotliwość obrotu to liczba obrotów ciała w ciągu jednej sekundy.

Jednostką częstotliwości jest 1 obrót na sekundę, w skrócie 1s. Jednostka ta nazywa się hercem (Hz).

Częstotliwość i okres obrotu są ze sobą powiązane w następujący sposób:

Ruch ciała po okręgu charakteryzuje się prędkością kątową.

Prędkość kątowa jest wielkością fizyczną równą stosunkowi ruchu kątowego do okresu czasu, w którym ten ruch nastąpił.

Prędkość kątowa oznaczona jest literą (omega).

Jednostką prędkości kątowej jest radian na sekundę (rad/s).

W przypadku ciała poruszającego się po okręgu prędkość tę nazywamy liniową.

Prędkość liniowa ciała poruszającego się ruchem jednostajnym po okręgu, o stałej wielkości, stale zmienia kierunek i w każdym punkcie jest skierowana stycznie do trajektorii

Prędkość liniowa jest oznaczona literą v.

2. POLE MAGNETYCZNE

Pole magnetyczne to szczególny rodzaj materii pojawiający się w przestrzeni wokół dowolnego zmiennego pola elektrycznego. Z współczesnego punktu widzenia w przyrodzie występuje połączenie dwóch pól - elektrycznego i magnetycznego - jest to pole elektromagnetyczne. Istnieje obiektywnie, niezależnie od naszej świadomości. Pole magnetyczne zawsze wytwarza zmienne pole elektryczne i odwrotnie, zmienne pole elektryczne zawsze generuje zmienne pole magnetyczne. Nośnikami pola elektrycznego są cząstki - elektrony i protony. Pole magnetyczne nie istnieje bez pola elektrycznego, ponieważ nie ma nośników pola magnetycznego. Wokół przewodnika, w którym płynie prąd, istnieje pole magnetyczne, które jest generowane przez poruszające się zmienne pole elektryczne

Indukcja magnetyczna to prąd wytwarzany w zamkniętym przewodniku umieszczonym w zmiennym polu magnetycznym. naładowane cząstki w przewodniku.

INDUKCJA MAGNETYCZNA

Jednostkowym elementem prądowym jest przewodnik o długości 1 m, w którym płynie prąd o natężeniu 1 A. Jednostką miary indukcji magnetycznej jest tesla (T).

1 T = 1 nie dotyczy m.

Aby określić kierunek wektora indukcji magnetycznej, wykorzystuje się wpływ pola magnetycznego na igłę magnetyczną.

W zamkniętej pętli kierunek wektora indukcji magnetycznej wyznacza się korzystając z reguły pierwszego ślimaka: wektor indukcji B jest skierowany w kierunku, w którym poruszałby się świder obracając się w kierunku prądu w pętli.

Pole magnetyczne jest polem wirowym

Bilet nr 3

Prawa Newtona. Waga. Siła.

Prawo Ampera. Moc amperowa.

Problem dotyczący prawa zużycia promieniotwórczego.

Pierwsze prawo Newtona.

Istnieją takie układy odniesienia, względem których ciało poruszające się translacyjnie utrzymuje stałą prędkość, jeśli inne ciała na nie nie działają (lub działania innych ciał są kompensowane). Prawo to często nazywane jest prawem bezwładności, ponieważ ruch ze stałą prędkością przy kompensacji wpływów zewnętrznych na ciało nazywa się bezwładnością.

Drugie prawo Newtona. Siła działająca na ciało jest równa iloczynowi masy ciała i przyspieszenia nadanego przez tę siłę

F= t a. a = F/t - przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do działającej (lub wypadkowej) siły i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała.

Trzecie prawo Newtona. Z eksperymentów dotyczących interakcji ciał wynika

m a = - m a, z drugiego prawa Newtona F = m a i F = m a zatem F = F Siły oddziaływania pomiędzy ciałami są skierowane wzdłuż tej samej linii prostej, równej co do wielkości, o przeciwnym kierunku, przyłożonej do różnych ciał (dlatego nie mogą się wzajemnie zrównoważyć), zawsze działają parami i mają ten sam charakter.

Prawa Newtona pozwalają wyjaśnić wzorce ruchu planet oraz ich naturalnych i sztucznych satelitów. W przeciwnym razie umożliwiają przewidywanie trajektorii planet, obliczanie trajektorii statków kosmicznych i ich współrzędnych w dowolnym momencie. W warunkach lądowych pozwalają wyjaśnić przepływ wody, ruch licznych i różnorodnych pojazdów (ruch samochodów, statków, samolotów, rakiet). Dla wszystkich tych ruchów, ciał i sił obowiązują prawa Newtona.

2. MOC AMPERA Jak ustalono w Amperze, na przewodnik z prądem umieszczonym w polu magnetycznym działa siła równa iloczynowi wektora indukcji magnetycznej B przez natężenie prądu I, długość przekroju przewodnika l i sinus kąta między indukcją magnetyczną a przekrojem przewodnika: F = BI l sin.

Jest to sformułowanie prawa Ampera.

Kierunek siły Ampera określa reguła lewej ręki: jeśli lewa ręka jest ustawiona tak, że cztery palce wskazują kierunek prądu, a składowa prostopadła wektora indukcji magnetycznej wchodzi do dłoni, to kciuk jest zgięty pod kątem 90° pokaże kierunek siły Ampera.

Bilet numer 4

Prawo powszechnego ciążenia. Swobodny spadek ciał.

Siła Lorentza.

Zadanie wyznaczenia długości fali de Broglie'a.

1. UNIWERSALNA GRAWITACJA

Ziemia działa na wszystkie ciała siłą grawitacji skierowaną w dół. Wiadomo również, że siły działają parami, czyli jeśli Ziemia przyciąga ciało, to ciało również przyciąga Ziemię.

Newton ustalił, że wszystkie ciała przyciągają się nawzajem. Siły przyciągania ciał nazywane są siłami powszechnej grawitacji.

Siła powszechnego ciążenia jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas oddziałujących ciał.

Siła powszechnej grawitacji zależy od odległości między ciałami. Jest odwrotnie proporcjonalna do tej odległości. Gdyby siła grawitacji nie zależała od odległości, Księżyc poruszałby się wokół Ziemi z przyspieszeniem dośrodkowym wynoszącym 9,8 m/s. Porusza się z przyspieszeniem dośrodkowym 0,0027 m/s, czyli 3600 razy mniejszym niż przyspieszenie swobodnie spadających ciał na powierzchni Ziemi. Odległość Ziemi od Księżyca jest 60 razy większa od promienia Ziemi, czyli gdy odległość Ziemi od ciała wzrośnie 60 razy, siła grawitacji wzrośnie 3600 razy.

ciała przyciągają się z siłą, której moduł jest wprost proporcjonalny do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalny do kwadratu odległości między nimi.

Wzór ten wyraża prawo powszechnego ciążenia, gdzie m1 i m2 to masy ciał, R to odległość między ciałami, G to uniwersalna stała grawitacji lub stała grawitacji.

Prawo powszechnego ciążenia obowiązuje dla ciał, których rozmiary można pominąć w porównaniu z odległością między nimi (dla punktów materialnych). Prawo to dotyczy również piłek; w tym przypadku odległość między ciałami jest odległością między środkami kul.

Stała grawitacji jest liczbowo równa sile przyciągania między dwoma ciałami o masie 1 kg każde, znajdującymi się między nimi w odległości 1 m

G = 6,67 10 N·m/kg.

2. SIŁA LORENTZA

Wpływ pola magnetycznego na przewodnik z prądem oznacza, że pole magnetyczne działa z pewną siłą na poruszające się ładunki elektryczne. Siła ta nazywana jest siłą Lorentza i można ją znaleźć we wzorze

gdzie F to siła Lorentza, q to wielkość ładunku, v to prędkość cząstki. B = B sin - składowa prostopadła wektora indukcji magnetycznej

Kierunek siły Lorentza określa reguła lewej ręki (jak w przypadku siły Ampera), tylko cztery palce są umieszczone w kierunku ruchu ładunku dodatniego. Jeśli porusza się ładunek ujemny, należy umieścić cztery palce w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu ładunku ujemnego.

Bilet nr 5

Masy ciała. Nieważkość. Przeciążać.

Właściwości magnetyczne substancji.

Problem z obliczeniem energii elektrycznej.

1. Ciężar ciała to siła, z jaką ciało naciska na podporę lub zawieszenie w wyniku przyciągania grawitacyjnego do planety. Ciężar ciała oznacza się przez R. Jednostką masy jest niuton (N). . Ponieważ ciężar jest równy sile, z jaką ciało działa na podporę, wówczas pod względem wielkości ciężar ciała jest równy sile reakcji podpory. Dlatego, aby znaleźć ciężar ciała, należy określić, jaka jest równa siła reakcji podpory.

Rozważmy przypadek, gdy ciało i podpora nie poruszają się. W tym przypadku siła reakcji podłoża, a co za tym idzie ciężar ciała, jest równa sile ciężkości (ryc. 6):

W przypadku ciała poruszającego się pionowo w górę wraz z podporą z przyspieszeniem, zgodnie z drugim prawem Newtona możemy zapisać mg + N = m (ryc. 7, a). W rzucie na oś OX: mg - N = -ta, stąd N = m(g + a).

W konsekwencji, gdy ciało porusza się pionowo w górę z przyspieszeniem, ciężar ciała wzrasta i oblicza się go ze wzoru P = rn(g + a).

Zwiększenie masy ciała spowodowane przyspieszonym ruchem podpory lub zawieszenia nazywa się przeciążeniem. Astronauci doświadczają skutków przeciążenia zarówno podczas startu rakiety kosmicznej, jak i wtedy, gdy statek zwalnia podczas wchodzenia w gęste warstwy atmosfery. Obaj piloci doświadczają przeciążeń podczas wykonywania akrobacji, a kierowcy samochodów podczas nagłego hamowania.

Jeśli ciało porusza się pionowo w dół, to stosując podobne rozumowanie otrzymujemy mg + N = ma; mg - N = ta; N = m(g - a); P = m(g - a), tj. ciężar poruszający się pionowo z przyspieszeniem będzie mniejszy niż siła ciężkości (ryc. 7.6).

Jeżeli ciało spada swobodnie, to w tym przypadku P=(g-g)m = O.

Stan ciała, w którym jego masa wynosi zero, nazywa się nieważkością. Stan nieważkości obserwuje się w samolocie lub statku kosmicznym poruszającym się z przyspieszeniem swobodnego spadania, niezależnie od kierunku i wartości prędkości ich ruchu. Poza atmosferą ziemską, gdy silniki odrzutowe są wyłączone, na statek kosmiczny działa jedynie siła powszechnej grawitacji. Pod wpływem tej siły statek kosmiczny i wszystkie znajdujące się w nim ciała poruszają się z tym samym przyspieszeniem, dlatego na statku obserwuje się stan nieważkości.

2. MAGNESY STAŁE

Magnesy trwałe to ciała, które przez długi czas zachowują właściwości magnetyczne, czyli namagnesowanie. Dzieje się tak dlatego, że każdy atom zawiera elektrony, które poruszając się po jądrze atomu, wytwarzają pola magnetyczne. Jeśli pola magnetyczne atomów są zorientowane w ten sam sposób, powoduje to znaczne namagnesowanie w niektórych stopach, takich jak żelazo lub stal.

Magnesy mają różne kształty: są magnesy paskowe, magnesy w kształcie podkowy i magnesy dyskowe. Miejsca, które wytwarzają najsilniejszy efekt magnetyczny, nazywane są biegunami magnesu. Każdy magnes ma dwa bieguny: północny N i południowy S. Jeśli położysz kawałek tektury na magnesie i posypujesz go opiłkami żelaza, możesz uzyskać obraz pola magnetycznego. Linie magnetyczne magnesów trwałych są zamknięte, wszystkie wychodzą z bieguna północnego i wchodzą do bieguna południowego, zamykając się wewnątrz magnesu.

Igły magnetyczne i magnesy oddziałują ze sobą. Ustalono, że w przeciwieństwie do biegunów magnetycznych przyciągają i podobnie jak bieguny magnetyczne odpychają. Interakcję magnesów tłumaczy się tym, że pole magnetyczne istniejące wokół jednego magnesu działa na inny magnes i odwrotnie, pole magnetyczne drugiego magnesu działa na pierwszy.

Doskonale wiesz, że istnieją substancje, których magnes nie przyciąga; jest ich całkiem sporo: drewno, plastik itp. Niektóre substancje: żelazo, stal, nikiel, kobalt nabierają właściwości magnetycznych w obecności magnesów trwałych.

Bilet nr 6

Siła sprężystości. Siła tarcia.

Indukcja elektromagnetyczna. Eksperymenty Faradaya.

Zadanie polega na wyznaczeniu parametrów drgań harmonicznych.

1. ELASTYCZNOŚĆ.

Wiemy już, że gdy próbujemy uciskać lub rozciągać ciało, ono „stawia opór” – wykazuje elastyczność. Dzieje się tak w wyniku interakcji cząstek substancji (patrz sekcja „Oddziaływanie cząstek”). Ciało wykazuje elastyczność również wtedy, gdy jego kształt ulega zmianie (odkształceniu) w inny sposób (skręcenie, wygięcie).

Siła powstająca wewnątrz ciała podczas jego odkształcania i zapobiegająca zmianie kształtu nazywana jest siłą sprężystości.

Pod działaniem siły sprężystej rozciągniętej sprężyny otwarte drzwi zamykają się. Siła sprężystości występuje w linie podczas holowania, w linie podczas wspinania się na nią. Uginając się, deski podłogowe podtrzymują Ciebie i mnie, zapobiegając upadkowi - to także przykład działania siły sprężystości.

Im bardziej zmienia się kształt ciała, tym większa jest siła sprężystości.

TARCIE PRZESUWNE

Nieważne, jak szybko piłka się toczy, w końcu się zatrzyma. Przyspieszając na łyżwach, możesz przez pewien czas ślizgać się, ale ten ruch wkrótce się zatrzyma. W tych i wielu innych podobnych przypadkach ruch zatrzymuje się z powodu tarcia.

Siła powstająca, gdy jedno ciało porusza się po powierzchni drugiego, skierowana przeciwnie do ruchu, nazywana jest siłą tarcia.

Jeśli ciało ślizga się po dowolnej powierzchni, jego ruch jest utrudniany przez siłę tarcia ślizgowego. Przyczyną występowania tarcia jest to, że na powierzchni dowolnego ciała występują nierówności (czasami nawet niewidoczne dla oka). Jeśli powierzchnie trące są dobrze wypolerowane, a szczelina między nimi jest bardzo mała, wówczas ruch jest utrudniany przez siły przyciągania pomiędzy cząsteczkami substancji tych powierzchni. To drugi powód tarć.

Rysunek 9 pokazuje, że blok porusza się w prawo. Oznacza to, że działająca na niego siła tarcia skierowana jest w lewo, a klocek stopniowo zwalniając, zatrzyma się. Z rysunku jasno wynika również, że na klocek działają jeszcze dwie siły: grawitacja i siła reakcji podpory (siła sprężystości). Te dwie siły są skierowane w przeciwne strony i są sobie liczbowo równe. Zatem w przypadku, gdy ciało znajduje się na poziomej powierzchni, siłę reakcji podpory można obliczyć dokładnie w taki sam sposób, jak siłę ciężkości:

Doświadczenia pokazują, że siła tarcia jest wprost proporcjonalna do siły reakcji podpory. Oznaczając siłę tarcia FTp, otrzymujemy następujący wzór na jej obliczenie:

gdzie N jest siłą reakcji podpory, a jest współczynnikiem tarcia ślizgowego. Współczynnik | nie zależy od ciężaru ciała, ale zależy jedynie od charakteru powierzchni trących (na przykład współczynnik tarcia drewna o drewno wynosi jeden, współczynnik tarcia drewna o metal jest inny itp.) .

2. Indukcja elektromagnetyczna.

Wyobraźmy sobie zamknięty obwód przewodzący umieszczony w polu magnetycznym. Taki obwód zostanie przebity pewną liczbą linii indukcji magnetycznej lub, jak mówią, strumieniem indukcji magnetycznej. Strumień indukcji magnetycznej Ф przez obszar S, ograniczony przez obwód przewodzący, nazywany jest wartością równą iloczynowi wielkości wektora indukcji magnetycznej B przez pole przekroju poprzecznego S i cosinus kąta

między normalną (prostopadłą) n do płaszczyzny przewodnika a wektorem B. (ryc. 1):

Strumień indukcji magnetycznej (liczba linii przecinających obwód) może się zmieniać, na przykład, gdy obwód obraca się w polu magnetycznym, gdy obwód i magnes zbliżają się i oddalają, gdy obwód jest wprowadzany do pola magnetycznego polu i kiedy zostanie stamtąd usunięty. M. Faraday ustalił eksperymentalnie, że jeśli strumień magnetyczny zmienia się w obwodzie, a

Elektryczność. Zjawisko to nazywa się indukcją elektromagnetyczną, a prąd nazywany jest indukcją.

Kierunek prądu indukcyjnego w obwodzie określa reguła Lenza. Prąd indukowany powstający w obwodzie zamkniętym ma taki kierunek, że wytworzony przez niego strumień indukcji magnetycznej w obszarze ograniczonym przez obwód ma tendencję do kompensowania zmiany zewnętrznego strumienia indukcji magnetycznej indukującej ten prąd.

Pojawienie się prądu indukcyjnego wskazuje na pojawienie się pola elektrycznego. W przypadku indukcji elektromagnetycznej pole elektryczne jest generowane przez zmienne pole magnetyczne. Takie pole elektryczne nie jest związane z ładunkami, jego linie sił są zamknięte: jest to wir. Ponieważ to pole elektryczne ma charakter nieelektrostatyczny, jest ono obce, a jego praca po zamkniętej ścieżce jest niezerowa. Jak każde pole zewnętrzne, wirowe pole elektryczne charakteryzuje się siłą elektromotoryczną, zwaną w tym przypadku emf indukowanym.

Jak wykazały eksperymenty, indukowany prąd, a zatem - zgodnie z prawem Ohma - i

Indukcja emf jest proporcjonalna do szybkości zmiany strumienia magnetycznego.

Dlatego dla pola elektromagnetycznego sformułowano prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya, które stwierdza, że emf indukowany w zamkniętej pętli jest równy szybkości zmian przenikającego przez nią strumienia magnetycznego F, przyjętego z przeciwnym znakiem:

Zatem prawo indukcji elektromagnetycznej ustanawia połączenie między przemiennym polem magnetycznym a wirowym polem elektrycznym. Teoretyczne wyjaśnienie tego prawa z punktu widzenia elektrodynamiki klasycznej podał J. Maxwell

Bilet numer 7

Impuls siły. Impuls ciała. Prawo zachowania pędu.

Samoindukcja. Indukcyjność pola magnetycznego.

Problem z obliczeniem parametrów

1. Pęd ciała jest iloczynem masy ciała i jego prędkości (p = tv). Pęd ciała jest wielkością wektorową.

Podczas ich oddziaływania na ciała działały odpowiednio siły F i F, a po oddziaływaniu zaczęły one poruszać się z prędkościami v i v. Wtedy F =(m v" - m v)/t, F = (m v" - m v)/t, gdzie t to czas interakcji. Zatem zgodnie z trzecim prawem Newtona F = -F (m v – m v)/t =

-(m v" – m v)/t, rn v"- m v = - t v + m v lub m v + m v = rn v + m v". Po lewej stronie równości znajduje się suma impulsów obu ciał (wózków) przed interakcją, po prawej - suma impulsów tych samych ciał po interakcji Impuls każdego wózka zmienił się, ale suma pozostała niezmieniona. Dotyczy to układów zamkniętych, do których zaliczają się grupy ciał, które nie oddziałują z ciałami nie zalicza się do tej grupy. Stąd wniosek, czyli prawo zachowania pędu: suma geometryczna pędów ciał tworzących układ zamknięty pozostaje stała dla każdego oddziaływania ciał tego układu ze sobą.

Przykładem przejawu prawa zachowania pędu jest ruch reaktywny. Obserwuje się to w przyrodzie (ruchy ośmiornicy) i jest bardzo szeroko stosowane w technice (łódź odrzutowa, broń palna, ruch rakiet i manewrowanie statkami kosmicznymi).

2. Zjawisko samoindukcji. Indukcyjność. Pole elektromagnetyczne

Energia pola magnetycznego.

Zjawisko samoindukcji polega na pojawieniu się indukowanego pola elektromagnetycznego w samym przewodniku, gdy zmienia się w nim prąd, co jest szczególnym przypadkiem indukcji elektromagnetycznej. Przykładem zjawiska samoindukcji jest eksperyment z dwiema żarówkami połączonymi równolegle poprzez przełącznik do źródła prądu, z których jedna jest połączona poprzez cewkę (ryc. 27). Po zamknięciu kluczyka zapala się lampka 2 załączona przez cewkę,

zapala się później niż żarówka 1. Dzieje się tak dlatego, że po zamknięciu kluczyka prąd nie osiąga od razu wartości maksymalnej; pole magnetyczne narastającego prądu wygeneruje w cewce indukowany emf, który zgodnie z regułą Lenza będzie zakłócać rosnący prąd.

Korzystając z prawa indukcji elektromagnetycznej, możemy uzyskać następującą konsekwencję: siła samoindukcji jest wprost proporcjonalna do szybkości zmian prądu w przewodniku.

Współczynnik proporcjonalności L nazywany jest indukcyjnością.

Indukcyjność to wartość równa samoindukcyjnemu emf, gdy prąd w przewodniku zmienia się o 1 A w ciągu 1 sekundy.

Jednostką indukcyjności jest henr (H). 1 H = 1 V s/A. 1 Henry to indukcyjność przewodnika, w którym występuje samoindukcyjne pole elektromagnetyczne o napięciu 1 wolta przy szybkości zmiany prądu wynoszącej 1 A/s. Indukcyjność charakteryzuje właściwości magnetyczne obwodu elektrycznego (przewodnika) i zależy od przenikalności magnetycznej ośrodka rdzeniowego, wielkości i kształtu cewki oraz liczby w niej zwojów.

Kiedy cewka indukcyjna jest odłączona od źródła prądu, lampa podłączona równolegle do cewki daje krótki błysk (ryc. 28). Prąd w obwodzie powstaje pod wpływem samoindukcji emf. Źródłem energii uwalnianej w obwodzie elektrycznym jest pole magnetyczne cewki. Energię pola magnetycznego oblicza się ze wzoru Wm=LI2/2.

Pole elektromagnetyczne to pole, poprzez które oddziałują naładowane elektrycznie cząstki. Pole elektromagnetyczne charakteryzuje się natężeniem pola elektrycznego i indukcją magnetyczną. Związek tych wielkości z przestrzennym rozkładem ładunków i prądów elektrycznych ustalono już w latach 60. XX wieku. XIX wiek J. Maxwella. Związek ten nazywany jest podstawowymi równaniami elektrodynamiki, które opisują zjawiska elektromagnetyczne w różnych ośrodkach i w próżni. Równania te otrzymano jako uogólnienie ustalonych eksperymentalnie praw zjawisk elektrycznych i magnetycznych

Bilet numer 8

Praca i władza. Energia kinetyczna i potencjalna. Prawo

oszczędzanie energii.

Wibracje harmoniczne. Parametry ruchu oscylacyjnego

wahadło matematyczne.

3. Zadanie obliczenia pojemności elektrycznej kondensatora.

1. PRACA I ENERGIA KINETYCZNA

Kiedy na ciało działa stała siła, nabiera ono przyspieszenia. Ponieważ ciało porusza się pod wpływem tej siły, siła rzeczywiście działa. Rozważmy ruch ciała z przyspieszeniem. Założymy, że wektory siły i przemieszczenia są skierowane w jednym kierunku wzdłuż jednej prostej. Jeżeli oś współrzędnych jest skierowana w tym samym kierunku, wówczas rzuty wszystkich wektorów charakteryzujących ruch są równe ich modułom.

Przyspieszenie, z jakim porusza się ciało, jest równe:

Przyspieszenie to jest nadawane ciału przez siłę F, która zgodnie z drugim prawem Newtona jest równa: F = to, z czego: a= . Podstawienie wyrażenia do wzoru

dla przyspieszenia otrzymujemy:

Przekształćmy formułę:

Po lewej stronie równości jest praca siły A. po prawej stronie równości jest zmiana ilości

Wielkość ta, równa połowie iloczynu masy ciała przez kwadrat jego prędkości, nazywa się energią kinetyczną – E. Można powiedzieć, że praca siły jest równa zmianie energii kinetycznej ciała. To stwierdzenie nazywa się teorią energii kinetycznej.

Jeśli siła wykonuje pracę dodatnią, wówczas energia kinetyczna ciała wzrasta; jeśli siła wykona pracę ujemną, wówczas energia kinetyczna ciała maleje. Dzieje się tak na przykład wtedy, gdy prędkość ciała maleje pod wpływem tarcia.

Energię kinetyczną mierzy się w dżulach, podobnie jak pracę.

Energia kinetyczna to energia, jaką posiada poruszające się ciało.

Charakteryzuje jego stan w tym czy innym momencie.

ENERGIA POTENCJALNA CIAŁA.

Energia potencjalna to energia oddziaływania pomiędzy ciałami lub częściami ciała, w zależności od ich względnego położenia.

Znajdźmy związek pomiędzy pracą grawitacji a zmianą energii potencjalnej ciała. Niech ciało o masie m spadnie z wysokości h na wysokość h (ryc. 75).

Praca grawitacji na budowie

PRZYKŁADOWE BILETY NA BADANIA

ZA POSTĘPOWANIE W TRADYCYJNEJ FORMIE USTNEJ

CERTYFIKACJA KOŃCOWA ABSOLWENTÓW KLASY XI (XII).

OGÓLNE INSTYTUCJE EDUKACYJNE

W ROKU SZKOLNYM 2004/05

List wyjaśniający

Zgodnie z ustawą Federacji Rosyjskiej „O edukacji” z późniejszymi zmianami, wprowadzoną w życie 15 stycznia 1996 r. Na mocy ustawy federalnej nr 12FZ z 13 stycznia 1996 r., zmienionej 22 sierpnia 2004 r., rozwój szkół średnich (pełnych) programy kształcenia ogólnego kończą się obowiązkowym certyfikatem końcowym. Certyfikacja końcowa absolwentów klas XI (XII) szkół ogólnokształcących odbywa się w formie egzaminów ustnych i pisemnych.

Forma zaliczenia ustnego ze wszystkich przedmiotów może być różna: bilet, rozmowa kwalifikacyjna, obrona eseju, kompleksowa analiza tekstu (w języku rosyjskim).

W pierwszym przypadku absolwent odpowiada na pytania zawarte w biletach i realizuje zaproponowane zadania praktyczne (rozwiązanie problemu, praca laboratoryjna, wykazanie się doświadczeniem itp.).

Absolwent, który jako jedną z form egzaminu ustnego wybrał rozmowę kwalifikacyjną, na sugestię komisji certyfikującej udziela bez przygotowania szczegółowej odpowiedzi na jeden z kluczowych tematów kursu lub odpowiada na pytania o charakterze ogólnym z tematów studiowanych na studiach zgodnie z programem nauczania. Wskazane jest przeprowadzenie rozmów kwalifikacyjnych z absolwentami, którzy posiadają doskonałą wiedzę na dany temat i wykazali zainteresowanie badaniami naukowymi w wybranej przez siebie dziedzinie wiedzy.

Obrona abstraktu polega na wstępnym wyborze przez absolwenta interesującego go tematu pracy, z uwzględnieniem zaleceń prowadzącego przedmiot, późniejszym pogłębieniu wybranego do abstraktu problemu i przedstawieniu wniosków na temat abstraktu. abstrakcyjny. Absolwent najpóźniej na tydzień przed egzaminem przekazuje streszczenie nauczycielowi przedmiotu do recenzji. Komisja certyfikująca podczas egzaminu zapoznaje się z recenzją nadesłanej pracy i wystawia ocenę absolwentowi po obronie eseju.

Absolwent, który jako jedną z form egzaminu ustnego z języka rosyjskiego wybrał kompleksową analizę tekstu, charakteryzuje typ i styl wybranego przez nauczyciela tekstu, określa jego temat, główną myśl oraz uwagi dotyczące pisowni i interpunkcji zawartych w To.

Absolwent klasy XI (XII) do zaliczenia ustnego może wybrać dowolne przedmioty studiowane na poziomie szkoły średniej (pełnej) ogólnokształcącej.

Podczas końcowej certyfikacji ze wszystkich przedmiotów akademickich sprawdzana jest zgodność wiedzy absolwentów z wymogami państwowych programów edukacyjnych, głębokość i siła zdobytej wiedzy oraz jej praktyczne zastosowanie.

Uczelnia ogólnokształcąca ma prawo dokonywać zmian i uzupełnień w proponowanym materiale, zawierającym komponent regionalny, z uwzględnieniem profilu szkoły, a także opracowywać własne arkusze egzaminacyjne. Przygotowując przykładowe bilety z historii Rosji i nauk społecznych, wskazane jest uwzględnienie pytań związanych z rosyjskimi symbolami państwowymi (herb, flaga, hymn).

Tryb badania, zatwierdzania i przechowywania materiału certyfikacyjnego ustala uprawniony organ samorządu terytorialnego.

Przygotowując się do końcowej ustnej certyfikacji absolwentów, zaleca się uwzględnienie specyfiki studiowania różnych przedmiotów akademickich.

Szef Departamentu Nadzoru Państwowego

w sprawie zgodności z ustawodawstwem Federacji Rosyjskiej

w dziedzinie edukacji V.I. GRIBANOW

Uwaga: ta lista zawiera bilety na 20 następujących pozycji:

FIZYKA – klasa XI

Poniżej znajdują się dwie opcje biletów dla szkół średnich, oparte na tych samych pytaniach: pierwsza opcja to 26 biletów, druga to 16 biletów.

Na przygotowanie odpowiedzi uczniowie mają zazwyczaj do 30 minut. W tym czasie trzeba mieć czas na przygotowanie niezbędnych obliczeń, diagramów i wykresów oraz odtworzenie ich na tablicy. Te notatki pomogą Ci skonstruować spójną, logiczną i kompletną odpowiedź. W niektórych przypadkach można przeznaczyć dodatkowy czas na rozwiązanie problemu lub wykonanie prac laboratoryjnych. Zadanie lub pracę laboratoryjną rozwiązuje się zazwyczaj na osobnej kartce papieru, a członkowie komisji egzaminacyjnej mogą sprawdzić poprawność rozwiązania z tymi notatkami.

Struktura biletów I opcji wygląda następująco:

– pierwsze pytania biletów obejmują podstawowy materiał z teorii fizycznych studiowany na kursie szkolnym;

– pytania drugie dotyczą rozwiązania zadania lub wykonania prac laboratoryjnych spośród obowiązkowych przewidzianych w przybliżonym programie kształcenia średniego (pełnego) ogólnokształcącego.

Struktura biletów dla opcji 2 jest inna:

– pierwsze pytania biletów, podobnie jak w pierwszej wersji, obejmują podstawowy materiał z teorii fizycznych studiowany na szkolnym kursie fizyki;

– pytania drugie dotyczą rozważań nad praktycznym zastosowaniem teorii fizycznych i wymagają nie tyle przedstawienia materiału teoretycznego, ile wykazania eksperymentów ilustrujących opisywane zjawisko, ujawnienia podstawowych praw zjawiska itp. lub wykonania prac laboratoryjnych, lub proste pomiary przewidziane w wymaganiach dotyczących poziomu wyszkolenia absolwentów;

– pytania trzecie sprawdzają umiejętność rozwiązywania problemów.

OPCJA I

Bilet nr 1

2. Zadanie polega na zastosowaniu praw zachowania liczby masowej i ładunku elektrycznego.

Bilet numer 2

2. Praca laboratoryjna „Pomiar współczynnika załamania światła szkła”.

Bilet numer 3

2. Zadanie wyznaczania okresu i częstotliwości drgań swobodnych w obwodzie oscylacyjnym.

Bilet numer 4

2. Problem stosowania pierwszej zasady termodynamiki.

Bilet numer 5

2. Praca laboratoryjna „Obliczanie i pomiar rezystancji dwóch równolegle połączonych rezystorów”.

Bilet numer 6

2. Zagadnienie ruchu lub równowagi cząstki naładowanej w polu elektrycznym.

Bilet numer 7

2. Zadanie wyznaczenia indukcji pola magnetycznego (zgodnie z prawem Ampera lub wzorem na obliczenie siły Lorentza).

Bilet numer 8

2. Problem zastosowania równania Einsteina do pomiaru efektu fotoelektrycznego.

Bilet numer 9

1. Parowanie i kondensacja. Pary nasycone i nienasycone. Wilgotność powietrza. Pomiar wilgotności powietrza.

2. Praca laboratoryjna „Pomiar długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej”.

Bilet numer 10

1. Ciała krystaliczne i amorficzne. Odkształcenia sprężyste i plastyczne ciał stałych.

2. Zadanie wyznaczania współczynnika załamania światła ośrodka przezroczystego.

Bilet numer 11

2. Zadanie stosowania prawa indukcji elektromagnetycznej.

Bilet numer 12

2. Zadania zastosowania prawa zachowania energii.

Bilet numer 13

1. Kondensatory. Pojemność kondensatora. Zastosowanie kondensatorów.

2. Problem zastosowania równania stanu gazu doskonałego.

Bilet numer 14

1. Praca i moc w obwodzie prądu stałego. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla pełnego obwodu.

2. Praca laboratoryjna „Pomiar masy ciała”.

Bilet numer 15

1. Pole magnetyczne. Wpływ pola magnetycznego na ładunek elektryczny i eksperymenty potwierdzające ten efekt.

2. Praca laboratoryjna „Pomiar wilgotności powietrza”.

Bilet numer 16

1. Półprzewodniki. Przewodnictwo wewnętrzne i domieszkowe półprzewodników. Urządzenia półprzewodnikowe.

2. Zadanie dotyczące wykorzystania grafów izoprocesowych.

Bilet numer 17

2. Zadanie wyznaczenia pracy gazu za pomocą wykresu zależności ciśnienia gazu od jego objętości.

Bilet numer 18

1. Zjawisko samoindukcji. Indukcyjność. Pole elektromagnetyczne.

2. Zadanie wyznaczenia modułu Younga materiału, z którego wykonany jest drut.

Bilet numer 19

2. Problem stosowania prawa Joule’a–Lenza.

Bilet numer 20

1. Fale elektromagnetyczne i ich właściwości. Zasady łączności radiowej i przykłady ich praktycznego zastosowania.

2. Praca laboratoryjna „Pomiar mocy żarówki”.

Bilet numer 21

1. Właściwości falowe światła. Elektromagnetyczna natura światła.

2. Problem stosowania prawa Coulomba.

Bilet numer 22

2. Praca laboratoryjna „Pomiar rezystywności materiału, z którego wykonany jest przewodnik”.

Bilet numer 23

1. Emisja i absorpcja światła przez atomy. Analiza spektralna.

2. Praca laboratoryjna „Pomiar pola elektromagnetycznego i rezystancji wewnętrznej źródła prądu za pomocą amperomierza i woltomierza”.

Bilet numer 24

2. Zadanie zastosowania zasady zachowania pędu.

Bilet numer 25

2. Praca laboratoryjna „Obliczanie rezystancji całkowitej dwóch rezystorów połączonych szeregowo”.

Bilet numer 26

OPCJA II

Bilet nr 1

1. Ruch mechaniczny. Względność ruchu. Ruch liniowy równomierny i równomiernie przyspieszony.

2. Praca laboratoryjna „Oszacowanie masy powietrza w klasie z wykorzystaniem niezbędnych pomiarów i obliczeń”.

Bilet numer 2

1. Oddziaływanie ciał. Siła. Prawa dynamiki Newtona.

2. Ciała krystaliczne i amorficzne. Odkształcenia sprężyste i plastyczne ciał stałych. Praca laboratoryjna „Pomiar sztywności sprężyny”.

Bilet numer 3

1. Impuls ciała. Prawo zachowania pędu. Manifestacja prawa zachowania pędu w przyrodzie i jego zastosowanie w technice.

2. Równoległe połączenie przewodów. Praca laboratoryjna „Obliczanie i pomiar rezystancji dwóch równolegle połączonych rezystorów”.

Bilet numer 4

1. Prawo powszechnego ciążenia. Powaga. Masy ciała. Nieważkość.

2. Praca i moc w obwodzie prądu stałego. Praca laboratoryjna „Pomiar mocy żarówki”.

Bilet numer 5

1. Przemiany energii podczas drgań mechanicznych. Drgania swobodne i wymuszone. Rezonans.

2. Stały prąd elektryczny. Opór. Praca laboratoryjna „Pomiar rezystywności materiału, z którego wykonany jest przewodnik”.

3. Zadanie polega na zastosowaniu prawa zachowania liczby masowej i ładunku elektrycznego.

Bilet numer 6

1. Eksperymentalne uzasadnienie głównych założeń molekularnej kinetyki teorii budowy materii. Masa i wielkość cząsteczek.

2. Msza św. Gęstość materii. Praca laboratoryjna „Pomiar masy ciała”.

3. Zadanie wyznaczania okresu i częstotliwości drgań swobodnych w obwodzie oscylacyjnym.

Bilet numer 7

1. Gaz doskonały. Podstawowe równanie teorii kinetyki molekularnej gazu doskonałego. Temperatura i jej pomiar. Temperatura absolutna.

2. Szeregowe połączenie przewodów. Praca laboratoryjna „Obliczanie rezystancji całkowitej dwóch rezystorów połączonych szeregowo”.

Bilet numer 8

1. Równanie stanu gazu doskonałego (równanie Mendelejewa-Clapeyrona). Izoprocesy.

2. Fale elektromagnetyczne i ich właściwości. Praca laboratoryjna „Montaż prostego odbiornika radiowego detektora”.

3. Zadania zastosowania prawa zachowania energii.

Bilet numer 9

1. Indukcja elektromagnetyczna. Prawo indukcji elektromagnetycznej. Reguła Lenza.

2. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla pełnego obwodu. Praca laboratoryjna „Pomiar pola elektromagnetycznego źródła prądu”.

3. Zadanie wyznaczenia pracy gazu za pomocą wykresu zależności ciśnienia gazu od jego objętości.

Bilet numer 10

1. Energia wewnętrzna. Pierwsza zasada termodynamiki. Zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do izoprocesów. Proces adiabatyczny.

2. Zjawisko załamania światła. Praca laboratoryjna „Pomiar współczynnika załamania światła szkła”.

3. Zadanie wyznaczenia indukcji pola magnetycznego (z prawa Ampera lub ze wzoru na obliczenie siły Lorentza).

Bilet numer 11

1. Oddziaływanie ciał naładowanych. Prawo Coulomba. Prawo zachowania ładunku elektrycznego.

2. Parowanie i kondensacja. Wilgotność powietrza. Praca laboratoryjna „Pomiar wilgotności powietrza”.

3. Zadanie wyznaczania współczynnika załamania światła ośrodka przezroczystego.

Bilet numer 12

1. Swobodne i wymuszone oscylacje elektromagnetyczne. Obwód oscylacyjny i przemiana energii podczas oscylacji elektromagnetycznych.

2. Właściwości falowe światła. Praca laboratoryjna „Pomiar długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej”.

Bilet numer 13

1. Doświadczenia Rutherforda dotyczące rozpraszania cząstek α. Jądrowy model atomu. Postulaty kwantowe Bohra.

2. Pole magnetyczne. Wpływ pola magnetycznego na ładunek elektryczny (wykazać eksperymenty potwierdzające ten efekt).

3. Zadanie dotyczące wykorzystania grafów izoprocesowych.

Bilet numer 14

1. Zjawisko fotoelektryczne i jego prawa. Równanie Einsteina na efekt fotoelektryczny. Zastosowanie efektu fotoelektrycznego w technologii.

2. Kondensatory. Pojemność kondensatora. Zastosowanie kondensatorów.

3. Zadanie wyznaczenia modułu Younga materiału, z którego wykonany jest drut.

Bilet numer 15

1. Skład jądra atomu. Izotopy. Energia wiązania jądra atomu. Jądrowa reakcja łańcuchowa. Warunki jego wystąpienia. Reakcje termojądrowe.

2. Zjawisko samoindukcji. Indukcyjność. Pole elektromagnetyczne. Ich zastosowanie w maszynach elektrycznych prądu stałego.

3. Zagadnienie ruchu lub równowagi cząstki naładowanej w polu elektrycznym.

Bilet numer 16

1. Radioaktywność. Rodzaje promieniowania radioaktywnego i metody ich rejestracji. Biologiczne skutki promieniowania jonizującego.

2. Półprzewodniki. Przewodnictwo wewnętrzne i domieszkowe półprzewodników. Urządzenia półprzewodnikowe.

Zajęcia zaawansowane

Prace egzaminacyjne dla zajęć z pogłębioną wiedzą z fizyki składają się z trzech pytań. Pierwsze dwa pytania mają charakter teoretyczny, trzecie praktyczne (wykonanie pracy laboratoryjnej lub rozwiązanie problemu).

W przypadku braku niezbędnego sprzętu laboratoryjnego pracę można zastąpić pracą równoważną.

Bilet nr 1

1. Ruch mechaniczny. Względność ruchu mechanicznego. Prawo dodawania prędkości w mechanice klasycznej. Kinematyka ruchu prostoliniowego punktu materialnego.

2. Pole magnetyczne w materii. Przepuszczalność magnetyczna. Natura ferromagnetyzmu. Temperatura Curie'go.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy”.

Bilet numer 2

1. Ruch liniowy jednostajnie przyspieszony. Analityczny i graficzny opis ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego.

2. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Prawo indukcji elektromagnetycznej. Reguła Lenza. Samoindukcja. Samoindukowane emf. Energia pola magnetycznego cewki przewodzącej prąd.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar wilgotności powietrza”.

Bilet numer 3

1. Ruch punktu materialnego po okręgu. Przyspieszenie dośrodkowe. Prędkość kątowa. Zależność prędkości kątowych i liniowych.

2. Prąd elektryczny w metalach. Charakter prądu elektrycznego w metalach. Prawo Ohma dla odcinka obwodu. Zależność rezystancji metalu od temperatury. Nadprzewodnictwo.

3. Zadanie stosowania prawa indukcji elektromagnetycznej.

Bilet numer 4

1. Pierwsze prawo Newtona. Inercyjne układy odniesienia. Zasada względności w mechanice klasycznej i szczególnej teorii względności.

2. Prąd elektryczny w roztworach i stopach elektrolitów. Prawa elektrolizy. Wyznaczanie ładunku elektronu.

3. Zadanie zastosowania podstawowego równania MKT.

Bilet numer 5

1. Drugie prawo Newtona i granice jego stosowania. Zastosowanie drugiej zasady Newtona w nieinercjalnych układach odniesienia. Siły bezwładności.

2. Prąd elektryczny w gazach. Samopodtrzymujące i niesamopodtrzymujące wyładowania elektryczne.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar współczynnika załamania światła szkła”.

Bilet numer 6

1. Trzecie prawo Newtona. Właściwości sił akcji i reakcji. Granice stosowania trzeciego prawa Newtona.

2. Prąd elektryczny w próżni. Urządzenia elektropróżniowe i ich zastosowanie.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar ogniskowej soczewki zbierającej”.

Bilet numer 7

1. Impuls. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy. Równanie Meshchersky'ego. Wzór Ciołkowskiego.

2. Prąd elektryczny w półprzewodnikach. Przewodnictwo wewnętrzne i domieszkowe półprzewodników, złącze p–n. Dioda półprzewodnikowa. Tranzystor.

3. Problem zastosowania równania stanu gazu doskonałego.

Bilet numer 8

1. Prawo powszechnego ciążenia. Stała grawitacyjna i jej pomiar. Powaga. Masy ciała. Nieważkość. Ruch ciał pod wpływem grawitacji.

2. Swobodne wibracje elektryczne. Obwód oscylacyjny. Przemiana energii w obwodzie oscylacyjnym. Tłumienie oscylacji. Wzór Thomsona.

3. Problem stosowania pierwszej zasady termodynamiki.

Bilet numer 9

1. Siła sprężystości. Rodzaje odkształceń sprężystych. Prawo Hooke’a. Moduł Younga. Schemat napięcia.

2. Samooscylacje. System samooscylacyjny. Generator ciągłych oscylacji elektromagnetycznych.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar rezystancji elektrycznej za pomocą amperomierza i woltomierza”.

Bilet numer 10

1. Siły tarcia. Współczynnik tarcia ślizgowego. Rachunkowość i wykorzystanie tarcia w życiu codziennym i technologii. Tarcie w cieczach i gazach.

2. Prąd przemienny jako wymuszone oscylacje elektromagnetyczne. Efektywne wartości prądu przemiennego i napięcia. Opór aktywny i reaktywny. Prawo Ohma dla obwodu elektrycznego prądu przemiennego.

3. Problem zastosowania równania Einsteina do pomiaru efektu fotoelektrycznego.

Bilet numer 11

1. Równowaga ciała sztywnego. Chwila mocy. Warunki równowagi ciała sztywnego. Rodzaje równowagi. Zasada minimalnej energii potencjalnej.

2. Transformator. Budowa i zasada działania transformatora. Przesył energii elektrycznej.

3. Problem stosowania prawa rozpadu promieniotwórczego.

Bilet numer 12

1. Praca mechaniczna i moc. Energia. Prawo zachowania energii w procesach mechanicznych.

2. Fale elektromagnetyczne i ich właściwości. Prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych. Eksperymenty Hertza.

3. Praca laboratoryjna „Wyznaczanie pojemności elektrycznej kondensatora metodą galwanometru balistycznego”.

Bilet numer 13

1. Hydro- i aerostatyka. Ogólne właściwości ciał ciekłych i gazowych. Prawo Pascala. Moc Archimedesa. Warunki żeglugi tel.

2. Zasady łączności radiowej. Wynalazek radia. Radar. Telewizor. Rozwój komunikacji.

3. Zadania obliczania zjawisk interferencji i dyfrakcji światła.

Bilet numer 14

1. Hydro- i aerodynamika. Równanie Bernoulliego. Ruch ciał w cieczach i gazach. Siła nośna skrzydła samolotu. Znaczenie dzieł N.E. Żukowski w rozwoju lotnictwa.

2. Elektromagnetyczna natura światła. Metody pomiaru prędkości światła. Skala fal elektromagnetycznych. Równanie falowe.

3. Zadanie zastosowania prawa Ohma do pełnego obwodu.

Bilet numer 15

1. Wibracje mechaniczne. Równanie drgań harmonicznych. Drgania swobodne i wymuszone. Okres drgań obciążenia na sprężynie i wahadle matematycznym. Przemiana energii podczas ruchu oscylacyjnego.

2. Interferencja światła. Doświadczenie Junga. Spójne fale. Kolory cienkowarstwowe i zastosowania interferencyjne.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar pola elektromagnetycznego i rezystancji wewnętrznej źródła prądu”.

Bilet numer 16

1. Fale mechaniczne i ich właściwości. Propagacja drgań w ośrodkach sprężystych. Długość fali. Fale dźwiękowe i ich właściwości. Echo. Rezonans akustyczny.

2. Zjawisko dyfrakcji światła. Strefy Fresnela. Siatka dyfrakcyjna jako urządzenie spektralne.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar pojemności elektrycznej kondensatora w obwodzie prądu przemiennego”.

Bilet numer 17

1. Podstawowe założenia teorii kinetyki molekularnej i ich uzasadnienie eksperymentalne. Wymiary i masa cząsteczek.

2. Rozproszenie i absorpcja światła. Klasyczna teoria dyspersji elektronowej. Anomalna dyspersja. Absorpcja światła i teoria elektronów. Spektroskop i spektrograf.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar indukcyjności cewki w obwodzie prądu przemiennego”.

Bilet numer 18

1. Gaz doskonały. Wyprowadzenie podstawowego równania teorii kinetyki molekularnej gazu doskonałego. Temperatura jako miara średniej energii kinetycznej cząsteczek. Dowolna długość ścieżki.

2. Polaryzacja światła. Naturalne światło. Polaryzator. Dwójłomność.

3. Zadanie zastosowania podstawowych wzorów kinematyki.

Bilet numer 19

1. Para nasycona i nienasycona. Zależność prężności pary nasyconej od temperatury. Wrzenie. Zależność temperatury wrzenia od ciśnienia. Krytyczna temperatura.

Wilgotność względna powietrza i jej pomiar.

2. Prawo prostoliniowego rozchodzenia się światła. Prawa odbicia i załamania światła. Całkowita refleksja. Soczewki. Cienka formuła soczewki.

Bilet numer 20

3. Zadanie zastosowania prawa powszechnego ciążenia.

1. Właściwości powierzchni cieczy. Napięcie powierzchniowe. Zwilżające i niezwilżające. Zjawiska kapilarne.

2. Elementy fotometrii: energia i wielkości fotometryczne. Prawa oświecenia.

Bilet numer 21

3. Zadanie zastosowania zasady zachowania pędu.

1. Ciała krystaliczne i ich właściwości. Monokryształy i polikryształy. Ciała amorficzne. Eksperymentalne metody badania stanu wewnętrznego kryształów. Wady kryształów. Metody zwiększania wytrzymałości ciał stałych.

2. Przyrządy optyczne: szkło powiększające, mikroskop, teleskop. Rozdzielczość teleskopu. Kamera. Projektory dia-, epi- i filmowe.

Bilet numer 22

3. Praca laboratoryjna „Pomiar współczynnika tarcia ślizgowego”.

1. Energia wewnętrzna i sposoby jej zmiany. Pierwsza zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna gazu doskonałego. Zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do procesów izoprocesowych i adiabatycznych.

2. Elementy szczególnej teorii względności. Postulaty SRT. Skończoność i granica prędkości światła. Relatywistyczne prawo transformacji prędkości. Czasoprzestrzeń w SRT. Dynamika relatywistyczna.

Bilet numer 23

3. Zadania stosowania prawa zachowania energii mechanicznej.

1. Silniki cieplne, ich budowa i zasada działania. Nieodwracalność procesów termicznych. Druga zasada termodynamiki i jej znaczenie statystyczne. Silniki cieplne i problemy ochrony środowiska.

2. Hipoteza kwantowa Plancka. Efekt fotograficzny. Prawa efektu fotoelektrycznego. Kwantowa teoria efektu fotoelektrycznego. Fotokomórki i ich zastosowanie.

Bilet numer 24

3. Problem stosowania prawa Coulomba.

1. Oddziaływanie elektryczne i ładunek elektryczny. Prawo zachowania ładunku elektrycznego. Prawo Coulomba.

2. Budowa atomu. Eksperymenty Rutherforda. Postulaty kwantowe Bohra. Eksperymenty Franka i Hertza. Zasada korespondencji.

Bilet numer 25

3. Problem stosowania drugiego prawa Newtona.

1. Pole elektryczne. Siła pola elektrycznego. Linie napięcia. Twierdzenie Gaussa.

3. Praca laboratoryjna „Badanie zależności wydajności pochyłej płaszczyzny od masy ciała i kąta nachylenia płaszczyzny do horyzontu”.

Bilet numer 26

1. Praca sił pola elektrycznego. Potencjał i różnica potencjałów. Powierzchnie ekwipotencjalne. Związek między napięciem a różnicą potencjałów.

2. Jądro atomowe. Budowa jądra atomowego. Siły nuklearne. Energia wiązania jądrowego. Specyficzna energia wiązania i siła jąder.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar gęstości ciała metodą ważenia hydrostatycznego”.

Bilet numer 27

1. Przewodniki i dielektryki w polu elektrycznym.

2. Radioaktywność. Właściwości promieniowania radioaktywnego. Prawo rozpadu promieniotwórczego.

3. Praca laboratoryjna „Pomiar przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła nitkowego”.

Bilet numer 28

1. Pojemność elektryczna. Pojemność kondensatora. Energia naładowanego kondensatora. Punkt Curie. Efekt piezoelektryczny.

2. Właściwości promieniowania jonizującego. Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią. Metody rejestracji promieniowania jonizującego.

3. Problem stosowania prawa Joule’a–Lenza.

Bilet numer 29

1. Prąd elektryczny i warunki jego istnienia. Pole elektromagnetyczne bieżącego źródła. Prawo Ohma dla jednorodnych i niejednorodnych odcinków obwodu elektrycznego. Prawo Ohma dla pełnego obwodu. Zwarcie.

2. Reakcje jądrowe. Uwalnianie i pochłanianie energii w reakcjach jądrowych. Jądrowe reakcje łańcuchowe. Reakcje termojądrowe. Problemy energetyki jądrowej.

3. Praca laboratoryjna „Obliczanie i weryfikacja eksperymentalna czasu toczenia się piłki z pochyłej płaszczyzny”.

Bilet numer 30

1. Oddziaływanie magnetyczne prądów. Pole magnetyczne i jego charakterystyka. Moc amperowa. Siła Lorentza. Ruch naładowanych cząstek w jednolitym polu magnetycznym.

2. Cząstki elementarne i ich właściwości. Antycząstki. Wzajemne przemiany cząstek i kwantów. Podstawowe interakcje.

3. Zadanie stosowania praw elektrolizy.

REPUBLIKA KRYMU

„TECHNIKA PRZEMYSŁOWA PRIMORSKIEGO”

ZATWIERDZIŁEM___

Zastępca Dyrektor ds. SD_

Shilkova N.M.

„___”____________2016

BILETY NA EGZAMIN

Zawód: 08.01.18 – Elektryk sieci i urządzeń elektrycznych;

15.01.05 – Spawacz;

23.01.03 - Mechanik samochodowy

Grupy: 212, 214, 218

Semestr: IV

Nauczyciel: Shatnaya O.G.

Rozważane na posiedzeniu nr ___ komisji metodologicznej cyklu naturalnego i matematycznego.

Protokół nr ___ z dnia „___”_____________2016

Przewodniczący MK _____________Shatnaya O.G.

„____”________________2016

Teodozja 2016

Notatka wyjaśniająca

Certyfikacja końcowa dla specjalistycznej dyscypliny akademickiej „fizyka” w drugim roku kształcenia zawodowego na poziomie średnim dla zawodów technicznych może odbywać się w różnych formach: egzamin ustny na biletach, rozmowa kwalifikacyjna, pisemne zaświadczenie końcowe, obrona abstraktów, prace badawcze i Praca projektowa.

Przy opracowywaniu materiału egzaminacyjnego wykorzystano następujące przepisy Federacji Rosyjskiej i zarządzenia Ministerstwa Edukacji:

1. Zarządzenie Ministra Oświaty i Nauki z dnia 05.03.2004 r Nr 1089 „W sprawie zatwierdzenia federalnego składnika stanowych standardów edukacyjnych dla szkół podstawowych ogólnokształcących, zasadniczych ogólnokształcących i średnich (pełnych) ogólnokształcących (ze zmianami z dnia 23 czerwca 2015 r.).

2. Zarządzenie Ministra Oświaty i Nauki Federacji Rosyjskiej z dnia 29.17.05. Nr 413 „W sprawie zatwierdzenia federalnego standardu kształcenia na poziomie średnim (pełnym) kształcenia ogólnego”.

3. Zarządzenie Ministra Oświaty i Nauki Federacji Rosyjskiej z dnia 29 grudnia 2014 r. Nr 1645 „W sprawie zmiany rozporządzenia Ministra Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej z dnia 17 maja 2012 r. Nr 413 „W sprawie zatwierdzenia federalnego standardu kształcenia na poziomie średnim (pełnym) kształcenia ogólnego”.

4. Pismo Ministerstwa Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej, Federalnej Służby Nadzoru nad Oświatą i Nauką z dnia 17 lutego 2014 r. Nr 02-68 „W sprawie zdania państwowego zaświadczenia końcowego z programów kształcenia na poziomie szkoły średniej ogólnokształcącej przez uczniów uczestniczących w programach kształcenia na poziomie szkoły średniej zawodowej.”

5. Pismo Departamentu Polityki Państwowej w sprawie szkolenia pracowników i dodatkowego szkolenia zawodowego Ministerstwa Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej z dnia 17 marca 2015 r. nr 06-259 „Zalecenia dotyczące organizacji kształcenia na poziomie średnim ogólnokształcącym w ramach ramy opanowania programów nauczania średniego kształcenia zawodowego w oparciu o zasadnicze wykształcenie ogólne, z uwzględnieniem wymagań federalnych standardów edukacyjnych oraz nabytego zawodu lub specjalności średniego kształcenia zawodowego.”

6. Kodyfikator elementów treści i wymagań dotyczących poziomu przygotowania absolwentów organizacji edukacyjnych do przeprowadzania jednolitego egzaminu państwowego z fizyki.

Egzamin z fizyki dla zawodów 08.01.18 - elektryk sieci i urządzeń elektrycznych, 15.01.05 - spawacz i 23.01.03 - mechanik samochodowy sprawdza obowiązkowe minimum wykształcenia średniego oraz wymagania dotyczące poziomu biegłości w zawodzie dyscyplina akademicka „fizyka” na poziomie podstawowym, z wyjątkiem sekcji „Elektrodynamika””, czyli profilu.

Struktura biletów:

Zestaw biletów dla zawodów studiujących fizykę jako przedmiot podstawowy na 258 godzin przez dwa lata składa się z 26 biletów, z których każdy zawiera dwa pytania teoretyczne i jedno praktyczne. Pytania teoretyczne obejmują jednostki dydaktyczne sekcji „Treść dyscypliny akademickiej” przybliżonego programu dyscypliny akademickiej kształcenia ogólnego „Fizyka” dla profesjonalnych organizacji edukacyjnych. Część praktyczna (trzecie pytanie biletów) sprawdza umiejętności uczniów w rozwiązywaniu problemów obliczeniowych, a także mierzeniu wielkości fizycznych oraz prowadzeniu badań nad różnymi zjawiskami i prawami fizycznymi. Tekst biletów zawiera zarówno tematykę zadań, jak i możliwe sformułowanie zadań eksperymentalnych. Ostateczną decyzję o rodzaju zadań eksperymentalnych placówka oświatowa podejmuje na podstawie programu oraz pakietu edukacyjno-metodycznego stosowanego w kształceniu w kształceniu w szkole średniej zawodowej.

W ramach standardu poziomu profilu „Wymagania dotyczące poziomu wykształcenia absolwenta” stwierdza się, że studenci muszą potrafić prezentować wyniki pomiarów z uwzględnieniem swoich błędów. Wymóg ten interpretuje się w następujący sposób. Podczas przeprowadzania pomiarów pośrednich (obliczeń) ocenia się błędy bezwzględne i względne bezpośrednich pojedynczych pomiarów stanowiących podstawę obliczeń. Oceny wyników pomiarów pośrednich dokonuje się jedynie poprzez dodawanie (odejmowanie) i mnożenie wartości pierwotnych. We wszystkich przypadkach, którym towarzyszą błędy losowe, nie można wymagać oceny błędów. W takich przypadkach bezpośrednio wskazanych jest tylko 3-5 pomiarów w stałych warunkach. Najczęściej wskazane jest zastąpienie określenia „pomiary pośrednie” określeniem „obliczenia na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich”. Konstruując wykresy zależności wielkości fizycznych, należy wskazać błędy pomiarów bezpośrednich, na podstawie których budowany jest wykres.

W załączniku do zestawu biletów na poziom profilu znajdują się przykładowe zadania dla niektórych biletów, które dają wyobrażenie o zalecanym poziomie złożoności zadań praktycznych na egzamin ustny.

Kiedy nauczyciele fizyki przygotowują zestawy biletów na egzamin ustny, zaleca się zachowanie struktury każdego biletu: zawarte w nim pytania i zadania powinny odzwierciedlać poszczególne części kursu. Liczba biletów wynosi 26 (co najmniej 20), liczba ta nie jest uzależniona od liczby osób przystępujących do egzaminu.

Treść pytań teoretycznych i praktycznych można zmieniać w zależności od elementu dydaktyczno-metodycznego, w którym studiowano fizykę w danej organizacji edukacyjnej, a także z uwzględnieniem dostępnego wyposażenia laboratoryjnego. Pytania praktyczne muszą zawierać co najmniej 40% zadań eksperymentalnych i nie wolno zastępować zadań eksperymentalnych problemami obliczeniowymi.

Dokonując zmian w treści biletów należy pamiętać, że łączna objętość i struktura treści sprawdzanych podczas egzaminu musi odzwierciedlać wszystkie elementy wiedzy i umiejętności fizycznych, które są przewidziane w części normy „Wymagania dla poziomu kształcenia absolwentów” na odpowiednim poziomie.”

W procesie przygotowania do egzaminów studentom udostępniane są teksty biletów i możliwe opcje zadań praktycznych dla każdego z nich. W celu przeprowadzenia egzaminu dla każdej grupy przygotowywany jest oddzielny zestaw zadań tekstowych do części praktycznej, który jest zatwierdzany przez administrację placówki oświatowej i uzgadniany z komisją metodyczną. Teksty zadań przechowuje dyrektor placówki i nie są one z wyprzedzeniem przekazywane studentom.

Podczas przeprowadzania egzaminu ustnego z fizyki studenci mają prawo posługiwać się w razie potrzeby:

Tabele referencyjne wielkości fizycznych;

Plakaty i tabele do odpowiadania na pytania teoretyczne;

Nieprogramowalny kalkulator do obliczeń przy rozwiązywaniu problemów;

Przyrządy i materiały do zadań eksperymentalnych.

Studenci mają co najmniej 40 minut na przygotowanie odpowiedzi na pytania zawarte na bilecie.

Odpowiedź możesz ocenić na podstawie maksymalnie 5 punktów za każde pytanie, a następnie obliczyć średni wynik egzaminu.

Oceniając odpowiedzi uczniów na pytania teoretyczne, wskazane jest przeprowadzenie analizy odpowiedzi element po elemencie w oparciu o wymagania dotyczące wiedzy i umiejętności programu, w którym studiowali, a także elementy strukturalne niektórych typów wiedza i umiejętności. Poniżej znajdują się plany uogólniające dla głównych elementów wiedzy fizycznej, w których symbol * wskazuje te elementy, które należy uznać za obowiązkowe, a bez których nie da się wystawić oceny dostatecznej.

Rozwiązywanie problemów(w biletach na poziomie profilu)

- uznać za całkowicie prawidłowe , jeśli wzory wyrażające prawa fizyczne, których zastosowanie jest niezbędne do rozwiązania problemu w wybrany sposób, zostaną poprawnie zapisane, podane zostaną niezbędne przekształcenia matematyczne i obliczenia prowadzące do prawidłowej odpowiedzi numerycznej i odpowiedź zostanie przedstawiona.

- zadowalający można uznać za rozwiązanie, które zawiera jedynie początkowe formuły niezbędne do rozwiązania zadania, a tym samym osoba zdająca wykazuje zrozumienie modelu fizycznego przedstawionego w zadaniu. W takim przypadku dopuszczalne są błędy w przekształceniach matematycznych lub błędne zapisanie jednego z oryginalnych wzorów.

Podczas oceny zadań eksperymentalnych

- maksymalny wynik zostaje przydzielony, jeśli student wykona pracę w całości, zachowując wymaganą kolejność doświadczeń i pomiarów, samodzielnie i racjonalnie instaluje niezbędną aparaturę, przeprowadza wszystkie doświadczenia w warunkach i trybach zapewniających otrzymanie prawidłowych wyników i wniosków, spełnia wymagania przepisów bezpieczeństwa, prawidłowo i starannie wykonuje wszelkie notatki, rysunki, rysunki, wykresy, obliczenia, a także poprawnie analizuje błędy.

- ocena zadowalająca stawiane jest pod warunkiem, że uczniowie rozumieją zjawisko fizyczne badane w zadaniu eksperymentalnym i prawidłowo przeprowadzają pomiary bezpośrednie.

Kryteria oceny odpowiedzi ustnej na egzaminie:

„5” jest ustawione uczniowi, jeżeli:

1) odkrył pełne zrozumienie istoty fizycznej rozpatrywanych zjawisk i prawa;

2) podaje dokładną definicję i interpretację podstawowych pojęć, praw, teorii, a także prawidłowe definiowanie wielkości fizycznych, ich jednostek i metod;

3) sprawnie wykonuje rysunki, schematy, wykresy załączone do odpowiedzi, poprawnie zapisuje wzory i pomiary, stosując przyjęty system symboli;

4) odpowiadając, nie powtarza dosłownie tekstu podręcznika lub wykładu, ale potrafi wybrać najważniejsze, wykazuje się samodzielnością i uzasadnionymi sądami oraz potrafi ustalić powiązania między studiowanym materiałem, poznanym na studiach przedmiotów pokrewnych;

5) umie samodzielnie i racjonalnie pracować z podręcznikiem, literaturą dodatkową i podręcznikami.

Umieszczona jest cyfra „4”. w przypadku, gdy odpowiedź spełnia powyższe wymagania, ale student:

1) popełnia jeden rażący błąd lub nie więcej niż dwa uchybienia i potrafi to zrobić samodzielnie lub przy niewielkiej pomocy nauczyciela;

2) nie posiada wystarczających umiejętności pracy z literaturą przedmiotu.

Umieszczona jest cyfra „3”. w przypadku, gdy student poprawnie rozumie istotę fizyczną rozpatrywanych zjawisk i wzorców, ale przy udzielaniu odpowiedzi:

1) ujawnia indywidualne braki w opanowaniu istotnych zagadnień z kursu fizyki, które nie zakłócają dalszego opanowania materiału programowego;

2) ma trudności w zastosowaniu wiedzy niezbędnej do rozwiązywania różnego rodzaju problemów, w wyjaśnianiu określonych zjawisk fizycznych na podstawie teorii i praw lub w potwierdzaniu konkretnych przykładów praktycznego zastosowania teorii;

3) nie odpowiada w pełni na pytania nauczyciela lub odtwarza treść podręcznika, ale nie rozumie w wystarczającym stopniu niektórych zapisów istotnych w tym tekście.

Ustawiono „2”. jeśli uczeń:

1) nie zna lub nie rozumie istotnej lub większej części materiału programowego w zakresie zadawanych pytań.

Lista pytań na egzamin

Rodzaje ruchu mechanicznego. Względność ruchu mechanicznego. System referencyjny. Prędkość i przyspieszenie podczas ruchu równomiernie przyspieszonego.

Charakterystyki kinematyczne i graficzny opis ruchu jednostajnego prostoliniowego.

Charakterystyki kinematyczne i graficzny opis ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego.

Siła. Siły występujące w przyrodzie: sprężystość, tarcie, grawitacja. Zasada superpozycji.

Inercyjne systemy raportowania. Pierwsze prawo Newtona. Zasada względności Galileusza.

Prawo powszechnego ciążenia. Waga. Nieważkość.

Puls. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy.

Energia potencjalna i kinetyczna. Prawo zachowania energii w mechanice.

Drgania mechaniczne swobodne i wymuszone. Wibracje harmoniczne. Przemieszczenie, amplituda, okres, częstotliwość, faza. Zależność okresu drgań od właściwości układu.

Fale mechaniczne. Długość fali. Dźwięk. Prędkość dźwięku.

Modele budowy gazów, cieczy i ciał stałych.

Podstawowe zasady teorii kinetyki molekularnej i ich uzasadnienie eksperymentalne. Ruch Browna.

Ruch termiczny cząsteczek. Temperatura bezwzględna jest miarą średniej energii kinetycznej

Model gazu idealnego. Zależność ciśnienia od średniej energii kinetycznej cząsteczek.

Gaz doskonały. Równanie stanu gazu doskonałego (równanie Mendelejewa-Clapeyrona).

Energia wewnętrzna i sposoby jej zmiany. Pierwsza zasada termodynamiki.

Pierwsza zasada termodynamiki. Nieodwracalność procesów termicznych.

Silniki cieplne i ochrona środowiska. Sprawność silników cieplnych.

Ładunek elektryczny. Prawo zachowania ładunku. Oddziaływanie ciał naładowanych. Prawo Coulomba.

Pole elektryczne, jego materialność. Siła i potencjał pola elektrycznego.

Przewodniki i dielektryki w polu elektrycznym. Stała dielektryczna.

Kondensator. Pojemność elektryczna. Pojemność elektryczna kondensatora płaskiego. Podłączenie kondensatorów.

Stały prąd elektryczny. Rezystancja sekcji obwodu. Prawo Ohma dla odcinka obwodu.

Równoległe i szeregowe łączenie przewodów.

Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla obwodu pełnego (zamkniętego).

Efekt cieplny prądu. Prawo Joule’a-Lenza. Moc prądu elektrycznego.

Półprzewodniki. Przewodnictwo wewnętrzne i zanieczyszczenia. Dioda półprzewodnikowa. Urządzenia półprzewodnikowe.

Swobodne nośniki ładunków elektrycznych w przewodnikach. Mechanizm przewodzenia metali stałych.

Swobodne nośniki ładunku elektrycznego w przewodnikach. Mechanizm przewodnictwa roztworów i stopów elektrolitów.

Pole magnetyczne. Magnesy trwałe a pole magnetyczne prądu i jego materialność.

Moc amperowa.

Zasada działania silnika elektrycznego. Elektryczne przyrządy pomiarowe.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Prawo indukcji elektromagnetycznej. Indukcja SEM w poruszającym się przewodniku.

Zasada działania generatora.

Obwód oscylacyjny. Swobodne oscylacje elektryczne. Przemiana energii w obwodzie oscylacyjnym. Częstotliwość drgań własnych obwodu.

Prąd przemienny. Środki ostrożności podczas obchodzenia się z prądem przemiennym.

Budowa i zasada działania transformatora. Jego zastosowanie w praktyce. Przesyłanie i wykorzystanie energii elektrycznej.

Wytwarzanie, przesyłanie i wykorzystanie energii elektrycznej.

Pole elektromagnetyczne. Fala elektromagnetyczna. Właściwości fal elektromagnetycznych.

Skala fal elektromagnetycznych. Zastosowanie fal elektromagnetycznych w życiu codziennym i technologii.

Zasada łączności radiotelefonicznej.

Światło jest jak fala elektromagnetyczna.

Rozproszenie światła.

Interferencja i dyfrakcja światła. Kwantowe właściwości światła.

Prawa odbicia i załamania światła. Całkowita refleksja. Instrumenty optyczne.

Soczewki. Konstruowanie obrazu w cienkiej soczewce. Cienka formuła soczewki. Moc optyczna obiektywu.

Efekt fotograficzny. Doświadczenie A.G. Stoletova. Prawa efektu fotoelektrycznego. Urządzenia techniczne wykorzystujące efekt fotoelektryczny.

Struktura atomu. Model planetarny i model Bohra. Pochłanianie i emisja światła przez atomy. Kwantyzacja energii.

Zasada działania i zastosowanie lasera.

Budowa jądra atomowego. Proton i neutron. Zależność masy i energii. Energia wiązania jądrowego.

Radioaktywność. Rodzaje promieniowania radioaktywnego i ich właściwości.

Reakcje jądrowe. Rozszczepienie i synteza jądrowa.

Lista zadań

Problem polega na zastosowaniu równania stanu gazu doskonałego.

Zadanie polega na wyznaczeniu zależności ciśnienia gazu doskonałego od temperatury.

Problem ze stosowaniem równania bilansu cieplnego.

Zadanie polega na wyznaczeniu sprawności silnika cieplnego.

Problem stosowania prawa Coulomba.

Problem polega na obliczeniu obwodu elektrycznego z szeregowym i równoległym połączeniem przewodów.

Zadanie polega na zastosowaniu prawa Ohma dla odcinka obwodu z uwzględnieniem rezystywności przewodnika.

Zadanie polega na zastosowaniu prawa Ohma do obwodu pełnego (zamkniętego).

Zadanie polega na identyfikacji żarnika lampy.

Problem polega na obliczeniu natężenia pola elektrycznego.

Problem polega na zastosowaniu wzoru na siłę Lorentza.

Zadanie polega na zastosowaniu prawa załamania światła.

Zadanie polega na wyznaczeniu ogniskowej soczewki.

Zadanie polega na wyznaczeniu maksymalnej energii kinetycznej elektronu podczas efektu fotoelektrycznego.

Zadanie polega na określeniu długości fali światła emitowanego podczas przejścia atomu z jednego stanu stacjonarnego do drugiego.

Zadanie polega na wyznaczeniu energii wiązania jąder atomowych.

Lista zadań praktycznych

Oznaczanie wilgotności względnej powietrza.

Określanie liczby cząsteczek powietrza w klasie.

Wyznaczanie pracy pracy fotoelektronu z wykresu zależności energii kinetycznej fotoelektronu od częstotliwości światła.

Wyznaczanie rezystancji przewodu.

Określanie długości drutu miedzianego w cewce zapłonowej.

Wyznaczanie pola elektromagnetycznego i rezystancji wewnętrznej źródła prądu.

Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej.

Badanie zależności okresu drgań wahadła matematycznego od jego długości.

Obserwacja dyfrakcji światła.

Obserwacja interferencji światła.

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

BILET NA BADANIE nr 1

1. Rodzaje ruchu mechanicznego. Względność ruchu mechanicznego. System referencyjny. Prędkość i przyspieszenie podczas ruchu równomiernie przyspieszonego.

2. Półprzewodniki. Przewodnictwo wewnętrzne i zanieczyszczenia. Dioda półprzewodnikowa. Urządzenia półprzewodnikowe.

3. Problem wykorzystania siły Lorentza.

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 2

1. Charakterystyki kinematyczne i graficzny opis ruchu jednostajnego i liniowego.

2. Swobodne nośniki ładunku elektrycznego w przewodnikach. Mechanizm przewodnictwa roztworów i stopów w elektrolitach.

3. Problem wykorzystania prawa Ohma dla odcinka obwodu z uwzględnieniem rezystywności.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 3

1. Charakterystyki kinematyczne i graficzny opis ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego.

2. Swobodne nośniki ładunku elektrycznego w przewodnikach. Mechanizm przewodnictwa metali stałych.

3. Problem dotyczący prawa Coulomba.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 4

1. Oddziaływanie ciał. Siła. Siły występujące w przyrodzie: sprężystość, tarcie, grawitacja. Zasada superpozycji.

2. Pole magnetyczne. Magnesy trwałe i pole magnetyczne prądu. Jego materialność.

3. Zadanie eksperymentalne. Obserwacja dyfrakcji światła.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

BILET NA EGZAMIN nr 5

1. Inercyjne układy odniesienia. Pierwsze prawo Newtona. Zasada względności Galileusza.

2. Moc amperowa.

3. Praca laboratoryjna: „Oznaczanie wilgotności względnej powietrza”.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 6

1. Prawo powszechnego ciążenia. Waga. Nieważkość.

2. Zasada działania silnika elektrycznego. Elektryczne przyrządy pomiarowe.

3. Problem stosowania prawa załamania materii.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 7

1. Impuls. Prawo zachowania pędu. Napęd odrzutowy.

2. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Prawo indukcji elektromagnetycznej. Indukcja SEM w poruszającym się przewodniku.

3. Zadanie eksperymentalne. Wyznaczanie pracy pracy fotoelektronów z wykresu zależności maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronów od częstotliwości światła.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 8

1. Energia potencjalna i kinetyczna. Prawo zachowania energii.

2. Zasada działania generatora.

3. Zadanie eksperymentalne. Określ długość drutu miedzianego.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 9

1. Drgania mechaniczne swobodne i wymuszone. Wibracje harmoniczne. Przemieszczenie, amplituda, okres, częstotliwość, faza. Zależność okresu drgań od właściwości układu.

2. Prąd przemienny. Środki ostrożności podczas obchodzenia się z prądem przemiennym.

3. Zadanie obliczenia obwodu elektrycznego z szeregowym i równoległym połączeniem przewodów.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 10

1. Fale mechaniczne. Długość fali. Dźwięk. Prędkość dźwięku.

2. Obwód oscylacyjny. Swobodne oscylacje elektryczne. Przemiana energii w obwodzie oscylacyjnym. Częstotliwość drgań własnych obwodu.

3. Zadanie eksperymentalne. Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

BILET NA BADANIE nr 11

1. Modele budowy gazów, cieczy i ciał stałych.

2. Konstrukcja i zasada działania transformatora. Jego zastosowanie w praktyce. Przesyłanie i wykorzystanie energii elektrycznej.

3. Zadanie eksperymentalne. Określanie liczby cząsteczek powietrza w klasie.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 12

1. Podstawowe zasady teorii kinetyki molekularnej i ich uzasadnienie eksperymentalne. Ruch Browna.

2. Wytwarzanie, przesyłanie i wykorzystanie energii elektrycznej.

3. Praca laboratoryjna. „Badanie zależności okresu drgań wahadła matematycznego od długości nici”.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 13

1. Ruch termiczny cząsteczek. Temperatura bezwzględna jest miarą średniej energii kinetycznej.

2. Pole elektromagnetyczne. Fala elektromagnetyczna. Właściwości fal elektromagnetycznych.

3. Zadanie wyznaczenia długości fali światła emitowanego podczas przejścia atomu z jednego stanu stacjonarnego do drugiego.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 14

1. Model gazu doskonałego. Zależność ciśnienia od średniej energii kinetycznej cząsteczek.

2. Skala fal elektromagnetycznych. Zastosowanie fal elektromagnetycznych w życiu codziennym i technologii.

3. Praca laboratoryjna. „Wyznaczanie pola elektromagnetycznego i rezystancji wewnętrznej źródła prądu”.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 15

1. Gaz doskonały. Równanie stanu gazu doskonałego (równanie Mendelejewa – Clapeyrona).

2. Zasada łączności radiotelefonicznej.

3. Zadanie wyznaczania stałej dielektrycznej substancji.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 16

1. Energia wewnętrzna i sposoby jej zmiany.

2. Światło jako fala elektromagnetyczna.

3. Problem obliczania energii wiązania jąder atomowych.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 17

1. Pierwsza zasada termodynamiki. Nieodwracalność procesów termicznych.

2. Dyfrakcja światła.

3. Zadanie wyznaczenia maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronu podczas efektu fotoelektrycznego.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 18

1. Silniki cieplne i ochrona środowiska. Sprawność silnika cieplnego.

2. Interferencja i rozproszenie światła.

3. Zadanie eksperymentalne. Pomiar rezystancji przewodu.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 19

1. Ładunek elektryczny. Prawo zachowania ładunku. Oddziaływanie ciał naładowanych. Prawo Coulomba.

2. Prawo odbicia i załamania światła. Całkowita refleksja. Instrumenty optyczne.

3. Zadanie zastosowania prawa Ohma do pełnego obwodu.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 20

1. Pole elektryczne i jego materialność. Siła i potencjał pola elektrycznego.

2. Soczewki. Konstruowanie obrazu w cienkiej soczewce. Cienka formuła soczewki. Moc optyczna obiektywu.

3. Zadanie eksperymentalne. Obserwacja interferencji światła.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

BILET EGZAMINU nr 21

1. Pojemność elektryczna. Kondensator. Pojemność elektryczna kondensatora płaskiego. Podłączenie kondensatorów.

2. Budowa atomu. Model planetarny i model Bohra. Pochłanianie i emisja światła przez atomy.

3. Zadanie wyznaczenia temperatury żarnika lampy.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 22

1. Pole elektromagnetyczne. Fale elektromagnetyczne, ich właściwości.

2. Gaz doskonały. Równanie stanu gazu doskonałego.

3. Zagadnienie zależności ciśnienia gazu doskonałego od temperatury.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 23

1. Stały prąd elektryczny. Rezystancja sekcji obwodu. Prawo Ohma dla odcinka obwodu.

2. Zasada działania i zastosowanie lasera.

3. Problem z wykorzystaniem równania bilansu cieplnego.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 24

1. Równoległe i szeregowe łączenie przewodów.

2. Budowa jądra atomowego. Proton i neutron. Zależność masy i energii. Energia wiązania jądra atomowego.

3. Zadanie wyznaczania sprawności silnika cieplnego.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 25

1. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla obwodu pełnego (zamkniętego).

2. Radioaktywność. Rodzaje promieniowania radioaktywnego i ich właściwości.

3. Zadanie wyznaczania ogniskowej obiektywu.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

Republika Krymu „Primorsky Industrial College”

KARTA EGZAMINU nr 26

1. Efekt cieplny prądu. Prawo Joule’a-Lenza. Moc prądu elektrycznego.

2. Reakcje jądrowe. Rozszczepienie i synteza jądrowa.

3. Problem zastosowania równania stanu gazu doskonałego.

Dyscyplina akademicka ___FIZYKA___

Opracowane przez __Shatnaya O.G.__ ___________

Przewodniczący MK __Shatnaya O.G.__ _________

„___”______________20___

Przykładowa wersja zadań

Poniżej znajdują się przykłady problemów dla niektórych biletów, które dają wyobrażenie o zalecanym poziomie trudności zadań praktycznych do egzaminu ustnego uczniów szkół średnich zawodowych w zawodach, w których przedmiotem podstawowym jest fizyka.

Zadanie 1. Jakie ciśnienie mieszanki roboczej ustala się w cylindrach silnika, jeśli pod koniec suwu sprężania temperatura wzrośnie z 50 do 250 ° C, a objętość spadnie z 0,75 do 0,12 l? Początkowe ciśnienie mieszaniny roboczej wynosi 80 kPa (Uwaga 1l = 10 -3 m 3).

Zadanie 2. Ciśnienie gazu w żarówkach elektrycznych wynosi 0,45 Pa. Oblicz stężenie cząsteczek gazu przy wskazanym ciśnieniu i temperaturze 27°C.

Zadanie 3. Jaką masę alkoholu należy spalić, aby ogrzać 2 kg wody od 14 do 50°C, jeżeli całe ciepło wydzielone podczas spalania alkoholu zostanie wykorzystane do podgrzania wody?

Zadanie 4. Sprawność silnika cieplnego wynosi 30%. Płyn roboczy otrzymał od grzejnika 5 kJ ciepła. Oblicz pracę wykonaną przez silnik.

Zadanie 5. Dwa identyczne ładunki oddziałują w nafcie z siłą 0,1 N, znajdując się w odległości 10 cm. Oblicz wielkość tych ładunków.

Zadanie 6. Znajdź rozkład prądów i napięć w obwodzie, jeśli amperomierz wskazuje 2A. Rezystancje rezystorów R 1, R 2, R 3 i reostatu wynoszą odpowiednio 2, 10, 15, 4 omów.

Zadanie 7. Odcinek obwodu składa się z drutu stalowego o długości 2 m i polu przekroju 0,48 mm 2, połączonego szeregowo drutem niklowym o długości 1 m i polu przekroju 0,21 mm 2. Jakie napięcie należy przyłożyć do odcinka obwodu, aby uzyskać prąd o natężeniu 0,6 A?

Zadanie 8. Każdy z czterech elementów o rezystancji wewnętrznej 0,8 oma i sile elektromagnetycznej 2 V łączy się szeregowo i zamyka, uzyskując rezystancję 4,8 oma. Oblicz prąd w obwodzie.

Problem 9. W trybie pracy temperatura żarnika wolframowego lampy wynosi 2800°C. Ile razy jego opór elektryczny w trybie pracy jest większy niż w temperaturze 0°C?

Zadanie 10. W odległości 3 cm od ładunku 4 nC umieszczonego w ciekłym dielektryku natężenie pola elektrycznego wynosi 20 kV/m. Jaka jest stała dielektryczna dielektryka?

Zadanie 11. Przewodnik o długości 40 cm znajduje się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji 0,8 T. Przewodnik zaczął poruszać się prostopadle do linii sił, gdy przepłynął przez niego prąd elektryczny o natężeniu 5 A. Oblicz pracę pola magnetycznego, jeśli przewodnik przesunie się o 20 cm.

Problem 12. Elektron wpada w jednorodne pole magnetyczne o indukcji 0,09 T prostopadle do linii sił z prędkością 4,10 4 m/s. Wyznacz promień okręgu, który będzie opisywał elektron.

Zadanie 13. Wyznacz współczynnik załamania terpentyny i prędkość propagacji światła w terpentynie, jeśli wiadomo, że pod kątem padania

Zadanie 14. Podczas wykonywania pracy laboratoryjnej student otrzymywał na ekranie obraz płonącej świecy. Jaka jest ogniskowa, moc optyczna i powiększenie soczewki, jeśli odległość świecy od soczewki wynosi 30 cm, a odległość soczewki od ekranu wynosi 23 cm?

Zadanie 15. Kiedy elektron w atomie wodoru przemieszcza się z trzeciej orbity stacjonarnej na drugą, wyemitowane zostaną fotony odpowiadające długości fali 0,652 µm (czerwona linia widma wodoru). Ile energii traci w tym przypadku atom wodoru?

Zadanie 16. Oblicz energię wiązania jądra atomu tlenu.

Konsultacje w sprawie przygotowania trzeciego pytania

	Zadanie
	Elektron wpada w jednorodne pole magnetyczne o indukcji 0,09 T prostopadle do linii sił z prędkością 4,10 4 m/s. Wyznacz promień okręgu, który będzie opisywał elektron.
	Sekcja obwodu składa się z drutu stalowego o długości 2 m i polu przekroju poprzecznego 0,48 mm 2 połączonego szeregowo z drutem niklowym o długości 1 m i przekroju 0,21 mm 2 . Jakie napięcie należy przyłożyć do odcinka obwodu, aby uzyskać prąd o natężeniu 0,6 A?
	Dwa identyczne ładunki oddziałują w nafcie z siłą 0,1 N, znajdując się w odległości 10 cm. Oblicz wielkość tych ładunków.
	Wyznaczyć współczynnik załamania terpentyny i prędkość rozchodzenia się światła w terpentynie, jeżeli wiadomo, że pod kątem padania
	Znajdź rozkład prądów i napięć w obwodzie, jeśli amperomierz wskazuje 2A. Rezystancja rezystorów R 1, R 2, R 4 i reostatu wynosi odpowiednio 2, 10, 15, 4 omów.
	Kiedy elektron w atomie wodoru przemieszcza się z trzeciej orbity stacjonarnej na drugą, wyemitowane zostaną fotony odpowiadające długości fali 0,652 μm (czerwona linia widma wodoru). Ile energii traci w tym przypadku atom wodoru?
	W odległości 3 cm od ładunku 4 nC umieszczonego w ciekłym dielektryku natężenie pola wynosi 20 kV/m. Jaka jest stała dielektryczna dielektryka?
	Oblicz energię wiązania jądra atomu tlenu.
	Jaka jest maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów podczas naświetlania żelaza światłem o długości fali 200 nm? Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla żelaza wynosi 288 nm.
	Każdy z czterech elementów o rezystancji wewnętrznej 0,8 oma i sile elektromagnetycznej 2 V łączy się szeregowo i zamyka, uzyskując rezystancję 4,8 oma. Oblicz prąd w obwodzie.
	W trybie pracy temperatura żarnika wolframowego lampy wynosi 2800°C. Ile razy jego opór elektryczny w trybie pracy jest większy niż w temperaturze 0°C?
	Ciśnienie gazu w żarówkach elektrycznych wynosi 0,45 Pa. Oblicz stężenie cząsteczek gazu przy wskazanym ciśnieniu i temperaturze 27°C.
	Jaką masę alkoholu należy spalić, aby ogrzać 2 kg wody od 14 do 50°C, jeśli całe ciepło wydzielone podczas spalania alkoholu zostanie wykorzystane do podgrzania wody?
	Sprawność silnika cieplnego wynosi 30%. Płyn roboczy otrzymał od grzejnika 5 kJ ciepła. Oblicz pracę wykonaną przez silnik.
	Podczas wykonywania prac laboratoryjnych student otrzymywał na ekranie wyraźny obraz płonącej świecy. Jaka jest ogniskowa, powiększenie? i moc optyczna obiektywu?
	Jakie ciśnienie mieszanki roboczej ustala się w cylindrach silnika, jeżeli pod koniec suwu sprężania temperatura wzrasta z 50 do 250°C, a objętość zmniejsza się z 0,75 do 0,12 litra? Początkowe ciśnienie mieszaniny roboczej wynosi 80 kPa (Uwaga 1l = 10 -3 m 3).

Przykłady zadań eksperymentalnych

1. Obserwacja i wyjaśnianie zjawisk fizycznych.

Bilet numer 10

Temat: Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej.

Wyposażenie: galwanometr, cewka drutowa, magnes.

Cel: Badanie warunków występowania prądu indukcyjnego.

Postęp:

1. Podłącz obwód zamknięty do galwanometru.

2. Demonstrować metody wytwarzania prądu indukowanego w obwodzie.

3. Zbadaj zależność kierunku prądu indukcyjnego od jego wielkości.

Podłącz galwanometr do cewki, zbadaj możliwe sposoby uzyskania prądu indukcyjnego, kierunek i wielkość prądu.

Bilet numer 4

Temat: Obserwacja dyfrakcji światła.

Wyposażenie: ekran ze szczeliną, zacisk.

Cel: Badanie wzorów dyfrakcyjnych na szczelinie ekranu i suwmiarce.

Postęp:

1. Obserwuj obraz dyfrakcyjny na szczelinie ekranu.

2. Obserwuj obraz dyfrakcyjny na suwmiarce.

3. Zbadaj powstałe wzory dyfrakcyjne.

Bilet numer 20

Temat: Obserwacja interferencji światła

Wyposażenie: dwie szklane, płasko-równoległe płyty

Cel: badanie wzoru interferencyjnego uzyskanego w szczelinie powietrznej.

Postęp:

1. Umieścić dwie odtłuszczone płytki szklane i obserwować wzór interferencyjny.

2. Zbadaj charakter wzoru interferencyjnego w zależności od stopnia nacisku na płyty.

2. Pomiar wielkości fizycznych

Bilet numer 11

Temat: Określanie liczby cząsteczek powietrza w klasie

Wyposażenie: Linijka, tabela gęstości substancji

Postęp:

1. Zmierz parametry szafki i określ jej objętość.

2. Po określeniu gęstości powietrza w biurze oblicz masę powietrza.

3. Przyjmując masę molową powietrza równą 0,029 kg/mol, oblicz liczbę cząsteczek w szafce.

4. Określ błąd bezwzględny i względny w wyznaczaniu liczby cząsteczek powietrza w pomieszczeniu.

Bilet numer 5

Temat: Wyznaczanie wilgotności względnej w biurze za pomocą psi-chromometru

Wyposażenie: Termometr, ściereczka, woda, stół psychrometryczny

Przeznaczenie: Pomiar wilgotności względnej powietrza, posiadanie jednego termometru i stołu psychrometrycznego

Postęp:

1. Zmierz temperaturę powietrza.

2. Zwilż szmatkę wodą, owiń termometr i zmierz temperaturę powietrza mokrym termometrem.

3. Korzystając z różnicy wskazań termometru suchego i mokrego oraz tabeli psychrometrycznej, określ wilgotność względną powietrza.

Bilet numer 14

Temat: Wyznaczanie pola elektromagnetycznego i rezystancji wewnętrznej źródła prądu

Wyposażenie: Źródło prądu, amperomierz, woltomierz, przewody łączące.

Cel: Zmierzyć pole elektromagnetyczne i określić rezystancję wewnętrzną źródła prądu

Postęp:

1. Zmierz pole elektromagnetyczne bieżącego źródła.

3. Wykonaj eksperymenty, aby zmierzyć rezystancję wewnętrzną źródła prądu.

Bilet numer 18

Temat: Pomiar rezystancji przewodnika

Wyposażenie: źródło prądu, amperomierz, woltomierz, reostat

Cel: Określenie rezystancji przewodnika

Postęp:

1. Zmontuj obwód elektryczny.

2. Zmierz prąd i napięcie na reostacie.

3. Korzystając z prawa Ohma dla odcinka obwodu, wyznacz rezystancję przewodnika.

4. Oblicz błąd bezwzględny i względny pomiaru rezystancji.

Bilet numer 8

Temat: Wyznaczanie długości przewodu miedzianego w cewce zapłonowej

Wyposażenie: Zasilacz, amperomierz, woltomierz, przewody przyłączeniowe, suwmiarka, tablica oporności metalu

Cel: Określenie długości drutu miedzianego, bezwzględnego i względnego błędu pomiaru.

Postęp:

1. Zmontuj obwód elektryczny i zmierz prąd w obwodzie oraz napięcie na cewce.

3. Za pomocą suwmiarki zmierz średnicę drutu i określ pole przekroju poprzecznego.

4. Znając rezystywność miedzi, określ długość przewodnika.

5. Określ błąd bezwzględny i względny pomiaru długości drutu.

3. Obliczanie wielkości fizycznej z wykorzystaniem zależności graficznych pierwotnych wielkości fizycznych.

Bilet numer 7

Temat: Wyznaczanie pracy pracy fotoelektronów z wykresu maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronów od częstotliwości światła

Sprzęt: wykres zależności E k = E k (

Cel: określić funkcję pracy metalu

Postęp:

1. Korzystając z wykresu, wyznacz czerwoną granicę efektu fotoelektrycznego.

2. Wyznaczając czerwoną granicę efektu fotoelektrycznego, wyznaczyć funkcję pracy wyjścia dla danego metalu.

4. Ustalanie powiązań pomiędzy wielkościami fizycznymi

Bilet numer 12

Temat: Sprawdzanie zależności okresu drgań wahadła matematycznego od długości gwintu

Wyposażenie: statyw, dwa wahadła matematyczne, linijka, stoper

Cel: Znaleźć związek pomiędzy okresem drgań wahadła matematycznego a jego długością

Postęp:

1. Mierzyć okresy drgań wahadeł matematycznych.

2. Zmierz długość gwintu obu wahadeł.

3. Znaleźć związek pomiędzy okresem drgań wahadeł a ich długością.

Bilet nr 1

Ruch mechaniczny Względność ruchu, układ odniesienia, punkt materialny, trajektoria. Ścieżka i ruch. Natychmiastowa prędkość. Przyśpieszenie. Ruch równomierny i równomiernie przyspieszony

Plan reakcji

1. Definicja ruchu mechanicznego. 2. Podstawowe pojęcia mechaniki. 3. Charakterystyki kinematyczne. 4. Podstawowe równania. 5. Rodzaje ruchu. 6. Względność ruchu.

Mechaniczny ruch to zmiana położenia ciała (lub jego części) względem innych ciał. Na przykład osoba jadąca ruchomymi schodami w metrze pozostaje w spoczynku względem samych schodów ruchomych i porusza się względem ścian tunelu; Góra Elbrus pozostaje w spoczynku względem Ziemi i porusza się wraz z Ziemią względem Słońca.

Z tych przykładów jasno wynika, że zawsze konieczne jest wskazanie ciała, względem którego rozpatrywany jest ruch; punkt odniesienia. Układ współrzędnych, obiekt odniesienia, z którym jest powiązany, oraz wybrana metoda pomiaru czasu układu odniesienia. Spójrzmy na dwa przykłady. Wymiary stacji orbitalnej znajdującej się na orbicie w pobliżu Ziemi nie mogą być brane pod uwagę przy obliczaniu trajektorii statku kosmicznego podczas dokowania do stacji nie można obejść się bez uwzględnienia jej wymiarów. Dlatego czasami można pominąć wielkość ciała w porównaniu z odległością do niego; w takich przypadkach ciało uważa się za punkt materialny. Linię, wzdłuż której porusza się punkt materialny, nazywa się trajektorią. Długość części trajektorii pomiędzy początkową a końcową pozycją punktu nazywa się ścieżką (L). Jednostką miary ścieżki jest 1 m.

Ruch mechaniczny charakteryzują trzy wielkości fizyczne: przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie.

Nazywa się skierowany odcinek linii poprowadzony od położenia początkowego poruszającego się punktu do jego położenia końcowego poruszający(s). Przemieszczenie jest wielkością wektorową. Jednostką miary przemieszczenia jest 1 m.

Prędkość- wektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca prędkość ruchu ciała, liczbowo równa stosunkowi ruchu w krótkim okresie czasu do wartości tego przedziału. Okres czasu uważa się za wystarczająco krótki, jeśli prędkość w tym okresie nie uległa zmianie. Na przykład, gdy samochód porusza się t ~ 1 s, gdy cząstka elementarna porusza się t ~ 10 s, kiedy ciała niebieskie poruszają się t ~ 10 s. Definiujący wzór na prędkość ma postać w= s /T. Jednostką prędkości jest m/s. W praktyce używaną jednostką prędkości jest km/h (36 km/h = 10 m/s). Prędkość mierzy się za pomocą prędkościomierza.

Przyśpieszenie- wektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca szybkość zmiany prędkości, liczbowo równa stosunkowi zmiany prędkości do okresu czasu, w którym ta zmiana nastąpiła. Jeżeli prędkość zmienia się równomiernie w całym czasie ruchu, to przyspieszenie można obliczyć ze wzoru A= (w – w 0 ) /T. Jednostką miary przyspieszenia jest m/s 2 .

Charakterystyki ruchu mechanicznego są powiązane podstawowymi równaniami kinematycznymi.

s =w 0t + Na 2 / 2;

v = w 0 +w.

Załóżmy, że ciało porusza się bez przyspieszenia (samolot na trasie), jego prędkość nie zmienia się przez długi czas, A= 0, wówczas równania kinematyczne będą wyglądać następująco: w = stała, s =wt .

Ruch, podczas którego prędkość ciała się nie zmienia, to znaczy ciało porusza się o tę samą wartość w jednakowych odstępach czasu, nazywa się ruchem równomierny ruch liniowy.

Podczas startu prędkość rakiety gwałtownie wzrasta, czyli przyspieszenie a > O, a == konst.

W tym przypadku równania kinematyczne wyglądają następująco: w = w 0 + w, s = V 0t +w 2 / 2.

Przy takim ruchu prędkość i przyspieszenie mają te same kierunki, a prędkość zmienia się jednakowo w równych odstępach czasu. Ten rodzaj ruchu nazywa się równomiernie przyspieszony.

Podczas hamowania samochodu prędkość maleje równomiernie w równych odstępach czasu, przyspieszenie jest mniejsze od zera; ponieważ prędkość maleje, równania przyjmują postać : w = w 0 + w, s = v 0t - Na 2 / 2 . Ten rodzaj ruchu nazywany jest jednostajnie powolnym.

Wszystkie wielkości fizyczne charakteryzujące ruch ciała (prędkość, przyspieszenie, przemieszczenie), a także rodzaj trajektorii mogą zmieniać się podczas przemieszczania się z jednego układu do drugiego, tj. charakter ruchu zależy od wyboru układu odniesienia, i to jest gdzie względność ruchu. Na przykład samolot tankuje się w powietrzu. W układzie odniesienia związanym z płaszczyzną druga płaszczyzna znajduje się w spoczynku, a w układzie odniesienia związanym z Ziemią obie płaszczyzny są w ruchu. Kiedy rowerzysta się porusza, punkt koła w układzie odniesienia powiązanym z osią ma trajektorię pokazaną na rysunku 1.

Ryż. 1 rys. 2

W układzie odniesienia związanym z Ziemią typ trajektorii okazuje się inny (ryc. 2).

Bilet nr 10

Ciała krystaliczne i amorficzne. Odkształcenia sprężyste i plastyczne ciał stałych.

Plan reakcji

1. Ciało stałe. 2. Ciała krystaliczne. 3. Mono- i polikryształy. 4. Ciała amorficzne. .5. Elastyczność. 6. Plastyczność.

Każdy może łatwo podzielić ciała na stałe i ciekłe. Podział ten będzie jednak opierał się wyłącznie na znakach zewnętrznych. Aby dowiedzieć się, jakie właściwości mają ciała stałe, podgrzejemy je. Niektóre ciała zaczną się palić (drewno, węgiel) - są to substancje organiczne. Inne zmiękną (żywica) nawet w niskich temperaturach – są to materiały amorficzne. Jeszcze inne zmienią swój stan po podgrzaniu, jak pokazano na wykresie (ryc. 12). Są to ciała krystaliczne. To zachowanie ciał krystalicznych po podgrzaniu tłumaczy się ich wewnętrzną strukturą. Ciała krystaliczne- są to ciała, których atomy i cząsteczki są ułożone w określonej kolejności, a kolejność ta jest zachowana na dość dużej odległości. Nazywa się przestrzennym okresowym rozmieszczeniem atomów lub jonów w krysztale sieci krystalicznej. Nazywa się punkty sieci krystalicznej, w których znajdują się atomy lub jony węzły sieci krystalicznej.

Ryż. 12

Ciała krystaliczne to monokryształy lub polikryształy. Monokryształ ma sieć monokrystaliczną w całej swojej objętości.

Anizotropia monokryształów polega na zależności ich właściwości fizycznych od kierunku. Polikryształ Jest to połączenie małych, różnie zorientowanych monokryształów (ziarn) i nie posiada właściwości anizotropowych.

Większość ciał stałych ma strukturę polikrystaliczną (minerały, stopy, ceramika).

Do głównych właściwości ciał krystalicznych zalicza się: pewność temperatury topnienia, sprężystość, wytrzymałość, zależność właściwości od kolejności ułożenia atomów, czyli od rodzaju sieci krystalicznej.

Amorficzny to substancje, które nie mają porządku w rozmieszczeniu atomów i cząsteczek w całej objętości tej substancji. W przeciwieństwie do substancji krystalicznych, substancje amorficzne izotropowy. Oznacza to, że właściwości są takie same we wszystkich kierunkach. Przejście ze stanu amorficznego do cieczy następuje stopniowo, nie ma określonej temperatury topnienia. Ciała amorficzne nie mają elastyczności, są plastyczne. Różne substancje występują w stanie amorficznym: szkło, żywice, tworzywa sztuczne itp.

U

sztywność- właściwość ciał do przywracania kształtu i objętości po ustaniu działania sił zewnętrznych lub innych przyczyn, które spowodowały deformację ciał. Dla odkształceń sprężystych obowiązuje prawo Hooke’a, zgodnie z którym odkształcenia sprężyste są wprost proporcjonalne do wywołujących je wpływów zewnętrznych, gdzie jest naprężeniem mechanicznym,

 - wydłużenie względne, E- Moduł Younga (moduł sprężystości). Elastyczność wynika z interakcji i ruchu termicznego cząstek tworzących substancję.

Plastikowy- właściwość ciał stałych pod wpływem sił zewnętrznych do zmiany kształtu i rozmiaru bez zapadania się oraz do zatrzymania odkształceń szczątkowych po ustaniu działania tych sił.

Bilet numer 11

Praca z termodynamiki. Energia wewnętrzna. Pierwsza zasada termodynamiki. Zastosowanie pierwszego prawa do izoprocesów. Proces adiabatyczny.

Plan reakcji

1. Energia wewnętrzna i jej pomiar. 2. Praca z termodynamiki. 3. Pierwsza zasada termodynamiki. 4. Izoprocesy. 5. Proces adiabatyczny.

Każde ciało ma bardzo specyficzną strukturę; składa się z cząstek, które poruszają się chaotycznie i oddziałują ze sobą, dlatego każde ciało ma energię wewnętrzną. Energia wewnętrzna to wielkość charakteryzująca stan własny organizmu, tj. energia chaotycznego (termicznego) ruchu mikrocząstek układu (cząsteczek, atomów, elektronów, jąder itp.) oraz energia oddziaływania tych cząstek. Energię wewnętrzną jednoatomowego gazu doskonałego określa się ze wzoru U=3/2 t/mCZ.

Energia wewnętrzna ciała może się zmienić jedynie w wyniku jego interakcji z innymi ciałami. Istnieją dwa sposoby zmiany energii wewnętrznej: wymiana ciepła i praca mechaniczna (na przykład ogrzewanie podczas tarcia lub ściskania, chłodzenie podczas rozszerzania).

Przenikanie ciepła- jest to zmiana energii wewnętrznej bez wykonywania pracy: energia jest przekazywana z ciał bardziej ogrzanych do ciał mniej ogrzanych. Istnieją trzy rodzaje wymiany ciepła: przewodność cieplna(bezpośrednia wymiana energii pomiędzy chaotycznie poruszającymi się cząstkami oddziałujących ciał lub częściami tego samego ciała); konwekcja(przenoszenie energii przez przepływ cieczy lub gazu) oraz promieniowanie(przenoszenie energii za pomocą fal elektromagnetycznych). Miarą energii przeniesionej podczas wymiany ciepła jest ilość ciepła(Q).

Metody te są ilościowo łączone w prawo zachowania energii, które dla procesów termicznych odczytuje się następująco. Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa sumie ilości ciepła przekazanego do układu i pracy, czyli sił zewnętrznych, wykonanej nad układem. Ty= Pytanie+A, Gdzie  U to zmiana energii wewnętrznej, Q to ilość ciepła przekazanego do układu, A - działanie sił zewnętrznych. Jeżeli sam system wykonuje pracę, to jest on umownie wyznaczany A". Następnie prawo zachowania energii dla procesów termicznych, które nazywa się pierwsza zasada termodynamiki, można zapisać w ten sposób: Q = Α" +  Ty, tj. ilość ciepła przekazanego do układu jest zużywana na wykonanie pracy układu i zmianę jego energii wewnętrznej.

Gaz ogrzewany izobarycznie działa na siły zewnętrzne Α" = P(V 1 - V 2 ) = pΔV, Gdzie

V 1 i V 2 - początkowa i końcowa objętość gazu. Jeśli proces nie jest izobaryczny, ilość pracy można określić na podstawie obszaru figury zawartej między linią wyrażającą zależność P(V) oraz początkową i końcową objętość gazu (ryc. 13).

Rozważmy zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do izoprocesów zachodzących w gazie doskonałym.

W procesie izotermicznym Temperatura jest stała, zatem energia wewnętrzna się nie zmienia. Wtedy równanie pierwszej zasady termodynamiki będzie miało postać: Q = A", to znaczy ilość ciepła przekazanego do układu idzie na wykonanie pracy podczas rozszerzania izotermicznego, dlatego temperatura się nie zmienia.

W izobaryczny W tym procesie gaz rozszerza się, a ilość przekazanego mu ciepła zwiększa jego energię wewnętrzną i wykonuje pracę: Q =  U+ A".

Na izochoryczny gaz nie zmienia przy tym swojej objętości, zatem nie wykonuje przy nim żadnej pracy, tj. A = O, a równanie pierwszej zasady to:

P =  U, czyli przekazana ilość ciepła idzie na zwiększenie energii wewnętrznej gazu.

Adiabatyczny nazywany procesem zachodzącym bez wymiany ciepła z otoczeniem. Q= 0, zatem gaz rozszerzający się działa poprzez zmniejszenie swojej energii wewnętrznej, w związku z czym gaz się ochładza, Α" =  U. Nazywa się krzywą obrazującą proces adiabatyczny adiabatyczny.

Numer biletu 12

Oddziaływanie ciał naładowanych. Prawo Coulomba. Prawo zachowania ładunku elektrycznego

Plan reakcji

1. Ładunek elektryczny. 2. Oddziaływanie ciał naładowanych. 3. Prawo zachowania ładunku elektrycznego. 4. Prawo Coulomba. 5. Stała dielektryczna. 6. Stała elektryczna. 7. Kierunek sił Coulomba.

Prawa oddziaływania atomów i cząsteczek można zrozumieć i wyjaśnić w oparciu o wiedzę o budowie atomu, wykorzystując planetarny model jego budowy. W centrum atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, wokół którego ujemnie naładowane cząstki krążą po określonych orbitach. Nazywa się oddziaływanie między naładowanymi cząstkami elektromagnetyczny. Intensywność oddziaływania elektromagnetycznego zależy od wielkości fizycznej - ładunek elektryczny, który jest wyznaczony Q. Jednostką miary ładunku elektrycznego jest kulomb (C). 1 kulomb to ładunek elektryczny, który przechodząc przez przekrój przewodnika w ciągu 1 s, wytwarza w nim prąd o natężeniu 1 A. Zdolność ładunków elektrycznych do wzajemnego przyciągania i odpychania wynika z istnienia dwóch rodzajów ładunków . Wezwano jeden rodzaj opłaty pozytywny, Nośnikiem elementarnego ładunku dodatniego jest proton. Wezwano inny rodzaj opłaty negatywny, jego nośnikiem jest elektron. Ładunek elementarny wynosi e=1,6 10 -19 C.

Ładunek ciała jest zawsze wyrażany przez liczbę będącą wielokrotnością ładunku elementarnego: q=e(R P -N mi ) Gdzie N P - liczba elektronów, N mi - liczba protonów.

Całkowity ładunek układu zamkniętego (nieuwzględniający ładunków zewnętrznych), tj. algebraiczna suma ładunków wszystkich ciał pozostaje stała: Q 1 + Q 2 + ...+q N= stała Ładunek elektryczny nie jest wytwarzany ani niszczony, a jedynie przenoszony z jednego ciała na drugie. Ten eksperymentalnie ustalony fakt nazywa się prawo zachowania ładunku elektrycznego. Nigdy i nigdzie w przyrodzie nie pojawia się ani nie znika ładunek elektryczny tego samego znaku. Pojawianie się i zanikanie ładunków elektrycznych na ciałach w większości przypadków tłumaczy się przejściami elementarnych naładowanych cząstek - elektronów - z jednego ciała do drugiego.

Elektryfikacja- jest to wiadomość dla ciała ładunku elektrycznego. Elektryfikacja może nastąpić na przykład poprzez kontakt (tarcie) różnych substancji i podczas napromieniania. Kiedy w organizmie zachodzi elektryfikacja, pojawia się nadmiar lub niedobór elektronów.

Jeśli elektronów jest nadmiar, ciało nabywa ładunek ujemny, a przy niedoborze – ładunek dodatni.

Prawa oddziaływania stacjonarnych ładunków elektrycznych bada elektrostatyka.

Podstawowe prawo elektrostatyki zostało ustalone eksperymentalnie przez francuskiego fizyka Charlesa Coulomba i brzmi następująco. Moduł siły oddziaływania między dwoma stacjonarnymi, punktowymi ładunkami elektrycznymi w próżni jest wprost proporcjonalny do iloczynu wielkości tych ładunków i odwrotnie proporcjonalny do kwadratu odległości między nimi.

F = k Q 1 Q 2 / R 2 , Gdzie Q 1 IQ 2 - moduły ładunku, r - odległość między nimi, k- współczynnik proporcjonalności w zależności od wyboru układu jednostek, w SI k= 9 10 9 N m 2 / Cl 2. Nazywa się wielkość, która pokazuje, ile razy siła oddziaływania między ładunkami w próżni jest większa niż w ośrodku stała dielektryczna ośrodka ε . Dla ośrodka o stałej dielektrycznej ε Prawo Coulomba zapisuje się w następujący sposób: F=k Q 1 Q 2 /(ε R 2 )

Zamiast współczynnika k często stosuje się współczynnik zwany stałą elektryczną ε 0 . Stała elektryczna jest powiązana ze współczynnikiem k w następujący sposób k = 1/4π ε 0 i jest liczbowo równy ε 0 =8,85 10 -12 C/N m2.

Korzystając ze stałej elektrycznej, prawo Coulomba ma postać: F=(1/4π ε 0 ) (Q 1 Q 2 /R 2 )

Nazywa się oddziaływaniem stacjonarnych ładunków elektrycznych elektrostatyczny, Lub Oddziaływanie kulombowskie. Siły kulombowskie można przedstawić graficznie (ryc. 14, 15).

Siła Coulomba jest skierowana wzdłuż linii prostej łączącej naładowane ciała. Jest to siła przyciągania dla różnych znaków ładunków i siła odpychania dla tych samych znaków.

Numer biletu14

Praca i moc w obwodzie prądu stałego. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla pełnego obwodu

Plan reakcji

1. Bieżąca praca. 2. Prawo Joule'a-Lenza 3. Siła elektromotoryczna. 4. Prawo Ohma dla pełnego obwodu.

W polu elektrycznym ze wzoru na określenie napięcia (U = A/ Q) łatwo jest uzyskać wzór na obliczenie pracy przenoszenia ładunku elektrycznego A = Uq, ponieważ dla prądu opłata Q = To, następnie praca prądu: A = Superumiejętność, Lub A = I 2 R T = U 2 / R T.

Moc z definicji N = A/ T, W związku z tym, N= Interfejs użytkownika = I 2 R = U 2 / R.

Rosyjski naukowiec H. Lenz i angielski naukowiec Joule w połowie ubiegłego wieku ustalili eksperymentalnie niezależnie od siebie prawo zwane prawem Joule'a-Lenza i brzmi ono tak. Kiedy prąd przepływa przez przewodnik, ilość ciepła wydzielonego w przewodniku jest wprost proporcjonalna do kwadratu siły, prądu, rezystancji przewodnika i czasu przepływu prądu.

P = I 2 Rt.

Kompletny obwód zamknięty to obwód elektryczny, który zawiera zewnętrzne rezystancje i źródło prądu (ryc. 18). Jako jedna z sekcji obwodu, źródło prądu ma rezystancję, którą nazywa się wewnętrzną, r.

Aby prąd mógł płynąć przez obwód zamknięty, konieczne jest przekazanie dodatkowej energii ładunkom w źródle prądu; energia ta jest pobierana z pracy przemieszczania ładunków, wytwarzanej przez siły pochodzenia nieelektrycznego (siły zewnętrzne) przed siłami pola elektrycznego. Źródło prądu charakteryzuje się charakterystyką energetyczną zwaną SEM – siłą elektromotoryczną źródła. Pole elektromagnetyczne - charakterystyka źródła energii o charakterze nieelektrycznym w obwodzie elektrycznym, niezbędna do utrzymania w nim prądu elektrycznego. Pole elektromagnetyczne mierzy się stosunkiem pracy wykonanej przez siły zewnętrzne podczas przemieszczania ładunku dodatniego wzdłuż obwodu zamkniętego do tego ładunku ξ= A st /q

Niech to zajmie trochę czasu Tładunek elektryczny przejdzie przez przekrój przewodnika Q. Następnie pracę sił zewnętrznych podczas przemieszczania ładunku można zapisać w następujący sposób: A st = ξ q . Zgodnie z definicją prądu Q = To, zatem A st = ξ Ja t. Podczas wykonywania tej pracy na wewnętrznych i zewnętrznych odcinkach obwodu, których rezystancja R oraz d, wydziela się część ciepła. Zgodnie z prawem Joule’a-Lenza jest ono równe: Q =Ja 2 Rt+ I 2 rt. Zgodnie z prawem zachowania energii A = Q . Stąd, ξ = IR+Ir . Często nazywany jest iloczynem prądu i rezystancji odcinka obwodu spadek napięcia na tym obszarze. Zatem pole elektromagnetyczne jest równe sumie spadków napięcia w wewnętrznych i zewnętrznych sekcjach obwodu zamkniętego. Wyrażenie to zwykle zapisuje się w następujący sposób: I = ξ /(R + R). Zależność tę doświadczalnie uzyskał G. Och, nazywa się to prawem Ohma dla pełnego obwodu i brzmi następująco. Natężenie prądu w całym obwodzie jest wprost proporcjonalne do siły emf źródła prądu i odwrotnie proporcjonalne do całkowitej rezystancji obwodu. Gdy obwód jest otwarty, siła emf jest równa napięciu na zaciskach źródła i dlatego można ją zmierzyć za pomocą woltomierza.

Bilet numer 15

Pole magnetyczne, warunki jego istnienia. Wpływ pola magnetycznego na ładunek elektryczny i eksperymenty potwierdzające ten efekt. Indukcja magnetyczna

Plan reakcji

1. Doświadczenia Oersteda i Ampera. 2. Pole magnetyczne. 3. Indukcja magnetyczna. 4. Prawo Ampera.

W 1820 roku duński fizyk Oersted odkrył, że igła magnetyczna obraca się, gdy prąd elektryczny przepływa przez znajdujący się w jej pobliżu przewodnik (ryc. 19). W W tym samym roku francuski fizyk Ampere ustalił, że doświadczają dwóch przewodników umieszczonych równolegle do siebie
wzajemne przyciąganie, jeśli prąd przepływa przez nie w jednym kierunku, i odpychanie, jeśli prądy płyną w różnych kierunkach (ryc. 20). Amper zwany zjawiskiem oddziaływania prądów oddziaływanie elektrodynamiczne. Oddziaływanie magnetyczne poruszających się ładunków elektrycznych, zgodnie z koncepcjami teorii działania krótkiego zasięgu, wyjaśnia się w następujący sposób:

Każdy poruszający się ładunek elektryczny wytwarza pole magnetyczne w otaczającej przestrzeni. Pole magnetyczne- szczególny rodzaj materii powstający w przestrzeni wokół dowolnego zmiennego pola elektrycznego.

Z współczesnego punktu widzenia w przyrodzie występuje połączenie dwóch pól - elektrycznego i magnetycznego - jest to pole elektromagnetyczne, To jest szczególnym rodzajem materii, tzn. istnieje obiektywnie, niezależnie od naszej świadomości. Pole magnetyczne jest zawsze generowane przez zmienne pole elektryczne i odwrotnie, zmienne pole elektryczne zawsze generuje zmienne pole magnetyczne. Pole elektryczne, ogólnie rzecz biorąc, może być

należy rozpatrywać oddzielnie od magnetycznego, ponieważ jego nośnikami są cząstki - elektrony i protony. Pole magnetyczne nie istnieje bez pola elektrycznego, ponieważ nie ma nośników pola magnetycznego. Wokół przewodnika, w którym płynie prąd, istnieje pole magnetyczne, które jest generowane przez zmienne pole elektryczne poruszających się naładowanych cząstek w przewodniku.

Pole magnetyczne jest polem siłowym. Charakterystyka siły pola magnetycznego nazywana jest indukcją magnetyczną (W).Indukcja magnetyczna jest wektorową wielkością fizyczną równą maksymalnej sile działającej z pola magnetycznego na element jednostkowy prądu. W = F/ II. Elementem prądowym jest przewodnik o długości 1 m i natężeniu w nim prądu wynoszącym 1 A. Jednostką miary indukcji magnetycznej jest tesla. 1 T = 1 nie dotyczy m.

Indukcja magnetyczna powstaje zawsze w płaszczyźnie pod kątem 90° do pola elektrycznego. Wokół przewodnika, w którym płynie prąd, istnieje również pole magnetyczne w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika.

Pole magnetyczne jest polem wirowym. Aby graficznie przedstawić pola magnetyczne, wpisz linie energetyczne, Lub linie indukcyjne, - Są to linie, w każdym punkcie których wektor indukcji magnetycznej jest skierowany stycznie. Kierunek linii pola wyznacza się zgodnie z regułą świdra. Jeśli świder zostanie wkręcony w kierunku prądu, wówczas kierunek obrotu rączki będzie pokrywał się z kierunkiem linii energetycznych. Linie indukcji magnetycznej prostego drutu z prądem są koncentrycznymi okręgami umieszczonymi w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika (ryc. 21).

DO Jak ustalił Ampere, na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła. Siła wywierana przez pole magnetyczne na przewodnik z prądem jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu. długość przewodnika w polu magnetycznym i składowa prostopadła wektora indukcji magnetycznej. Jest to sformułowanie prawa Ampera, które można zapisać w następujący sposób: Fa = PV grzech α.

Kierunek siły Ampera określa reguła lewej ręki. Jeśli lewa ręka jest ustawiona tak, że cztery palce wskazują kierunek prądu, składowa prostopadła wektora indukcji magnetycznej wchodzi do dłoni, a następnie zgięta90°kciuk pokaże kierunek siły Ampera(ryc. 22). W = W grzech α.

Bilet nr 16

Półprzewodniki. Przewodnictwo wewnętrzne i domieszkowe półprzewodników. Urządzenia półprzewodnikowe

Plan reakcji

1. Definicja. 2. Wewnętrzna przewodność. 3. Przewodnictwo dawcy. 4. Przewodność akceptora. 5. r-p przemiana. 6. Urządzenia półprzewodnikowe. 7. Zastosowanie półprzewodników.

Półprzewodniki to substancje, których rezystywność maleje wraz ze wzrostem temperatury, obecnością zanieczyszczeń i zmianami oświetlenia. Pod względem tych właściwości są uderzająco różne od metali. Zazwyczaj półprzewodniki obejmują kryształy, w których do uwolnienia elektronu wymagana jest energia nie większa niż 1,5–2 eV. Typowymi półprzewodnikami są kryształy germanu i krzemu, w których atomy są połączone wiązaniem kowalencyjnym. Charakter tego połączenia pozwala wyjaśnić wspomniane powyżej charakterystyczne właściwości. Kiedy półprzewodniki są podgrzewane, ich atomy ulegają jonizacji. Uwolnione elektrony nie mogą zostać przechwycone przez sąsiednie atomy, ponieważ wszystkie ich wiązania walencyjne są nasycone. Swobodne elektrony pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego mogą poruszać się w krysztale, tworząc prąd przewodzący. Usunięcie elektronu z zewnętrznej powłoki jednego z atomów sieci krystalicznej powoduje powstanie jonu dodatniego. Jon ten można zneutralizować poprzez wychwytywanie elektronu. Co więcej, w wyniku ponownego

przemieszcza się od atomów do jonów dodatnich, w krysztale następuje proces chaotycznego ruchu miejsca z brakującym elektronem. Zewnętrznie ten proces chaotycznego ruchu jest postrzegany jako ruch ładunku dodatniego, zwany „dziurą”. Kiedy kryształ zostanie umieszczony w polu elektrycznym, następuje uporządkowany ruch „dziur” – prądu przewodzenia dziur.

W idealnym krysztale prąd wytwarzany jest przez taką samą liczbę elektronów i „dziur”. Ten rodzaj przewodnictwa nazywa się własny przewodnictwo półprzewodników. Wraz ze wzrostem temperatury (lub oświetlenia) wzrasta przewodność wewnętrzna przewodników.

Zanieczyszczenia mają duży wpływ na przewodność półprzewodników. Zanieczyszczenia są donorem i akceptorem. Zanieczyszczenie dawcy - jest to zanieczyszczenie o wyższej wartościowości. Po dodaniu domieszki donorowej w półprzewodniku powstają dodatkowe elektrony. Przewodność stanie się elektroniczny, a półprzewodnik nazywany jest półprzewodnikiem typu n. Na przykład dla krzemu o wartościowości P = Zanieczyszczeniem dawcy jest arsen z wartościowością P = 5. Każdy atom zanieczyszczenia arsenem wytworzy jeden elektron przewodzący.

Zanieczyszczenie akceptorowe jest domieszką o niższej wartościowości. Po dodaniu takiego zanieczyszczenia w półprzewodniku powstaje dodatkowa liczba „dziur”. Przewodnictwo będzie „dziurowe”, a półprzewodnik nazywany jest półprzewodnikiem typu p. Na przykład dla krzemu domieszką akceptorową jest ind o wartościowości n = 3. Każdy atom indu doprowadzi do powstania dodatkowej „dziury”.

Zasada działania większości urządzeń półprzewodnikowych opiera się na właściwościach r-p przemiana. Kiedy w punkcie styku zetkną się dwa urządzenia półprzewodnikowe typu p i typu n, elektrony zaczynają dyfundować z obszaru n do obszaru p, a „dziury”, wręcz przeciwnie, z R- do regionu n. Proces ten nie będzie nieskończony w czasie, ponieważ będzie się formował warstwa barierowa, co zapobiegnie dalszej dyfuzji elektronów i „dziur”.

R
-P styk półprzewodników, podobnie jak dioda próżniowa, ma przewodnictwo jednokierunkowe: jeśli podłączysz „+” źródła prądu do obszaru p, a „-” źródła prądu do obszaru n, wówczas warstwa blokująca zostanie zniszczona i r-p styk będzie przewodził prąd, elektrony z obszaru n pójdą do obszaru p, a „dziury” z obszaru p do obszaru n (ryc. 23). W pierwszym przypadku prąd nie wynosi zero, w drugim prąd wynosi zero. Oznacza to, że jeśli podłączysz źródło „-” do regionu p, a źródło prądu „+” do regionu n, wówczas warstwa blokująca rozszerzy się i nie będzie prądu.

Dioda półprzewodnikowa składa się ze złącza dwóch półprzewodników R- i typu n . Zaletą diod półprzewodnikowych są ich małe rozmiary i waga, długa żywotność, duża wytrzymałość mechaniczna, duża sprawność, a wadą jest zależność ich rezystancji od temperatury.

W elektronice radiowej stosuje się także inne urządzenie półprzewodnikowe: tranzystor, który został wynaleziony w 1948 roku. Trioda opiera się nie na jednym, ale na dwóch r-p przemiana. Głównym zastosowaniem tranzystora jest wykorzystanie go jako wzmacniacza słabych sygnałów prądowych i napięciowych, natomiast dioda półprzewodnikowa służy jako prostownik prądu. Po odkryciu tranzystora rozpoczął się jakościowo nowy etap rozwoju elektroniki - mikroelektroniki, który podniósł rozwój sprzętu elektronicznego, systemów komunikacji i automatyki na jakościowo inny poziom. Mikroelektronika zajmuje się rozwojem układów scalonych i zasadami ich stosowania. Układ scalony nazywany zbiorem dużej liczby wzajemnie połączonych elementów - tranzystorów, diod, rezystorów, przewodów łączących, wytwarzanych w jednym procesie technologicznym. W wyniku tego procesu na jednym krysztale powstaje jednocześnie kilka tysięcy tranzystorów, kondensatorów, rezystorów i diod, aż do 3500. Wymiary poszczególnych elementów mikroukładu mogą wynosić 2-5 mikronów, błąd w ich zastosowaniu nie powinien przekraczać 0,2 mikrona. Mikroprocesor współczesnego komputera, umieszczony na krysztale krzemu o wymiarach 6x6 mm, zawiera kilkadziesiąt, a nawet setki tysięcy tranzystorów.

Jednak urządzenia półprzewodnikowe bez r-p przemiana. Na przykład termistory (do pomiaru temperatury), fotorezystory (w fotoprzekaźnikach, wyłącznikach awaryjnych, w pilotach do telewizorów i magnetowidów).

Bilet nr 1 7

Indukcja elektromagnetyczna. Strumień magnetyczny.

Prawo indukcji elektromagnetycznej. Reguła Lenza

Plan reakcji

1. Eksperymenty z indukcją elektromagnetyczną. 2. Strumień magnetyczny. 3. Prawo indukcji elektromagnetycznej. 4. Reguła Lenza.

I
Zjawisko indukcji elektromagnetycznej odkrył Michael Faradaya w 1831 roku. Ustalił on eksperymentalnie, że gdy w obwodzie zamkniętym zmienia się pole magnetyczne, powstaje w nim prąd elektryczny, który nazywa się prąd indukcyjny. Doświadczenia Faradaya można odtworzyć w następujący sposób: kiedy magnes zostanie wprowadzony lub usunięty do cewki zamkniętej przed galwanometrem, w cewce pojawia się indukowany prąd (ryc. 24). Jeśli dwie cewki zostaną umieszczone obok siebie (na przykład na wspólnym rdzeniu lub jedna cewka wewnątrz drugiej) i
podłącz jedną cewkę przez klucz do źródła prądu, wówczas gdy klucz zostanie zamknięty lub otwarty w obwodzie pierwszej cewki, w drugiej cewce pojawi się prąd indukowany (ryc. 25). Wyjaśnienie tego zjawiska podał Maxwell. Każde zmienne pole magnetyczne zawsze generuje zmienne pole elektryczne.

Aby ilościowo scharakteryzować proces zmiany pola magnetycznego w zamkniętej pętli, wprowadza się wielkość fizyczną zwaną strumieniem magnetycznym. Strumień magnetyczny przez zamkniętą pętlę o obszarze S jest wielkość fizyczna równa iloczynowi wielkości wektora indukcji magnetycznej W na obszar konturu S oraz cosinus kąta a pomiędzy kierunkiem wektora indukcji magnetycznej a normalną do obszaru konturu. F = BS coα (ryc. 26).

O Podstawowe prawo indukcji elektromagnetycznej zostało ustalone eksperymentalnie: indukowany emf w obwodzie zamkniętym jest równy szybkości zmiany strumienia magnetycznego w obwodzie. ξ = ΔФ/t..

Jeśli weźmiemy pod uwagę cewkę zawierającą P obrotów, wówczas wzór na podstawowe prawo indukcji elektromagnetycznej będzie wyglądał następująco: ξ = n ΔФ/t.

Jednostką miary strumienia magnetycznego F jest Weber (Wb): 1В6 =1Β s.

Z podstawowego prawa ΔФ =ξ t wynika znaczenie wymiaru: 1 weber to wartość takiego strumienia magnetycznego, który zmniejszając się do zera w ciągu jednej sekundy, indukuje w obwodzie zamkniętym emf o wartości 1 V.

Klasyczną demonstracją podstawowego prawa indukcji elektromagnetycznej jest pierwszy eksperyment Faradaya: im szybciej przesuwasz magnes przez zwoje cewki, tym większy pojawia się w nim indukowany prąd, a tym samym indukowany emf.

Z
Zależność kierunku prądu indukcyjnego od charakteru zmiany pola magnetycznego w zamkniętej pętli została eksperymentalnie ustalona w 1833 roku przez rosyjskiego naukowca Lenza. Sformułował regułę noszącą jego imię. Indukowany prąd ma kierunek, w którym jego pole magnetyczne ma tendencję do kompensowania zmiany zewnętrznego strumienia magnetycznego przez obwód. Lenz zaprojektował urządzenie składające się z dwóch aluminiowych pierścieni, pełnych i ciętych, zamontowanych na aluminiowej poprzeczce i mogących obracać się wokół osi, podobnie jak wahacz. (ryc. 27). Kiedy magnes został włożony w solidny pierścień, zaczął on „uciekać” od magnesu, odpowiednio obracając wahacz. Kiedy magnes został odsunięty od pierścienia, pierścień próbował „dogonić” magnes. Gdy magnes przesunął się wewnątrz wyciętego pierścienia, nie wystąpił żaden efekt. Lenz wyjaśnił eksperyment, mówiąc, że pole magnetyczne indukowanego prądu stara się kompensować zmianę zewnętrznego strumienia magnetycznego.

Numer biletu 18

Zjawisko samoindukcji. Indukcyjność. Pole elektromagnetyczne

Plan reakcji

1. Eksperymenty z samoindukcją. 2. Pole elektromagnetyczne samoindukcji. 3. Indukcyjność. 4. Energia pola magnetycznego.

I
Zjawisko samoindukcji polega na pojawieniu się indukowanego pola elektromagnetycznego w samym przewodniku, gdy zmienia się w nim prąd. Przykładem zjawiska samoindukcji jest eksperyment z dwiema żarówkami połączonymi równolegle poprzez przełącznik do źródła prądu, z których jedna jest połączona poprzez cewkę (ryc. 28). Gdy klucz jest zamknięty, światło 2, włączany poprzez cewkę, zapala się później niż żarówka 1. Dzieje się tak, ponieważ po zamknięciu wyłącznika prąd nie osiąga od razu wartości maksymalnej; pole magnetyczne narastającego prądu wygeneruje w cewce indukowany emf, który zgodnie z regułą Lenza będzie zakłócał wzrost prądu.

W przypadku samoindukcji spełnione jest eksperymentalnie ustalone prawo: Sem samoindukcji jest wprost proporcjonalny do szybkości zmian prądu w przewodniku.ξ =L ΔI / T .

Czynnik proporcjonalności L zwany indukcyjność. Indukcyjność- jest to wartość równa sile samoindukcji przy szybkości zmiany prądu w przewodniku wynoszącej 1 A/s. Indukcyjność mierzy się w henrach (H). 1 Hn = 1 Vs/A.

1 Henry to indukcyjność przewodnika, w którym występuje samoindukcyjne pole elektromagnetyczne o napięciu 1 wolta przy szybkości zmiany prądu wynoszącej 1 A/s. Indukcyjność charakteryzuje właściwości magnetyczne obwodu elektrycznego (przewodnika) i zależy od przenikalności magnetycznej ośrodka rdzeniowego, wielkości i kształtu cewki oraz liczby w niej zwojów.

Kiedy cewka indukcyjna jest odłączona od źródła prądu, lampa podłączona równolegle do cewki daje krótki błysk (ryc. 29). Prąd w obwodzie powstaje pod wpływem samoindukcji emf. Źródłem energii uwalnianej w obwodzie elektrycznym jest pole magnetyczne cewki. Energię pola magnetycznego oblicza się ze wzoru

W m == LI 2 /2.

Energia pola magnetycznego zależy od indukcyjności przewodnika i natężenia prądu w nim. Energię tę można przekształcić w energię pola elektrycznego. Wirowe pole elektryczne jest generowane przez zmienne pole magnetyczne, a zmienne pole elektryczne generuje zmienne pole magnetyczne, tj. zmienne pola elektryczne i magnetyczne nie mogą istnieć bez siebie. Ich związek pozwala stwierdzić, że istnieje jedno pole elektromagnetyczne. Pole elektromagnetyczne jest jednym z głównych pól fizycznych, poprzez które zachodzi oddziaływanie cząstek naładowanych elektrycznie lub cząstek z momentem magnetycznym. Pole elektromagnetyczne charakteryzuje się natężeniem pola elektrycznego i indukcją magnetyczną. Związek tych wielkości z przestrzennym rozkładem ładunków i prądów elektrycznych ustalił w latach 60. ubiegłego wieku J. Maxwell. Związek ten nazywany jest podstawowymi równaniami elektrodynamiki, które opisują zjawiska elektromagnetyczne w różnych ośrodkach i w próżni. Równania te otrzymano jako uogólnienie ustalonych eksperymentalnie praw zjawisk elektrycznych i magnetycznych.

Bilet numer 19

Swobodne i wymuszone oscylacje elektromagnetyczne. Obwód oscylacyjny i przemiana energii podczas oscylacji elektromagnetycznych. Częstotliwość i okres drgań

Plan reakcji

1. Definicja. 2. Obwód oscylacyjny 3. Wzór Thompsona.

Wibracje elektromagnetyczne - Są to oscylacje pól elektrycznych i magnetycznych, którym towarzyszą okresowe zmiany ładunku, prądu i napięcia. Najprostszym układem, w którym mogą powstawać i istnieć oscylacje elektromagnetyczne, jest obwód oscylacyjny. Obwód oscylacyjny to układ składający się z cewki indukcyjnej i kondensatora (ryc. 30, a). Jeśli kondensator zostanie naładowany i podłączony do cewki, wówczas przez cewkę popłynie prąd (ryc. 30, B). Kiedy kondensator jest rozładowany, prąd w obwodzie nie zatrzyma się z powodu samoindukcji w cewce. Prąd indukcyjny, zgodnie z regułą Lenza, będzie płynął w tym samym kierunku i ładuje kondensator (rys. 30, V). Prąd w tym kierunku zatrzyma się, a proces powtórzy się w przeciwnym kierunku (ryc. 30, G). Zatem w obwodzie oscylacyjnym wystąpią oscylacje elektromagnetyczne w wyniku konwersji energii pola elektrycznego kondensatora (Wuh = = CU 2 /2) w energię pola magnetycznego cewki z prądem (w m =LI 2 /2) i wzajemnie.

Okres oscylacji elektromagnetycznych w idealnym obwodzie oscylacyjnym (tj. w obwodzie, w którym nie występują straty energii) zależy od indukcyjności cewki i pojemności kondensatora i oblicza się go za pomocą wzoru Thompsona T = 2π√L.C.. Częstotliwość i okres są powiązane odwrotnie proporcjonalnie do zależności ν = 1/T.

W rzeczywistym obwodzie oscylacyjnym swobodne oscylacje elektromagnetyczne będą tłumione w wyniku strat energii spowodowanych nagrzewaniem drutów. Dla praktycznego zastosowania ważne jest uzyskanie nietłumionych oscylacji elektromagnetycznych i w tym celu konieczne jest uzupełnienie obwodu oscylacyjnego energią elektryczną w celu skompensowania strat energii. Aby uzyskać ciągłe oscylacje elektromagnetyczne, stosuje się generator oscylacji ciągłych, który jest przykładem układu samooscylującego.

Bilet №2

Interakcja ciał. Siła. Drugie prawo Newtona

Plan reakcji

Interakcja ciał. 2. Rodzaje interakcji. 3. Siła. 4. Siły w mechanice.

Proste obserwacje i eksperymenty, np. z wózkami (rys. 3), prowadzą do następujących wniosków jakościowych: a) ciało, na które nie działają inne ciała, zachowuje swoją prędkość bez zmian;

b) przyspieszenie ciała następuje pod wpływem innych ciał, ale zależy także od samego ciała; c) wzajemne oddziaływanie ciał zawsze ma charakter interakcji. Wnioski te potwierdzają obserwacje zjawisk zachodzących w przyrodzie, technologii i przestrzeni kosmicznej wyłącznie w inercyjnych układach odniesienia.

Interakcje różnią się między sobą zarówno ilościowo, jak i jakościowo. Na przykład jasne jest, że im bardziej sprężyna jest odkształcona, tym większe jest wzajemne oddziaływanie jej cewek. Lub im bliżej siebie znajdują się dwa podobne ładunki, tym silniej się przyciągają. W najprostszych przypadkach interakcji cechą ilościową jest siła. Siła jest przyczyną przyspieszania ciał względem inercjalnego układu odniesienia lub ich deformacji. Siła jest

wektorowa wielkość fizyczna będąca miarą przyspieszenia nabywanego przez ciała podczas interakcji. Siłę charakteryzują: a) moduł; b) punkt zastosowania; c) kierunek.

Jednostką siły jest niuton. 1 niuton to siła, która nadaje przyspieszenie 1 m/s ciału o masie 1 kg w kierunku działania tej siły, jeśli inne ciała na nie nie działają. Wypadkową kilku sił jest siła, której działanie jest równoważne działaniu sił, które zastępuje. Wynikowa suma wektorów wszystkich sił przyłożonych do ciała.

R=F1+F2+...+Fn,.

Interakcje różnią się także jakościowo pod względem właściwości. Na przykład oddziaływania elektryczne i magnetyczne są związane z obecnością ładunków na cząstkach lub z ruchem naładowanych cząstek. Najprostszym sposobem obliczenia sił w elektrodynamice jest: siła amperowa - F = IlBsina, Siła Lorentza - F=qv Bsin a., Siła Coulomba - F=Q 1 Q 2 /R 2 ; i siły grawitacyjne: prawo powszechnego ciążenia - F=Gm 1 M 2 /R 2 . Siły mechaniczne takie jak

siła sprężystości i siła tarcia powstają w wyniku oddziaływania elektromagnetycznego. Aby je obliczyć, należy skorzystać ze wzorów: .Fynp = - kx(Prawo Hooke’a), Ftr = MN- siła tarcia.

Na podstawie danych doświadczalnych sformułowano prawa Newtona. Drugie prawo Newtona. Przyspieszenie, z jakim porusza się ciało, jest wprost proporcjonalne do wypadkowej wszystkich sił działających na to ciało, odwrotnie proporcjonalne do jego masę i jest skierowany w taki sam sposób jak siła wypadkowa: A = P/m.

Aby rozwiązać problemy, prawo często zapisuje się w postaci: F= to.

Bilet numer 20

Fale elektromagnetyczne i

ich właściwości. Zasady łączności radiowej i

przykłady ich praktycznego zastosowania

używać

Plan reakcji

1. Definicja. 2. Warunek wystąpienia. 3. Właściwości fal elektromagnetycznych. 4. Otwarty obwód oscylacyjny. 5. Modulacja i detekcja.

Angielski naukowiec James Maxwell, opierając się na badaniach eksperymentalnych prac Faradaya nad elektrycznością, postawił hipotezę o istnieniu w przyrodzie fal specjalnych, które mogą rozchodzić się w próżni.

Maxwell nazwał te fale fale elektromagnetyczne. Według pomysłów Maxwella: przy każdej zmianie pola elektrycznego powstaje wirowe pole magnetyczne i odwrotnie, Przy każdej zmianie pola magnetycznego powstaje wirowe pole elektryczne. Raz rozpoczęty proces wzajemnego wytwarzania pól magnetycznych i elektrycznych musi trwać w sposób ciągły i zajmować coraz to nowe obszary otaczającej przestrzeni (ryc. 31). Proces wzajemnego wytwarzania pól elektrycznych i magnetycznych zachodzi w płaszczyznach wzajemnie prostopadłych. Zmienne pole elektryczne wytwarza wirowe pole magnetyczne, zmienne pole magnetyczne generuje wirowe pole elektryczne.

Pola elektryczne i magnetyczne mogą istnieć nie tylko w materii, ale także w próżni. Dlatego powinna istnieć możliwość propagacji fal elektromagnetycznych w próżni.

Warunek wystąpienia Fale elektromagnetyczne to przyspieszony ruch ładunków elektrycznych. Zatem zmiana pola magnetycznego następuje, gdy zmienia się prąd w przewodniku, a zmiana prądu następuje, gdy zmienia się prędkość ładunków, tj. Gdy poruszają się one z przyspieszeniem. Według obliczeń Maxwella prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w próżni powinna wynosić około 300 000 km/s.

Fizyk Heinrich Hertz jako pierwszy uzyskał eksperymentalnie fale elektromagnetyczne za pomocą iskiernika o wysokiej częstotliwości (wibrator Hertz). Hertz wyznaczył także eksperymentalnie prędkość fal elektromagnetycznych. Zbiegło się to z teoretyczną definicją prędkości fali Maxwella. Najprostsze fale elektromagnetyczne to fale, w których pola elektryczne i magnetyczne wykonują synchroniczne oscylacje harmoniczne.

Oczywiście fale elektromagnetyczne mają wszystkie podstawowe właściwości fal.

Są posłuszni prawo odbicia fale:

Kąt padania jest równy kątowi odbicia. Przechodząc z jednego ośrodka do drugiego, ulegają załamaniu i są posłuszne prawo załamania fale: stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest wartością stałą dla dwóch danych ośrodków i jest równy stosunkowi prędkości fal elektromagnetycznych w pierwszym ośrodku do prędkości fal elektromagnetycznych w ośrodku drugi środek i nazywa się współczynnik załamania światła drugie środowisko w stosunku do pierwszego.

I
Zjawisko dyfrakcji fal elektromagnetycznych, czyli odchylenie kierunku ich propagacji od prostoliniowego, obserwuje się na krawędzi przeszkody lub podczas przejścia przez otwór. Fale elektromagnetyczne potrafią ingerencja. Interferencja to zdolność spójnych fal do nakładania się, w wyniku czego fale w niektórych miejscach się wzmacniają, a w innych znoszą. (Fale spójne to fale o identycznej częstotliwości i fazie oscylacji.) Fale elektromagnetyczne tak dyspersja, to znaczy, gdy współczynnik załamania ośrodka dla fal elektromagnetycznych zależy od ich częstotliwości. Eksperymenty z przechodzeniem fal elektromagnetycznych przez układ dwóch siatek pokazują, że fale te mają charakter poprzeczny.

Kiedy fala elektromagnetyczna rozchodzi się, wektory napięcia mi i indukcja magnetyczna B są prostopadłe do kierunku propagacji fali i wzajemnie prostopadłe do siebie (ryc. 32).

Możliwość praktycznego wykorzystania fal elektromagnetycznych do nawiązania komunikacji bez przewodów wykazał 7 maja 1895 roku rosyjski fizyk A. Popow. Dzień ten uznawany jest za urodziny radia. Do realizacji komunikacji radiowej konieczne jest zapewnienie możliwości emitowania fal elektromagnetycznych. Jeżeli w obwodzie cewki i kondensatora powstają fale elektromagnetyczne, wówczas zmienne pole magnetyczne jest powiązane z cewką, a zmienne pole elektryczne koncentruje się pomiędzy płytkami kondensatora. Taki obwód nazywa się Zamknięte(ryc. 33, a). Zamknięty obwód oscylacyjny praktycznie nie emituje fal elektromagnetycznych do otaczającej przestrzeni. Jeżeli obwód składa się z cewki i dwóch płytek płaskiego kondensatora, to im większy kąt rozłożenia tych płytek, tym swobodniej pole elektromagnetyczne wydostaje się do otaczającej przestrzeni (ryc. 33, B). Ograniczającym przypadkiem otwartego obwodu oscylacyjnego jest usunięcie płytek na przeciwne końce cewki. Taki system nazywa się otwarty obwód oscylacyjny(ryc. 33, c). W rzeczywistości obwód składa się z cewki i długiego drutu - anteny.

Energia drgań elektromagnetycznych emitowana (za pomocą generatora drgań ciągłych) przy tej samej amplitudzie drgań prądu w antenie jest proporcjonalna do czwartej potęgi częstotliwości drgań. Przy częstotliwościach dziesiątek, setek, a nawet tysięcy herców intensywność oscylacji elektromagnetycznych jest znikoma. Dlatego w komunikacji radiowej i telewizyjnej wykorzystuje się fale elektromagnetyczne o częstotliwościach od kilkuset tysięcy herców do setek megaherców.

Podczas przesyłania mowy, muzyki i innych sygnałów dźwiękowych drogą radiową stosuje się różne rodzaje modulacji oscylacji wysokiej częstotliwości (nośnej). Istota modulacji polega na tym, że oscylacje o wysokiej częstotliwości generowane przez generator zmieniają się zgodnie z prawem niskich częstotliwości. Jest to jedna z zasad transmisji radiowej. Inną zasadą jest proces odwrotny - wykrycie. Podczas odbioru sygnałów radiowych konieczne jest odfiltrowanie wibracji dźwięku o niskiej częstotliwości z modulowanego sygnału odbieranego przez antenę odbiornika.

Za pomocą fal radiowych na odległość przesyłane są nie tylko sygnały dźwiękowe, ale także obrazy obiektu. Radar odgrywa ważną rolę we współczesnej marynarce wojennej, lotnictwie i astronautyce. Radar opiera się na właściwości odbicia fal od ciał przewodzących. (Fale elektromagnetyczne odbijają się słabo od powierzchni dielektryka, ale prawie całkowicie od powierzchni metali.)

Numer biletu 21

Właściwości falowe światła. Elektromagnetyczna teoria światła

Plan reakcji

1. Prawa załamania i odbicia światła. 2. Zakłócenia i ich zastosowanie. 3. Dyfrakcja. 4. Wariancja. 5. Polaryzacja. 6. Dualizm korpuskularno-falowy.

Światło- są to fale elektromagnetyczne z zakresu częstotliwości 63 10 14 - 8 10 14 Hz, odbierane przez ludzkie oko, czyli długości fal z zakresu 380 - 770 nm.

Światło ma wszystkie właściwości fal elektromagnetycznych: odbicie, załamanie, interferencja, dyfrakcja, polaryzacja.Światło może wywierać nacisk na substancję, być absorbowane przez ośrodek i powodować efekt fotoelektryczny. Ma końcową prędkość propagacji w próżni 300 000 km/s, a w ośrodku prędkość maleje.

Falowe właściwości światła najwyraźniej ujawniają się w zjawiskach interferencji i dyfrakcji. . Ingerencjaświatło to przestrzenna redystrybucja strumienia światła, gdy dwie (lub kilka) spójnych fal świetlnych nakładają się na siebie, co skutkuje maksimami w niektórych miejscach i minimami intensywności w innych (wzorzec interferencji). Interferencja światła wyjaśnia kolor baniek mydlanych i cienkich warstw oleju na wodzie, chociaż roztwór mydła i olej są bezbarwne. Fale świetlne są częściowo odbijane od powierzchni cienkiej folii i częściowo do niej przekazywane. Na drugiej granicy filmu następuje ponowne częściowe odbicie fali (ryc. 34). Fale świetlne odbite od dwóch powierzchni cienkiej folii rozchodzą się w tym samym kierunku, ale różnymi drogami. Z różnicą udaru I, wielokrotność całkowitej liczby długości fal l = 2 kλ/2.

Z różnicą ścieżek będącą wielokrotnością nieparzystej liczby półfali l = (2 k+ 1) λ/2, obserwuje się minimum zakłóceń. Jeżeli warunek maksimum jest spełniony dla jednej długości fali światła, nie jest on spełniony dla innych fal. Dlatego po oświetleniu białym światłem cienka kolorowa przezroczysta folia wydaje się kolorowa. Zjawisko interferencji w cienkich warstwach wykorzystywane jest do kontroli jakości obróbki powierzchni powłok optycznych. Kiedy światło przechodzi przez mały okrągły otwór w ekranie, wokół centralnej plamki świetlnej widoczne są naprzemiennie ciemne i jasne pierścienie; Jeśli światło przechodzi przez wąską szczelinę, powstaje wzór naprzemiennych jasnych i ciemnych pasków.

Nazywa się zjawisko odchylenia światła od prostoliniowego kierunku propagacji podczas przechodzenia przez krawędź przeszkody dyfrakcja światła. Dyfrakcję tłumaczy się tym, że fale świetlne docierające w wyniku odchylenia z różnych punktów dziury do jednego punktu na ekranie interferują ze sobą. Dyfrakcję światła wykorzystuje się w urządzeniach spektralnych, których głównym elementem jest siatka dyfrakcyjna. Siatka dyfrakcyjna Jest to przezroczysta płyta, na którą naniesiony jest układ równoległych nieprzezroczystych pasków, rozmieszczonych w równych odległościach od siebie.

P
Na siatkę pada światło monochromatyczne (o określonej długości fali) (ryc. 35). W wyniku dyfrakcji na każdej szczelinie światło rozchodzi się nie tylko w pierwotnym kierunku,

ale także we wszystkich innych obszarach. Jeśli umieścisz soczewkę zbierającą za siatką, to na ekranie w płaszczyźnie ogniskowej wszystkie promienie zostaną zebrane w jeden pasek.

Promienie równoległe wychodzące z krawędzi sąsiednich szczelin mają różnicę dróg l= D grzech φ, gdzie D - stała sieci - odległość pomiędzy odpowiednimi krawędziami sąsiednich szczelin, tzw okres sieciowy,(φ to kąt odchylenia promieni świetlnych od prostopadłej do płaszczyzny siatki. Przy różnicy dróg równej całkowitej liczbie długości fal D sinφ = kλ, maksimum interferencji obserwuje się dla danej długości fali. Warunek maksimum interferencji jest spełniony dla każdej długości fali przy jej własnym kącie dyfrakcji φ. W efekcie przechodząc przez siatkę dyfrakcyjną wiązka światła białego ulega rozkładowi na widmo. Kąt dyfrakcji jest najważniejszy w przypadku światła czerwonego, ponieważ długość fali światła czerwonego jest dłuższa niż wszystkich innych w obszarze światła widzialnego. Najmniejsza wartość kąta dyfrakcji światła fioletowego.

Doświadczenie pokazuje, że intensywność wiązki światła przechodzącej przez niektóre kryształy, na przykład drzewce islandzkie, zależy od względnej orientacji obu kryształów. Gdy kryształy mają tę samą orientację, światło przechodzi przez drugi kryształ bez tłumienia.

Jeśli drugi kryształ zostanie obrócony o 90°, wówczas światło przez niego nie przejdzie. Zachodzi zjawisko polaryzacja, to znaczy kryształ przepuszcza tylko te fale, w których oscylacje wektora natężenia pola elektrycznego występują w jednej płaszczyźnie, płaszczyźnie polaryzacji. Zjawisko polaryzacji świadczy o falowej naturze światła i poprzecznym charakterze fal świetlnych.

Wąska równoległa wiązka światła białego przechodząc przez szklany pryzmat rozkłada się na wiązki światła o różnych barwach, przy czym promienie fioletowe mają największe odchylenie w kierunku podstawy pryzmatu. Rozkład światła białego tłumaczy się tym, że światło białe składa się z fal elektromagnetycznych o różnych długościach fal, a współczynnik załamania światła zależy od jego długości fali. Współczynnik załamania światła jest powiązany z prędkością światła w ośrodku, zatem prędkość światła w ośrodku zależy od długości fali. Zjawisko to nazywa się rozproszenie światła.

Opierając się na zbieżności eksperymentalnie zmierzonej prędkości fal elektromagnetycznych, Maxwell zasugerował istnienie światła - jest to fala elektromagnetyczna. Hipotezę tę potwierdzają właściwości, jakie posiada światło.

Bilet nr 22

Eksperymenty Rutherforda dotyczące rozpraszania cząstek α. Jądrowy model atomu

Plan reakcji

1. Eksperymenty Rutherforda. 2. Jądrowy model atomu.

Słowo „atom” przetłumaczone z języka greckiego oznacza „niepodzielny”. Przez długi czas, aż do początków XX wieku, atom oznaczał najmniejsze, niepodzielne cząstki materii. Powrót do góry XX wiek V Nauka zgromadziła wiele faktów wskazujących na złożoną strukturę atomów.

Duży postęp w badaniu budowy atomów osiągnięto w eksperymentach angielskiego naukowca Ernesta Rutherforda nad rozpraszaniem cząstek alfa podczas przechodzenia przez cienkie warstwy materii. W tych eksperymentach wąska wiązka α -cząstki wyemitowane przez substancję radioaktywną skierowano na cienką złotą folię. Za folią umieszczono ekran, który może świecić pod wpływem szybkich cząstek. Okazało się, że najwięcej α -cząstki po przejściu przez folię odbiegają od propagacji liniowej, tj. rozpraszają się i niektóre α -cząsteczki są zazwyczaj odrzucane. Rozpraszanie α -cząstki Rutherford wyjaśnił to mówiąc ładunek dodatni nie jest równomiernie rozłożony w kuli o promieniu 10-10 m, jak wcześniej zakładano, ale jest skoncentrowany w centralnej części atomu - jądrze atomowym. Podczas przechodzenia w pobliżu jądra α - cząstka o ładunku dodatnim zostaje z niej odepchnięta, a gdy uderzy w jądro, zostaje odrzucona w przeciwnym kierunku. Tak zachowują się cząstki posiadające ten sam ładunek, zatem istnieje centralna, dodatnio naładowana część atomu, w której skupia się znaczna masa atomu. Obliczenia wykazały, że do wyjaśnienia eksperymentów należy przyjąć promień jądra atomowego równy w przybliżeniu 10 -15 μ .

Rutherford zasugerował, że atom ma budowę przypominającą układ planetarny. Istota modelu budowy atomu Rutherforda jest następująca: w środku atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, w którym skupia się cała masa; elektrony krążą wokół jądra po orbitach kołowych w dużych odległościach (jak planety). wokół Słońca). Ładunek jądra pokrywa się z numerem pierwiastka chemicznego w układzie okresowym.

Planetarny model budowy atomu Rutherforda nie był w stanie wyjaśnić wielu znanych faktów:

elektron z ładunkiem musi spaść na jądro pod wpływem sił przyciągania Coulomba, a atom jest układem stabilnym; poruszając się po orbicie kołowej, zbliżając się do jądra, elektron w atomie musi emitować fale elektromagnetyczne o wszystkich możliwych częstotliwościach, tj. emitowane światło musi mieć widmo ciągłe, ale w praktyce wynik jest inny:

elektrony atomów emitują światło o widmie liniowym. Duński fizyk Niels Bohr jako pierwszy podjął próbę rozwiązania sprzeczności w planetarnym nuklearnym modelu budowy atomu.

Bilet nr 2 3

Postulaty kwantowe Bohra. Emisja i absorpcja światła przez atomy. Analiza spektralna

Plan reakcji

1. Postulat pierwszy. 2. Postulat drugi. 3. Rodzaje widm.

Bohr oparł swoją teorię na dwóch postulatach. Postulat pierwszy: układ atomowy może znajdować się tylko w specjalnych stanach stacjonarnych lub kwantowych, z których każdy ma własną energię; W stanie stacjonarnym atom nie promieniuje.

Oznacza to, że elektron (na przykład w atomie wodoru) może znajdować się na kilku dobrze określonych orbitach. Każda orbita elektronowa odpowiada bardzo określonej energii.

Postulat drugi: podczas przejścia z jednego stanu stacjonarnego do drugiego emitowany lub pochłaniany jest kwant promieniowania elektromagnetycznego. Energia fotonu jest równa różnicy energii atomu w dwóch stanach: hv = mi M – Εn; H= 6,62 10 -34 J s, gdzie H - Stała Plancka.

Kiedy elektron przemieszcza się z bliższej orbity na bardziej odległą, układ atomowy pochłania kwant energii. Kiedy elektron przemieszcza się z orbity bardziej odległej na orbitę bliższą względem jądra, układ atomowy emituje kwant energii.

Teoria Bohra umożliwiła wyjaśnienie istnienia widm liniowych.

Spektrum emisji(lub absorpcja) to zbiór fal o określonych częstotliwościach, które emituje (lub pochłania) atom danej substancji.

Są widma solidny, z podszewką I w paski.

Widma ciągłe emitują wszystkie substancje w stanie stałym lub ciekłym. Stałe widmo zawiera fale o wszystkich częstotliwościach światła widzialnego i dlatego pojawia się jako pasmo kolorów z płynnym przejściem od jednego koloru do drugiego w następującej kolejności: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy (każdy myśliwy chce wiedzieć, gdzie Bażant siedzi).

Widma liniowe emitują wszystkie substancje w stanie atomowym. Atomy wszystkich substancji emitują zestawy fal o bardzo specyficznych częstotliwościach, które są dla nich charakterystyczne. Tak jak każdy człowiek ma swoje osobiste odciski palców, tak atom danej substancji ma swoje własne, charakterystyczne tylko dla niej widmo. Widma emisji liniowej pojawiają się jako kolorowe linie oddzielone spacjami. Naturę widm liniowych tłumaczy się tym, że atomy danej substancji mają jedynie własne stany stacjonarne z własną charakterystyczną energią, a co za tym idzie, własny zestaw par poziomów energii, które atom może zmieniać, czyli elektron w atom może poruszać się tylko z jednej określonej orbity na inne, dobrze określone orbity dla danej substancji chemicznej.

Widma pasiaste emitowane przez cząsteczki. Widma pasiaste wyglądają podobnie do widm liniowych, tyle że zamiast pojedynczych linii obserwuje się oddzielne ciągi linii, postrzegane jako pojedyncze pasma.

Charakterystyczne jest to, że niezależnie od widma emitowanego przez te atomy, jest ono absorbowane, czyli widma emisyjne według zestawu emitowanych częstotliwości pokrywają się z widmami absorpcyjnymi. Ponieważ atomy różnych substancji odpowiadają tylko ich widma, wówczas istnieje sposób określenia składu chemicznego substancji poprzez badanie jej widm. Ta metoda nazywa się Analiza spektralna. Analiza spektralna służy do określenia składu chemicznego rud kopalnych podczas wydobycia, do określenia składu chemicznego gwiazd, atmosfer, planet; jest główną metodą monitorowania składu substancji w metalurgii i inżynierii mechanicznej.

Bilet nr 2 4

Efekt fotoelektryczny i jego prawa. Równanie Einsteina na efekt fotoelektryczny i stała Plancka. Zastosowanie efektu fotoelektrycznego w technologii

Odpowiedź topnieje

1. Hipoteza Plancka. 2. Definicja efektu fotoelektrycznego. 3. Prawa efektu fotoelektrycznego. 4. Równanie Einsteina. 5. Zastosowanie efektu fotoelektrycznego.

W 1900 roku niemiecki fizyk Max Planck postawił hipotezę: światło jest emitowane i absorbowane w oddzielnych porcjach - kwantach (lub fotonach). Energię każdego fotonu określa wzór mi= godz ν , Gdzie H - stała Plancka równa 6,63 10 -34 J s, ν - częstotliwość światła. Hipoteza Plancka wyjaśniała wiele zjawisk, w szczególności zjawisko efektu fotoelektrycznego, odkryte w 1887 roku przez niemieckiego naukowca Heinricha Hertza i badane eksperymentalnie przez rosyjskiego naukowca A.G. Stoletova.

Efekt fotograficzny - Jest to zjawisko emisji elektronów przez substancję pod wpływem światła.

W wyniku badań ustalono trzy prawa efektu fotoelektrycznego.

1. Siła prądu nasycenia jest wprost proporcjonalna do natężenia promieniowania świetlnego padającego na powierzchnię ciała.

2. Maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów rośnie liniowo wraz z częstotliwością światła i zależy od jego natężenia.

3. Jeżeli częstotliwość światła jest mniejsza od pewnej minimalnej częstotliwości określonej dla danej substancji, wówczas efekt fotoelektryczny nie zachodzi.

Zależność fotoprądu od napięcia pokazano na rysunku 36.

Teorię efektu fotoelektrycznego stworzył niemiecki naukowiec A. Einstein w 1905 roku. Teoria Einsteina opiera się na koncepcji pracy pracy elektronów z metalu oraz koncepcji kwantowego promieniowania światła. Według teorii Einsteina efekt fotoelektryczny można wytłumaczyć w następujący sposób: pochłaniając kwant światła, elektron uzyskuje energię hv. Opuszczając metal, energia każdego elektronu zmniejsza się o pewną ilość, tzw funkcja pracy(Ach, wyjdź). Funkcja pracy to praca potrzebna do usunięcia elektronu z metalu. Maksymalna energia elektronów po odejściu (jeśli nie ma innych strat) ma postać: Mw 2 /2 = hv- A na zewnątrz, To równanie nazywa się Równania Einsteina.

Jeśli Hν Ale efekt fotoelektryczny nie występuje. Oznacza, czerwona ramka efektu zdjęcia równy ν min = Wydajność /h

Nazywa się urządzenia oparte na efekcie fotoelektrycznym fotokomórki. Najprostszym takim urządzeniem jest fotokomórka próżniowa. Wadami takiej fotokomórki są: niski prąd, mała wrażliwość na promieniowanie długofalowe, trudność w produkcji, niemożność zastosowania w obwodach prądu przemiennego. Znajduje zastosowanie w fotometrii do pomiaru natężenia światła, jasności, oświetlenia, w kinie do odtwarzania dźwięku, w fototelegrafach i fotofonach, w zarządzaniu procesami produkcyjnymi.

Istnieją fotokomórki półprzewodnikowe, w których pod wpływem światła zmienia się stężenie nośników prądu. Znajdują one zastosowanie w automatycznym sterowaniu obwodami elektrycznymi (na przykład w kołowrotach metra), w obwodach prądu przemiennego, jako nieodnawialne źródła prądu. w zegarkach, mikrokalkulatorach, testowane są pierwsze samochody zasilane energią słoneczną, stosowane są w bateriach słonecznych na sztucznych satelitach Ziemi, automatach międzyplanetarnych i orbitalnych.

Zjawisko efektu fotoelektrycznego związane jest z procesami fotochemicznymi zachodzącymi pod wpływem światła w materiałach fotograficznych.

Bilet nr 2 5

Skład jądra atomowego. Izotopy. Energia wiązania jądra atomu. Jądrowa reakcja łańcuchowa, warunki jej realizacji. Reakcje termojądrowe

Plan reakcji

1. Odkrycie neutronu. 2. Skład jądra atomu. 3. Izotopy. 4. Wada masy. 5. Energia wiązania jądra atomowego. 6. Reakcje jądrowe. 7. Jądrowa reakcja łańcuchowa. 8. Reakcje termojądrowe.

W 1932 roku angielski fizyk James Chadwick odkrył cząstki o zerowym ładunku elektrycznym i masie jednostkowej. Cząstki te nazwano neutrony. Oznaczone jako neutron P. Po odkryciu neutronu fizycy D. D. Ivanenko i Werner Heisenberg w 1932 r. Zaproponowali protonowo-neutronowy model jądra atomowego. Zgodnie z tym modelem jądro atomu dowolnej substancji składa się z protonów i neutronów. (Powszechna nazwa protonów i neutronów to nukleony.) Liczba protonów jest równa ładunkowi jądra i pokrywa się z numerem pierwiastka w układzie okresowym. Suma liczby protonów i neutronów jest równa liczbie masowej. Na przykład jądro atomu tlenu 16 8 O składa się z 8 protonów i 16 - 8 = 8 neutronów. Jądro atomu 235 92 U składa się z 92 protonów i 235 - 92 = 143 neutronów.

Nazywa się substancje chemiczne, które zajmują to samo miejsce w układzie okresowym, ale mają różne masy atomowe izotopy. Jądra izotopów różnią się liczbą neutronów. Na przykład wodór ma trzy izotopy: prot - jądro składa się z jednego protonu, deuter - jądro składa się z jednego protonu i jednego neutronu, tryt - jądro składa się z jednego protonu i dwóch neutronów.

Jeśli porównamy masy jąder z masami nukleonów, okaże się, że masa jądra ciężkich pierwiastków jest większa od sumy mas protonów i neutronów w jądrze, a dla pierwiastków lekkich masa jądra jest mniejsza niż suma mas protonów i neutronów w jądrze. W rezultacie istnieje różnica mas między masą jądra a sumą mas protonów i neutronów, zwana defekt masy. M = Μ i - (M P + Mn).

Ponieważ istnieje związek pomiędzy masą i energią mi= mc 2 , wówczas podczas rozszczepienia ciężkich jąder i podczas syntezy lekkich jąder musi zostać uwolniona energia, która istnieje w wyniku defektu masy, a energia ta nazywana jest energia wiązania jądra atomowego. mi Św.= Pani 2.

Uwolnienie tej energii może nastąpić podczas reakcji jądrowych.

reakcja nuklearna- jest to proces zmiany ładunku jądra i jego masy, który zachodzi, gdy jądro oddziałuje z innymi jądrami lub cząstkami elementarnymi. Kiedy zachodzą reakcje jądrowe, spełnione są prawa zachowania ładunków elektrycznych i liczb masowych: suma ładunków (liczb masowych) jąder i cząstek biorących udział w reakcji jądrowej jest równa sumie ładunków (liczb masowych) produktów końcowych (jąder i cząstek) reakcji.

Reakcja łańcuchowa rozszczepienia jest reakcją jądrową, podczas której cząstki powodujące reakcję powstają jako produkty tej reakcji. Warunkiem koniecznym rozwoju reakcji łańcuchowej rozszczepienia jest wymóg k > 1, Gdzie k -- współczynnik mnożenia neutronów, czyli stosunek liczby neutronów w danej generacji do ich liczby w poprzedniej generacji. Izotop uranu 235 U ma zdolność do ulegania jądrowej reakcji łańcuchowej w obecności określonych parametrów krytycznych (masa krytyczna – 50 kg, kształt kulisty o promieniu 9 cm), wydzieleniu trzech neutronów podczas rozszczepienia pierwszego jądra. na trzy sąsiednie jądra itp. Proces przebiega dalej w postaci reakcji łańcuchowej, która zachodzi w ułamku sekundy w postaci eksplozji jądrowej. W bombach atomowych wykorzystuje się niekontrolowane reakcje jądrowe. Fizyk Enrico Fermi jako pierwszy rozwiązał problem kontrolowania reakcji łańcuchowej rozszczepienia jądrowego. Wynalazł reaktor jądrowy w 1942 r. W naszym kraju reaktor uruchomiono w 1946 r. pod przewodnictwem I.V. Kurczatowa.

Reakcje termojądrowe- są to reakcje syntezy lekkich jąder zachodzące w wysokich temperaturach (około 10 7 K i wyższych). We wnętrzach gwiazd istnieją warunki niezbędne do syntezy jąder helu z protonów. Na Ziemi reakcje termojądrowe przeprowadzano jedynie w wyniku eksplozji eksperymentalnych, chociaż trwają międzynarodowe badania mające na celu kontrolę tej reakcji.

Bilet 3

Impuls ciała. Prawo zachowania pędu w przyrodzie i technologii

Plan reakcji

1. Impuls ciała. 2. Prawo zachowania pędu. 3. Zastosowanie zasady zachowania pędu. 4. Napęd odrzutowy.

Proste obserwacje i doświadczenia dowodzą, że odpoczynek i ruch są względne, prędkość ciała zależy od wyboru układu odniesienia; zgodnie z drugim prawem Newtona niezależnie od tego, czy ciało znajdowało się w spoczynku, czy w ruchu, zmiana prędkości jego ruchu może nastąpić jedynie pod działaniem siły, czyli w wyniku oddziaływania z innymi ciałami. Istnieją jednak wielkości, które można zachować podczas interakcji ciał. Te ilości są energia I puls.

Impuls ciała nazywa się wektorową wielkością fizyczną, która jest ilościową charakterystyką ruchu translacyjnego ciał. Impuls jest wyznaczony R. Jednostka impulsowa R - kg m/s. Pęd ciała jest równy iloczynowi masy ciała i jego prędkości: p =mw. Kierunek wektora impulsu R pokrywa się z kierunkiem wektora prędkości ciała w(ryc. 4).

Pęd ciał podlega prawu zachowania, które obowiązuje tylko dla zamkniętych układów fizycznych. Ogólnie rzecz biorąc, układ zamknięty to układ, który nie wymienia energii i masy z ciałami i polami, które nie są jego częścią. W mechanice Zamknięte nazywany układem, na który nie działają siły zewnętrzne lub działanie tych sił jest kompensowane. W tym przypadku R 1 = str 2 Gdzie R 1 - początkowy impuls układu oraz R 2 - finał. W przypadku dwóch ciał wchodzących w skład układu wyrażenie to ma postać m 1 v 1 + T 2 w 2 = M 1 w 1 " + T 2 w 2 " Gdzie T 1 I T 2 - masy ciał, a v 1 i v 2 to prędkości przed oddziaływaniem, v 1 "i v 2" - prędkość po interakcji. Wzór ten jest matematycznym wyrażeniem prawa zachowania pędu: pęd zamkniętego układu fizycznego jest zachowywany podczas wszelkich interakcji zachodzących w tym układzie.

Innymi słowy: w zamkniętym układzie fizycznym suma geometryczna pędów ciał przed oddziaływaniem działanie jest równe sumie geometrycznej pędów tych ciał po oddziaływaniu. W przypadku układu otwartego pęd ciał układu nie jest zachowany. Jeśli jednak w układzie istnieje kierunek, w którym siły zewnętrzne nie działają lub ich działanie jest kompensowane, to rzut impulsu w tym kierunku zostaje zachowany. Dodatkowo, jeśli czas oddziaływania jest krótki (strzał, eksplozja, uderzenie), to w tym czasie, nawet w przypadku układu otwartego, siły zewnętrzne nieznacznie zmieniają impulsy oddziałujących ciał. Dlatego do praktycznych obliczeń w tym przypadku można również zastosować zasadę zachowania pędu.

Badania eksperymentalne interakcji różnych ciał – od planet i gwiazd po atomy i cząstki elementarne – wykazały, że w dowolnym układzie oddziałujących ciał, przy braku działania innych ciał nie wchodzących w skład układu lub sumy działających sił równa zeru, suma geometryczna impulsów ciał faktycznie pozostaje niezmieniona.

W mechanice prawo zachowania pędu i prawa Newtona są ze sobą powiązane. Jeśli ciało waży T po raz T działa siła, a prędkość jej ruchu zmienia się od w 0 do w , następnie przyspieszenie ruchu A ciało jest równe A= (v - w 0 )/T. W oparciu o drugie prawo Newtona dotyczące siły F można zapisać F = ta = m(v - v 0 )/T, oznacza to Ft = mv - mv 0 .

Ft - wektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca działanie siły na ciało w pewnym okresie czasu i równa iloczynowi siły i czasu T nazywają się jej działania impuls mocy.

Jednostka impulsowa w SI - N s.

Zasada zachowania pędu leży u podstaw napędu odrzutowego. Napęd odrzutowy- jest to ruch ciała, który następuje po oddzieleniu jego części od ciała.

Niech ciało ma masę T wypoczęty. Część ciała została oddzielona T 1 z prędkością v 1 . Następnie

pozostała część będzie poruszać się w przeciwnym kierunku z prędkością v 2 , masa pozostałej części T 2 Rzeczywiście suma impulsów obu części ciała przed separacją była równa zeru i po separacji będzie równa zeru:

t 1 v 1+m 2 v 2 = 0, stąd v 1 = -m 2 v 2 /m 1.

Duża zasługa w rozwoju teorii napędu odrzutowego należy do K. E. Ciołkowskiego.

Opracował teorię lotu ciała o zmiennej masie (rakiety) w jednorodnym polu grawitacyjnym i obliczył zapasy paliwa niezbędne do pokonania siły ciężkości; podstawy teorii silnika odrzutowego na ciecz i elementy jego konstrukcji; teorię rakiet wielostopniowych i zaproponował dwie opcje: równoległą (kilka silników odrzutowych pracuje jednocześnie) i sekwencyjną (silniki odrzutowe pracują jeden po drugim). K. E. Ciołkowski ściśle naukowo udowodnił możliwość lotu w kosmos za pomocą rakiet z silnikiem odrzutowym na ciecz, zaproponował specjalne trajektorie lądowania statku kosmicznego na Ziemi, przedstawił pomysł stworzenia międzyplanetarnych stacji orbitalnych oraz szczegółowo zbadał warunki życia i życia wsparcie na nich. Idee techniczne Ciołkowskiego wykorzystywane są przy tworzeniu nowoczesnych technologii rakietowych i kosmicznych. Podstawą działania silnika hydroodrzutowego jest ruch strumieniowy, zgodnie z zasadą zachowania pędu. Ruch wielu mięczaków morskich (ośmiornice, meduzy, kalmary, mątwy) również opiera się na zasadzie reaktywności.

Numer biletu4

Prawo powszechnego ciążenia. Powaga. Masy ciała. Nieważkość

Plan reakcji

1. Siły grawitacyjne. 2. Prawo powszechnego ciążenia. 3. Znaczenie fizyczne stałej grawitacji. 4. Grawitacja. 5. Masa ciała, przeciążenie. 6. Nieważkość.

Izaak Newton zasugerował, że pomiędzy dowolnymi ciałami w przyrodzie istnieją siły wzajemnego przyciągania. Siły te nazywane są siły ciężkości, Lub siły powszechnej grawitacji. Siła powszechnej grawitacji objawia się w Przestrzeni, Układzie Słonecznym i na Ziemi. Newton uogólnił prawa ruchu ciał niebieskich i odkrył to F = G(m 1 *M 2 )/R 2 , Gdzie G - współczynnik proporcjonalności nazywany jest stałą grawitacji. Wartość liczbową stałej grawitacji określił Cavendish eksperymentalnie, mierząc siłę oddziaływania pomiędzy ołowianymi kulkami. W rezultacie prawo powszechnego ciążenia brzmi tak: między dowolnymi punktami materialnymi istnieje siła wzajemnego przyciągania, wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi, działająca wzdłuż linii łączącej te punkty.

Fizyczne znaczenie stałej grawitacji wynika z prawa powszechnego ciążenia. Jeśli m 1 = m 2 = 1 kg, R= 1 m, następnie G = F, tj. stała grawitacji jest równa sile, z jaką przyciągają się dwa ciała o masie 1 kg w odległości 1 m. Wartość liczbowa: G = 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2. Siły powszechnej grawitacji działają pomiędzy dowolnymi ciałami w przyrodzie, ale stają się zauważalne przy dużych masach (lub przynajmniej masa jednego z ciał jest duża). Prawo powszechnego ciążenia jest spełnione tylko dla punktów materialnych i kul (w tym przypadku za odległość przyjmuje się odległość między środkami kulek).

H Ważnym rodzajem uniwersalnej siły grawitacyjnej jest siła przyciągania ciał w kierunku Ziemi (lub innej planety). Ta siła nazywa się powaga. Pod wpływem tej siły wszystkie ciała uzyskują przyspieszenie grawitacyjne. Zgodnie z drugim prawem Newtona G = F T /M, stąd, F T = mg. Siła ciężkości jest zawsze skierowana w stronę środka Ziemi. W zależności od wzrostu H nad powierzchnią Ziemi i szerokością geograficzną położenia ciała, przyspieszenie ziemskie przyjmuje różne wartości. Na powierzchni Ziemi i na średnich szerokościach geograficznych przyspieszenie ziemskie wynosi 9,831 m/s 2 .

Pojęcie masy ciała jest szeroko stosowane w technologii i życiu codziennym. Masy ciała nazywana siłą, z jaką ciało naciska na podporę lub zawieszenie w wyniku przyciągania grawitacyjnego do planety (ryc. 5). Wskazana jest masa ciała R. Jednostką masy jest 1 N. Ponieważ ciężar jest równy sile, z jaką ciało działa na podporę, to zgodnie z trzecim prawem Newtona największy ciężar ciała jest równy sile reakcji podpory. Dlatego, aby znaleźć ciężar ciała, należy znaleźć, jaka jest równa siła reakcji podpory.

Rozważmy przypadek, gdy ciało i podpora nie poruszają się. W tym przypadku siła reakcji podłoża, a co za tym idzie ciężar ciała, jest równa sile ciężkości (ryc. 6):s = N = mg.

W przypadku ciała poruszającego się pionowo w górę wraz z podporą z przyspieszeniem, zgodnie z drugim prawem Newtona możemy napisać mg + N=ta(ryc. 7, a).

W rzucie na oś WÓŁ: -mg +N = ten stąd N = m (np + A).

W konsekwencji, gdy poruszasz się pionowo w górę z przyspieszeniem, ciężar ciała wzrasta i jest obliczany zgodnie ze wzorem R = m (np+ a).

Nazywa się zwiększenie masy ciała spowodowane przyspieszonym ruchem podpory lub zawieszenia przeciążać. Astronauci odczuwają skutki przeciążenia zarówno podczas startu rakiety kosmicznej, jak i wtedy, gdy statek zwalnia podczas wchodzenia w gęste warstwy atmosfery. Obaj piloci doświadczają przeciążeń podczas wykonywania akrobacji, a kierowcy samochodów podczas nagłego hamowania.

Jeśli ciało porusza się pionowo w dół, to korzystając z podobnego rozumowania otrzymujemy mg +

+N= to;mg-N= to; N=m (np-A); P. =m (np- Na. e. ciężar poruszającego się pionowo z przyspieszeniem będzie mniejszy niż siła grawitacji .

W tym przypadku, jeśli ciało spada swobodnie P. =(G - g) m = 0.

Nazywa się stan ciała, w którym jego masa wynosi zero nieważkość. Stan nieważkości obserwuje się w samolocie lub statku kosmicznym poruszającym się z przyspieszeniem swobodnego spadania, niezależnie od kierunku i wartości prędkości ich ruchu. Poza atmosferą ziemską, gdy silniki odrzutowe są wyłączone, na statek kosmiczny działa jedynie siła powszechnej grawitacji. Pod wpływem tej siły statek kosmiczny i wszystkie znajdujące się w nim ciała poruszają się z tym samym przyspieszeniem, dlatego na statku obserwuje się stan nieważkości.

Bilet5

Konwersja energii podczas drgań mechanicznych. Drgania swobodne i wymuszone. Rezonans

Plan reakcji

1. Definicja ruchu oscylacyjnego. 2. Wibracje swobodne. 3. Przemiany energetyczne. 4. Wibracje wymuszone.

M
wibracje mechaniczne to ruchy ciała, które powtarzają się dokładnie lub w przybliżeniu w równych odstępach czasu. Głównymi charakterystykami drgań mechanicznych są: przemieszczenie, amplituda, częstotliwość, okres. Stronniczość jest odchyleniem od położenia równowagi. Amplituda- moduł maksymalnego odchylenia od położenia równowagi. Częstotliwość- liczba pełnych oscylacji wykonanych w jednostce czasu. Okres- czas jednego pełnego oscylacji, czyli minimalny okres czasu, po którym proces się powtarza. Okres i częstotliwość są powiązane przez: w= 1/T.

Najprostszym rodzajem ruchu oscylacyjnego jest drgania harmoniczne, w którym wielkość oscylacyjna zmienia się w czasie zgodnie z prawem sinusa lub cosinusa (rys. 8).

Z
bezpłatny- nazywane są oscylacjami, które powstają w wyniku początkowo przekazanej energii przy późniejszym braku wpływów zewnętrznych na układ wykonujący oscylacje. Np. drgania obciążenia na gwincie (ryc. 9).

Rozważmy proces konwersji energii na przykładzie drgań obciążenia na nitce (patrz rys. 9).

Kiedy wahadło odchyli się od położenia równowagi, wzniesie się na wysokość H względem poziomu zerowego w tym punkcie A wahadło ma energię potencjalną mgh. Po przejściu do pozycji równowagi, do punktu O, wysokość maleje do zera, a prędkość ładunku wzrasta, a w punkcie O cała energia potencjalna mgh zostanie zamieniona na energię kinetyczną mv G /2. W równowadze energia kinetyczna osiąga maksimum, a energia potencjalna – minimum. Po przejściu przez położenie równowagi energia kinetyczna zamieniana jest na energię potencjalną, prędkość wahadła maleje i przy maksymalnym odchyleniu od położenia równowagi staje się równa zeru. Przy ruchu oscylacyjnym zawsze zachodzą okresowe przemiany jego energii kinetycznej i potencjalnej.

W przypadku swobodnych wibracji mechanicznych nieuchronnie następuje utrata energii w celu pokonania sił oporu. Jeżeli drgania powstają pod wpływem okresowo działającej siły zewnętrznej, wówczas takie wibracje nazywa się wymuszony. Na przykład rodzice huśtają dziecko na huśtawce, tłok porusza się w cylindrze silnika samochodowego, wibrują żyletka elektryczna i igła maszyny do szycia. Charakter drgań wymuszonych zależy od charakteru działania siły zewnętrznej, od jej wielkości, kierunku, częstotliwości działania i nie zależy od wielkości i właściwości ciała oscylującego. Przykładowo fundament silnika, na którym jest zamocowany, wykonuje wymuszone oscylacje z częstotliwością określoną jedynie liczbą obrotów silnika i niezależną od wielkości fundamentu.

Kiedy częstotliwość siły zewnętrznej i częstotliwość drgań własnych ciała pokrywają się, amplituda drgań wymuszonych gwałtownie wzrasta. Zjawisko to nazywa się rezonans mechaniczny. Graficznie zależność drgań wymuszonych od częstotliwości siły zewnętrznej przedstawiono na rysunku 10.

Zjawisko rezonansu może powodować zniszczenie samochodów, budynków, mostów, jeśli ich częstotliwości własne pokrywają się z częstotliwością okresowo działającej siły. Dlatego na przykład silniki w samochodach są instalowane na specjalnych amortyzatorach, a jednostkom wojskowym nie wolno dotrzymywać kroku podczas poruszania się po moście.

W przypadku braku tarcia amplituda drgań wymuszonych podczas rezonansu powinna rosnąć z czasem bez ograniczeń. W układach rzeczywistych o amplitudzie w stanie ustalonym rezonansu decydują stan utraty energii w tym okresie i równoczesna praca siły zewnętrznej. Im mniejsze tarcie, tym większa amplituda rezonansu.

Bilet nr 6

Eksperymentalne uzasadnienie głównych założeń struktury materii MCT. Masa i wielkość cząsteczek. Stała Avogadro

Plan reakcji

1. Postanowienia podstawowe. 2. Doświadczone dowody. 3. Mikrocharakterystyka substancji.

Teoria kinetyki molekularnej to dziedzina fizyki badająca właściwości różnych stanów materii, bazująca na idei istnienia cząsteczek i atomów jako najmniejszych cząstek materii. ICT opiera się na trzech głównych zasadach:

1. Wszystkie substancje składają się z drobnych cząstek: cząsteczek, atomów lub jonów.

2. Cząsteczki te znajdują się w ciągłym, chaotycznym ruchu, którego prędkość decyduje o temperaturze substancji.

3. Pomiędzy cząstkami występują siły przyciągania i odpychania, których charakter zależy od odległości między nimi.

Główne postanowienia ICT potwierdzają liczne fakty eksperymentalne. Istnienie cząsteczek, atomów i jonów zostało udowodnione eksperymentalnie; cząsteczki zostały dostatecznie zbadane, a nawet sfotografowane przy użyciu mikroskopów elektronowych. Zdolność gazów do rozszerzania się i zajmowania w nieskończoność Wszystko objętość, którą zapewnia, tłumaczy się ciągłym chaotycznym ruchem cząsteczek. Elastyczność gazy, ciała stałe i ciecze, zdolność cieczy

zwilżanie niektórych ciał stałych, procesy barwienia, sklejania, utrzymywania kształtu przez ciała stałe i wiele innych wskazują na istnienie sił przyciągania i odpychania pomiędzy cząsteczkami. Zjawisko dyfuzji – zdolność cząsteczek jednej substancji do wnikania w przestrzenie pomiędzy cząsteczkami drugiej – również potwierdza główne założenia MCT. Zjawisko dyfuzji wyjaśnia na przykład rozprzestrzenianie się zapachów, mieszanie się różnych cieczy, proces rozpuszczania ciał stałych w cieczach oraz spawanie metali poprzez ich topienie lub pod ciśnieniem. Potwierdzeniem ciągłego chaotycznego ruchu cząsteczek jest także ruch Browna – ciągły chaotyczny ruch mikroskopijnych cząstek nierozpuszczalnych w cieczy.

Ruch cząstek Browna można wytłumaczyć chaotycznym ruchem cząstek cieczy, które zderzają się z cząsteczkami mikroskopijnymi i wprawiają je w ruch. Udowodniono eksperymentalnie, że prędkość cząstek Browna zależy od temperatury cieczy. Teorię ruchów Browna opracował A. Einstein. Prawa ruchu cząstek mają charakter statystyczny i probabilistyczny. Znany jest tylko jeden sposób na zmniejszenie intensywności ruchów Browna – obniżenie temperatury. Istnienie ruchu Browna w przekonujący sposób potwierdza ruch cząsteczek.

Dlatego każda substancja składa się z cząstek ilość substancji uważa się za proporcjonalną do liczby cząstek, czyli elementów strukturalnych zawartych w organizmie, v.

Jednostką ilości substancji jest kret.Kret- jest to ilość substancji zawierająca taką samą liczbę elementów strukturalnych dowolnej substancji, ile jest atomów w 12 g węgla C 12. Nazywa się stosunkiem liczby cząsteczek substancji do ilości substancji Stała Avogadro:

nie= N/ w. na = 6,02 10 23 kret -1 .

Stała Avogadra pokazuje, ile atomów i cząsteczek zawiera jeden mol substancji. Masa cząsteczkowa jest wielkością równą stosunkowi masy substancji do ilości substancji:

M = m/ w.

Masę molową wyraża się w kg/mol. Znając masę molową, możesz obliczyć masę jednej cząsteczki:

m 0 = m/N = m/vN A= M/ NIE

Średnią masę cząsteczek wyznacza się zwykle metodami chemicznymi; stałą Avogadra wyznacza się z dużą dokładnością kilkoma metodami fizycznymi. Masy cząsteczek i atomów wyznacza się ze znaczną dokładnością za pomocą spektrografu masowego.

Masy cząsteczek są bardzo małe. Na przykład masa cząsteczki wody: t = 29,9 10 -27 kg.

Masa molowa jest powiązana ze względną masą cząsteczkową Mr. Względna masa molowa to wartość równa stosunkowi masy cząsteczki danej substancji do 1/12 masy atomu węgla C12. Jeżeli znany jest wzór chemiczny substancji, to za pomocą układu okresowego można wyznaczyć jej masę względną, która wyrażona w kilogramach oznacza masę molową tej substancji.

Bilet nr 7

Gaz doskonały. Podstawowe równanie MCT dla gazu doskonałego. Temperatura i jej pomiar. Temperatura absolutna

Plan reakcji

1. Pojęcie gazu doskonałego, właściwości. 2. Objaśnienie ciśnienia gazu. 3. Konieczność pomiaru temperatury. 4. Fizyczne znaczenie temperatury. 5. Skale temperatur. 6. Temperatura bezwzględna.

Do wyjaśnienia właściwości materii w stanie gazowym wykorzystuje się model gazu doskonałego. Ideał Uważa się go za gaz, jeśli:

a) pomiędzy cząsteczkami nie ma sił przyciągających, tj. cząsteczki zachowują się jak ciała absolutnie sprężyste;

b) gaz jest bardzo rozładowany, tj. odległość między cząsteczkami jest znacznie większa niż wielkość samych cząsteczek;

c) równowaga termiczna w całej objętości zostaje osiągnięta natychmiast. Warunki niezbędne, aby gaz rzeczywisty uzyskał właściwości gazu doskonałego, są spełnione przy odpowiednim rozrzedzeniu gazu rzeczywistego. Niektóre gazy, nawet w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym, różnią się nieznacznie od gazów idealnych.

Głównymi parametrami gazu doskonałego są ciśnienie, objętość i temperatura.

Jednym z pierwszych i ważnych sukcesów MCT było jakościowe i ilościowe wyjaśnienie ciśnienia gazu na ściankach naczynia. Jakościowy wyjaśnienie jest takie, że cząsteczki gazu zderzając się ze ściankami naczynia, oddziałują z nimi zgodnie z prawami mechaniki jak ciała sprężyste i przenoszą swoje impulsy na ścianki naczynia.

Wykorzystując podstawowe zasady teorii kinetyki molekularnej otrzymano podstawowe równanie MKT dla gazu doskonałego, które wygląda następująco: p = 1/3 T 0 pv 2 .

Tutaj R - idealne ciśnienie gazu, m 0 -

masa cząsteczkowa, P - stężenie cząsteczek, v 2 - średni kwadrat prędkości molekularnej.

Oznaczając średnią wartość energii kinetycznej ruchu translacyjnego cząsteczek gazu doskonałego E k, otrzymujemy podstawowe równanie MKT gazu doskonałego w postaci: p = 2/3nE k.

Jednak mierząc jedynie ciśnienie gazu, nie można poznać ani średniej energii kinetycznej poszczególnych cząsteczek, ani ich stężenia. W związku z tym, aby znaleźć mikroskopijne parametry gazu, należy zmierzyć inną wielkość fizyczną związaną ze średnią energią kinetyczną cząsteczek. Taką wielkością w fizyce jest temperatura. Temperatura - skalarna wielkość fizyczna opisująca stan równowagi termodynamicznej (stan, w którym nie zachodzą zmiany parametrów mikroskopowych). Jako wielkość termodynamiczna temperatura charakteryzuje stan termiczny układu i jest mierzona stopniem jej odchylenia od tego, co przyjmuje się za zero; jako wielkość molekularno-kinetyczna charakteryzuje intensywność chaotycznego ruchu cząsteczek i jest mierzona przez ich średnią energię kinetyczną.

mi k = 3/2 kT, Gdzie k = 1,38 10 -23 J/K i nazywa się Stała Boltzmanna.

Temperatura wszystkich części izolowanego układu w stanie równowagi jest taka sama. Temperaturę mierzy się za pomocą termometrów w stopniach różnych skal temperatur. Istnieje absolutna skala termodynamiczna (skala Kelvina) i różne skale empiryczne, które różnią się punktami wyjścia. Przed wprowadzeniem bezwzględnej skali temperatury w praktyce powszechnie stosowano skalę Celsjusza (za temperaturę zamarzania wody przyjmuje się 0°C, a temperaturę wrzenia wody pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym za 100°C).

Nazywa się jednostką temperatury w skali absolutnej kelwin i jest wybierany jako równy jednemu stopniowi w skali Celsjusza 1 K = 1 °C. W skali Kelvina za zero przyjmuje się temperaturę zera absolutnego, to znaczy temperaturę, w której ciśnienie gazu doskonałego przy stałej objętości wynosi zero. Obliczenia wykazały, że temperatura zera absolutnego wynosi -273°C. Zatem istnieje związek pomiędzy bezwzględną skalą temperatury a skalą Celsjusza T =T°C + 273. Temperatury zera absolutnego są nieosiągalne, gdyż wszelkie chłodzenie polega na odparowaniu cząsteczek z powierzchni, a gdy zbliżają się do zera absolutnego, prędkość translacyjnego ruchu cząsteczek maleje tak bardzo, że parowanie praktycznie się zatrzymuje. Teoretycznie w temperaturze zera absolutnego prędkość ruchu translacyjnego cząsteczek wynosi zero, tj. ruch termiczny cząsteczek zatrzymuje się.

Bilet nr 8

Równanie stanu gazu doskonałego. (Równanie Mendelejewa-Clapeyrona.) Izopropy

Plan reakcji

1. Równanie stanu. 2. Równanie Mendelejewa-Clapeyrona. 3. Procesy w gazach. 4. Izoprocesy. 5. Wykresy izoprocesów.

Stan danej masy można całkowicie określić, jeśli znane jest ciśnienie, temperatura i objętość gazu. Ilości te nazywane są parametry stan gazu. Nazywa się równanie odnoszące się do parametrów stanu równanie stanu.

Dla dowolnej masy gazu pojedynczy stan gazu opisuje równanie Mendelejewa-Clapeyrona: pV = mRT/M Gdzie R - ciśnienie, V-

tom, T - masa, M - masa molowa, R - uniwersalna stała gazowa. Fizyczne znaczenie uniwersalnej stałej gazu polega na tym, że pokazuje ona, jaką pracę wykonuje jeden mol gazu doskonałego podczas izobarycznego rozprężania po podgrzaniu o 1 K (R = 8,31 J/mol K).

Równanie Mendelejewa-Clapeyrona pokazuje, że możliwa jest jednoczesna zmiana pięciu parametrów charakteryzujących stan idealny

gaz Jednak wiele procesów w gazach występujących w przyrodzie i prowadzonych w technologii można w przybliżeniu uznać za procesy, w których zmieniają się tylko dwa z pięciu parametrów. W fizyce i technologii szczególną rolę odgrywają trzy procesy: izotermiczny, izochoryczny i izobaryczny.

Izoproces to proces zachodzący przy danej masie gazu pod jednym stałym parametrem – temperaturą, ciśnieniem lub objętością. Z równania stanu wynikają prawa dla izoprocesów jako przypadki szczególne.

Izotermiczny nazywamy procesem zachodzącym w stałej temperaturze. T = konst. Opisuje to prawo Boyle’a-Mariotte’a. pV = konst.

Izochoryczny nazywany procesem zachodzącym przy stałej objętości. Obowiązuje dla niego prawo Charlesa. V= stała p/T = konst.

I wola nazywa się procesem zachodzącym pod stałym ciśnieniem. Równanie tego procesu jest następujące V/T== stała kiedy R= const i nazywa się prawem Gay-Lussaca. Wszystkie procesy można przedstawić graficznie (ryc. 11).

Gazy rzeczywiste spełniają równanie stanu gazu doskonałego przy niezbyt wysokich ciśnieniach (o ile wewnętrzna objętość cząsteczek jest znikoma w porównaniu z objętością naczynia, w którym gaz się znajduje) i w niezbyt niskich temperaturach (jak np. o ile można pominąć energię potencjalną oddziaływań międzycząsteczkowych w porównaniu z energią kinetyczną termicznego ruchu cząsteczek), czyli dla gazu rzeczywistego równanie to i jego konsekwencje są dobrym przybliżeniem.

Bilet numer 9

Parowanie i kondensacja. Pary nasycone i nienasycone. Wilgotność powietrza. Pomiar wilgotności powietrza

Plan reakcji

1. Podstawowe pojęcia. 2. Para wodna w atmosferze. 3. Wilgotność bezwzględna i względna. 4. Punkt rosy. 5. Przyrządy do pomiaru wilgotności.

Odparowanie- parowanie zachodzące w dowolnej temperaturze ze swobodnej powierzchni cieczy. Nierównomierny rozkład energii kinetycznej ruchu termicznego cząsteczek prowadzi do tego, że w dowolnej temperaturze energia kinetyczna niektórych cząsteczek cieczy lub ciała stałego może przekraczać energię potencjalną ich połączenia z innymi cząsteczkami. Cząsteczki poruszające się z większą prędkością mają większą energię kinetyczną, a temperatura ciała zależy od prędkości

ruchowi jego cząsteczek dlatego parowaniu towarzyszy chłodzenie cieczy. Szybkość parowania zależy od: otwartej powierzchni, temperatury i stężenia cząsteczek w pobliżu cieczy. Kondensacja- proces przejścia substancji ze stanu gazowego do stanu ciekłego.

Odparowanie cieczy w zamkniętym naczyniu w stałej temperaturze prowadzi do stopniowego wzrostu stężenia cząsteczek parującej substancji w stanie gazowym. Po pewnym czasie od rozpoczęcia parowania stężenie substancji w stanie gazowym osiągnie wartość, przy której liczba cząsteczek powracających do cieczy zrówna się z liczbą cząsteczek opuszczających ciecz w tym samym czasie. Zainstalowany równowaga dynamiczna pomiędzy procesami parowania i kondensacji materii. Nazywa się substancję w stanie gazowym, która znajduje się w równowadze dynamicznej z cieczą para nasycona. (Prom to zbiór cząsteczek, które opuściły ciecz podczas procesu parowania.) Para znajdująca się pod ciśnieniem poniżej nasycenia nazywana jest nienasycone.

Ze względu na ciągłe parowanie wody z powierzchni zbiorników, gleby i roślinności, a także oddychanie ludzi i zwierząt, atmosfera zawsze zawiera parę wodną. Dlatego ciśnienie atmosferyczne jest sumą ciśnienia suchego powietrza i zawartej w nim pary wodnej. Ciśnienie pary wodnej będzie maksymalne, gdy powietrze będzie nasycone parą. Para nasycona, w przeciwieństwie do pary nienasyconej, nie podlega prawom gazu doskonałego. Zatem prężność pary nasyconej nie zależy od objętości, ale zależy od temperatury. Zależności tej nie można wyrazić prostym wzorem, dlatego na podstawie eksperymentalnych badań zależności prężności pary nasyconej od temperatury opracowano tabele, z których można określić jej ciśnienie w różnych temperaturach.

Nazywa się ciśnieniem pary wodnej w powietrzu w danej temperaturze wilgotność bezwzględna, lub elastyczność pary wodnej. Ponieważ prężność pary jest proporcjonalna do stężenia cząsteczek, wilgotność bezwzględną można zdefiniować jako gęstość pary wodnej obecnej w powietrzu w danej temperaturze, wyrażoną w kilogramach na metr sześcienny ( R).

Większość zjawisk obserwowanych w przyrodzie, na przykład szybkość parowania, wysychanie różnych substancji i więdnięcie roślin, nie zależy od ilości pary wodnej w powietrzu, ale od tego, jak blisko tej ilości jest nasycenie , tj. wilgotność względna, który charakteryzuje stopień nasycenia powietrza parą wodną.

P W niskich temperaturach i dużej wilgotności wzrasta przenikanie ciepła i człowiek jest narażony na hipotermię. Przeciwnie, w wysokich temperaturach i wilgotności przenoszenie ciepła jest znacznie zmniejszone, co prowadzi do przegrzania ciała. Najbardziej korzystna dla człowieka w średnich szerokościach klimatycznych jest wilgotność względna wynosząca 40-60%. Wilgotność względna to stosunek gęstości (lub ciśnienia) pary wodnej w powietrzu w danej temperaturze do gęstości (lub ciśnienia) pary wodnej w tej samej temperaturze, wyrażony w procentach, tj. = p/p 0,100%, lub ( p = p/p 0 100%.

Wilgotność względna jest bardzo zróżnicowana. Co więcej, dzienna zmiana wilgotności względnej jest przeciwieństwem dziennej zmiany temperatury. W ciągu dnia wraz ze wzrostem temperatury, a co za tym idzie wraz ze wzrostem ciśnienia nasycenia, wilgotność względna maleje, a w nocy wzrasta. Ta sama ilość pary wodnej może nasycić lub nie nasycić powietrze. Obniżając temperaturę powietrza, znajdującą się w nim parę można doprowadzić do nasycenia. punkt rosy to temperatura, w której para zawarta w powietrzu ulega nasyceniu. Kiedy w powietrzu lub na przedmiotach, z którymi się styka, osiągnięty zostanie punkt rosy, para wodna zaczyna się skraplać. Aby określić wilgotność powietrza, przyrządy tzw higrometry I psychrometry.