Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости

1. Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов, под действием электрического поля. Сверхпроводимость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость. Зависимость сопротивления металлов от температуры - с ростом температуры сопротивление металлов растет. Это связано в основном с увеличением амплитуды тепловых колебаний кристаллической решетки и, как следствие, более высокой степенью ее (решетки) взаимодействия с электронным газом. С понижением температуры - ситуация обратная.
2. Условия существования электрического тока: 1. Наличие свободных носителей зарядов. 2. наличие разности потенциалов. 3. замкнутая цепь. 4. источник сторонних сил, который поддерживает разность потенциалов. Сторонние силы характеризуют работой, которую они совершают над перемещаемыми по электрической цепи носителями заряда. Способность источника электрической энергии создавать и поддерживать на своих зажимах определенную разность потенциалов называется электродвижущей силой. Численно электродвижущая сила измеряется работой, совершаемой источником электрической энергии при переносе единичного положительного заряда по всей замкнутой цепи: . Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи: I=E/R+r. КПД источника - это мощность, высаженная на внешней цепи, по отношению к общей мощности.
3. Электроемкость С – это физическая скалярная величина, равная отношению С=q/U заряда q к напряжению U. Электроемкость – характеризует способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. Электроемкость удельного проводника равна отношению заряда проводника к его потенциалу и является для данного проводника величиной постоянной: С=q/φ. Конденсатор – это устройство, состоящее из изолированных друг от друга проводников, предназначенное для накопления электрического заряда и энергии. Проводники, образующие конденсатор называют обкладками. Плоским конденсатором называется конденсатор, состоящий из двух параллельных металлических пластин (обкладок), расположенных на небольшом расстоянии друг то друга и разделенных слоем диэлектрика. Электроемкостью плоского конденсатора называется физическая скалярная величина, равная отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками: С= q/φ1-φ2. При заряде конденсатора энергия, полученная от источника питания, частично выделяется в виде тепла на сопротивлении R, другая её часть запасается в виде энергии электрического поля в конденсаторе. Заряд конденсатора растёт пропорционально напряжению, поэтому: Q = CU.
4. Взаимодействие проводников с током: если близко один к другому расположены проводники с токами одного направления, то магнитные линии этих проводников, охватывающие оба проводника, обладая свойством продольного натяжения и стремясь сократиться, будут заставлять проводники притягиваться. Магнитная индукция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся со скоростью. Более конкретно, — это такой вектор, что сила Лоренца, действующая со стороны магнитного поля на заряд, движущийся со скоростью, равна . Принцип суперпозиции магнитного поля: если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником с током в отдельности: B=B1+B2+…+Bn. Для графического изображения магнитных полей используются линии магнитной индукции. Линия магнитной индукции – это линия, в каждой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной к ней. Например:
5. Движение заряженных частиц в магнитном поле: Формула силы Лоренца дает возможность найти ряд закономерностей движения заряженных частиц в магнитном поле. Зная направление силы Лоренца и направление вызываемого ею отклонения заряженной частицы в магнитном поле можно найти знак заряда частиц, которые движутся в магнитных полях. Сила Лоренца – это выражение для силы, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд, в 1895 г. Впервые получил голландский физик Хендрик Антон Лоренц. В его честь эта сила названа Силой Лоренца. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца F л. .
6. Действие магнитного поля на проводник с током: вокруг магнита существует магнитное поле, которое действует на другие магниты, в частности на магнитные стрелки или намагничивающиеся частицы железа. Закон Ампера: модуль силы, с которой магнитное поле действует на находящийся в нем прямолинейный проводник с током, равен произведению индукции B этого поля, силы тока I, длины участка l проводника и синуса угла между направлениями тока и индукции магнитного поля. Правило левой руки для определения силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током.
7. Для характеристики числа линий индукции магнитного поля, пронизывающих некоторую площадку, вводится физическая скалярная величина, называемая магнитным потоком и обозначаемая греческой буквой Ф. Явление возникновения ЭДС индукции при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром, называется явлением электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле – это поле, возникающее при электромагнитной индукции, действующее на заряженные частицы. Закон Фарадея: ЭДС электромагнитной индукции Ei, возникающая в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через него. Ei=Ф/t. Современный закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре равна скорости изменения пронизывающего его магнитного потока, взятой с противоположным знаком: Ei=-Ф/t. Правило Ленца, правило для определения направления индукционного тока: индукционный ток, возникающий при относительном движении проводящего контура и источника магнитного поля, всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток. Сформулировано в 1833 г. Э. Х. Ленцем.
8. Явление самоиндукции – когда изменяющийся магнитный поток через проводящий контур создается изменяющимся в нем током. ЭДС самоиндукции: индуктивность контура численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в нем при изменении силы тока на 1А в течение 1с: Esi= - L *(I/t). Индуктивность – это скалярная физическая величина, численно равная собственному магнитному потоку, пронизывающему контур, при силе тока в контуре 1А: L=Ф/I. Энергия магнитного поля: если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.
9. Колебательное движение это движение, точно или приблизительно повторяющееся через одинаковые промежутки времени. Колебательное движение свойственно всем явлениям природы. Внутри любого живого организма непрерывно происходят ритмично повторяющиеся процессы, например биение сердца. Амплитуда – это максимальное смещение тела из положения равновесия. Частота – это число полных колебаний за промежуток времени t равный 2П секунд. Период – это длительность одного полного колебания. Фаза колебаний — аргумент функции cos(ωt + φ), описывающий гармонический колебательный процесс. Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) k (закон Гука), один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m. Математический маятник — осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготения. Превращение энергии при гармонических колебаниях: на примере колебаний тела на нити видим, что в положении равновесия скорость и, следовательно, кинетическая энергия тела максимальны. Если потенциальную энергию отсчитывать от положения равновесия, то она максимальна при амплитудном значении смещения, т.е. когда кинетическая энергия (скорость) равна нулю.
10. Вынужденные магнитные колебании - это периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Внешним источником ЭДС в электрических цепях являются генераторы переменного тока, работающие на электростанциях. Переменный ток (англ. alternating current — переменный ток) — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению. При расчетах цепей переменного тока, а также при электрических измерениях неудобно пользоваться мгновенными или амплитудными значениями токов и напряжений, а их средние значения за период равны нулю. Трансформатор — электрический аппарат, имеющий две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока без изменения частоты систем(системы) переменного тока. Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока или гальваническую развязку в самых различных областях применения - электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
11. Распространение колебаний в упругих средах: среда называется упругой, если между ее частицами существуют силы взаимодействия, препятствующие какой-либо деформации этой среды. Когда какое-либо тело совершает колебания в упругой среде, то оно воздействует на частицы среды, прилегающие к телу, и заставляет их совершать вынужденные колебания. Среда вблизи колеблющегося тела деформируется, и в ней возникают упругие силы. Эти силы воздействуют на все более удаленные от тела частицы среды, выводя их из положения равновесия. Постепенно все частицы среды вовлекаются в колебательное движение. Характеристики Волны: 1. По признаку распространения в пространстве: стоячие, бегущие. 2. По характеру волны: колебательные, уединённые (солитоны). 3. По типу волн: поперечные, продольные, смешанного типа. 4. По законам, описывающим волновой процесс: линейные, нелинейные. 5. По свойствам субстанции: волны в дискретных структурах, волны в непрерывных субстанциях. 6. По геометрии: сферические (пространственные), одномерные (плоские), спиральные. Продольные волны ─ распространяющееся с конечной скоростью в пространстве переменное взаимодействие материи, которое обычно характеризуется двумя функциями ─ векторной, направленной вдоль потока энергии волны, и скалярной функцией. ПОПЕРЕЧНАЯ ВОЛНА - волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном к плоскости, в которой происходят колебания частиц среды (в случае упругой волны) или в которой лежат векторы электрического и магнитного поля (для электромагнитной волны).
12. Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения). Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания. Свободные колебания - это колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Простейшими примерами свободных колебания являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити. Формула Томсона названа в честь английского физика Уильяма Томсона, который вывел её в 1853 году, и связывает период собственных электрических колебаний в контуре с его ёмкостью и индуктивностью. . В колебательном контуре идет превращение энергий из кинетической в потенциальную и из потенциальной в кинетическую.
13. Электромагнитная теория света. — 1. Характерные свойства луча света. — 2. Свет не есть движение упругого твердого тела механики. — 3. Электромагнитные явления как механические процессы в эфире. — 4. Первая Максвеллова теория света и электричества. — 5. Вторая Максвеллова теория. — 6. Позднейшие теории. — 7. Общие механические основания теории. — 8. Опытные подтверждения Э. теории света. — 9. Электромагнитная теория физических явлений. Квантовая теория света – это теория, основы который были заложены в 1900 физиком Максом Планком. Согласно этой теории, атомы всегда излучают или принимают лучевую энергию только порциями, прерывно, а именно определенными квантами (кванты энергии), величина энергии которых равна частоте колебаний (скорость света, деленная на длину волны) соответствующего вида излучения, умноженной на планковский квант действия. Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Импульс — векторная физическая величина, характеризующая меру механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этой точки на её скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости: . Фотон - мельчайшая частица электромагнитного излучения, имеющая энергию в один квант. Световые частицы (фотоны) одновременно обладают и волновыми и корпускулярными свойствами. Фотоны, как любые частицы, имеют массу. Из закона взаимосвязи массы и энергии следует, что энергию фотона можно выразить как e=m·c2. Корпускуляярно-волновоой дуализм — принцип, согласно которому любой объект может проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Был введён при разработке квантовой механики для интерпретации явлений, наблюдаемых в микромире, с точки зрения классических концепций. Дальнейшим развитием принципа корпускулярно-волнового дуализма стала концепция квантованных полей в квантовой теории поля. Формула Планка:
14. В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл. тока. Газ-проводник - это ионизированный газ. Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью. САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯД – электрич. ток в газе, не требующий для своего поддержания действия внеш. ионизатора. С. р. образуется при достаточно высоком напряжении на электродах, когда начавшийся разряд создаёт необходимые для его поддержания ионы и электроны. НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯД - электрич. ток в газах, существующий при заданной разности потенциалов лишь при наличии внеш. ионизатора. Плазма — в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, который может быть как квазинейтральным, так и неквазинейтральным. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.
15. Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в пространстве. Электромагнитная волна представляет собой процесс последовательного, взаимосвязанного изменения векторов напряжённости электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно лучу распространения волны, при котором изменение электрического поля вызывает изменения магнитного поля, которые, в свою очередь, вызывают изменения электрического поля. Свойства электромагнитные волны - поперечные, то есть вектора E и H колеблются поперек поперёк направлению распространения волны. Векторы Е и H взаимно перпендикулярны, так, что вектора v, E, H образуют правую тройку векторов. Векторы Е и Н колеблются в одной фазе. Модули векторов Е и Н связаны соотношением: . Шкала электромагнитных волн - длины электромагнитных волн, которые могут быть зарегистрированы приборами, лежат в очень широком диапазоне. Все эти волны обладают общими свойствами: поглощение, отражение, интерференция, дифракция, дисперсия. Свойства эти могут, однако, проявляться по-разному. Различными являются источники и приемники волн.
16. Фотоэффект — это испускание электронов веществом под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект. Законы фотоэффекта: Формулировка 1-го закона фотоэффекта: количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за единицу времени на данной частоте, прямо пропорционально световому потоку, освещающему металл. Согласно 2-ому закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от интенсивности. 3-ий закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света ν0 (или максимальная длина волны λ0), при которой ещё возможен фотоэффект, и если ν < ν0, то фотоэффект уже не происходит. В работе Эйнштейна содержалась важная новая гипотеза. Ученый выдвинул гипотезу о том, что свет существует только в виде квантованных порций. Из представления о свете как о фотонах следует формула Эйнштейна для фотоэффекта: h*ν=Aion+Aout+mv²/2, где Aion - работа по ионизации атомов вещества. Aout - работа необходимая для выхода электрона из вещества. m - кинетическая энергия вылетающего электрона. ν - частота падающего фотона с энергией. h - постоянная Планка. h = 1.054 · 10−27 эрг·с.
17. Опыты Резерфорда: В экспериментах Резерфорда по изучению внутренней структуры атома золотая фольга облучалась а-частицами, проходящими через щели в свинцовых экранах со скоростью 107 м/с. а-Частицы, испускаемые радиоактивным источником, представляют собой ядра атома гелия. После взаимодействия с атомами фольги а-частицы попадали на экраны, покрытые слоем сернистого цинка. Ударяясь об экраны, а-частицы вызывали слабые вспышки света (рис. 48, а). По количеству вспышек определялось число частиц, рассеянных фольгой на определенные углы. Подсчет показал, что большинство ос-частиц проходит фольгу беспрепятственно. Однако некоторые а-частицы (одна из 20 000) резко отклонялись от первоначального направления (рис. 48, б). Столкновение ос-частицы с электроном не может так существенно изменить ее траекторию, так как масса электрона в 7350 раз меньше массы а-частицы. Резерфорд предположил, что отражение а-частиц обусловлено их отталкиванием положительно заряженными частицами, обладающими массами, соизмеримыми с массой а-частицы. На основании результатов подобного рода опытов Резерфорд предложил модель атома: в центре атома расположено положительно заряженное атомное ядро, вокруг которого (подобно планетам, обращающимся вокруг Солнца) вращаются под действием электрических сил притяжения отрицательно заряженные электроны. Атом электронейтрален: заряд ядра равен суммарному заряду электронов. Линейный размер ядра по крайней мере в 10 000 раз меньше размера атома. Такова планетарная модель атома по Резерфорду. Из опытов Резерфорда непосредственно вытекает планетарная модель атома. В центре ядра расположено положительно заряженное атомное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома. В целом атом нейтрален. Поэтому число внутриатомных электронов, как и заряд ядра, равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Покоиться электроны внутри атома не могут, так как они упали бы на ядро. Они движутся вокруг ядра, подобно тому как планеты обращаются вокруг Солнца. Первый постулат Бора гласит: атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E. В стационарном состоянии атом не излучает. Этот постулат находится в явном противоречии с классической механикой, согласно которой энергия движущихся электронов может быть любой. Противоречит он и механике Максвелла, так как допускает возможность ускоренного движения электронов без излучения электромагнитных волн. Согласно второму постулату Бора излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний. При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией. Этот постулат противоречит электродинамике Максвелла, т.к. согласно ему, частота излученного света свидетельствует не об особенностях движения электрона, а лишь об изменении энергии атома. Квантово – механическая модель атома водорода: Атом водорода — атом, ядром которого является протон, а электронная оболочка состоит из единственного электрона. Соответствует химическому элементу водород. В общем случае, атом водорода описывается двухчастичной матрицей плотности или двухчастичной волновой функцией. Часто в квантовой механике рассматривается как электрон в электростатическом поле атомного ядра. В этом случае, электрон описывается редуцированной одночастичной матрицей плотности или волновой функцией. Из-за своей простоты как проблема двух тел атом водорода имеет специальное значение в квантовой механике и релятивистской квантовой механике поскольку соответствующие уравнения допускают точное или приближенное аналитическое решения.
18. Постулаты Эйнштейна: 1 постулат Эйнштейна или принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают во всех инерциальных системах отсчета одинаково. 2 постулат или принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме постоянна и одинакова по отношении» к любым инерциальным системам отсчета. Она не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости его приемника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Более того, пи одна частица вещества, т.е. частица с массой покоя, отличной от нуля, не может достичь скорости света в вакууме, с такой скоростью могут двигаться лишь полевые частицы, т.е. частицы с массой покоя, равной нулю. Пространство и время в специальной теории относительности (СТО): С математической точки зрения, непривычные свойства СТО можно интерпретировать как результат того, что время и пространство не являются независимыми понятиями, а образуют пространство-время Минковского, которое является псевдоевклидовым пространством. Вращения базиса в этом четырёхмерном пространстве-времени, смешивающие временную и пространственные координаты 4-векторов, выглядят для нас как переход в движущуюся систему отсчета и похожи на вращения в обычном трёхмерном пространстве. При этом естественно изменяются проекции четырёхмерных интервалов между определёнными событиями на временную и пространственные оси системы отсчёта, что и порождает релятивистские эффекты изменения временных и пространственных интервалов. Именно инвариантная структура этого пространства, задаваемая постулатами СТО, не меняется при переходах от одного условия синхронизации часов к другому, и гарантирует независимость результатов экспериментов от принятого условия. Закон Взаимодействия Массы и Энергии: Увеличение энергии тела связано с увеличением его массы m, и ∆m=∆E/с2.
19. Естественной радиоактивностью называется самопроизвольное превращение ядер неустойчивых изотопов одного химического элемента в ядра других химических элементов. Естественная радиоактивность сопровождается испусканием определенных частиц: альфа-, бета- излучений, антинейтрино, а также электромагнитного излучения(гамма-излучение). Естественная радиоактивность наблюдается у тяжелых ядер элементов, располагающихся в периодической системе Д.И.Менделеева за свинцом. Альфа-излучение (альфа-лучи) — один из видов ионизирующих излучений; представляет собой поток быстро движущихся, обладающих значительной энергией, положительно заряженных частиц (альфа-частиц). Бета-излучение — это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ. Гамма-излучение (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5×10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Период полураспада квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) — время T½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце. Открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом, каждый из которых впоследствии был награжден Нобелевской премией. Они обнаружили его экспериментальным путём и опубликовали в 1903 году.
20. Протонно-нейтронная модель ядра атома - модель атомного ядра, состоящего из протонов и нейтронов. Число протонов равно зарядовому числу, а общее число нейтронов таково, что общее число нуклонов равно массовому числу. Дефект массы (англ. mass defect) — разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида, выраженная в атомных единицах массы. Дефект массы — разность между массой покоя атомного ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа. В современной науке для обозначения этой разницы пользуются термином избыток массы. Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны).
21. Ядерная реакция — процесс образования новых ядер или частиц при столкновениях ядер или частиц. Впервые ядерную реакцию наблюдал Резерфорд в 1919 году, бомбардируя α-частицами ядра атомов азота, она была зафиксирована по появлению вторичных ионизирующих частиц, имеющих пробег в газе больше пробега α-частиц и идентифицированных как протоны. Впоследствии с помощью камеры Вильсона были получены фотографии этого процесса. При ядерных реакциях выполняются все законы сохранения классической физики. Эти законы накладывают ограничения на возможность осуществления ядерной реакции. Даже энергетически выгодный процесс всегда оказывается невозможным, если сопровождается нарушением какого-либо закона сохранения. Есть три закона: Закон сохранения энергии, Закон сохранения импульса, Закон сохранения момента импульса. Энергетическим выходом ядерной реакции называется разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции.
22. Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии. Цепная ядерная реакция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении. Ядерный реактор — это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Первый ядерный реактор построен в декабре 1942 года в США под руководством Э. Ферми. Первым реактором, построенным за пределами США, стал ZEEP, запущенный в Канаде 5 сентября 1945 года[1]. В Европе первым ядерным реактором стала установка Ф-1, заработавшая 25 декабря 1946 года в Москве под руководством И. В. Курчатова.
23. Элементарная частица — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части. По величине спина. Все элементарные частицы делятся на два класса: бозоны — частицы с целым спином (например, фотон, глюон, мезоны). фермионы — частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино). По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на следующие группы: Фундаментальные (бесструктурные) частицы и Составные частицы. Взаимные превращения элементарных частиц: одним из главных свойств частиц является их способность превращаться друг в друга, рождаться и уничтожаться в результате взаимодействия. Античастицы – двойники обычных элементарных частиц, которые отличаются от последних знаком электрического заряда и знаками некоторых других характеристик. У частицы и античастицы совпадают массы, спины, времена жизни.
24. Законы отражения и преломления света: В геометрической оптике законы отражения и преломления света на границе раздела двух прозрачных сред формулируются на основе понятия световых лучей. Компьютерная модель позволяет изучать законы отражения и преломления света на границе воздух–среда и среда–воздух. При этом показатель преломления n среды может изменяться от 1 до 2. Модель является компьютерным вариантом прибора для изучения законов отражения и преломления света. Луч света направляется на плоскую границу двух сред либо со стороны воздуха, либо со стороны исследуемой среды. В обоих случаях угол падения можно изменять в пределах от 0 до 90°. На экране дисплея высвечиваются отраженный и преломленный лучи, направления которых можно определить по круговой градусной шкале. Показатель преломления вещества — величина, равная отношению фазовых скоростей света (электромагнитных волн) в вакууме и в данной среде . Полное внутреннее отражение наблюдается при переходе света из среды оптически более плотной в оптически менее плотную среду. Явление полного отражения можно наблюдать на примере. Если налить в стакан воду и поднять её выше уровня глаз, то поверхность воды при рассмотрении её снизу кажется посеребрённой вследствие полного отражения света.
25. Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией. Количественные характеристики электролиза выражаются двумя законами Фарадея: 1) Масса вещества, выделяющегося на электроде, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролит. 2) При электролизе различных химических соединений одинаковые количества электричества выделяют на электродах массы веществ, пропорциональные их электрохимическим эквивалентам. Эти два закона можно объединить в одном уравнении: .
26. По значению удельного электрического сопротивления полупроводники занимают промежуточное положение между хорошими проводниками и диэлектриками. Примесная проводимость полупроводников — электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей. Примесная проводимость, как правило, намного превышает собственную, и поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в него легирующих примесей. Полупроводник без примесей обладает собственной электропроводностью, которая имеет два вклада: электронный и дырочный. Если к полупроводнику не приложено напряжение, то электроны и дырки совершают тепловое движение и суммарный ток равен нулю. При приложении напряжения в полупроводнике возникает электрическое поле, которое приводит к возникновению тока, называемого дрейфовым током iдр. Полный дрейфовый ток является суммой двух вкладов из электронного и дырочного токов: iдр= in+ ip. Электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Дата добавления: 2015-04-24