Колебательные движения

Колебательные движения.

Характеристики: 1 Смещение тела от положения равновесия (х, м) 2 Амплитуда (А, м) макс. смещение положения равновесия

Физический и математический маятники.

Матем. маятник – материальная точка подвешенная на длинной невесомой нити. Т.к. движение точек маятника происходит по дугам окружности, то для получения…  

Сложение гармонических колебаний одинаково направленных и одной частоты.

Для сложения используют метод векторных диаграмм

 

 

 

 

- уравнение результирующего колебания.

 

Сложение взаимноперпенд. колебаний одинаковой частоты.

х=Аcoswt; y=Bcos(wt+α). α – разность фаз колебаний. Уравнение траектории результирующего колебания – уравнение эллипса, произвольно…    

Свободные не затухающие колебания в эл. колебательном контуре.

Диф. уравнения колебания можнополучить пользуясь 2-м правилом Киргофа либо законом сохранения энергии Сила тока в колеб. контуре: опережает по фазе колебания заряда на Пи/2

Затухающие мех. колебания. Диф ур. движения и его решение. График

- диф. ур-е - частота незатух. колеб. - коэф. затухания

Свободные затухающие колебания в эл. колеб. контуре. Диф. ур. Расчет периода колебаний.

     

Вынужденные мех. колебания. Диф. уравнения движения и его решение. График колебаний.

Закон движения для прежин. маятника-   Коэф. затухания –

Вынужденные колебания в эл. магнитном контуре. Диф. уравнение колебаний и его решение.

Чтоб в реальном колебательном контуре получились незатух. колебания необходимо компенсировать потери энергии. В эл. колеб. контуре подводится…   Диф. ур-е вынужденных колебаний

Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Ур. бегущей волны.

Продольной наз. волну в которой колебания происходят в направлении распространении волны. Поперечной наз волну, колебания в которой происходят… Волны переносят энергию и импельс. Волновая поверхность это геометрическое место точек колеблющихся в одинак. фазе. Волновых поверхностей может быть…

Электормагнитные волны. Скорость распр. Энергия ЭМВ

В ЭМВ вектора Е и Н всегда перпендикулярны друг другу и кроме того перпендик скорости они образуют правовинтовую систему: Частота колебаний и фаза колебаний векторов Е и Н одинаковы:

Интерференция света. Условия образования max и min.

Когерентность – согласованное протекание колебательных и волновых процессов. Волны когерентны если: 1Если у них одинаковая частота

Интерференция света от плоскопараллельной пленки. Кольца Ньютона.

max: ∆=2m(λ0/2)=m λ0(m=0; 1; 2…) min: ∆=(2m+1)* λ0/2 (m=0; 1; 2…) При вычислении ∆ следует учитывать, что если луч отражается от более плотной среды то к его оптическому пути…

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Фринеля. Метод зон Фринеля. Дифракция Фринеля на круглом отверстии и на диске.

Принцип гюйгенса-фринеля. Световая волна от источника может быть представлена как результат суперпозиции (сложения) когерентных вторичных волн…    

Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракционная решетка.

1)∆=(sinφ)d - разность хода лучей Линза не влияет на разность хода лучей, если отверстие разбить на к зон Ф.… ∆=asinφ, а – ширина щели

Поляризация света. Способы получения поляризованного света. Закон Малюса

Источники света дают естественный свет т.е. такие волны в которых направление колебаний Е, а значит и Н равновероятны для всех направлений.…   Поляризованный свет – свет в котором направление колебаний Е каким-либо образом упорядочены:

Закон Брюстера. Эффект двойного лучепреломления.

Закон брюстера:

- показатель преломления второй среды относит. первой. Отраженный луч явл. плоскополяризованным (содер. только колебания перпендик. плоскости падения). Преломленный луч при угле падения iB максимально но не полностью.

Все прозрачные кристаллы обладают способностью двойного лучепреломления т.е. раздваивание каждого падающего на них светового пучка.

 

 

Поляризационные призмы и поляроиды. Дихроизм. Вращение плоскости поляризации в оптически активных средах.

Двоякопреломляющие кристаллы обладают свойством дихроизма - различного поглощения света в зависимости от ориентации эл. вектора (Е) световой волны.… Оптически активные в-ва(кварц, сахар) вращают плоскость поляризации. Угол… с – массовая концентрация оптически активного в-ва.

Закон теплового излучения (Киргофа, Стефана-Больцмана, Вина) формула Планка.

1. Излучают все тела при любых температурах. 2. Спектр излучения является сплошным но доля энергии приходящаяся на… Закон Стефана-Больцмана: (энергетическая светимость): абсолютно черное тело имеющего температуру Т, поместить в…

Внешний фотоэффект. Уравнение Энштейна для внешнего фотоэффекта.

1 При фиксир. частоте падающего света число фотоэлектронов испускаемых фотокатодом в ед. времени пропорционально интенсивности света (сила фототока…   2 мах кинетическая энергия вылетевшего электрона не зависит от интенсивности падающего света, а опред. только его…

Давление света. Эффект Комптона.

Фе – световой поток падающий на поверхность. 𝜌 – коэф-т отражения, с – скорость света Если поверхность черная 𝜌=0, 𝜌=1 – зеркальная.

Модели атома Томпсона Резерфорда. Постулаты Бора. Классическая теория атома водорода и водородоподобных атомов

Томсон – предположил, атом непрерывно заряженный «+» зарядом шар в который вкраплены электроны. Гормон. колебания электронов около положения равновесия явл. причиной излучения монохроматических волн атомами.

Резерфорд – планетарная модель атома

в центре ядро с «+» зарядом Ze и m практич. = ma, вокруг ядра по орбитам двигаются электроны образуя электрон. оболочку атома.

Недостатки:

1 движущийся вокруг ядра электрон может упасть на ядро

2 Электрон падая на ядро непрерывно излучает энергию т.е. спектр излучения сплошной, в действительности спектры линейны. Противоречия были устранены бором который сформулировал 2 постулата:

1 Существует стационарное состояние наход. в котором атом энергию не теряет

2 Поглощение или излучение происходит при переходе из одного стационарного состояния в другое

𝜗 – частота излучения, сооствет. переходу атома из одного сост. в другое.

– значение энергии стационарных состояний атома.

Водород и водородоподобные системы.

- обобщенная формула Бальмера для атома водорода.

R – постоянная Рудберга.

𝜗 – частота перехода электрона с одной стационарной орбиты на другую.

к=1 – серия Лаймана. к=2 – Больцмана, к=3 - Тамена, к=4 – Брекита … n=k+1

Частота излучения водородоподобных ионов сост. из одного ядра и одного электрона: , 2 –порядковый номер электрона в таблице менделеева.

Энергия ионизации атома водорода(водородоподобного иона) –Е_min которую необходимо затратить чтобы удалить электрон из атома.

 

Корпускулярно-волновой дуализм св-в веществ. Волны де-Бройля. Соотношение неопред. Гейзенберга

Соотношение между хар-ками частиц также как и для фотонов Любой частице, обладающей импульсом (Р) сопоставляется волновой процесс с длиной волны… Т.о. копускулярно-волновой дуализм – универсальное св-во материи  

Атом в квантовой механике квантовые числа.

  Главное квантовое число n определяет энергетические уровни электрона в атоме … n=1. 2. 3 …

Поглощение света, спонтанное и вынужденное излучение. Оптические квантовые генераторы (лазеры).

Спонтанное излучение наз. процесс испускания фотонов возбужденным атомом без каких либо внешних воздействий.

Вынужденное излучение наз. атом находящийся в возбуж. состоянии действие излучение с частотой.

Лазеры бывают, твердотелые, газовые, полупроводниковые.

Они имеют обязат. три компонента:

1 Активную среду

2 систему накачки

3 оптический резонатор

 

Металлы, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной теории.

В металл. проводниках при не слишком низких темпер. растет с увел. темпер. по линейному закону. В полупроводниках сопротивление с повыш. темпер.… Различие между металлами и диэлектриками с точки зрения зонной теории состоит…  

Собственная и приместная проводимость проводников.

Проводимость собств. полупровод. обусловленная электронами наз. электронной проводимостью или проводимостью n – типа. В результате тепловых забросов… Проводимость полупроводников всегда явл. вынужденной, т.е. появл. только под… Для переброса электрона с верх. уровня валент зоны на нижний уровень зоны проводимости затрачивается энергия активации…

КОНТАКТ ЭЛЕКТРОННОГО И ДЫРЧАТОГО ПРОВОДНИКОВ полупров., диоды.

Принцип сопрекосновения двух полупроводников один из которой имеет электронную а другой дырчатую проводимость наз. электронно-дырчатым переходом.

 

Строение атома ядра и энергия связи и дефект массы ядра. закон распада.

Излучения бывают трех видов α, β, γ – излучения. α – излучение отклоняется магнитными и электрич. полями обладает высокой… β – излучение отклон магнит и электрич полями его ионизирующая спсобность значительно меньше.

Ядерные реакции. Деление тяжелых ядер. Цепная реакция деления. Понятие о ядерной энергетике

, где N – число частиц падающих за ед. времени, dN – число этихчастиц вступающ. в ядерную реакцию в слое толщиной dx. Ядерные реакции могут быть… Реакция деления ядра – закл. в том что тяжелое ядро под действием нейтронов и… Особенностью деления ядер явл. то, что оно сопровождается испусканием двух-трех вторичных нейтронов – наз. нейтронами…

Элементарные частицы.

Протон имеет полож. заряд, равный заряду электрона и массу покоя mp=1,6726*10-27 Нейтрон нейтральная частица с массой покоя, эти частицы называются нуклонами.… Атомное число характеризуется зарядом Ze, где Z – заряд, число равное числу протонов в ядре и совподает с порядковым…