По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток
1 Фарадеевская и Максвелловская трактовка явлений эл. магн. индукции
Если рассматривать возникновение ЭДС индукции в движущемся проводнике в этом случае ЭДС возникает благодаря силе Лоренца
. Если проводник неподвижен то причиной её возникновения сила Лоренца уже не является
.
По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток
Вихревое эл. поле
Цепи переменного тока. Импеданс.
а) перем ток в цепи с активн сопративл U=UmcoswtСложение взаимно перпендукулярн колеб.
Пусть в сис-ме происх одновременно два взаимно перпендик колеб с одинак част-ми, соверш вдоль коорд осей Х и У. В таком движ участвуют электроны в… Уравнения составляющих колебаний будутиметь вид: x=A1cos(wt+j1) (1)Эл-е колебания в реальном контуре
Составим ур-е колебаний: Разделим это выражение на L и введем замены:Вынужденные колебания. ДУ вынужденных колебаний и его решение.
Вынужденные колебания- колебания, совершающиеся под действием внешней периодической силы,работа которой восполняет потери энергии.
Вынужденные электрические колебания. Их ДУ и его решение.
Разделим выр-е на и обозначим Получим: Решение этого ур-я:Ур-е плоской волны. Волновое ур-е.
(волновое число) Т.к. и то откуда из ф-лы ЭйлераУпругие волны в газах, жидкостях и твердых телах.
В движение приходит vасса масса в-ваЭффект Доплера.
Полный эффект Доплера явл. следствием релятивистского преобразования времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Пользуясь… Но -путь пройденный отраж. волной. (- потому, что волна движется в направ. против. напр. оси абцисс).ТогдаСистема ур-ий Максвелла в дифференциальной форме.
У-ния Максвелла связывают знач. величин и в точках с величинами и . Применим теоремы Стока и Остроградского-Гаусса: …Принцип суперпозиций волн. Интерференция волн. Усл инт-ых max и min
При наложении когерентных волн возникает явление интерференции(вызываемая этими волнами картина колебаний является стационарной). В каждой точке… S1 l1 S1=A1cos(wt-kl1) P S2=A2cos(wt-kl2)Интерференция волн от двух когерентных источников.
l1 S1Стоячие волны
kx = (2m+1)l/2 2px/l = (2m+1)p/2 xузл = (2m+1)l/4 – координаты узловИнтерференция волн оптического диапазона. Когерентность.
Однако реальную волну можно приближенно рассматривать в течение промежутка времени, называемого временем когерентности tког, как монохроматическую… 27.Способы получения когерентных волн оптического диапазонаИнтерференция света в тонких пленках и тонком клине. Кольца Ньютона.
D = S1 – S2 = (AB+BC)n – (AD + l/2)Дифракция волн, условия и методы ее наблюдения.
Явление дифракции наблюдается если размеры препятствий соизмеримы с длиной волны При дифракции световых волн наблюдается интерференционные полосы т.е.…Принцип Гюг-а-Френ. Метод зон Френеля
1 2 Результирующее колебание в т.P предст. собой суперпозицию колебаний взятых для всей волновой поверхности:Метод графического сложения амплитуд. Дифракция волн на круглом отверстии и диске.
Зона Френеля, построенная в отверстии из т. наблюдения представляет собой кольца радиусом ρk, причем для последней зоны ρk=ρ0.… Для результирующей амплитуды: k – нечет.:Дифракция на прямолинейном крае полуплоскости.
 |
Дифракция на щели.
 |
Дифракция на многих щелях. Дифракционная реш., как спектр-ый прибор.
Осн. хар-ки диф. реш-ки: общее число штрихов и период решётки d = a + b, где a – ширина щели, b – ширина непрозрачного промежутка. Распределение…Дифр-я световых волн на ультрозвуке.
Дифракция рентгеновских лучей.
Естеств-ый и поляриз-ый свет. Линейная, эллипт-я и круг-я поляриз. волн. З-н Малюса.
Атомы излучают свет отдельными цугами. Поэтому свет, излучаемый телом, состоящим из множества атомов, представляет собой набор большой совокупности цугов. Атомы…Двойн лучепрел. Искусств анизотропия. Эффекты Керра и Поккельса.
Оптической осью кристалла называется направление в кристалле, вдоль которого свет распространяется, не испытывая двойного лучепреломления.… В обыкновенной волне вектор Е направлен перпендикулярно к главной плоскости…Вращ. плоск. поляризации. Эф-т Фарадея.
1°. При прохожд. линейно поляриз-го света через некот. вещ, назыв оптически активными, пл-ть поляриз света поворачив. вокруг направления луча.… 2°. В оптич акт крист-х и чистых жидк угол j поворота пл-ти поляризации света… 3. Больш оптич активн крист сущ в двух модификациях. При прохожд света через кристалл одной модификации, называемой…Дисперсия э.м. волн. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия.
В отличии от дифракции в дисперсионный свете угол больше, чем больше ν и…Элементарная теория дисперсии.
n2=1+PEε0. Нахождение э.м. волн создает вын. колеб. прежде всего валент. электронов. Они создают момент импульса p=exm n2=1+ nexm/ε0E Амплитуда xm определяетсяФизика волоконных световодов
Классич. оптич. световод предст.собой двухсл. волокно, кот. имеет сердцевину, оптически более плотную. чем оболочка, у него выполн. условие… Волокно такого типа получило назв.ступенчатого. Лучи света, падающ.на торец волокна под углами, меньш.критического…Потери в оптических волокнах. Распространение световых волн в ступенчатых и градиентных волокнах.
Потери в световодах можно разделитьна три категории: поглощение, рассеяниеи излучение. Рассмотрим подробно каждый вид потерь. Поглощение света. Из опытов известно, что по мере распростр. световой волны в… В 17 веке П. Бугер и И.Ламберт уст., что интенсивность плоской монохроматической волны после прохождения сквозь слой…Теплов излуч, его особ и х-ки. Абсол. черн тело. Распр энерг спект излуч абсол ч тела.
wВ >wA то за счет теплообм между сис-ми эн-гия излуч в сис-ме .А и ее темпер долж уменьш, а энерг излуч в системе В и ее темпер должны повыш.… r(u,T)= dw / du где dw — эн-я равн излуч с част от v до v + dv, заключ в ед… Равнов излуч изотропно, т.е. оно не поляриз и все направл его распростр равновероятны. Энергия dW равновесн излуч в…Законы Киргофа, Стефана Больцмана, Вина,формула Релея-Джинса.
dWпогл = an c/4 * p(v,T) dv. По принц детального равновесия dWизл = dWпогл , то Это ур-е выраж закон Кирхгофа, согл которому отнош-е испускательной… способности абсолютно черного тела гn* при тех же знач темпер и част.Рис. V.5.3
В области малых частот r*n ~ n2T, а в обл больш частот r*n ~n3 exp [-a1n/T] , a1 – пост коэф.
------
Завис испуск спос абс ч тела r*n = c/l2 * r*n от длины волны показ на рис. V.5.4. При повыш темпер тела максимум r*n смещ в сторону меньших длин волн в соотв с законом смещения Вина
где b = 2,9 • 10-3 м • К — пост Вина.
Все попытки теоретич обоснов в рамках классич физики эксперимент найд вида функции Кирхгофа r*n = p(v,T), изображ на рис. V.5.3, оказались безуспешн. Так, методами термодинам. удалось получ формулу Вина
где 
—неизвестная функция отношения v/T.
На основе законов электродин. и за-на классич статистической физики о равнораспред энергии по степеням свободы равновесной системы была получена формула Рэлея—Джинса
где k — постоянная Больцмана.
Квантовые гепотезы и формула Планка.
Графики для ф-ии e0λT достаточно точно совпадает экспонентальными кривыми. По формуле Планка e0λT моожно получит выраж. для законов… λm≈1TФотоэффект. Энергия и импульс световых квантов.
При освещении катода монохроматическим светом задерживающее напр. изм. с частотой света ω по линейному закону Uз=aω-φ 1/2mv2=aeω-φe aω>φ-условие вылета эл.…Эф.Комптона. Аннигиляция эл-поз пары.
импульс электронов отдачиимпульс рассеяных фотоновимпульс первичных фотонов … a - угол рассеяния ренгеновских лучейЛинейчат. спектры атомов. Ядерная модель атома . Постулаты Бора.
Томсон предложил модель строения атома, по кот. Атом представляет собой каплю положительно заряженной жидкости, в кот. движутся электроны. В 1911 г.… Постулаты Бора 1. Существуют особые стационарные состояния на кот. атом не излучает энергии, т.е. атом движется по орбите.Элементарная Боровская теория водородно подобных атомов. Опыты Франка и Герца.
Добавим формулу 2-го постулата Бора. =nh/2p (2)=hn/2p (1) Решаем совместно уравнения (1) и (2) и получимКорпускулярно-волн дуализм.Формула Де Бройля и ее эксперимент. подтверждение.
2° В основе квантовой механики лежат представления Планка о квантах энергии, Эйнштейна о фотонах, данные о существовании дискретных значений… где m - масса движущейся частицы, J - ее скорость, h - постоянная Планка, l —… где k - 2pn/l - волновой вектор, n - единичный вектор в направлении распространения волны.Соотнош неопред Гейзенберга. Границы применимости классич физики.
1° К микрочастицам, обладающ волнов свойствами, в огранич степени можно применять понятия классической механики, например понятие координаты частицы и ее импульса. Поскольку понятие «координата волны» лишено физического смысла, и квантовой мех лишено также физического смысла понятие траектории частицы. В классической механике каждому определенному значению координаты частицы соответствует точное значение ее импульса. В квантовой мех. сущ. принц. неточности в определении пространственного положения и величины импульса частицы, связанные с неклассичсской природой микрочастиц.
2° Неточность Dх в определении координаты х частицы связана с неточностью Dрx в определении проекции рx, ее импульса соотношением неопределенностей Гейзенберга:
Аналогично для y и z.
Чем точнее определены координаты частицы (т. е. чем меньше Dx, Dy и Dz), тем менее точно определены значения проекций ее импульса (т. с. тем больше Dpx, Dpy, Dpz). Точно определенным координатам частицы соответствует полная неопределенность в значениях проекций ее импульса.
Ни при каких обстоятельствах невозможно измерить одновременно абсолютно точно и координаты и импульсы частиц.
3° С помощью средних квадратичных отклонений 
и 
для оценки степени отклонения измеренных в каждом отдельном случае величин x и px отих средних знач соотношение Гейзенберга записывается в форме:
4° Конечность величины кванта действия h приводит, согласно соотношению Гейзенберга, к тому, что всякая попытка измерить некоторую физическую величину, характеризующую микрообъект, приводит к определяемому этим соотношением изменению другой величины, характеризующей свойства этого объекта. Соотношение для энергии Е и времени t:
Энергия частицы в каком-либо состоянии может быть определена тем точнее, чем дольше частица находится в этом состоянии.
5° В основе соотношения неопределенностей Гейзенберга лежит сложное взаимоотношение корпускулярных и волновых свойств микрочастицы, для описания которого оказываются неадекватными заимствованные из классической физики понятия координат и импульсов частиц.
Корпускулярные свойства частиц можно было бы описывать с помощью классических понятий, если бы на эти свойства неотделимо от них не накладывались волновые свойства. Корпускулярно-волновой дуализм частиц микромира есть проявление наиболее общей взаимосвязи двух основных форм материи, изучаемых физикой, - вещества и поля.
6° В квантовой механике существенно изменяется (по сравнению с классической физикой) понятие о процессе измерения и измерительном приборе. Процесс измерения в микромире неизбежно связан с существенным влиянием прибора на ход измеряемого явления.