Шпаргалка по "Физике"

2. Каждая пара механических моментов  импульса и одного электрона  взаимодействуют между собой  сильнее, чем с механическими  моментами и других электронов. Тогда сначала определяются полные  угловые моменты импульса для  каждого электрона атома в  отдельности, которые потом складываются (векторно) и определяют механический момент атома в целом. Диамагне́тики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны. Под действием внешнего магнитного поля каждый атом диамагнетика приобретает магнитный момент I (а каждый моль вещества — суммарный магнитный момент), пропорциональный напряжённости поля Н и направленный навстречу полю. Поэтому магнитная восприимчивость (....) = I/H у диамагнетиков всегда отрицательна. По абсолютной величине диамагнитная восприимчивость (....) мала и слабо зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры. Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы . Термин «Парамагнетизм» ввёл в 1845 году Майкл Фарадей, который разделил все вещества (кроме ферромагнитных) на диа- и парамагнитные. Атомы (молекулы или ионы) парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно. Ферромагнетики, вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом состоянии), в которых ниже определённой температуры (Кюри точки Q) устанавливается ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах, см. Ферромагнетизм). Среди химических элементов ферромагнитны переходные элементы Fe, Со и Ni (3 d-металлы) и редкоземельные металлы Gd, Tb, Dy, Но, Er.

 

 

 

 

 

Билет №22

Зако́н электромагни́тной инду́кции Фараде́я является основным законом электродинамики, касающимся принципов работы трансформаторов, дросселей, многих видов электродвигателей и генераторов.[1] Закон гласит: Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур.  Правило Ленца определяет направление индукционного тока и гласит: Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. Использование вихревых токов. В ряде случаев вихревые токи используют для полезных целей. Например, при помощи вихревых токов расплавляют металлы (рис. 58, а). Для этой цели тигель с металлом помешают в изменяющееся магнитное поле, которое индуцирует вихревые токи, расплавляющие металл. Таким же образом вихревые токи нагревают металлические детали при сварке, наплавке и пайке (рис. 58, б), а также осуществляют поверхностный нагрев, необходимый для закалки металлических изделий. Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе, сдвинутый по фазе, при синусоидальном токе, на 90° по отношению к току в первичной обмотке. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° по отношению к магнитному потоку. Когда вторичные обмотки ни к чему не подключены (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток через первичную обмотку невелик, и определяется в основном её индуктивным сопротивлением.

 

 

 

Билет №23

Индуктивность (от лат. inductio — наведение, побуждение)  физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. Ток, текущий в проводящем контуре, создаёт в окружающем пространстве магнитное поле, причём Магнитный поток Ф, пронизывающий контур (сцепленный с ним), прямо пропорционален силе тока I.  ЭДС индукции, возникающая в самом же контуре, называется ЭДС самоиндукции, а само явление – самоиндукция. Явление возникновения э.д.с. в одном из контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией. Энергия магнитного поля - Проводник, c протекающим по нему электрическим ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле исчезает и появляется вместе с исчезновением и появлением тока. Магнитное поле, подобно электрическому, является носителем энергии. Логично предположить, что энергия магнитного поля совпадает с работой, затрачиваемой током на создание этого поля.

 

 

 

Билет №25

Резонанс вэлектрической цепи сопровождается периодическим переходом энергии электрического поля емкости в энергию магнитного поля индуктивности и наоборот. При резонансе в электрической цепи малые напряжения, приложенные к цепи, могут вызвать значительные токи и напряжения на отдельных ее участках. В цепи, где r, L, С соединены последовательно, может возникнуть резонанс напряжений, а в цепи, где r, L, С соединены параллельно,— резонанс токов.  Мощность в цепи постоянного тока определяется произведением напряжения на силу тока: .   Физический смысл этой формулы прост: так как напряжение U численно равно работе электрического поля по перемещению единичного заряда, то произведение U∙I характеризует работу по перемещению заряда за единицу времени, протекающего через поперечное сечение проводника, т.е. является мощностью. Мощность электрического тока на данном участке цепи положительна, если энергия поступает к этому участку из остальной сети, и отрицательна, если энергия с этого участка возвращается в сеть. Коэффициент мощности математически можно интерпретировать как косинус угла между векторами тока и напряжения.

 

 

 

 

Билет №26

Наибольшее отклонение маятника от положения 0 называется амплитудой колебания. Время одного полного колебания  называется периодом и обозначается буквой Т. Число колебаний в одну секунду есть частота f. Период измеряется в секундах, а частота в герцах (гц). Свободные колебания маятника имеют следующие свойства:1). Они всегда являются затухающими, т.е. амплитуда их постепенно уменьшается (затухает) вследствие потерь энергии на преодоление сопротивления воздуха и на трение в точке подвеса;2). Свободные колебания можно считать гармоническими, т.е. синусоидальными, если не принимать во внимание их затухание;3). Частота свободных колебаний маятника зависит от его длины и не зависит от амплитуды.При затухании колебаний амплитуда уменьшается, но период и частота остаются неизменными; 4). Амплитуда свободных колебаний зависит от начального запаса энергии. Чем сильнее толкнуть маятник или чем дальше отвести его от положения равновесия, тем больше амплитуда. 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.

 

 

 

Билет №27

Рассмотрим свободные затухающие колебания – колебания, у которых  амплитуды из-за потерь энергии колебательной  системой с течением времени убывают. Простейшим механизмом убывания энергии  колебаний есть ее превращение в  теплоту вследствие трения в механических колебательных системах, а также  потерь, связанных с выделением теплоты, и излучения электромагнитной энергии  в электрических колебательных  системах. Логарифмический декремент  колебаний — безразмерная физическая величина, описывающая уменьшение амплитуды  колебательного процесса и равная натуральному логарифму отношения двух последовательных амплитуд колеблющейся величины в одну и ту же сторону. Добротность —  характеристика колебательной системы, определяющая полосу резонанса и  показывающая, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем  потери энергии за один период колебаний.

 

 

 

Билет №28

Чтобы в реальной колебательной  системе получить незатухающие колебания, надо компенсировать потери энергии. Такая  компенсация возможна с помощью  какого-либо периодически действующего фактора X(t), изменяющего по гармоническому закону: . Будем рассматривать зависимость амплитуды А вынужденных колебаний от частоты ω. Будем рассматривать механические и электромагнитные колебания одновременно, при этом называя колеблющуюся величину либо смещением (х) тела, испытавающего колебания, из положения равновесия, либо зарядом (Q) конденсатора. Резона́нс (фр. resonance, от лат. resono — откликаюсь) — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет №29

теории Максвелла: переменное во времени  магнитное поле порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое  поле. Таким образом, Максвелл ввел новый вид поля – вихревое электрическое  поле.

В отличие от электростатического  поля линии вихревого электрического поля являются замкнутыми, они связаны  с направлением вектора  dB/dt правилом левого буравчика и лежат в плоскости, перпендикулярной к вектору (рис.4.17,в). Силы этого поля являются сторонними силами, они совершают работу по разделению разноимённых зарядов. Ток смещения или абсорбционный ток — величина, прямо пропорциональная быстроте изменения электрической индукции. Это понятие используется в классической электродинамике. Введено Дж. К. Максвеллом при построении теории электромагнитного поля. Введение тока смещения позволило устранить противоречие[1] в формуле Ампера для циркуляции магнитного поля, которая после добавления туда тока смещения стала непротиворечивой и составила последнее уравнение, позволившее корректно замкнуть систему уравнений (классической) электродинамики.  Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле.

 Всякое изменение магнитного  поля порождает индукционное  электрическое поле независимо  от наличия или отсутствия  замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет №30

Определение волны.    Волна (волновой процесс) - процесс распространения  колебаний в сплошной среде. При  распростаранении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия. Вместе с волной от частицы к частице среды передаются лишь состояния колебательного движения и его энергия. Поэтому основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества. ПОЙНТИНГА ВЕКТОР -  вектор плотности потока эл.-магн. энергии. Назван по имени англ. физика Дж. Г. Пойнтинга (J. H. Poynting). Модуль П. в. равен энергии, переносимой за ед. времени через ед. площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения эл.-магн. энергии (т. е. к направлению П. в.). В абс. (Гаусса) системе единиц П. в. П=(c/4p)(ЕН), где (EH) -— векторное произведение напряжённостей электрич. Е и магн. Н полей, с — скорость света в вакууме; в СИ П=(EH). Поток П. в. через замкнутую поверхность, ограничивающую систему заряж. ч-ц, даёт величину энергии, теряемой системой за ед. времени вследствие излучения эл.-магн. Волн.