Заказать физику — решение на заказ онлайн

Оглавление:

Заказать физику
Здравствуйте! Я Людмила Анатольевна Фирмаль, занимаюсь помощью студентам более 17 лет. У меня своя команда грамотных, сильных преподавателей. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И неважно – она по объёму на две формулы или огромная, сложно структурированная, на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь, присылайте.
Если что-то непонятно, Вы всегда можете написать мне в воцап и я помогу!

Как заказать выполнение заданий по физике

Вы можете написать сообщение в WhatsApp. После этого я оценю ваш заказ и укажу стоимость и срок выполнения вашей работы. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за вашу работу, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл готовой работы в личные сообщения.

Сколько может стоить заказ физики

Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости, загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.

Какой срок выполнения заказа

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ

Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Гарантии и исправление ошибок

В течение 1 года с момента получения Вами готового решения заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

Чуть ниже я предоставила формулы чтобы вы освежили память и примеры оформления заказов по некоторым темам физики, так я буду оформлять ваши работы если закажите у меня, это не все темы, это лишь маленькая часть их, чтобы вы понимали насколько подробно я оформляю.

Основные определения и формулы по физическим основам механики

Положение материальной точки в пространстве определяется радиус-вектором Заказать работу по физике, т.е. вектором, проведенным из начала координат в данную точку пространства.

Перемещение Заказать работу по физике точки есть вектор, проведенный из ее начального положения в конечное и равный приращению радиус-вектора данной точки.

Скорость материальной точки есть производная от радиус-вектора движущейся точки по времени:

Заказать работу по физике

Ускорение точки есть производная от скорости по времени или вторая производная от радиус-вектора движущейся точки по времени:

Заказать работу по физике

В равномерном прямолинейном движении Заказать работу по физике выполняется соотношение

Заказать работу по физике

Формулы движения с постоянным ускорением Заказать работу по физике:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — начальная скорость.

В криволинейном движении точки полное ускорение Заказать работу по физике есть векторная сумма тангенциального Заказать работу по физике и нормального Заказать работу по физике ускорений. Модуль полного ускорения равен

Заказать работу по физике

при этом

Заказать работу по физике

где R — радиус кривизны траектории в данной точке.

Среднее значение модуля скорости и ускорения точки в промежутке времени от Заказать работу по физике равно

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — путь, пройденный точкой за промежуток времени Заказать работу по физике, а Заказать работу по физике — изменение скорости за то же время.

Угловая скорость тела есть производная от угла поворота по времени:

Заказать работу по физике

Угловое ускорение тела есть производная от угловой скорости по времени или вторая производная от угла поворота по времени:

Заказать работу по физике

В равномерном вращательном движении Заказать работу по физике выполняется соотношение

Заказать работу по физике

Формулы равнопеременного вращательного движения тела вокруг неподвижной оси Заказать работу по физике

Заказать работу по физике

Связь угловых величин с линейными

Заказать работу по физике

где S — путь, пройденный точкой вращающегося тела (длина дуги); R — расстояние от точки вращения до оси (радиус дуги). Угловая скорость тела, вращающегося равномерно, связана с числом оборотов в секунду n (частотой) и периодом вращения Т соотношением

Заказать работу по физике

Первый закон Ньютона: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние.

Импульс материальной точки есть векторная величина:

Заказать работу по физике

Импульс системы материальных точек равен векторной сумме импульсов всех частиц, образующих систему:

Заказать работу по физике

Второй закон Ньютона: ускорение материальной точки прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки:

Заказать работу по физике

Если на материальную точку одновременно действует несколько сил,то

Заказать работу по физике

Второй закон Ньютона можно сформулировать и таким образом: скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе:

Заказать работу по физике

Силы, рассматриваемые в механике:

а) сила упругости

Заказать работу по физике

где k — коэффициент упругости (в случае пружины — жесткость); х — абсолютная деформация;

б) сила тяжести

Заказать работу по физике

в) сила гравитационного взаимодействия

Заказать работу по физике

где G — гравитационная постоянная;

Заказать работу по физике — массы взаимодействующих тел;

r — расстояние между телами (тела рассматриваются как материальные точки);

г) сила трения (скольжения)

Заказать работу по физике

где f- коэффициент трения;

N — сила нормального давления.

Жесткость системы, состоящей из двух пружин с жесткостями Заказать работу по физике и Заказать работу по физике:

1) при параллельном соединении

Заказать работу по физике

2) при последовательном соединении

Заказать работу по физике

Систему взаимодействующих тел называют замкнутой, если на нее извне не действуют другие тела. Для такой системы выполняется закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы есть величина постоянная, т.е.

Заказать работу по физике

Для двух тел закон сохранения импульса имеет вид

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — скорости тел в начальный момент времени;

Заказать работу по физике — скорости тех же тел в конечный момент времени.

Работа, совершаемая силой Заказать работу по физике при элементарном перемещении Заказать работу по физике, равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — элементарный путь;

Заказать работу по физике — угол между векторами Заказать работу по физике.

Работа переменной силы F на пути S из точки 1 в точку 2 равна

Заказать работу по физике

Изменение полной энергии системы равно работе, совершенной внешними силами, приложенными к системе:

Заказать работу по физике

Кинетическая энергия тела, движущегося поступательно со скоростью v:

Заказать работу по физике

Работа А, совершаемая результирующей силой, определяется как мера изменения кинетической энергии материальной точки:

Заказать работу по физике

Силы, действующие на материальную точку или тело, называются консервативными, если работа этих сил при перемещении точки (тела) зависит только от начального и конечного положений точки (тела) в пространстве и не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло.

Если на систему материальных точек действуют консервативные силы, то вводят понятие потенциальной энергии. Работа Заказать работу по физике, совершаемая консервативными силами, полностью определяется начальной и конечной конфигурацией системы:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — потенциальная энергия системы в начальном (1) и конечном (2) положении системы.

Потенциальная энергия:

а) упругодеформированиой пружины

Заказать работу по физике

где k — жесткость пружины;

х — абсолютная деформация;

б) гравитационного взаимодействия

Заказать работу по физике

где G — гравитационная постоянная;

Заказать работу по физике — массы взаимодействующих тел;

r — расстояние между ними (тела рассматриваются как материальные точки);

в) тела, находящегося в однородном поле силы тяжести:

Заказать работу по физике

где g — ускорение свободного падения;

h — высота тела над уровнем, условно принятым за нулевой (формула справедлива при условии Заказать работу по физике — радиус Земли).

Закон сохранения механической энергии: полная механическая энергия консервативной системы не изменяется с течением времени, т.е.

Заказать работу по физике

Консервативной системой называют систему, в которой действуют только консервативные силы.

Закон сохранения механической энергии, в частности, справедлив для замкнутой системы, т.е. системы, на которую внешние силы не действуют, а все внутренние силы являются консервативными.

Момент Заказать работу по физике относительно центра вращения

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — радиус-вектор, проведенный из центра вращения в точку приложения силы.

Момент импульса материальной точки относительно центра вращения

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — импульс этой точки,

Заказать работу по физике — ее радиус-вектор.

Момент инерции материальной точки относительно оси вращения

Заказать работу по физике

где m — масса точки;

г — расстояние ее от оси вращения.

Момент инерции твердого тела равен сумме моментов инерции материальных точек, составляющих это тело:

Заказать работу по физике

Моменты инерции некоторых однородных тел вращения относительно их геометрических осей вращения:

  • тонкостенный цилиндр Заказать работу по физике;
  • сплошной цилиндр Заказать работу по физике;
  • шар Заказать работу по физике.

Момент инерции однородного тонкого стержня длиной Заказать работу по физике относительно оси, проходящей через середину стержня перпендикулярно его длине:

Заказать работу по физике

Момент инерции I тела относительно любой оси вращения и момент инерции Заказать работу по физике тела относительно оси, параллельной данной и проходящей через центр инерции тела, связаны соотношением (теорема Штейнера)

Заказать работу по физике

где m — масса тела;

d — расстояние между осями.

Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно точки вращения

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — результирующий момент всех внешних сил, приложенных к телу,

Заказать работу по физике — его угловое ускорение.

Основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси Z

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — результирующий момент внешних сил, действующих на тело, относительно оси Z;

Заказать работу по физике — угловое ускорение;

Заказать работу по физике

Заказать работу по физике — момент инерции относительно оси вращения Z.

Момент импульса симметричного твердого тела относительно центра вращения равен произведению момента инерции тела на угловую скорость:

Заказать работу по физике

Момент импульса системы тел есть векторная сумма моментов импульсов всех тел системы:

Заказать работу по физике

Закон сохранения момента импульса относительно точки О: если результирующий момент внешних сил, приложенных к системе, равен нулю Заказать работу по физике, то момент импульса системы есть величина постоянная, т.е.

Заказать работу по физике

Проекция на ось Z момента импульса тела, вращающегося относительно неподвижной оси Z:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — угловая скорость тела.

Закон сохранения момента импульса системы тел, вращающихся вокруг неподвижной оси Z:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — момент инерции системы тел относительно оси Z;

Заказать работу по физике — угловая скорость вращения тел системы вокруг оси Z.

Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси Z:

Заказать работу по физике

При повороте тела относительно оси Z на угол Заказать работу по физике совершается работа

Заказать работу по физике

Смещение частицы от положения равновесия, ее скорость и ускорение при гармонических колебаниях определяется уравнениями

Заказать работу по физике

где А — амплитуда колебания;

Заказать работу по физике

Заказать работу по физике — циклическая частота;

Заказать работу по физике — начальная фаза.

Циклическая частота Заказать работу по физике, период колебаний Т и частота v связаны соотношениями

Заказать работу по физике

При сложении двух одинаково направленных гармонических колебаний одинакового периода получается гармоническое колебание того же периода Заказать работу по физике, амплитуда которого А и начальная фаза Заказать работу по физике определяются уравнениями

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике— амплитуды складываемых колебаний;

Заказать работу по физике

Заказать работу по физике — их начальные фазы.

Сила, действующая па тело при свободном гармоническом колебании (квазиупругая сила), всегда пропорциональна смещению и направлена в сторону, противоположную смещению:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — коэффициент квазиупругой силы, определяемый силой, вызывающей смещение х, равное единице.

При отсутствии сопротивления среды циклическая частота Заказать работу по физике свободных гармонических колебаний, называемая собственной циклической частотой, и период Т равны

Заказать работу по физике

Период колебаний математического маятника длинойЗаказать работу по физике равен

Заказать работу по физике

Период колебаний физического маятника

Заказать работу по физике

где I — момент инерции маятника относительно оси качания; d — расстояние от оси до его центра тяжести.

Полная энергия тела, совершающего свободные незатухающие гармонические колебания, постоянна и равна

Заказать работу по физике

Уравнение смещения в затухающих колебаниях при наличии силы сопротивления Заказать работу по физике, пропорциональной скорости (Заказать работу по физике, где r — коэффициент сопротивления), имеет вид

Заказать работу по физике

Здесь Заказать работу по физике — убывающая во времени амплитуда смещения; Заказать работу по физике — коэффициент затухания; Заказать работу по физике — циклическая частота; Заказать работу по физике — начальная амплитуда и фаза (определяются из начальных условий).

Величины Заказать работу по физике и Заказать работу по физике выражаются через параметры системы Заказать работу по физике согласно формулам

Заказать работу по физике

Логарифмический декремент затухания

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике— амплитуды двух последовательных колебаний.

Амплитуда вынужденных колебаний

Заказать работу по физике

где h есть отношение амплитуды вынуждающей силы к массе тела; Заказать работу по физике — собственная циклическая частота;

Заказать работу по физике — циклическая частота вынуждающей силы. Резонансная циклическая частота равна

Заказать работу по физике

Основные определения и формулы по статистической физике и термодинамике

К оглавлению…

Идеальным газом называют газ, молекулы которого имеют пренебрежимо малый собственный объем и не взаимодействуют друг с другом на расстоянии.

Нормальные условия: Заказать работу по физике.

Закон Бойля-Мариотта: для данной массы газа и при Заказать работу по физике (изотермический процесс)

Заказать работу по физике

Закон Шарля: для данной массы газа и при Заказать работу по физике (изохорический процесс)

Заказать работу по физике

Закон Гей-Люссака: для данной массы газа и при Заказать работу по физике(изобарический процесс)

Заказать работу по физике

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона)

Заказать работу по физике

где m — масса газа;

R — молярная газовая постоянная (R = 8,31 Дж/(моль*К));

М — молярная масса газа.

Единица количества вещества в СИ — моль.

Моль — количество вещества системы, в котором содержится столько же структурных элементов (молекул, атомов), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода с атомной массой 12 (Заказать работу по физике).

Моли разных газов содержат одинаковое число молекул, называемое числом Авогадро: Заказать работу по физике

Молярная масса

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике -масса одного структурного элемента (атома, молекулы).

Поэтому

Заказать работу по физике

Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме их парци-аль-ных давлений:

Заказать работу по физике

Барометрическая формула, выражающая убывание давления газа с высотой h над поверхностью Земли:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике— давление на высоте h = 0;

Т — температура газа;

g — ускорение силы тяжести.

Средняя квадратичная скорость

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — скорость i-й частицы;

N — число частиц в газе.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

Заказать работу по физике

где n — число молекул в единице объема (концентрация молекул);

Заказать работу по физике — средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы. Для однородного по составу частиц газа

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — масса одной частицы газа. Для смеси идеальных газов Заказать работу по физике.

Зависимость средней кинетической энергии поступательного движения молекул от температуры

Заказать работу по физике

где k — постоянная Больцмана, равная

Заказать работу по физике

Среднеквадратичная скорость поступательного движения молекул газа

Заказать работу по физике

Наиболее вероятная скорость молекул

Заказать работу по физике

Средняя арифметическая скорость поступательного движения молекул идеального газа:

Заказать работу по физике

Зависимость давления газа от концентрации n молекул и температуры Т

Заказать работу по физике

Числом степеней свободы i называется число независимых величии, с помощью которых может быть задано положение тела или частицы в пространстве. Для молекул одноатомного газа i = 3 (три поступательные степени свободы), двухатомного газа i = 5 (три поступательные и две вращательные степени свободы), трех- и более атомных газов i = 6 (три поступательные и три вращательные степени свободы).

Средняя кинетическая энергия (поступательного и вращательного движения) молекулы

Заказать работу по физике

Среднее число столкновений, испытываемых одной молекулой за секунду:

Заказать работу по физике

где d — эффективный диаметр молекулы;

n — концентрация молекул.

Общее число столкновений всех молекул друг с другом в единице объема за единицу времени

Заказать работу по физике

Средняя длина свободного пробега молекулы

Заказать работу по физике

Уравнение диффузии (закон Фика):

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике градиент плотности;

dm — масса, переносимая при диффузии за время dt через малую площадь dS, расположенную перпендикулярно к оси ОХ, вдоль которой осуществляется перенос;

D -диффузия (коэффициент диффузии):

Заказать работу по физике

Сила внутреннего трения в жидкости (газе), действующая на элемент поверхности слоя dS:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения):

Заказать работу по физике

Заказать работу по физике — изменение скорости движения слоев на единицу длины в направлении нормали к поверхности слоя;

р — плотность газа или жидкости.

Уравнение теплопроводности (закон Фурье)

Заказать работу по физике

где dQ — количество теплоты, проходящей при теплопроводности за время dt через площадь dS, расположенную перпендикулярно к оси ОХ, в направлении которой осуществляется перенос тепла;

К — теплопроводность (коэффициент теплопроводности); dT/dx — градиент температуры.

Заказать работу по физике

Заказать работу по физике — удельная теплоемкость газа в изохорическом процессе.

Первое начало термодинамики: количество теплоты, сообщенное системе, идет на увеличение ее внутренней энергии и совершение системой работы над окружающими телами:

Заказать работу по физике

Изменение внутренней энергии для идеального газа

Заказать работу по физике

Молярная теплоемкость измеряется количеством теплоты, необходимым для нагревания одного моля вещества на один Кельвин:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — количество вещества.

Удельная теплоемкость измеряется количеством теплоты, необходимым для нагревания единицы массы вещества на один Кельвин, т.е.

Заказать работу по физике

Связь между удельной и молярной теплоемкостями

Заказать работу по физике

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме

Заказать работу по физике

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении

Заказать работу по физике

Внутренняя энергия идеального газа

Заказать работу по физике

При элементарном изменении объема газа совершается работа

Заказать работу по физике

В произвольном термодинамическом процессе

Заказать работу по физике

Работа идеального газа при изобарном процессе

Заказать работу по физике

Работа идеального газа при изотермическом процессе

Заказать работу по физике

Уравнение Пуассона для адиабатического процесса в идеальном газе

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — отношение молярных (или удельных) теплоемкостей газа при постоянных давлении и объеме.

Работа идеального газа при адиабатическом процессе выражается следующими формулами:

Заказать работу по физике
Заказать работу по физике

Коэффициент полезного действия тепловой машины

Заказать работу по физике

где А — работа, совершенная рабочим веществом в течение цикла;

Заказать работу по физике — количество теплоты, полученное от нагревателя за это время рабочим веществом;

Заказать работу по физике — количество теплоты, отданное им при этом холодильнику;

Заказать работу по физике — наивысшая и наинизшая температуры рабочего вещества.

Знак равенства в формуле для Заказать работу по физике относится только к машине, работающей по циклу Карио.

Изменение энтропии тела в любом обратимом процессе, переводящем его из состояния А в состояние В, равно

Заказать работу по физике

где dQ — элементарное количество теплоты, полученное телом при температуре Т.

Второе начало термодинамики: энтропия замкнутой системы при любых происходящих в ней процессах не уменьшается — она возрастает при необратимых процессах и остается постоянной в случае обратимых процессов, т.е

Заказать работу по физике

Основные определения и формулы по электростатике

В электростатике изучаются взаимодействие и свойства систем электрических зарядов, которые неподвижны относительно выбранной инерциальной системы отсчета.

Существует два вида электрических зарядов: положительные и отрицательные. Заряженные тела взаимодействуют: разноименно заряженные тела притягиваются, а одноименно заряженные тела отталкиваются.

Заряд электрона Заказать работу по физике Кл; масса электрона Заказать работу по физике = Заказать работу по физике кг, масса протона Заказать работу по физике кг.

Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов, находящихся в вакууме, равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — величины зарядов;

r — расстояние между ними;

Заказать работу по физике Ф/м — электрическая постоянная. Сила Заказать работу по физике направлена вдоль прямой, соединяющей заряды.

Если заряд q взаимодействует с зарядами Заказать работу по физике, то результирующая сила определяется формулой

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике— сила, с которой взаимодействуют заряды Заказать работу по физике в отсутствие остальных N-1 зарядов.

Взаимодействие неподвижных зарядов осуществляется посредством электрического поля.

Движущиеся заряды взаимодействуют друг с другом посредством не только электрического, но и магнитного полей.

Количественной характеристикой силового воздействия электрического поля на заряженные частицы является напряженность электрического поля Заказать работу по физике. Напряженность электрического поля в данной точке численно равна силе Заказать работу по физике, действующей на единичный точечный заряд, помещенный в рассматриваемую точку поля, т.е.

Заказать работу по физике

Электрическое поле называется однородным, если в любой его точке вектор напряженности Заказать работу по физике имеет постоянную величину и направление.

Модуль напряженности электрического поля, создаваемого в вакууме точечным зарядом q, в точке, удаленной от него на расстояние г, равен

Заказать работу по физике

Напряженность поля в вакууме, создаваемого зарядом q, равномерно распределенным по сферической поверхности радиуса R, равна

Заказать работу по физике

Напряженность поля в вакууме бесконечно длинной равномерно заряженной нити (цилиндра) радиуса R равна

Заказать работу по физике

где r — расстояние от центра нити (цилиндра) до точки, где исследуется электрическое поле;

Заказать работу по физике — линейная плотность заряда, численно равная заряду, приходящемуся на единицу длины нити (цилиндра), т.е.

Заказать работу по физике

Для равномерно заряженной нити Заказать работу по физике.

Напряженность однородного электростатического поля в вакууме бесконечной равномерно заряженной плоскости равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — поверхностная плотность заряда, численно равная заряду, приходящемуся па единицу площади заряженной поверхности, т.е.

Заказать работу по физике

В случае равномерной плотности заряда Заказать работу по физике.

Напряженность однородного поля двух бесконечных параллельных равномерно заряженных с поверхностной плотностью заряда Заказать работу по физике плоскостей (поле плоского конденсатора) в точках, расположенных между плоскостями и вне их, соответственно равна

Заказать работу по физике

Принцип суперпозиции электрических полей: напряженность Е поля системы из N неподвижных зарядов равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — напряженность поля, созданного зарядом Заказать работу по физике.

Элементарный поток Заказать работу по физике вектора напряженности Заказать работу по физике через участок поверхности, имеющей площадь dS, определяется равенством

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — единичный вектор нормали к площадке dS, причем Заказать работу по физике.

Поток Ф вектора Заказать работу по физике через поверхность S равен

Заказать работу по физике

Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме: поток вектора напряженности сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме охватываемых этой поверхностью электрических зарядов Заказать работу по физике, деленной на Заказать работу по физике:

Заказать работу по физике

Работа, которая совершается при перемещении электрического заряда q в электростатическом поле, не зависит от формы траектории, по которой происходит перемещение, а зависит только от начального и конечного положения заряда. Значит, электростатические силы являются консервативными.

Работа, совершаемая силами электростатического поля по перемещению заряда q из точки 1 в точку 2, равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — изменение потенциальной энергии заряда q при его перемещении из точки 1 в точку 2;

Заказать работу по физике — потенциалы поля в точках поля 1 и 2.

Потенциал электростатического поля численно равен потенциальной энергии, которой обладал бы единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, т.е.

Заказать работу по физике

Циркуляцией вектора напряженности вдоль замкнутого контура L называется интеграл

Заказать работу по физике

Этот интеграл численно равен работе, которую совершают электростатические силы при перемещении единичного положительного электрического заряда по замкнутому пути. Так как электрические силы консервативны, то работа по замкнутому пути будет равна нулю. Тогда

Заказать работу по физике

а силовое поле, которое удовлетворяет этому условию, называют потенциальным.

Потенциальная энергия электростатического взаимодействия системы п точечных зарядов равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — потенциал, создаваемый всеми зарядами, кроме Заказать работу по физике в точке нахождения i-го заряда, т.е. Заказать работу по физике потенциал, создаваемый зарядом Заказать работу по физике в точке нахождения заряда Заказать работу по физике — расстояние между i-м и k-м зарядами).

Потенциальная энергия электростатического взаимодействия двух точечных зарядов Заказать работу по физике, находящихся на расстоянии r, равна

Заказать работу по физике

при условии, что Заказать работу по физике на бесконечности равна нулю.

Потенциал поля точечного заряда q на расстоянии r от него равен

Заказать работу по физике

Потенциал поля сферической поверхности радиуса R, по которой равномерно распределен заряд q, равен:

а) для точек, лежащих вне сферы на расстоянии г от ее центра:

Заказать работу по физике

б) для точек, лежащих на поверхности сферы или внутри нее:

Заказать работу по физике

Потенциал равномерно заряженной нити (цилиндра) радиуса R на расстоянии Заказать работу по физике от центра нити равен

Заказать работу по физике

Связь потенциала с напряженностью поля

Заказать работу по физике

Для однородного поля

Заказать работу по физике

где d — расстояние между эквипотенциальными поверхностями с потенциалами Заказать работу по физике

Для электростатического поля, обладающего центральной или осевой симметрией, справедливо соотношение

Заказать работу по физике

При внесении проводника в электрическое поле в любой точке внутри проводника напряженность установившегося электрического поля равна нулю. На поверхности проводника вектор Заказать работу по физике направлен по нормали к поверхности. Вблизи поверхности проводника

Заказать работу по физике

Электрический момент диполя

Заказать работу по физике

Заказать работу по физике — плечо диполя (вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному).

При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит поляризация диэлектрика, состоящая в том, что в любом элементарном объеме Заказать работу по физике возникает суммарный дипольный момент молекул, отличный от нуля.

Количественной мерой поляризации диэлектрика является вектор поляризации (поляризованность) Заказать работу по физике:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — электрический дипольный момент i-й молекулы;

N — общее число молекул в объеме Заказать работу по физике.

Для изотропного диэлектрика вектор Р пропорционален напряженности Заказать работу по физике поля внутри него:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — диэлектрическая восприимчивость диэлектрика.

Поверхностная плотность Заказать работу по физике связанных зарядов равна проекции вектора Заказать работу по физике на внешнюю нормаль к поверхности диэлектрика:

Заказать работу по физике

Диэлектрическая проницаемость Заказать работу по физике диэлектрика показывает, во сколько раз электрическое поле в диэлектрике меньше, чем внешнее электрическое поле.

Для изотропного диэлектрика векторы электрического смещения Заказать работу по физике и напряженности Заказать работу по физике поля связаны формулой

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — диэлектрическая проницаемость среды, равная

Заказать работу по физике

Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в диэлектрике: поток вектора Заказать работу по физике через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри нее свободных зарядов, т.е.

Заказать работу по физике

Отношение заряда q уединенного проводника к его потенциалу Заказать работу по физике называют электроемкостью данного проводника:

Заказать работу по физике

Электроемкость уединенного шара радиуса R равна

Заказать работу по физике

Взаимная емкость двух близкорасположенных друг от друга проводников, заряженных равными по абсолютной величине, но противоположными по знаку зарядами q, равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — разность потенциалов между двумя заряженными проводниками.

Электроемкость плоского конденсатора равна

Заказать работу по физике

где S — площадь пластины;

d — расстояние между пластинами.

Емкость С батареи из п конденсаторов, соединенных параллельно, равна

Заказать работу по физике

Емкость С батареи из n конденсаторов, соединенных последовательно, определяется соотношением

Заказать работу по физике

Энергия уединенного заряженного проводника равна

Заказать работу по физике

Объемная плотность энергии электрического поля w (энергия единицы объема пространства, в котором сосредоточено электрическое поле) равна

Заказать работу по физике

Сила взаимодействия пластин плоского конденсатора

Заказать работу по физике

Основные определения и формулы по электро-физике электромагнетизму

К оглавлению…

Электрический ток — упорядоченное движение электрических зарядов.

Условия, необходимые для появления и существования электрического тока в проводящей среде:

— наличие в среде свободных носителей тока, т.е. заряженных частиц, способных упорядоченно перемещаться;

— существование в данной среде электрического поля или сторонних сил.

Сила тока измеряется количеством электричества, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

Заказать работу по физике

Электрический ток называется постоянным, если сила тока и его направление не изменяются с течением времени. Для постоянного тока

Заказать работу по физике

где q — электрический заряд, переносимый через поперечное сечение проводника за промежуток времени от 0 до t.

Направлением электрического тока считается направление упорядоченного движения положительных зарядов. В металлических проводниках ток представляет собой упорядоченное движение отрицательных зарядов (электронов), которые движутся в направлении, противоположном направлению тока.

Плотность тока j определяется силой тока, отнесенной к единице площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного движению заряженных частиц, т.е.

Заказать работу по физике

Связь между вектором плотности тока Заказать работу по физике и элементом силы тока dI

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике;

Заказать работу по физике — единичный вектор нормали к площадке dS, составляющей с вектором Заказать работу по физике угол Заказать работу по физике.

Сила тока I через произвольную поверхность S равна

Заказать работу по физике

Для металлического проводника

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — число электронов проводимости в единице объема;

е — абсолютная величина заряда электрона;

Заказать работу по физике — средняя скорость упорядоченного движения электронов под действием электрического поля.

Закон Ома для плотности тока (закон Ома в дифференциальной форме)

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность);

Заказать работу по физике — удельное сопротивление.

Величина Заказать работу по физике, равная работе А сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС), т.е.

Заказать работу по физике

Напряжением Заказать работу по физике на участке 1-2 называется величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами над единичным положительным зарядом при перемещении из точки 1 в точку 2 электрической цепи:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — разность потенциалов на концах участка цепи 1-2;

Заказать работу по физике — ЭДС на участке 1-2.

Напряжение на концах участка цепи совпадает с разностью потенциалов только в том случае, если на участке не приложены ЭДС (однородный участок), т.е.

Заказать работу по физике

Участок, на котором действуют сторонние и электростатические силы, называют неоднородным.

Сопротивление Заказать работу по физике участка цепи между сечениями 1 и 2 равно

Заказать работу по физике

Для однородного линейного проводника Заказать работу по физике, сопротивление равно

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — длина проводника.

Закон Ома для участка однородной (т.е. не содержащей электродвижущих сил) цепи

Заказать работу по физике

где U — разность потенциалов на концах участка;

R — его сопротивление.

Закон Ома для участка неоднородной (т.е. содержащей электродвижущую силу)цепи

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — разность потенциалов на концах участка;

Заказать работу по физике — электродвижущая сила (ЭДС), действующая на данном участке;

R — сопротивление всей внешней цепи;

r — внутреннее сопротивление источника ЭДС.

Если цепь замкнута, то Заказать работу по физике и закон Ома для замкнутой цепи будет иметь вид

Заказать работу по физике

Следовательно, сила тока в замкнутой цепи пропорциональна электродвижущей силе Заказать работу по физике, действующей в этой цепи, и обратно пропорциональна ее полному сопротивлению Заказать работу по физике.

Правила Кирхгофа для разветвленных цепей:

1) алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в любом узле, равна нулю, т.е.

Заказать работу по физике

Узлом в сложной (разветвленной) цепи называется точка, в которой сходятся не менее трех проводников;

2) для любого замкнутого контура алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков цепи равна алгебраической сумме всех ЭДС, действующих в этом контуре:

Заказать работу по физике

Для первого правила Кирхгофа токи считаются положительными, если они входят в узел; выходящие из узла токи считаются отрицательными. Для применения второго правила Кирхгофа выбирается направление обхода контура. Положительными считаются токи, направление которых совпадает с направлением обхода контура. ЭДС источника считается положительной, если источник создает ток, направление которого совпадает с направлением обхода контура. В противном случае токи и ЭДС считаются отрицательными.

Общее сопротивление n участков при их последовательном соединении равно

Заказать работу по физике

Общее сопротивление п участков при их параллельном соединении определяется па основании соотношения

Заказать работу по физике

Работа электрических сил на участке цепи, между концами которого имеется разность потенциалов Заказать работу по физике, равна

Заказать работу по физике

Количество теплоты, выделенное на участке цепи сопротивлением R, по которому в течение времени t идет ток силой I, определяется соотношением (закон Джоуля-Ленца)

Заказать работу по физике

Если сила тока изменяется со временем, то

Заказать работу по физике

Полная работа, совершенная источником электрического тока за время t, равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — ЭДС источника;

R — сопротивление внешней цепи;

r — внутреннее сопротивление источника.

Полезная работа равна

Заказать работу по физике

где U — падение напряжения на сопротивлении внешней цепи.

Разделив работу А на время t, за которое она совершается, получим:

а) полную мощность источника тока

Заказать работу по физике

б) полезную мощность, т.е. мощность, потребляемую внешней электрической цепью:

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — падение напряжения на сопротивлении R внешней цепи. Коэффициент полезного действия источника тока

Заказать работу по физике

Магнитным полем называется одна из форм электромагнитного поля. Магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и токами.

Сила Заказать работу по физике, действующая на элемент длины проводника с током I, помещенного в магнитное поле (сила Ампера), равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — вектор элемента длины проводника, проведенный в направлении тока;

Заказать работу по физике — вектор магнитной индукции.

Магнитное поле называется однородным, если вектор Заказать работу по физике в любой его точке постоянен по модулю и по направлению.

Если магнитное поле однородно, а проводник длиной / прямой, то сила Ампера будет равна

Заказать работу по физике

Сила Лоренца — это сила, действующая на электрический заряд q, движущийся со скоростью Заказать работу по физике в магнитном поле с индукцией Заказать работу по физике, т.е.

Заказать работу по физике

Модуль силы Лоренца

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — угол между векторами Заказать работу по физике.

Закон Био — Савара — Лапласа: вектор индукции магнитного поля в вакууме, созданного элементом проводника Заказать работу по физике , по которому идет ток I, равен

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — радиус-вектор, проведенный от элемента Заказать работу по физике в ту точку, в которой определяется индукция поля;

Заказать работу по физике — магнитная постоянная.

Модуль вектора Заказать работу по физике равен

Заказать работу по физике

Модуль вектора магнитной индукции в произвольной

Заказать работу по физике

точке А поля, созданного отрезком прямолинейного проводника с током I, равен

Заказать работу по физике

где b — кратчайшее расстояние от точки А до проводника;

Заказать работу по физике— углы, образованные радиусом-вектором, проведенным в точку А соответственно из начала и конца проводника, с направлением тока.

Магнитная индукция поля, созданного прямолинейным бесконечно длинным проводником с током I, на расстоянии b от него равна

Заказать работу по физике

Магнитная индукция в центре дуги окружности длиной L, обтекаемой током I, равна

Заказать работу по физике

где R — радиус окружности.

Магнитная индукция в центре окружности Заказать работу по физике, обтекаемой током I, равна

Заказать работу по физике

Магнитная индукция В на оси окружности радиуса R, обтекаемой током I, на расстоянии b от центра окружности

Заказать работу по физике

Циркуляция вектора магнитной индукции Заказать работу по физике вдоль замкнутого контура L равна алгебраической сумме охваченных контуром токов, умноженной на Заказать работу по физике:

Заказать работу по физике

Эта формула представляет закон полного тока для магнитного поля в вакууме. При вычислении алгебраической суммы токов ток I, считается положительным, если из конца вектора плотности тока Заказать работу по физике обход контура L виден происходящим против хода часовой стрелки.

В отличие от электростатического потенциального поля, для которого всегда Заказать работу по физике, магнитное поле является вихревым, т.е. в таком поле циркуляция вектора Заказать работу по физике вдоль замкнутого контура отлична от нуля.

Потоком вектора Заказать работу по физике (магнитным потоком) сквозь малую поверхность площади dS называют величину

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике;

n- единичный вектор внешней нормали к dS.

Магнитный поток Заказать работу по физике, через произвольную поверхность S равен

Заказать работу по физике

Теорема Остроградского — Гаусса для магнитного поля: магнитный поток сквозь произвольную замкнутую поверхность S равен нулю:

Заказать работу по физике

Эта теорема указывает на то, что в природе отсутствуют магнитные заряды.

Магнитная индукция внутри длинного соленоида с током I (длинным считается соленоид, у которого длина / намного больше его диаметра d) равна

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике — число витков, приходящихся на единицу длины соленоида.

Магнитный момент Заказать работу по физике замкнутого плоского контура, обтекаемого током I, равен

Заказать работу по физике

где Заказать работу по физике;

S — площадь, ограниченная контуром;

Физика на заказ— единичный вектор, по направлению совпадающий с положительным направлением нормали к плоскости контура и связанный с направлением тока в контуре правилом правого винта.

Механический вращательный момент Физика на заказ, действующий на замкнутый контур с током в однородном магнитном поле с индукцией Физика на заказ, равен

Физика на заказ

Работа сил магнитного поля по перемещению замкнутого контура с постоянным током I равна

Физика на заказ

где Физика на заказ— изменение магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную контуром.

Намагниченность (вектор намагничения) Физика на заказ равна

Физика на заказ

где N — число частиц, содержащихся в малом объеме Физика на заказ;

Физика на заказ — магнитный момент i-й частицы.

Вектор напряженности Физика на заказ магнитного поля является линейной комбинацией векторов Физика на заказ, т.е.

Физика на заказ

Векторы магнитной индукции Физика на заказ и напряженности Физика на заказ связаны соотношением

Физика на заказ

где Физика на заказ — магнитная проницаемость среды (для вакуума Физика на заказ). Циркуляция вектора напряженности Физика на заказ вдоль замкнутого контура L равна алгебраической сумме токов, охваченных контуром, т.е.

Физика на заказ

Магнитная индукция внутри длинного соленоида с магнитным сердечником

Физика на заказ

где n — число витков, приходящихся на единицу длины соленоида;

I — сила тока, протекающего по нему;

Физика на заказ — магнитная проницаемость вещества сердечника.

Индуктивность длинного соленоида объемом Физика на заказ с магнитным сердечником

Физика на заказ

Энергия W магнитного поля контура индуктивностью L, по которому течет ток I, равна

Физика на заказ

Объемная плотность энергии w магнитного поля (энергия, отнесенная к единице объема) равна

Физика на заказ

Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея): при всяком изменении магнитного потока сквозь контур в нем возникает электродвижущая сила индукции, пропорциональная скорости изменения магнитного потока, т.е.

Физика на заказ

Если замкнутый контур содержит N последовательно соединенных витков, то в законе Фарадея магнитный поток Ф заменяется потокосцеплением контура Физика на заказ. Тогда для такого контура

Физика на заказ

Знак «минус» в законе электромагнитной индукции соответствует правилу Ленца: при всяком изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым контуром, в последнем возникает индукционный ток такого направления, что его собственное магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего индукционный ток.

Количество электричества, протекающего по контуру сопротивлением R при изменении магнитного потока сквозь контур на величину Физика на заказ, равно

Физика на заказ

Явлением самоиндукции называется возникновение ЭДС индукции в цепи в результате изменения в ней силы тока.

Полный магнитный поток, сцепленный с контуром, равен

Физика на заказ

где L — индуктивность контура;

I — сила тока в контуре.

ЭДС самоиндукции для недеформируемого контура, находящегося в неферромагнитной среде (L = const), выражается следующим образом:

Физика на заказ

ЭДС самоиндукции является причиной возникновения в контуре тока самоиндукции.

Сила тока в цепи, обладающей постоянным сопротивлением R и индуктивностью L и содержащей постоянную ЭДС Физика на заказ, изменяется:

а) при размыкании цепи по закону

Физика на заказ

б) при замыкании цепи по закону

Физика на заказ

где Физика на заказ.

В идеальном LC колебательном контуре Физика на заказ могут возникать незатухающие гармонические колебания:

а) заряда конденсатора

Физика на заказ

б) напряжения на конденсаторе

Физика на заказ

в) тока в контуре

Физика на заказ

Собственная циклическая частота co0 колебаний в контуре — это число полных колебаний за Физика на заказ секунд:

Физика на заказ

Период незатухающих колебаний Т — это время, в течение которого совершается одно полное колебание.

Физика на заказ— формула Томпсона;

Физика на заказ

В колебательном контуре в любой момент времени t:

а) электрическая энергия

Физика на заказ

б) магнитная энергия

Физика на заказ

в) полная энергия

Физика на заказ

В реальном колебательном контуре Физика на заказ, если Физика на заказ, могут возникать затухающие колебания. Коэффициент затухания Физика на заказ.

Если Физика на заказ, то вместо колебаний происходит апериодический разряд конденсатора.

Сопротивление контура, при котором колебательный процесс переходит в апериодический, называется критическим:

Физика на заказ

Затухающие колебания:

а) для заряда конденсатора

Физика на заказ

б) для напряжения на конденсаторе

Физика на заказ

Амплитуда заряда Физика на заказ и амплитуда напряжения Физика на заказ убывают с течением времени по экспоненциальному закону.

Логарифмический декремент затухания

Физика на заказ

Здесь Физика на заказ — амплитуда колебаний в момент времени t;

Физика на заказ — амплитуда в момент времени Физика на заказ, т.е. через период затухающих колебаний.

Циклическая частота затухающих колебаний

Физика на заказ

Период затухающих колебаний

Физика на заказ

Теория Максвелла — последовательная теория единого электромагнитного поля, создаваемого произвольной системой зарядов и токов. В этой теории по заданному распределению зарядов и токов можно найти характеристики создаваемых ими электрического и магнитного полей. В основе теории Максвелла лежат уравнения, которые являются обобщением важнейших законов, описывающих электрические и магнитные явления: теоремы Остроградского — Гаусса, закон полного тока, закон электромагнитной индукции.

Первое уравнение Максвелла в интегральной форме является обобщением закона электромагнитной индукции Фарадея:

Физика на заказ

Смысл этого уравнения: переменное магнитное поле создает в любой точке пространства вихревое электрическое поле независимо от того, находится в этой точке проводник или нет.

Максвелл обобщил закон полного тока, предположив, что источником магнитного поля являются не только токи, но и переменные электрические поля. Количественной характеристикой магнитного действия переменного электрического поля является ток смещения. Плотность тока смещения равна

Физика на заказ

Максвелл предположил, что закон полного тока в магнетостатике будет справедлив и для переменных магнитных полей, если в правую часть закона полного тока добавить ток смещения. Обобщенное таким образом уравнение является вторым уравнением Максвелла для электромагнитного поля:

Физика на заказ

где Физика на заказ

Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля включает в себя еще теорему Остроградского — Гаусса для электрического и магнитного полей:

Физика на заказ

и

Физика на заказ

Уравнения (1) — (4) представляют собой систему уравнений Максвелла в интегральной форме. Эту систему уравнений дополняют уравнениями, характеризующими электрические и магнитные свойства среды. Эти уравнения имеют вид

Физика на заказ

где Физика на заказ — электрическая и магнитная постоянные, а Физика на заказ -диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Основные определения и формулы по оптике, атомной и ядерной физике

Оптика — раздел физики, занимающийся изучением природы света, закономерностей его испускания, распространения и взаимодействия с веществом.

Экспериментально установлено, что действие света на устройства для его регистрации определяет вектор электрической напряженности Физика на заказ электромагнитного поля световой волны. Его в оптике называют световым вектором.

Скорость света в среде

Физика на заказ

где с — скорость света в вакууме;

n — показатель преломления среды.

Явление интерференции света состоит в перераспределении световой энергии в пространстве при наложении когерентных волн, т.е. во взаимном усилении этих волн в одних точках пространства и ослаблении — в других.

Необходимым условием интерференции воли является их когерентность. Волны одинаковой частоты, которые приходят в данную точку с разностью фаз, не изменяющейся с течением времени, называются когерентными.

Оптическая длина пути световой волны

Физика на заказ

где Физика на заказ — геометрическая длина пути световой волны;

n — показатель преломления среды.

Оптическая разность хода двух световых волн

Физика на заказ

Связь между разностью фаз Физика на заказ и оптической разностью Физика на заказ хода световых волн

Физика на заказ

Условие усиления света при интерференции

Физика на заказ

Условие ослабления света:

Физика на заказ

Оптическая разность хода световых воли при отражении от пленки, находящейся в воздухе или в вакууме:

Физика на заказ

где n — показатель преломления пленки;

d — ее толщина;

Физика на заказ — угол падения;

Физика на заказ — угол преломления;

Физика на заказ — длина волны света в вакууме.

Радиус светлых г^в колец Ньютона в отраженном свете

Физика на заказ

радиус темных Физика на заказ колец Ныотоиа в отраженном свете

Физика на заказ

где m — номер кольца;

R — радиус кривизны линзы.

В проходящем свете:

светлые кольца — Физика на заказ

темные кольца — Физика на заказ.

Дифракцией света называются явления, обуславливающие отклонения от законов геометрической оптики при распространении света в среде с резкими неоднородностями.

Условие минимума при дифракции на одной щели

Физика на заказ

где а — ширина щели;

т — порядковый номер максимума;

Физика на заказ — угол дифракции, соответствующий m-му минимуму.

Угол Физика на заказ отклонения лучей, соответствующий максимуму при дифракции света yf дифракционной решетке, определяется из условия

Физика на заказ

где d — период (постоянная) дифракционной решетки: Физика на заказ;

а — ширина щели;

b — ширина непрозрачного промежутка.

Разрешающая способность дифракционной решетки

Физика на заказ

где Физика на заказ — наименьшая разность длин волн двух спектральных линий с длинами волн Физика на заказ, при которой эти линии видны раздельно в спектре, полученном на дифракционной решетке;

N — полное число щелей решетки.

Пространственной (трехмерной) дифракционной решеткой называется такая оптически неоднородная среда, неоднородности которой периодически повторяются при изменении всех трех пространственных координат. Примером пространственной дифракционной решетки является кристаллическая решетка твердого тела.

Дифракционные максимумы при дифракции рентгеновских лучей на кристаллах удовлетворяют условию Вульфа-Брэггов

Физика на заказ

где Физика на заказ, … — порядок дифракционного максимума;

d — расстояние между атомными плоскостями кристалла;

Физика на заказ — угол между направлениями параллельного пучка рентгеновских лучей, падающих на кристалл, и атомной плоскостью в кристалле.

Свет, у которого направления колебаний светового вектора Физика на заказ упорядочены каким-либо образом, называется поляризованным.

Свет называется естественным, если ни одно из направлений колебаний вектора Физика на заказ не является преимущественным.

Свет называют частично поляризованным, если в нем имеется преимущественное направление колебаний вектора Физика на заказ.

Если колебания Физика на заказ происходят параллельно одной плоскости, то такой свет является плоско- (или линейно-) поляризованным.

Если конец вектора Физика на заказ описывает окружность, то такой свет называют поляризованным по кругу.

Если при падении естественного света под углом Физика на заказ на границу раздела двух прозрачных диэлектриков выполняется условие

Физика на заказ

то отраженный луч будет полностью поляризован (закон Брюстера), степень поляризации преломленного луча достигает наибольшего значения, угол между отраженным и преломленным лучами равен 90°.

Закон Малюса

Физика на заказ

где Физика на заказ — интенсивность плоскополяризованного света, падающего на поляризатор;

I — интенсивность света, проходящего через поляризатор;

Физика на заказ — угол между плоскостью поляризатора и вектором напряженности Физика на заказ в световом луче.

Электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счет его внутренней энергии, называется тепловым излучением.

Энергетической светимостью называется величина Физика на заказ численно равная энергии электромагнитных волн всевозможных длин (частот) от Физика на заказ, излучаемых за единицу времени с единицы площади тела.

Закон Стефана-Больцмана

Физика на заказ

где Физика на заказ — постоянная Стефана-Больцмана: Физика на заказ;

Т — термодинамическая температура.

Лучеиспускательной способностью или спектральной плотностью энергетической светимости тела называют величину Физика на заказ, численно равную энергии теплового излучения тела в интервале длин волн от Физика на заказ за единицу времени с единицы площади тела, отнесенной к величине интервала длин волн Физика на заказ.

Величина Физика на заказ имеет максимум при некотором значении Физика на заказ.

Закон смещения Вин:

Физика на заказ

где Физика на заказ — длина волны, на которую приходится максимум величины Физика на заказ;

b — постоянная закона смещения Вина Физика на заказ.

Энергия фотона

Физика на заказ

где h — постоянная Планка: Физика на заказ;

Физика на заказ — частота света;

Физика на заказ — длина волны света в вакууме;

с — скорость света в вакууме.

Масса фотона

Физика на заказ

Импульс фотона

Физика на заказ

Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

Физика на заказ

где А — работа выхода электрона с поверхности вещества;

Физика на заказ

Физика на заказ — максимальная скорость фотоэлектронов.

Красная граница фотоэффекта

Физика на заказ

где Физика на заказ— минимальная частота света;

Физика на заказ— максимальная длина волны, при которой еще возможен фотоэффект.

Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Протон — положительно заряженная частица, имеющая заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона Физика на заказ. Нейтрон не имеет электрического заряда.

Для обозначения ядер применяется символ Физика на заказ — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре и совпадающее с порядковым номером химического элемента в Периодической системе Д.М. Менделеева.

Заряд ядра равен Физика на заказ.

А = Z + N — массовое число; N = А — Z — количество нейтронов; X — символ химического элемента.

Радиоактивностью называют превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием некоторых частиц.

Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется закону радиоактивного распада

Физика на заказ

где Физика на заказ — количество радиоактивных ядер в образце в начальный момент времени Физика на заказ;

N — количество радиоактивных ядер в том же образце в момент времени t;

Физика на заказ — постоянная распада:

Физика на заказ

Физика на заказ — период полураспада — промежуток времени, за который число нераспавшихся ядер уменьшится вдвое.

Активность А радиоактивного образца равна числу распадов ядер, произошедших за единицу времени:

Физика на заказ

где Физика на заказ — активность образца в начальный момент времени t = 0;

А — активность образца во времени t .

Число атомов, содержащихся в радиоактивном образце массы т:

Физика на заказ

где М — молярная масса изотопа;

Физика на заказ — постоянная Авогадро.

Ядра атомов радиоактивного вещества неустойчивы, они самопроизвольно распадаются, испуская либо альфа-, либо бета-частицы, превращаясь при этом в ядра нового элемента. Радиоактивный альфа- и бета-распады многих ядер сопровождаются гамма-излучением. Гамма-лучи являются жестким электромагнитным излучением, энергия которого высвобождается при переходах ядер из возбужденного в основное или в менее возбужденное состояние.

Альфа-распад испытывают только тяжелые ядра с Физика на заказ:

Физика на заказ

Физика на заказ — ядро атома гелия, представляет собой альфа-частицу.

Под бета-распадом понимают три вида ядерных превращений: электронный Физика на заказ распад, позитронный Физика на заказ распад и электронный захват.

Физика на заказ-распад (испускается электрон Физика на заказ)

Физика на заказ

Физика на заказ -распад (испускается позитрон Физика на заказ)

Физика на заказ

электронный захват

Физика на заказ

Физика на заказ — нейтрино и антинейтрино, выделяющиеся в реакциях Физика на заказ-распада ядер.

Энергия связи ядра равна работе, которую нужно затратить для расщепления ядра на составляющие его нуклоны:

Физика на заказ

где с — скорость света в вакууме;

Физика на заказ

Физика на заказ — дефект массы.

Физика на заказ

Физика на заказ — массы протона и нейтрона;

Физика на заказ — масса ядра.

В справочниках приводятся не массы ядер, а массы атомов, тогда формула для дефекта массы ядер может быть представлена в следующем виде:

Физика на заказ

где Физика на заказ — масса атома водорода;

Физика на заказ — масса соответствующего элемента.

Во внесистемных единицах энергия связи ядра

Физика на заказ

где дефект массы Физика на заказ берут в а.е.м.

Удельная энергия связи (энергия связи на один нуклон)

Физика на заказ

Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом.

Ядерные реакции символически записываются в виде

Физика на заказ

где А и В — исходное и конечное ядра;

а и b — исходная и конечная частицы в реакции.

Энергия ядерной реакции

Физика на заказ

где Физика на заказ — массы покоя ядра-мишени и бомбардирующей частицы;

Физика на заказ — массы покоя ядер продуктов реакции.

Если Физика на заказ, то энергия поглощается, если Физика на заказ, то реакция идет с выделением энергии.

Примеры оформления заказов

Пример оформления заказа №1

Уравнение движения материальной точки имеет вид Физика на заказ, где Физика на заказ. Найти координату, скорость и ускорение точки в момент времени Физика на заказ.

Решение:

Координату Физика на заказ точки находим, подставляя численные значения в уравнение движения:

Физика на заказ

Мгновенная скорость точки

Физика на заказ

Мгновенное ускорение точки

Физика на заказ

В момент времени Физика на заказ

Физика на заказ

Следовательно, точка движется в отрицательном направлении оси ОХ равнозамедленно.

Физика на заказ

Пример оформления заказа №2

Из установленного на железнодорожной платформе орудия производится выстрел вдоль рельсов. Масса платформы и орудия Физика на заказ кг, масса снаряда 100 кг. Скорость снаряда относительно орудия 500 м/с. Определить скорость платформы в первый момент после выстрела, если: 1) платформа стояла неподвижно; 2) платформа двигалась со скоростью 18 км/ч и выстрел был произведен в направлении ее движения; 3) платформа двигалась со скоростью 18 км/ч и выстрел был произведен в направлении, противоположном ее движению.

Решение:

В каждом из трех случаев систему тел (платформа с орудием и снаряд) можно рассматривать как замкнутую систему. Тогда, согласно закону сохранения импульса, запишем

Физика на заказ

где Физика на заказ — скорость платформы до выстрела;

Физика на заказ — скорость платформы после выстрела; Физика на заказ— скорость снаряда относительно Земли.

Записанное векторное уравнение дополним еще одним, выражающим закон сложения скоростей:

Физика на заказ

где Физика на заказ — скорость снаряда относительно орудия (платформы).

Для проведения вычислений

Физика на заказ

необходимо выражения (5) и (6) записать в скалярной форме, для чего следует выбрать направление оси проекции. Совместим положительное направление оси х с направлением движения заряда (см. рис. 2).

1. Платформа неподвижна Физика на заказ. Пусть платформа после выстрела начнет двигаться в сторону, противоположную движению снаряда. Тогда на основании (5) и (6) получим

Физика на заказ
Физика на заказ

откуда

Физика на заказ

Положительный знак Физика на заказ свидетельствует о том, что направление вектора vx нами было выбрано правильно.

2. Выстрел произведен в направлении движения платформы (Физика на заказ совпадают по направлению). Вектор искомой скорости направим в противоположную сторону (платформа изменила направление своего движения). Тогда

Физика на заказ

Искомая скорость

Физика на заказ

Знак «минус» указывает на то, что направление движения платформы после выстрела нами выбрано ошибочно. Платформа не изменит после выстрела направления своего движения.

3. Если выстрел был произведен в сторону, противоположную движению платформы (Физика на заказпротивонаправлены), то направление движения ее изменится (Физика на заказ совпадут по направлению) и уравнения (5), (6) запишутся в проекциях следующим образом:

Физика на заказ

Следовательно:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ

Физика на заказ

Пример оформления заказа №3

Через блок в виде сплошного диска, имеющего массу m = 80 г, перекинута тонкая гибкая нить, к концам которой подвешены грузы с массами Физика на заказ. Определить ускорение, с которым будут двигаться грузы, если их предоставить самим себе. Трением и массой нити пренебречь.

Решение:

Силы, действующие на каждый груз и на блок, изображены на рис. 3. Направим ось X вертикально вниз и напишем для каждого груза уравнение движения (второй закон Ньютона) в проекциях на эту ось. Для первого груза

Физика на заказ

для второго груза

Физика на заказ

Под действием моментов сил Физика на заказ относительно оси Z, перпендикулярной плоскости чертежа и направленной от нас, блок приобретает угловое ускорение s. Согласно основному уравнению динамики вращательного движения относительно неподвижной оси

Физика на заказ

где Физика на заказ — момент инерции блока относительно оси Z.

Согласно третьему закону Ньютона, с учетом невесомости нити Физика на заказ. Воспользовавшись этим, подставим в уравнение (9) вместо Физика на заказ выражения Физика на заказ, предварительно получив их из уравнений (7) и (8).

Физика на заказ

Тогда

Физика на заказ

После подстановки числовых значений в формулу (10) получим

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №4

Тело массой Физика на заказ кг ударяется о неподвижное тело массой Физика на заказ кг. Считая удар центральным и абсолютно упругим, найти, какую часть энергии первое тело передает второму при ударе.

Решение:

Поскольку удар абсолютно упругий, то для него выполняется закон сохранения энергии

Физика на заказ

где Физика на заказ — скорости тел соответственно до и после удара. Кинетическая энергия второго тела до удара была равна нулю. После удара изменение энергии второго тела Физика на заказ — кинетическая энергия второго тела после удара. По определению

Физика на заказ

По закону сохранения импульса

Физика на заказ

Так как Физика на заказ, то

Физика на заказ

а закон сохранения импульса в проекции на ось, параллельную скорости движения первого тела, запишем так:

Физика на заказ

Решая систему уравнений (11), (12), найдем

Физика на заказ

Кинетическая энергия второго тела после удара

Физика на заказ

Определим часть энергии, которую передаст первое тело при ударе:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №5

Диск массой m = 2 кг, радиусом R = 10 см вращается вокруг горизонтальной оси, проходящей через его центр с частотой Физика на заказ. Через Физика на заказ с под действием тормозящего момента диск остановился. Считая массу диска равномерно распределенной, найти тормозящий момент М и число оборотов N, которое сделает диск до полной остановки.

Решение:

Для определения тормозящего момента М сил, действующих на тело, нужно использовать основное уравнение динамики вращательного движения

Физика на заказ

где I — момент инерции диска относительно оси, проходящей через его центр масс;

Физика на заказ — изменение угловой скорости за промежуток времени Физика на заказ.

По условию задачи Физика на заказ — начальная угловая скорость, конечная угловая скорость Физика на заказ. Выразим начальную угловую скорость через частоту вращения диска. Тогда

Физика на заказ

Момент инерции диска

Физика на заказ

где m — масса диска;

R — его радиус.

Тогда формула (13) примет вид

Физика на заказ
Физика на заказ

Знак «минус» у М указывает на то, что на диск действует тормозящая сила.

Угол поворота за время вращения диска до остановки может быть определен по формуле для равпозамедленного вращения

Физика на заказ

где Физика на заказ — угловое ускорение.

По условию задачи Физика на заказ. Тогда из формулы (14)

Физика на заказ

Так как

Физика на заказ

то число полных оборотов

Физика на заказ
Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ

Пример оформления заказа №6

Найти силу, приложенную касательно к ободу диска, если через 5 секунд кинетическая энергия диска массой 5 кг под действием этой силы увеличилась до 1,92 кДж.

Решение:

Основное уравнение динамики вращательного движения

Физика на заказ

Момент силы

Физика на заказ

где R — радиус диска.

Угловое ускорение

Физика на заказ

так как начальная угловая скорость Физика на заказ.

Момент инерции диска

Физика на заказ

Из (15) — (18) следует, что

Физика на заказ

Угловую скорость со найдем из формулы для кинетической энергии вращательного движения

Физика на заказ
Физика на заказ

Подставив (20) в (19), получим

Физика на заказ

Ответ: F = 19,6 Н.

Пример оформления заказа №7

Вычислить, какое число молекул кислорода содержится в сосуде объемом V = 1 л при нормальных условиях. Найти массу m кислорода в сосуде, а также массу т() одной его молекулы. Чему равна внутренняя энергия U этого газа?

Решение:

Молярная масса кислорода М = 0,032 кг/моль, поэтому масса одной молекулы кислорода

Физика на заказ

где Физика на заказ — число Авогадро. Следовательно,

Физика на заказ

Уравнение состояния идеального газа имеет вид

Физика на заказ

При нормальных условиях давление Физика на заказ Па, температура Физика на заказ Дж/К — постоянная Больцмана. Поскольку концентрация молекул

Физика на заказ

где N — число молекул в объеме Физика на заказ, то из (21) и (22) следует, что

Физика на заказ

Следовательно,

Физика на заказ

Масса газа равна массе всех его молекул, т.е.

Физика на заказ

поэтому

Физика на заказ

Внутренняя энергия заданной массы идеального газа равна

Физика на заказ

где R = 8,31 Дж/(моль*К) — молярная газовая постоянная;

i = 5 — число степеней свободы жесткой двухатомной молекулы кислорода.

В результате вычислений получаем

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ

Пример оформления заказа №8

Плотность кислорода в сосуде Физика на заказ, а среднеквадратичная скорость его молекул Физика на заказ м/с. Найти давление р, которое оказывает газ на стенки сосуда, а также температуру Т газа и концентрацию п его молекул.

Решение:

Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории газов

Физика на заказ

где Физика на заказ— масса молекулы кислорода.

Учтем, что Физика на заказ. С учетом этого соотношения выражение (23) принимает вид

Физика на заказ

откуда получаем следующий результат:

Физика на заказ

Для среднеквадратичной скорости справедливо следующее соотношение:

Физика на заказ

где R = 8,31 Дж/(моль*К) — молярная газовая постоянная;

М = 0,032 кг/моль — молярная масса молекулярного кислорода.

Возведем равенство (24) в квадрат и получим из него окончательное выражение для температуры:

Физика на заказ

В результате вычислений получаем

Физика на заказ

Давление газа связано с концентрацией его молекул следующим соотношением:

Физика на заказ

где Физика на заказ — постоянная Больцмана.

С учетом этого соотношения

Физика на заказ

Вычисление приводит к итоговому результату:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №9

В одном баллоне объемом Физика на заказ л находится газ под давлением Физика на заказ МПа, а в другом — тот же газ под давлением Физика на заказ МПа. Баллоны, температура Т которых одинакова, соединены тонкой короткой трубкой с краном. Если открыть кран, то в обоих баллонах устанавливается давление р = 0,4 МПа. Каков объем Физика на заказ второго баллона?

Решение:

Обозначим Физика на заказ — количество газа в первом баллоне, a Физика на заказ — количество газа во втором баллоне до открытия крана. Из уравнения состояния идеального газа

Физика на заказ

следует, что значения Физика на заказ равны:

Физика на заказ

После открытия крана общее количество вещества v будет по-прежнему равным

Физика на заказ

а полный объем

Физика на заказ

При этом парциальные давления указанных порций газа станут согласно (25) равными

Физика на заказ

Поскольку температура Т остается неизменной, то для решения задачи мы можем воспользоваться законом Дальтона, согласно которому в соответствии с (26) — (29)

Физика на заказ

Заменив в равенстве (30) согласно с (28) Физика на заказ, получаем равенство, из которого выражаем искомую величину, а именно

Физика на заказ

После численных расчетов получаем

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ

Пример оформления заказа №10

Кислород массой m = 10 г находится под давлением Физика на заказ Па при температуре Физика на заказ К. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем Физика на заказ. Найти: 1) количество тепла Q, полученного газом; 2) энергию теплового движения молекул газа до и после нагревания; 3) работу газа в процессе нагревания. Нарисовать график процесса.

Решение:

1) Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона для конечного состояния газа справедливо соотношение

Физика на заказ

где М = 0,032 кг/моль — молярная масса молекулярного кислорода, а Физика на заказ — температура газа в конечном состоянии. Отсюда

Физика на заказ

Поскольку молекулярный кислород является двухатомным газом, то для него число степеней свободы i = 5, поэтому его молярная теплоемкость при постоянном давлении равна

Физика на заказ

где R = 8,31 Дж/(моль*К) — молярная газовая постоянная.

Тогда количество теплоты Q, полученное газом в этом процессе, будет задаваться соотношением

Физика на заказ

С учетом выражений (31) и (32) последнее равенство можно привести к виду

Физика на заказ

откуда получаем

Физика на заказ

2) Энергия теплового движения молекул газа (внутренняя энергия газа) до и после нагревания соответственно равны

Физика на заказ

В результате вычислений получаем

Физика на заказ

3) . Согласно первому началу термодинамики работа газа Физика на заказ. Подставляя численные значения, получаем

Физика на заказ

График процесса изображен на рис. 4.

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ Физика на заказ

Пример оформления заказа №11

Тепловая машина работает по обратному циклу Карно. Температура теплоотдатчика Физика на заказ = 500 К. Определить термический КПД Физика на заказ цикла и температуру Физика на заказ теплоприемника тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от теплоотдатчика, машина совершает работу А = 350 Дж.

Решение:

Термический КПД тепловой машины показывает, какая доля теплоты, полученной от теплоотдатчика, превращается в механическую работу. Термический КПД выражается формулой

Физика на заказ

где Физика на заказ — теплота, полученная от теплоотдатчика;

А — работа, совершенная рабочим телом тепловой машины.

Зная КПД цикла, можно по формуле

Физика на заказ

определить температуру охладителя Физика на заказ:

Физика на заказ

Произведем вычисления:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №12

Найти модуль силы Физика на заказ, действующей в среде с диэлектрической проницаемостью Физика на заказ = 6,0 на точечный заряд Q = Физика на заказ Кл, если этот заряд помещен: 1) в поле такого же точечного заряда на расстоянии d = 0,02 м от него; 2) в поле равномерно заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда Физика на заказ; 3) на расстоянии d от равномерно заряженной нити с линейной плотностью заряда Физика на заказ Кл/м; 4) на расстоянии d от поверхности заряженного проводящего шара радиусом R = d и поверхностной плотностью заряда Физика на заказ.

Решение:

Сила Физика на заказ, действующая па точечный заряд q в электрическом поле, напряженность которого в заданной точке поля равна Физика на заказ, согласно определению равна

Физика на заказ

поэтому в данной задаче модуль этой силы равен

Физика на заказ

1) Модуль напряженности Физика на заказ электрического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии d от него в среде с диэлектрической проницаемостью Физика на заказ, равен

Физика на заказ

Тогда согласно (33) модуль силы, действующей на такой же заряд в указанной точке поля, равен

Физика на заказ

2) Модуль напряженности Физика на заказ однородного электрического поля равномерно заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда Физика на заказ в среде с диэлектрической проницаемостью Физика на заказ равен

Физика на заказ

Тогда согласно (33) модуль силы Физика на заказ, действующей на заряд Q в любой точке этого поля, равен

Физика на заказ

3) Модуль напряженности Физика на заказ электрического поля бесконечной равномерно заряженной нити с линейной плотностью заряда Физика на заказ на расстоянии d от нити в среде с диэлектрической проницаемостью Физика на заказ равен

Физика на заказ

В соответствии с равенством (33) модуль силы Физика на заказ

Физика на заказ

, действующей на заряд q, помещенный в указанную точку поля нити, равен

Физика на заказ

4) Модуль напряженности Физика на заказ электрического поля заряженного шара на расстоянии r от его центра (Физика на заказ, где R — радиус шара), на котором находится заряд Физика на заказ, в среде с диэлектрической проницаемостью Физика на заказ равен

Физика на заказ

По условию задачи, Физика на заказ. Согласно определению Физика на заказ, где Физика на заказ — площадь поверхности шара. Отсюда следует, что

Физика на заказ

На основании формул (33) — (35) получаем значение модуля силы, действующей на заряд q в указанной точке поля:

Физика на заказ

Учитывая исходные данные и значение электрической постоянной Физика на заказФ/м, в результате вычислений получаем следующие значения:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ

Физика на заказ
Физика на заказ

Пример оформления заказа №13

В схеме, изображенной на рис. 5, сопротивление Физика на заказ, Физика на заказ, его внутреннее сопротивление r = 0,4 Ом. Определите сопротивление внешней цепи R, общий ток в электрической цепи, токи Физика на заказ через сопротивления Физика на заказ, показания вольтметра.

Решение:

Последовательно сопротивлению Физика на заказ включены два параллельных сопротивления Физика на заказ. Сопротивление внешней цепи

Физика на заказ

Общее сопротивление двух параллельно включенных сопротивлений Физика на заказ равно

Физика на заказ

Подставив (37) в (36), получаем

Физика на заказ

Общий ток найдем, воспользовавшись законом Ома для замкнутой цепи:

Физика на заказ

В узле В ток I разветвляется на Физика на заказ:

Физика на заказ

Напряжения на параллельно включенных сопротивлениях Физика на заказ и Физика на заказ равны

Физика на заказ

Решив совместно уравнения (38) и (39) найдем

Физика на заказ

Вольтметр показывает напряжение на внешнем участке цепи. Оно может быть найдено двумя способами:

1) как разность ЭДС источника и напряжения на сопротивлении источника:

Физика на заказ

2) показание вольтметра равно напряжению на внешней цепи:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Физика на заказ

Пример оформления заказа №14

Сила тока в проводнике сопротивлением R = 20 Ом нарастает в течение времени Физика на заказ = 2 с по линейному закону от Физика на заказ до I = 6 А (см. рис. 6). Определить теплоту Физика на заказ, выделившуюся в этом проводнике за первую секунду, и Физика на заказ — за вторую, а также найти отношение Физика на заказ.

Решение:

Закон Джоуля — Ленца в виде Физика на заказ справедлив для постоянного тока (I = const). Если же сила тока в проводнике изменяется, то указанный закон справедлив для бесконечно малого интервала времени и записывается в виде

Физика на заказ

Здесь сила тока I является некоторой функцией времени Физика на заказ. В данном случае

Физика на заказ

где k — коэффициент пропорциональности, характеризующий скорость изменения силы тока

Физика на заказ

С учетом (41) формула (40) примет вид

Физика на заказ

Для определения теплоты, выделившейся за первую секунду, выражение (42) надо проинтегрировать в пределах от 0 до Физика на заказ:

Физика на заказ

Для определения теплоты, выделившейся за вторую секунду, выражение (42) проинтегрируем в пределах от Физика на заказ секунд:

Физика на заказ

т.е. за вторую секунду выделилось теплоты в 7 раз больше, чем за первую.

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №15

Физика на заказ

Два параллельных бесконечно длинных провода D и С, по которым текут в одном направлении электрические токи силой I = 60 А, расположены на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определить магнитную индукцию Физика на заказ поля, создаваемого проводниками с током в точке А (см. рис. 15), отстоящей от оси одного проводника на расстоянии Физика на заказсм, от другого — Физика на заказ = 12 см.

Решение:

Для нахождения магнитной индукции Физика на заказ в точке А воспользуемся принципом суперпозиции магнитных полей. Для этого определим направления магнитных индукций Физика на заказ, полей, создаваемых каждым проводником с током в отдельности, и сложим их геометрически:

Физика на заказ

Направление векторов магнитной индукции, создаваемых прямолинейным проводником, определяется по правилу буравчика (правилу правого винта, см. рис. 16). Если вращать винт таким образом, чтобы его поступательное перемещение совпадало с направлением тока в проводнике, то направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением линий индукции, а вектор Физика на заказ будет направлен по касательной к линии индукции в направлении вращения.

Модуль вектора Физика на заказ может быть найден по теореме косинусов

Физика на заказ

где Физика на заказ — угол между векторами Физика на заказ.

Магнитные индукции Физика на заказ выражаются соответственно через силу тока I и расстояния Физика на заказ от проводов до точки А:

Физика на заказ

Подставляя выражения Физика на заказ в формулу (43) и вынося Физика на заказ за знак корня, получаем

Физика на заказ
Физика на заказ

Вычислим cos а. Заметив, что Физика на заказ (как углы с соответственно перпендикулярными сторонами), по теореме косинусов запишем

Физика на заказ

где d — расстояние между проводами. Отсюда

Физика на заказ
Физика на заказ

Подставим в формулу (44) числовые значения физических величин и произведем вычисления:

Физика на заказ

Ответ: В = 308 мкТл.

Пример оформления заказа №16

Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 600 В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,3 Тл и начал двигаться по окружности. Вычислить радиус R окружности.

Решение:

Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле будет происходить по окружности только в том случае, когда частица влетит в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции Физика на заказ. Так как сила Лоренца перпендикулярна вектору Физика на заказ, то она сообщит частице (протону) нормальное ускорение Физика на заказ.

Физика на заказ

где m — масса протона.

Физика на заказ

На рис. 47 совмещена траектория протона с плоскостью чертежа и дано (произвольно) направление вектора Физика на заказ. Силу Лоренца направим перпендикулярно вектору Физика на заказ к центру окружности (векторы Физика на заказ сонаправлены). Используя правило левой руки, определим направление магнитных силовых линий (направление вектора Физика на заказ). Вектор Физика на заказ перпендикулярен плоскости чертежа и направлен вверх.

Перепишем выражение (45) в скалярной форме (в проекциях на радиус):

Физика на заказ

В скалярной форме Физика на заказ. В нашем случае Физика на заказ и Физика на заказ, тогда Физика на заказ. Так как нормальное ускорение Физика на заказ, то выражение (46) перепишем следующим образом:

Физика на заказ

Отсюда находим радиус окружности

Физика на заказ

Скорость протона найдем, воспользовавшись связью между работой сил электрического поля и изменением кинетической энергии протона:

Физика на заказ

где U — ускоряющая разность потенциалов, которую прошел протон;

Физика на заказ — начальная и конечная кинетическая энергия протона. Начальная кинетическая энергия протона Физика на заказ, конечная Физика на заказ. Тогда получим

Физика на заказ

Подставив (49) в (48) получим

Физика на заказ

Подставим в формулу (50) числовые значения физических величин и произведем вычисления:

Физика на заказ

Ответ: R = 11,8 мм.

Пример оформления заказа №17

Электрон движется в однородном магнитном поле (В = 10 мТл) по винтовой линии, радиус R которой равен 1 см и шаг h = 6 см. Определить период Т обращения электрона и его скорость v.

Решение:

Электрон будет двигаться по винтовой линии, если он влетает в однородное магнитное поле под некоторым углом Физика на заказ к линиям магнитной индукции (рис. 18).

Физика на заказ

Разложим, как это показано на рис. 18, скорость Физика на заказ на две составляющие: Физика на заказ, параллельную вектору Физика на заказ и перпендикулярную ему Физика на заказ. Скорость Физика на заказ в магнитном поле не изменяется и обеспечивает перемещение электрона вдоль силовой линии. Скорость Физика на заказ в результате действия силы Лоренца будет изменяться только по направлению Физика на заказ (в отсутствие параллельной составляющей Физика на заказ движение электрона происходило бы по окружности в плоскости, перпендикулярной магнитным силовым линиям). Таким образом, электрон будет участвовать одновременно в двух движениях: равномерном перемещении со скоростью Физика на заказ и равномерном движении по окружности со скоростью Физика на заказ.

Период обращения электрона связан с перпендикулярной составляющей скорости соотношением

Физика на заказ

Найдем отношение Физика на заказ. Для этого воспользуемся тем, что сила Лоренца сообщает электрону нормальное ускорение Физика на заказ

Согласно второму закону Ньютона можно написать

Физика на заказ

или

Физика на заказ

где vnn = vsinot.Физика на заказ

Сократив (52) на Физика на заказ, выразим соотношение Физика на заказ и подставим его в формулу (51):

Физика на заказ

Произведем вычисления:

Физика на заказ

Модуль скорость v, как это видно из рисунка, можно выразить через Физика на заказ:

Физика на заказ

Из формулы (52) выразим перпендикулярную составляющую скорости:

Физика на заказ

Параллельную составляющую скорости Физика на заказ найдем из следующих соображений. За время, равное периоду обращения Т, электрон пройдет вдоль силовой линии расстояние, равное шагу винтовой линии, т.е. Физика на заказ, откуда

Физика на заказ

Подставив вместо Т правую часть выражения (52), получим

Физика на заказ

Таким образом, модуль скорости электрона

Физика на заказ
Физика на заказ

Ответ: T = 3,57 нс; v = 24,6 Мм/c.

Пример оформления заказа №18

Короткая катушка, содержащая Физика на заказ витков, равномерно вращается с частотой Физика на заказ относительно оси АВ, лежащей в плоскости катушки и перпендикулярной линиям однородного магнитного поля (В = 0,04 Тл). Определить мгновенное значение ЭДС индукции для тех моментов времени, когда плоскость катушки составляет угол Физика на заказ = 60° с линиями поля и максимальное значение ЭДС индукции. Площадь S катушки равна Физика на заказ.

Решение:

Мгновенное значение ЭДС индукции Физика на заказ, определяется основным уравнением электромагнитной индукции Фарадея-Максвелла

Физика на заказ

Потокосцепление Физика на заказ — число витков катушки, пронизываемых магнитным потоком Ф. Подставив выражение Физика на заказ в формулу (53), получим

Физика на заказ

При вращении катушки магнитный поток Ф, пронизывающий катушку в момент времени t, изменяется по закону Физика на заказ, где В — магнитная индукция; S — площадь катушки; со — угловая скорость катушки. Подставив в формулу (54) выражение магнитного потока Ф и продифференцировав по времени, найдем мгновенное значение ЭДС индукции

Физика на заказ

Заметив, что угловая скорость Физика на заказ связана с частотой вращения п катушки соотношением Физика на заказ и что угол Физика на заказ (рис. 19), получим

Физика на заказ

(учтено, что Физика на заказ).

Произведем вычисления

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №19

Квадратная проволочная рамка со стороной а = 5 см и сопротивлением R= 10 мОм находится в однородном магнитном поле (В = 40 мТл). Нормаль к плоскости рамки составляет угол Физика на заказ = 30° с линиями магнитной индукции. Определить заряд q, который пройдет по рамке, если магнитное поле выключить.

Физика на заказ
Решение:

При выключении магнитного поля произойдет изменение магнитного потока. Вследствие этого в рамке возникает ЭДС индукции, определяемая основным законом электромагнитной индукции:

Физика на заказ

Возникшая ЭДС индукции вызовет в рамке индукционный ток, мгновенное значение которого можно определить, воспользовавшись законом Ома для полной цепи Физика на заказ, где R — сопротивление рамки. Тогда

Физика на заказ

Так как мгновенное значение силы индукционного тока Физика на заказ, то это выражение можно переписать в виде

Физика на заказ

Проинтегрировав выражение (55), найдем

Физика на заказ

Заметив, что при выключенном поле (конечное состояние) Физика на заказ, последнее равенство перепишется в виде

Физика на заказ

Найдем магнитный поток Физика на заказ. По определению магнитного потока имеем

Физика на заказ

где S — площадь рамки.

В нашем случае (рамка квадратная) Физика на заказ. Тогда

Физика на заказ

Подставляя (57) в (56), получим

Физика на заказ

Произведем вычисления:

Физика на заказ

Ответ: q = 8,67 мКл.

Пример оформления заказа №20

Для уменьшения потерь света при отражении от стекла на поверхность объектива (Физика на заказ=1,7) нанесена тонкая прозрачная пленка (Физика на заказ = 1,3). При какой наименьшей толщине ее произойдет максимальное ослабление отраженного света, длина волны которого Физика на заказ = 560 нм? Считать, что лучи падают нормально к поверхности объектива.

Решение:

Свет, падая на объектив, отражается как от передней, так и от задней поверхностей тонкой пленки. Отраженные лучи 1 и 2 интерферируют между собой. Так как показатель преломления воздуха (Физика на заказ = 1,0) меньше показателя преломления вещества пленки (Физика на заказ = 1,3), который, в свою очередь, меньше показателя преломления стекла (Физика на заказ = 1,7), то в обоих случаях отражение происходит от среды, оптически более плотной, чем та среда, в которой распространяется падающий луч. Поэтому фаза колебаний луча 1 при отражении в точке А изменяется на Физика на заказ радиан, и точно так же на Физика на заказ изменяется фаза луча 2 при отражении в точке В. Следовательно, результат интерференции этих лучей будет такой же, как если бы никакого изменения фазы колебаний ни у того, ни у другого луча не было.

Результирующая интенсивность минимальна, если оптическая разность хода интерферирующих лучей 1 и 2 равна нечетному числу полуволн:

Физика на заказ

Оптическая разность хода лучей 1 и 2 при нормальном падении лучей на пленку (Физика на заказ = 0) равна

Физика на заказ

Из (58) и (59) получаем

Физика на заказ

откуда искомая толщина пленки Физика на заказ. Значению Физика на заказ соответствует m = 0, следовательно

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ м.

Пример оформления заказа №21

Определить радиус четвертого темного кольца Ньютона в отраженном свете, если между линзой с радиусом кривизны R = 5 м и плоской поверхностью, к которой она прижата, находится вода. Длина волны света Физика на заказ = 589 нм.

Решение:

При отражении света от верхней и нижней границ водяной прослойки между плоской поверхностью и соприкасающейся с ней линзой образуются когерентные лучи 1 и 2 (рис. 20), которые при наложении интерферируют. При Физика на заказ и нормальном падении света лучи 1 и 2 будут практически параллельны. Оптическая разность хода этих лучей для точек, соответствующих толщине водяной прослойки d, определяется по формуле

Физика на заказ

где n — показатель преломления воды. Величина Физика на заказ представляет собой добавочную разность хода, возникающую при отражении луча 2 от оптически более плотной среды (стекла).

Физика на заказ

Темные кольца будут наблюдаться в тех местах, где разность хода равна нечетному числу полуволн, т.е.

Физика на заказ

откуда

Физика на заказ

Толщина слоя d между линзой и плоской поверхностью связана с соответствующим радиусом наблюдаемого кольца следующим образом:

Физика на заказ

Радиус темного кольца

Физика на заказ
Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ = 2,97 мм.

Пример оформления заказа №22

Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины пучок света образует угол Физика на заказ с падающим пучком (рис. 21). Определить показатель преломления Физика на заказ жидкости, если отраженный свет максимально поляризован.

Решение:

Согласно закону Брюстера, пучок света, отраженный от диэлектрика, максимально поляризован в том случае, если

Физика на заказ

где Физика на заказ — показатель преломления второй среды (стекла) относительно первой (жидкости).

Относительный показатель преломления равен отношению абсолютных показателей преломления. Следовательно, tФизика на заказ

Физика на заказ

Так как угол падения равен углу отражения, то Физика на заказ и, следовательно, Физика на заказ, откуда

Физика на заказ

Произведем вычисления:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ = 1,33.

Пример оформления заказа №23

Два николя Физика на заказ расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет Физика на заказ = 60°. Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность 10 естественного света: 1) при прохождении через один николь Физика на заказ; 2) при прохождении через оба николя. Потери интенсивности света на отражение и поглощение в каждом николе составляет 5%.

Решение:

1). Естественный свет, падая на грань призмы Николя (рис. 22), расщепляется вследствие двойного лучепреломления на два пучка: обыкновенный и необыкновенный. Оба пучка одинаковы по интенсивности и полностью поляризованы. Плоскость колебаний необыкновенного пучка лежит в плоскости чертежа (плоскость главного сечения).

Физика на заказ

Плоскость колебаний обыкновенного пучка перпендикулярна плоскости чертежа. Обыкновенный пучок света (о) вследствие полного отражения от границы АВ отбрасывается на зачерненную поверхность призмы и поглощается ею. Необыкновенный пучок (е) проходит через призму, уменьшая свою интенсивность вследствие поглощения. Таким образом, интенсивность света, прошедшего через призму:

Физика на заказ

Во сколько раз уменьшится интенсивность света при прохождении первого николя, найдем, разделив интенсивность 10 естественного света на интенсивность 1| света, прошедшего через первый николь:

Физика на заказ

Произведем вычисления

Физика на заказ

Таким образом, интенсивность света после прохождения через первый николь уменьшается в 2,1 раза.

2). Плоскополяризованный пучок света интенсивностью Физика на заказпадает на второй николь Физика на заказ и также расщепляется на два пучка различной интенсивности: обыкновенный и необыкновенный. Обыкновенный пучок полностью поглощается зачерненной поверхностью призмы. Интенсивность Физика на заказ необыкновенного пучка, вышедшего из призмы Физика на заказ, определяется законом Малюса (без учета поглощения и отражения света во втором николе)

Физика на заказ

где Физика на заказ — угол между плоскостью колебаний в поляризованном пучке и плоскостью пропускания николя Физика на заказ

Учитывая потери интенсивности на поглощение и отражение во втором николе, получаем

Физика на заказ

Искомое уменьшение интенсивности при прохождении света через оба николя найдем, разделив интенсивность Физика на заказестественного света на интенсивность Физика на заказ света, прошедшего систему из двух николей:

Физика на заказ

Заменяя отношение Физика на заказ соотношением (60), получаем

Физика на заказ

Таким образом, после прохождения света через два николя интенсивность его уменьшится в 8,86 раза.

Ответ: 1) Физика на заказ.

Пример оформления заказа №24

Длина волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излучения абсолютно черного тела, Физика на заказ = 0,58 мкм. Определить энергетическую светимость Физика на заказ поверхности тела.

Решение:

Энергетическая светимость Физика на заказ абсолютно черного тела в соответствии с законом Стефана-Больцмана пропорциональна четвертой степени термодинамической температуры и выражается формулой

Физика на заказ

где Физика на заказ — постоянная Стефана-Больцмана;

Т — термодинамическая температура.

Температуру Т можно вычислить с помощью закона смещения Вина

Физика на заказ

где b — постоянная закона смещения Вина.

Используя формулы (61) и (62), получаем

Физика на заказ

Произведем вычисления:

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ.

Пример оформления заказа №25

Красная граница фотоэффекта для никеля Физика на заказ = 257 мкм. Найти длину волны света, падающего на никелевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1,5 В.

Решение:

Согласно уравнению Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

Физика на заказ

где h — постоянная Планка;

с — скорость света в вакууме;

Физика на заказ — длина волны света;

А — работа выхода электронов из металла;

Физика на заказ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Красная граница фотоэффекта определяется из условия равенства энергии фотона работе выхода электроновФизика на заказ

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

Физика на заказ

где е — заряд электрона;

U — задерживающая разность потенциалов. Подставляя выражения (65) и (66) в (64), получаем

Физика на заказ

Из уравнения (67) найдем длину волны света

Физика на заказ

Ответ: Физика на заказ = 0,196 мкм.

Возможно эти дополнительные страницы вам будут полезны: