fizika_otvetyx

№1
1. *Электростатика — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов. *Закон сохранения заряда
утверждает, что во время взаимодействия некоторой замкнутой системы с окружающим пространством количество заряда которое выходит из системы
через ее поверхность равно количеству заряда поступившего внутрь системы. Другими словами алгебраическая сумма всех зарядов системы равна
нулю.
2. Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим
током. Лаплас показал также, что с помощью этого закона можно вычислить магнитное поле движущегося точечного заряда (считая движение одной
заряженной частицы током).
№2
Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными
Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален
зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними»
электрическими зарядами: «
произведению модулей этих
Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от
состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.
Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах.
Электрическое поле характеризуется напряженностью электрического поля (обозначение «E», размерность СИ – В/м, вектор). Магнитное
полехарактеризуется напряженностью магнитного поля (обозначение «H», размерность СИ – А/м, вектор). Измерению обычно подвергается модуль (длина)
вектора.
№3
Плотность заряда — это количество заряда, приходящееся на единицу длины, площади или объёма, таким образом определяются линейная,
поверхностная и объемная плотности заряда, которые измеряются в системе СИ: в Кулонах на метр [Кл/м]. В отличие от плотности вещества,
плотность заряда может иметь как положительные, так и отрицательные значения, это связано с тем, что существуют положительные и отрицательные
заряды.
2. Магнитная индукция в центре кругового проводника с током
№4
1. Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная
отношению силы
действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда
:
. Напряжённость электрического поля в СИ измеряется в вольтах на метр [В/м] или в ньютонах на кулон.
–
№5
Теорема Гаусса (закон Гаусса) — один из основных законов электродинамики. Выражает связь (а именно равенство с точностью до постоянного
коэффициента) между потоком напряжённости электрического поля сквозь замкнутую поверхность и зарядом в объёме, ограниченном этой
поверхностью. Применяется отдельно для вычисления электростатических полей.
* для напряжённости электрического поля в вакууме
2. Зако́н Ампе́ра — закон взаимодействия электрических токов.
№6
1. Плотность заряда — это количество заряда, приходящееся на единицу длины, площади или объёма, таким образом определяются линейная,
поверхностная и объемная плотности заряда, которые измеряются в системе СИ: в Кулонах на метр [Кл/м]. В отличие от плотности вещества,
плотность заряда может иметь как положительные, так и отрицательные значения, это связано с тем, что существуют положительные и отрицательные
заряды.
Сила Лоренца — сила, с которой, в рамках классической физики, электромагнитное поле действует на точечную заряженнуючастицу.
Fл = q·V·B·sina
где q- величина заряда движущегося во внешнем магнитном поле
V- Модуль скорости движущегося заряда
B- Модуль вектора индукции внешнего магнитного поля
a- представляет собой угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.
№7
1. Электри́ческий ток — упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц под воздействием электрического
поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны,
в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). * Силой тока
называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к
величине этого промежутка времени.
Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах.
2. Физическая природа эффекта Холла заключается в том, что на движущийся носитель тока в магнитном поле с индукцией В действует сила Лоренца
, Н,
где v –скорость носителя; q – его заряд.
Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки.
№8
Исто́чник то́ка (также генератор тока) — двухполюсник, который создаёт ток
, не зависящий от сопротивления нагрузки, к которой он
присоединён. * Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил
висточниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного
положительного заряда вдоль контура.
1.
№9
1. Виведіть закон Ома в диференційній формі
Исходя из закона Ома имеем:
А мы знаем, что
или
. Отсюда можно записать
-это запись закона Ома в дифференциальной форме.
2. Що таке діамагнетики, парамагнетики та феромагнетики?
Диамагне́тики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны.
Под действием внешнего магнитного поля каждый атом диамагнетика приобретает магнитный момент I (а каждая единица объёма —намагниченность M),
пропорциональный магнитной индукцииB и направленный навстречу полю. Поэтому магнитная восприимчивость = M/H у диамагнетиков всегда отрицательна. По
абсолютной величине диамагнитная восприимчивость мала и слабо зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры.
Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (J↑↑H) и имеют положительную
магнитную восприимчивость. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы
.
Ферромагнетики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определённой критической температуры(точки
Кюри) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов
коллективизированных электронов (в металлических кристаллах). Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое, при температуре ниже точки Кюри,
способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.
№10
1. Запишіть закон Джоуля-Ленца.
Закон Джоуля — Ленца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Мощность тепла, выделяемого в
единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину напряженности
электрического поля. Q=RI2
2.Яку температуру для феромагнетиків називають точкою Кюрі? Та пояснить петлю гистерезиса.
температура Кюри - температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной —
в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах). Названа по имени П. Кюри. При температуре
ниже
точки Кюри
ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью и определённой магнитно-кристаллической симметрией. В точке Кюри
(
) интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности
(«магнитного порядка») и изменения симметрии, в результате ферромагнетик становится парамагнетиком.
№11
1.Сформулюйте перше правило Кирхгофа
сумма токов в каждом узле любой цепи равна нулю. При этом втекающий в узел ток принято считать вытекающий — отрицательным. Иными словами, сколько тока
втекает в узел, столько из него и вытекает. Это правило следует из фундаментального закона сохранения заряда.
2. В чому полягає явище електромагнітної індукції? Що таке індукційний струм?
Явление электромагнитной индукции в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом
проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим
контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока —
изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток,
вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.
№12
Сформулюйте друге правило Кирхгофа.
Второе правило Кирхгофа (правило напряжений Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому
замкнутому контуру цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура. Если в контуре нет источников ЭДС (идеализированных генераторов напряжения),
то суммарное падение напряжений равно нулю:
для постоянных напряжений переменных напряжений
Это правило вытекает из 3-го уравнения Максвелла, в частном случае стационарного магнитного поля.
Иными словами, при полном обходе контура потенциал, изменяясь, возвращается к исходному значению. Частным случаем второго правила для цепи, состоящей из
одного контура, является закон Ома для этой цепи. При составлении уравнения напряжений для контура нужно выбрать положительное направление обхода
контура. При этом падение напряжения на ветви считают положительным, если направление обхода данной ветви совпадает с ранее выбранным направлением тока
ветви, и отрицательным — в противном случае (см. далее).
Правила Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных линеаризованных цепей при любом характере изменения во времени токов и напряжений.
2.Що таке трансформатор та для чого він потрібен.
Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на
каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений)
переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока.
Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения —
электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
№13
1.Що таке конденсатор та з чого він складається? Що показує діелектрична проникність середовища?
Конденса́тор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического
поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками),
разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.
Диэлектрическая проницаемость, величина, характеризующая диэлектрические свойства среды — её реакцию на электрическое поле. В соотношении D = eЕ, где Е —
напряжённость электрического поля, D — электрическая индукция в среде, Д. п. — коэффициент пропорциональности e. В большинстве диэлектриков при не очень
сильных полях Д. п. не зависит от поля Е. В сильных электрических полях (сравнимых с внутриатомными полями), а в некоторых диэлектриках
(например,сегнетоэлектриках) в обычных полях зависимость D от Е — нелинейная
2.Що таке змінний струм? Чому рівно Є.Р.С.?
Переме́нный ток — электрический ток, меняющийся во времени, обычно периодически.
Под переменным током также подразумевают ток в обычных одно- и трёхфазных сетях. В этом случае параметры переменного тока изменяются по
гармоническому закону.
№14
1.Як визначається повна ємність батареї паралельно з'єднаних конденсаторів?
При параллельном соединении конденсаторов полная емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.
2.Чому дорівен повний опір у колі змінного струму?
Любая проволочная катушка, включенная в цепь переменного тока, обладает активным сопротивлением, зависящим от материала, Длины и сечения
проволоки
, и индуктивным сопротивлением, которое зависит от индуктивности катушки и частоты переменного тока, протекающего по ней (ХL=ωL=2πfL).
Такую катушку можно рассматривать как приемник энергии, в котором активное и индуктивное сопротивления соединены последовательно.
Рассмотрим цепь переменного тока, в которую включена катушка индуктивности (рис. 56, а) с активным r и индуктивным ХL сопротивлением. Падение напряжения на
активном сопротивлении
Падение напряжения на индуктивном сопротивлении
№15
1. Как определяется полная емкость батареи последовательно соединенных конденсаторов?
Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею. Электрическая ёмкость —
характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между
двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника.
2.Що таке електричний коливальний контур? Що таке вільні електромагнітні коливання?
Колива́льний ко́нтур або коливний контур — електричне коло, складене з резистора, ємності та індуктивності, в якому можливі коливання напруги й струму.
Коливальні контури широко застосовуються в радіотехніці та електроніці, зокрема в генераторах електричних коливань, в частотних фільтрах. Вони використовуються
практично в кожному електротехнічному пристрої.
Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения электромагнитных величин (q – электрический заряд, I – сила
тока, U – разность потенциалов), происходящие без потребления энергии от внешних источников.
№16
1.Як класична теорія електропровідності металів пояснює залежність опору металів від температури? Що називається роботою виходу електрона?
Провідність металу зумовлена вільними електронами, які під дією електричного поля переміщуються вздовж провідника поміж іонами, що знаходяться
у вузлах кристалічної гратки металу. Опір металевого провідника зумовюється переважно зіткненнями вільних електронів з іонами кристалічної гратки. З
підвищенням температури ймовірність таких зіткнень зростає внаслідок збільшення амплітуди коливань іонів. Залежність опору металу від температури
наближено можна вважати лінійною : R = R0 ( 1 + a tо ), де R0 – опір провідника при 0 оС; R – опір при температурі tо; a - температурний коефіцієнт
опору металів. Температурний коефіцієнт опору показує відносну зміну опору провідника при зміні його температури на 1К ( 1К = 1оС ).
Робо́та ви́ ходу — найменша кількість енергії, яку необхідно надати електрону для того, щоб вивести його з твердого тіла у вакуум.
2.
Запишіть зв'язок між довжиною, періодом, частотою та швидкістю поширення електромагнітної хвилі.
Волной в физике называют изменение состояния физической системы
("возмущение"), перемещающееся в пространстве. Примеры волны: скачок
плотности в среде, отклонение элемента струны, электромагнитные волны,
распространяющиеся в пространстве.
Для координат и времени как функция одномерной волны это перемещающееся возмущение зависит от f ( x , t ) = f ( x − vt ). Величина ϕ = x – vt называется
выражение для фазовой скорости волны: фазой волны. Подчеркнем, что здесь x – координаты точек пространства (так называемые эйлеровы координаты), а v –
скорость, с которой перемещается точка постоянной фазы. Это особенно понятно на примере гармонических (монохроматических) f ( x, t ) = A sin (kx − ωt + ϕ 0 ).
Это название произошло от гармонических функций, которыми такие волны описываются. В этом случае из (10.4) имеем ω.(10.5)k Длиной волны называют
расстояние между её точками, в которых фаза в данный момент времени отличается на 2π: ϕ = kx − ωt + ϕ 0 , и для ϕ = 0 получим x ϕ=0 ≡ v = ϕ( x1 ) − ϕ( x2 ) = k ( x1 −
x2 )2 π = 2π , (x1 − x2 )2π ≡ λ = 2π k , где λ − длина волны. Отрезок времени, за который фаза волны в данной (любой!) фиксированной точке пространства изменяется
на 2π, называется периодом колебаний волны: 237 ϕ(t 2 ) − ϕ(t1 ) = ω(t 2 − t1 )2 π = 2π, (t 2 − t1 )2 π ≡ T = 2π . ω Величина ω есть частота этих колебаний. Параметр k
называется волновым числом. Из (10.5) и (10.6) получим формулы, связывающие длину волны, фазовую скорость, частоту и период колебаний: 2π 2π=⋅ v = vT .kω
Все эти соотношения нужны при анализе волновых процессов. Частота и длина гармонической волны фиксированы, отсюда второе название такой волны −
монохроматическая, т.е. "одноцветная" (лат.). Важной разновидностью волн в сплошной среде (твердом теле, жидкости, газе) являются волны упругой деформации,
или звуковые волны.
№17
1) Що таке газовий розряд? Які розряди ви знаєте? До якого типу газового розряду відноситься блискавка?
Га́зовый разря́д — совокупность процессов, возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии. Обычно
протекание тока становится возможным только после достаточной ионизации газа и образования плазмы. Ионизация происходит за счёт столкновений электронов,
ускорившихся в электромагнитном поле, с атомами газа. При этом возникает лавинное увеличение числа заряженных частиц, поскольку в процессе ионизации
образуются новые электроны, которые тоже после ускорения начинают участвовать в соударениях с атомами, вызывая их ионизацию. Для возникновения и
поддержания газового разряда требуется существование электрического поля, так как плазма может существовать только если электроны приобретают во внешнем
поле энергию, достаточную для ионизации атомов, и количество образованных ионов превышает число рекомбинировавших ионов.
Искровой заряд, тлеющий заряд, коронный заряд. Молния относится к газовому разряду.
2) Деякі властивості хвиль де Бройля.
Хвилі де Бройля - основний компонент корпускулярно- хвильового дуалізму Луї де Бройля, який у середині 20-х років 20-го століття запропонував аксіоматичну
квантову теорію, яка лягла в основу хвильвої механіки, зокрема рівняння Шредінгера.
№18
1) Охарактеризуйте процеси іонізації та рекомбінації. В чому відмінність самостійного газового розряду від несамостійного?
Рекомбінація — процес об'єднання пари "комплементарних" у певному сенсі частинок чи квазічастинок з утворенням "цілісного" об'єкту. Стосовно до електронів
і йонів у газовому розряді процес рекомбінації протилежний процесу іонізації. Стосовно різнознакових іонів у електролітах процес рекомбінації протилежний
дисоціації. Стосовно електронів провідності й дірок у напівпровідниках процес рекомбінації протилежний утворенню електрон-діркових пар. Стосовно вакансій
та міжвузлових атомів процес рекомбінації протилежний утворенню пар Френкеля.
2) ---№19
1. Сформулюйте та запишіть закони Фарадея для електроліза.
Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества,
переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.
Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества (электрического заряда) масса химического элемента, осаждённого на электроде,
прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от
химической реакции, в которой участвует вещество.
2. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів.
Стаціонарне рівняння Шредінгера — рівняння, яким визначається хвильова функція квантової системи в стані, який не змінюється з часом.
№20
1) Закон кулона:
Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами.
Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:
Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату
расстояния между ними
2) В чому різниця за зонною теорією напівпровідників та діелектриків, металів та діелектриків?
----
№21
1)
Що таке лінійна, поверхнева, об'ємна густини зарядів?
Поверхностная плотность ЗАРЯДА показывает, какой заряд приходится на единицу площади
2) Який механізм електронної домішкової провідності напівпровідників?
Домішкова провідність. Під домішками розуміють введені у кристалічну решітку атоми інших елементів. Домішки відіграють подвійну роль. В одних випадках вони є
додатковими постачальниками електронів у кристалі, атоми такихдомішок називають донорами. Домішки, атоми якихє центрами захоплення електронів у кристалах
називаються акцепторами – споживачами.
№22
1) Що таке напруженість електростатичного поля? Одиниця напруженості в СІ?
Напряжённость электри́ ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы
действующей на неподвижный пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда.
2) В чому полягає явище електромагнітної індукції? Що таке індукційний струм?
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Индукцио́нный ток — электрический ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур.
Величина и направление индукционного тока определяются законом электромагнитной индукции и правилом Ленца.
№23
1) Що таке лінійна, поверхнева, об'ємна густини зарядів?
2) Що таке змінний струм? Чому рівно Є.Р.С.?
Переме́нный ток— электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению.
№24
1) Виведіть закон Ома в диференційній формі.
Зако́н О́ма — физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника или электрического напряжения с силой тока и сопротивлением
проводника. Экспериментально установлен в 1826 году, и назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.
2) Чому дорівен повний опір у колу змінного струму?
----