1. Задачи,приводящие к понятию производной а о скорости движения материальной точки

• Название: 1. Задачи,приводящие к понятию производной а о скорости движения материальной точки
• Анкор: FIZIKA1.docx
• Дата: 29.04.2018
• Размер: 1.34 Mb.
• Имя файла: FIZIKA1.docx
• Тип: Документы; #18650
• страница: 6 из 10

32. Переменный ток. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Импеданс тканей организма. Дисперсия импеданса.

Переменным называется ток, мгновенные значения которого периодически изменяются по величине и направлению.

Рассмотрим три цепи, к каждой из которых приложено переменное напряжение :U=U_m sinwt

Сила тока в цепи с резистром(1) будет изменяться в фазе с приложенным напряжением :I=I_msinwt

Имеем омическое сопротивление :______________________

1)

Cила тока в цепи с катушкой индуктивности (2) будет отставать по фазе от приложенного напряжения на П/2: I=I_msin(wt-П/2)
Индуктивное сопротивление _______________________
2)

ток в цепи с конденсатором(3) будет опережать по фазе напряжение П/2: : I=I_msin(wt+П/2)

емкостное сопротивление ___________________

3)

Рассмотрим цепь,в которой последовательно соединены резистр,катушка инд,конденсатор :

Сила тока в цепи и напряжение изменяются не в одной фазе ,поэтому: I=I_msin(wt- φ)

Φ-разность фаз напряжения и силы тока

U=UR+UL+UC



Z-полное сопротивление цепи переменного тока ,называемое импедансом:

Z=

При прохождении переменного тока через живые ткани  дисперсия электропроводности: полное сопротивление ткани увеличивается с уменьшением частоты тока до некоторой максимальной величины Zmax и стремится к некоторому минимальному значению Zmin при увеличении частоты

Дисперсия электропроводимости присуща только живым тканям

33. Устройство простейшего оптического микроскопа. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Способы увеличения разрешающей способности микроскопа. Иммерсионные системы.

Микроскоп-оптический прибор, предназначенный для получения сильно увеличенных изображений объектов, не видимых невооруженным глазом. Оптическая система микроскопа делится на 2 части: осветительную и наблюдательную. Осветительная часть состоит из подвижного зеркала, служащего для направления лучей от осветителя на объект; конденсора, образующего на объекте сходящийся пучок света; съёмного светофильтра и укрепленной на конденсоре ирисовой апертурной диафрагмы для регулировки освещенности объекта. Наблюдательная часть состоит из объектива, окуляра, призмы, которая служит для направления вертикальных лучей, прошедших объектив, в наклонный тубус. Объектив-система линз, собранных в единой оправе. Передняя-увеличивает, остальные исправляют недостатки, создаваемые передней. Окуляр: верхняя линза-глазная, нижняя-собирающая, которая служит для того, чтобы все лучи, прошедшие через объектив, попали в глазную линзу окуляра. Механическая система состоит из массивного основания, тубусодержателя, коробки с микрометрическим механизмом для перемещения тубуса и предметного столика, на котором укреплены пружины, прижимающие препарат к предметному столику. Разрешающая способность микроскопа-свойство оптического прибора давать раздельное изображение двух близко расположенных светящихся точек. Это свойство характеризуется пределом разрешения-наименьшим расстоянием между этими точками. Чем меньше предел разрешения, тем выше разрешающая способность оптического прибора. Формула для предела разрешения Z==, где λ-длина волны света в воздухе, n-показатель преломления среды между предметом и объективом, -апертурный угол. Так как разрешающая способность микроскопа прямо пропорциональна апертуре объектива, для её повышения часто используют иммерсионные растворы (вода(n=1,33), кедровое масло (n=1,55)), которым заполняют пространство между предметом и входной линзой. Это и является иммерсионной системой. Иммерсионные системы позволяют получить больший апертурный угол по сравнению с сухими системами. Дальнейшее повышение разрешающей способности микроскопа достигается уменьшение длины волны света, например, путем применения ультрафиолетового излучения.
34. Полное и полезное увеличения микроскопа. Ход лучей в микроскопе. Апертурная диафрагма и апертурный угол.

Полезное увеличение – это видимое увеличение, при котором глаз наблюдателя будет полностью использовать разрешающую способность микроскопа, то есть разрешающая способность микроскопа будет такая же, как и разрешающая способность глаза. ИЛИ. Увеличение микроскопа в пределах 500-1000Аназывается полезным, т.к. при нем глаз различает все элементы структуры объекта, разрешаемые микроскопом. Полезное увеличение γ_M микроскопа должно быть не меньше величины, определяемой соотношением пределов разрешения глаза Z_гл и микроскопа Z_M: γ_M.

Предмет АБ находится впереди от переднего фокуса объектива. Изображение А’Б’ строится по обычным правилам построения в собирающей линзе, оно лежит за двойным фокусным расстоянием объектива (к окуляру ближе, чем передний фокус). Лучи, образующие точку Б’, надо продолжить до пересечения с главной плоскостью окуляра в точках l и l’. Через оптический центр окуляра O’ проводятся побочные оси, параллельные этим лучам, до пересечения в точках m и c фокальной плоскости MN окуляра, которая совпадает с главной плоскостью глаза. Аналогично через оптический центр глаза O’’ проводятся побочные оси, параллельные отрезкам lm и ln, до пересечения с фокальной плоскостью глаза Ф_гл. Проведя лучи через эти точки и точки m и n, получим за фокальной плоскостью глаза точку Б’’’, изображенную на сетчатке глаза. Точка Б’’ мнимого изображения найдется как пересечение продолжения отрезков lm и ln. Таким образом, микроскоп дает увеличенное, перевернутое и мнимое изображение. Апертурная диафрагма-диафрагма, ограничивающая световой поток независимо от места ее расположения в оптической системе (диафрагма может располагаться и перед входной линзой прибора). Апертурная диафрагма ограничивает ширину световых пучков, поступающих в систему от отдельных точек предмета, находящихся вне поля зрения и поэтому падающих на линзу под большим углом. Диафрагма способствует устранению аберраций и повышает резкость изображения, хотя при этом ограничивается количество световых лучей, попадающих в оптическую систему, т.е. уменьшается яркость изображения. Апертурный угол-это пространственный угол, ограничивающий конус световых лучей, попадающих в линзу. Апертурным углом также называют плоский угол при вершине этого конуса.
35.Поглощение света. Закон Бугера. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Конценрационная колориметрия.Нефелометрия.

Поглощением света называется ослабление интенсивности световой волны при прохождении через вещество вследствииствие превращения световой энергии в другие виды энергии.

Пусть световая волна интенсивностью I_о проходит через слой вещества толщиной d. Тогда интенсивность световой волны, прошедшей через вещество дается выражением:

где α- показатель поглощения, характеризующий поглощательную способность вещества.

Он зависит от природы и состояния вещества, а также от частоты (длины волны) света. Эта формула вы а ражает закон поглощения света Бугера.

График зависимости интенсивности света от толщины слоя среды имеет вид: Показатель поглощения достаточно высок у металлов Это объясняется наличием в металлах свободных электронов, вынужденные колебания которых легко возбуждаются и имеют значительную амплитуду. Падающая на поверхность металла световая волна быстро расходует свою энергию и поэтому проникает на малую глубину. У диэлектриков показатель поглощения невелик (α = 10 ^-3 – 10^-5 см^-1), но у них наблюдается селективное поглощение света в определенных интервалах длин волны, в которых показатель поглощения резко возрастает. Это связано с тем, что в диэлектриках нет свободных электронов и значительное поглощение света происходит только при резонансных колебаниях, т.е. при частотах световой волны, близких к собственным (или кратным им) частотам колебаний электронов диэлектрика.

Примерный характер зависимости показателя поглощения α от длины волны λ



1-график для тел, равномерно поглощающих свет любой длины волны(черные и серые тела).

2-для тел, поглощающих свет любых длин волн, начиная с некоторой граничной λ_{гр 3-для тел, имеющих} широкую полосу поглощения в пределах длин волн от λ1 до λ2 ;

Поглощение монохроматического света растворами окрашенных веществ (при условии, что растворитель не поглощает света данной длины волны и раствор имеет невысокую концентрацию) подчиняется закону Бугера- Бера:

где æ-показатель поглощения для раствора единичной концентрации, с-концентрация вещества в растворе.

В системе десятичных логарифмов формула примет вид:I_d= I₀∙10 ^-æ´Сd

где æ' = æ/2,3.

Отношение I_d/I₀=τназывается коэффициентом пропускания или прозрачностью раствора, а величина D=lg(I₀/I_d)=-lgτ-оптической плотностью. В соответствии с приведенной выше формулой, оптическая плотность раствора D = æ´Cd.

На законе Бугера-Бера основан метод измерения концентрации растворов окрашенных веществ ,который называется концентрационной колориметрией ,а также метод определения концентрации вещество в коллоидном растворе ,который называется нефелометрией

36.Рассеяние света.Явление Тиндаля.Молекулярное рассеяние,Закон Рэлея.Комбинационное рассеяние.

Рассеянием света называют явление, при котором распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям.

Необходимым условием для возникновения рассеяния света является наличие оптических неоднородностей- областей с иным, чем основная среда, показателем преломления.

Различают два основных вида таких неоднородностей:

• 
  мелкие инородные частицы в однородном прозрачном веществе. Такие среды являются мутными: дым (твердые частицы в газе), туман (капельки жидкости в газе), взвеси, эмульсии и т.п. Рассеяние в мутных средах называют явлением Тиндаля;
  
• 
  оптические неоднородности, возникающие в чистом веществе из-за статистического отклонения молекул от равномерного распределения (флуктуации плотности). Рассеяние света на таких неоднородностях называют молекулярным (например, рассеяние света в атмосфере).
  

Уменьшение интенсивности света вследствие рассеяния, как и при поглощении, описывают показательной функцией

I = I₀e ^-mƖ, где m — показатель рассеяния (натуральный).

При совместном действии поглощения и рассеяния света ослабление интенсивности также является показательной функцией

I = I₀е ^–μƖ ,

где μ=m+α- показатель ослабления.

Рассеяние света в мутной среде на неоднородностях, приблизительно меньших 0,2λ (λ- длина волны света), а также молекулярное рассеяние подчиняется закону Рэлея: интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны:

I 1 / λ ⁴ При рассеянии света в однородных жидкостях и кристаллах наблюдается еще один вид молекулярного рассеяния-комбинационное рассеяние,имеющее значение для изучения структуры вещества

При рассеянии света энергия сохраняет свою электромагнитную природу. При поглощении света она переходит в другие виды внутренней энергии,


37.Свет естественный и поляризованный.Поляризатор и анализатор. Закон Малюса
Волна называется естественной, если направления колебаний вектора напряженности электрической составляющей и вектора магнитной составляющей беспорядочно меняются,но при этом амплитуды их во всех направлениях одинаковы.

Если колебания происходят в различных направлениях, но в определенных направлениях амплитуды колебаний больше, чем в других, то такая волна называется частично поляризованной.

Если колебания происходят только в одном постоянном направлении ,то такая волна называется линейно-поляризованной или плоскополяризованной

Плоскость, проходящая через электрический вектор E в направлении распространения электромагнитной волны, является плоскостью поляризации.
Устройство, позволяющее получать поляризованный свет из естественного, называется поляризатором. Он пропускает только составляющую вектора Е(и соответсвенно Н)

 на некоторую плоскость — главную плоскость поляризатора, При этом из поляризатора выходит поляризованный свет, интенсивность которого равна половине интенсивности падающего света При вращении поляризатора относительно луча естественного света поворачивается плоскость колебаний вышедшего плоскополяризованного света, но интенсивность его не изменяется. 

Поляризатор, который используется для анализа поляризованного света, называется анализатором.

Если плоскополяризованный свет с амплитудой электрического вектора Е₀ падает на анализатор, то он пропустит только составляющую, равную

Е = Е₀соs φ (11) ,

где φ — угол между главными плоскостями поляризатора Ри анализатора А (рис. 9).



Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды колебаний , то из (11) получаем

I = I₀ соs² φ , - закон Малюса

где I0 - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор, I – интенсивность света, вышедшего из анализатора.

Как видно из закона Малюса, при повороте анализатора относительно луча падающего плоскополяризованного света интенсивность вышедшего света изменяется от 0 до I_{0 .}