физика. Физика. Билет 1 Механическое движения
 Скачать 1.74 Mb.
|
|
Ненасыщенный пар. Если пар постепенно сжимают при постоянной температуре, а превращение его в жидкость не происходит, то такой пар называют ненасыщенным. Максимальная температура, при которой пар ещё может превратиться в жидкость, называется критической температурой. Содержание водяного пара в воздухе, т. е. его влажность. Плотность водяного пара в воздухе называется абсолютной влажностью. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара. Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению рн. п насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах: Билет № 6. 1. Импульс тела. Закон импульса. Импульс тела (материальной точки) — это физическая величина, равная произведению массы материальной точки на её скорость: = m . Δ = Δt. Произведение силы на время её действия называют импульсом силы. Изменение импульса материальной точи равно импульсу действующей на нее силы. Импульс тела равен сумме импульсов его отдельных элементов. Силы, возникающие в результате взаимодействия тела, принадлежащего системе, с телом, не принадлежащим ей, называются внешними силами. Силы, возникающие в результате взаимодействия тел, принадлежащих системе, называются внутренними силами. Импульс системы тел могут изменить только внешние силы, причем изменение импульса системы Δр совпадает по направлению с суммарной внешней силой. Импульс системы тел могут изменить только внешние силы, причем изменение импульса системы Δр сист совпадает по направлению с суммарной внешней силой. Закон сохранения импульса формулируется так: если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы тел сохраняется. 2. Постоянный электрический ток. Сопротивление. Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток имеет определённое направление. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Электрическим током - возникает при упорядоченном перемещении свободных электронов или ионов. Действие тока. Во-первых, проводник, по которому идёт ток, нагревается. Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника: например, выделять его химические составные части (медь из раствора медного купороса и т. д.). В-третьих, ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела. Это действие тока называется магнитным. Сила тока. Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока. Средняя сила тока равна отношению заряда Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку времени.Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным. Измеряют силу тока амперметрами. Принцип устройства этих приборов основан на магнитном действии тока. Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц. Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определённом направлении. Основная электрическая характеристика проводника — сопротивление. Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, т. е. противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника. Сопротивление проводника не зависит от напряжения и силы тока. Величину ρ называют удельным сопротивлением проводника. Билет № 7. 1. Потенциальная и кинетическая энергии. Величину, равную произведению массы m тела на ускорение свободного падения g и на высоту h тела над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией тела в поле силы тяжести и обозначают Еп = mgh. Величину, равную половине произведения коэффициента упругости k тела на квадрат удлинения или сжатия х, называют потенциальной энергией упруго деформированного тела: А = Еп1 — Еп2 = -(Еп2 — Еп1) = -ΔЕп, откуда ΔЕп = -А. Изменение потенциальной энергии тела равно работе консервативной силы, взятой с обратным знаком. Изолированная система тел стремится к состоянию, в котором её потенциапьная энергия минимальна. Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает движущееся тело. Кинетическая энергия материальной точки — это величина, равная половине произведения массы материальной точки на квадрат её скорости: А = Ек2 - Ек1 = ΔЕк. Теорему об изменении кинетической энергии. Изменение кинетической энергии материальной точки при её перемещении равно работе, совершённой силой, действующей на точку при этом перемещении. Изменение кинетической энергии материальной точки зависит от начальной и конечной скоростей точки и не зависит от того, каким образом изменялась её скорость, под действием каких сил происходило это изменение. Движущееся тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до значения u. 2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники — вещества, удельное сопротивление которых имеет промежуточное значение между удельным сопротивлением металлов (10- 6 —10- 8 Ом • м) и удельным сопротивлением диэлектриков (10 8 —10 13 Ом • м). Взаимодействие пары соседних атомов осуществляется с помощью парноэлектронной связи, называемой ковалентной связью. В образовании этой связи от каждого атома участвует по одному валентному электрону, электроны отделяются от атома, которому они принадлежат (коллективируются кристаллом), и при своём движении большую часть времени проводят в пространстве между соседними атомами. Каждый атом образует четыре связи с соседними, и любой валентный электрон может двигаться по одной из них. Дойдя до соседнего атома, он может перейти к следующему, а затем дальше вдоль всего кристалла. Валентные электроны принадлежат всему кристаллу. Парноэлектронные связи в кристалле кремния достаточно прочны и при низких температурах не разрываются. Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью. При разрыве связи между атомами полупроводника образуется вакантное место с недостающим электроном, которое называют дыркой. Положение дырки в кристалле не является неизменным. Направление движения дырок противоположно направлению движения электронов. Итак, в полупроводниках имеются носители заряда двух типов: электроны и дырки. Проводимость, обусловленная движением дырок, называется дырочной проводимостью полупроводников. Проводимость чистых полупроводников называют собственной проводимостью. Проводимость полупроводников можно существенно увеличить, внедряя в них примесь. В этом случае наряду с собственной проводимостью возникает дополнительная — примесная проводимость. Проводимость проводников, обусловленная внесением в их кристаллические решётки примесей (атомов посторонних химических элементов), называется примесной проводимостью. Примеси, легко отдающие электроны и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов, называют донорными (отдающими) примесями. Полупроводники, имеющие донорные примеси и потому обладающие большим числом электронов (по сравнению с числом дырок), называются полупроводниками n-типа— отрицательный). В полупроводнике n-типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки — неосновными. Для образования нормальных парноэлектронных связей с соседями атому индия недостаёт одного электрона, который он берёт у соседнего атома кристалла. В результате образуется дырка. Число дырок в кристалле равно числу атомов примеси. Примеси в полупроводнике, создающие дополнительную концентрацию дырок, называют акцепторными (принимающими) примесями. Основными носителями заряда в полупроводнике p-типа являются дырки, а неосновными — электроны. Билет № 8 1. Идеальный газ. Уравнения идеального газа. На основе этой зависимости можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра р, V и Т, характеризующие состояние идеального газа данной массы. Уравнение, связывающее три макроскопических параметра р, V и Т, называют уравнением состояния идеального газа. Уравнение состояния в форме (10.4) было впервые получено великим русским учёным Д. И. Менделеевым. Его называют уравнением Менделеева—Клапейрона. Уравнение состояния в форме (10.5) называется уравнением Клапейрона и представляет собой одну из форм записи уравнения состояния. Газовые законы. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего называют газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами. 1. Изотермический процесс. Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим. pV = const при Т = const. Для газа данной массы при рдение давления газа на его объём постоянно. Кривую, изображающую зависимость давления газа от объёма при постоянной температуре, называют изотермой. 2. Изобарный процесс Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным. Закона Гей-Люссака Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре постоянно. Прямую, изображающую зависимость объёма газа от температуры при постоянном давлении, называют изобарой. 3. Изохорным процесс. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме называют изохорным. Для газа данной массы отношение давления к абсолютной температуре постоянно, если объём не меняется. 2. Электромагнитные волны и их свойства. В окружающем заряд пространстве, захватывая все бо́льшие и бо́льшие области, возникает система взаимно перпендикулярных, периодически изменяющихся электрических и магнитных полей. В окружающем заряд пространстве, захватывая все бо́льшие и бо́льшие области, возникает система взаимно перпендикулярных, периодически изменяющихся электрических и магнитных полей. В каждой точке пространства электрические и магнитные поля меняются во времени периодически. Чем дальше расположена точка от заряда, тем позднее достигнут ее колебания векторов и . Следовательно, на разных расстояниях от заряда колебания каждого из этих векторов происходят с различными фазами. Электромагнитная волна является поперечной. Наличие ускорения у движущихся зарядов — главное условие излучения ими электромагнитных волн. Принципы радиосвязи - заключаются в следующем. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 1913 г. генератора незатухающих электромагнитных колебаний. Модуляция — медленный процесс. Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом. В приемнике из модулированных колебаний высокой частоты выделяются низкочастотные колебания. Такой процесс преобразования сигнала называют детектированием. Билет № 9. 1. Внутренняя энергия. Внутренняя энергия тела — это макроскопическое тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом но не с молекулами других тел. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре. 1.Изменение внутренней энергии при совершении работы. Причина изменения температуры газа в процессе его сжатия состоит в следующем:при упругих соударениях молекул газа с движущимся поршнем изменяется их кинетическая энергия.А = -А' = -pΔV. Работа внешней силы, изменяющей при постоянном давлении объем газа на ΔV , равна А = - pΔV. Работа газа А' = -А = pΔV, где р — давление газа. Процесс передачи энергии от одного тела другому без совершения работы называют теплообменом Количественную меру изменения внутренней энергии при теплообмене называют количеством теплоты При теплообмене не происходит превращения энергии из одной формы в другую, часть внутренней энергии более нагретого тела передаётся менее нагретому телу. Закон сохранения энергии: Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую! Первый закон термодинамики Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданной системе: ΔU = А + Q. Q = ΔU + А'. Количество теплоты, переданной системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами. Внутренняя энергия системы может измениться при совершении работы и при передаче количества теплоты. В каждом состоянии система обладает определенной внутренней энергией. Работа и количество теплоты не содержаться в теле, а характеризуют процесс изменения его внутренней энергии. Изохорный процесс. При изохорном процессе объём газа не меняется, и поэтому работа газа равна нулю. ΔU = Q. Изотермический процесс. При изотермическом процессе ( Т ) внутренняя энергия идеального газа не меняется. Q = А'. Изобарный процесс. Q = ΔU + А' = ΔU + pΔV. Адиабатный процесс. Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, называется адиабатным процессом 2. Превращение энергии при механических колебаниях. Механические колебания — это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени. Свободные колебания. Группу тел, движение которых мы изучаем, называют в механике системой тел или просто системой . Напомним, что силы, действующие между телами системы, называют внутренними Внешними силами называют силы, действующие на тела системы со стороны тел, не входящих в нее. Свободными колебаниями называются колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена из положения равновесия и предоставлена затем самой себе. Вынужденными колебаниями называются колебания тел под действием внешних периодически изменяющихся сил. Колебания бывают свободными, затухающими и вынужденными. Наибольшее значение имеют вынужденные колебания. Условия возникновения свободных колебаний Во-первых , при выведении тела из положения равновесия в системе должна возникать сила, направленная к положению равновесия и, следовательно, стремящаяся возвратить тело в положение равновесия. Именно так действует в рассмотренной нами системе пружина: при перемещении шарика и влево, и вправо сила упругости направлена к положению равновесия. Во-вторых , трение в системе должно быть достаточно мало. Иначе колебания быстро затухнут. Незатухающие колебания возможны лишь при отсутствии трения. Гармонические колебания Периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса, называются гармоническими колебаниями 1. Амплитуда колебаний Амплитудой гармонических колебаний называется модуль наибольшего смещения тела от положения равновесия. При колебаниях движения тела периодически повторяются. Промежуток времени Т, за который система совершает один полный цикл колебаний, называется периодом колебаний Зная период, можно определить частоту колебаний , т. е. число колебаний в единицу времени, например за секунду. Если одно колебание совершается за время Т, то число колебаний за секунду: Частоту свободных колебаний называют собственной частотой колебательной системы. Фаза колебаний. Величину φ, стоящую под знаком функции косинуса или синуса, называют фазой колебаний, описываемой этой функцией. Выражается фаза в угловых единицах — радианах. Фаза определяет при заданной амплитуде состояние колебательной системы в любой момент времени. При колебаниях периодически происходит переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно. Таким образом - Энергия колеблющегося тела прямо пропорциональна квадрату амплитуды колебаний координаты или квадрату амплитуды колебаний скорости . Вынужденные колебания. Резонанс. Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты изменения внешней силы, действующей на систему, с частотой ее свободных колебаний называется резонансом. Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты изменения внешней силы, действующей на систему, с частотой ее свободных колебаний называется резонансом. Возрастание амплитуды вынужденных колебаний при резонансе выражено тем отчетливее, чем меньше трение в системе. Билет № 10. 1. Взаимодействие заряженных тел. Все тела построены из мельчайших частиц, которые неделимы на более простые и поэтому называются элементарными . Элементарные частицы имеют массу и благодаря этому |