Подготовка экзамену. Добавить в избранное

• Название: Добавить в избранное
• Дата: 26.01.2023
• Размер: 0.52 Mb.
• Имя файла: Подготовка экзамену.docx
• Тип: Документы; #906084
• страница: 6 из 8

Со­би­ра­ю­щая линза

1. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся за двой­ным фо­ку­сом.

Чтобы по­стро­ить изоб­ра­же­ние пред­ме­та, нужно пу­стить два луча. Пер­вый луч про­хо­дит из верх­ней точки пред­ме­та па­рал­лель­но глав­ной оп­ти­че­ской оси. На линзе луч пре­лом­ля­ет­ся и про­хо­дит через точку фо­ку­са. Вто­рой луч необ­хо­ди­мо на­пра­вить из верх­ней точки пред­ме­та через оп­ти­че­ский центр линзы, он прой­дет, не пре­ло­мив­шись. На пе­ре­се­че­нии двух лучей ста­вим точку А’. Это и будет изоб­ра­же­ние верх­ней точки пред­ме­та.

Точно так же стро­ит­ся изоб­ра­же­ние ниж­ней точки пред­ме­та.

В ре­зуль­та­те по­стро­е­ния по­лу­ча­ет­ся умень­шен­ное, пе­ре­вер­ну­тое, дей­стви­тель­ное изоб­ра­же­ние (см. Рис. 1).



Рис. 1. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся за двой­ным фо­ку­сом 

2.Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся в точке двой­но­го фо­ку­са.

Для по­стро­е­ния необ­хо­ди­мо ис­поль­зо­вать два луча. Пер­вый луч про­хо­дит из верх­ней точки пред­ме­та па­рал­лель­но глав­ной оп­ти­че­ской оси. На линзе луч пре­лом­ля­ет­ся и про­хо­дит через точку фо­ку­са. Вто­рой луч необ­хо­ди­мо на­пра­вить из верх­ней точки пред­ме­та через оп­ти­че­ский центр линзы, он прой­дет через линзу, не пре­ло­мив­шись. На пе­ре­се­че­нии двух лучей ста­вим точку А’. Это и будет изоб­ра­же­ние верх­ней точки пред­ме­та.

Точно так же стро­ит­ся изоб­ра­же­ние ниж­ней точки пред­ме­та.

В ре­зуль­та­те по­стро­е­ния по­лу­ча­ет­ся изоб­ра­же­ние, вы­со­та ко­то­ро­го сов­па­да­ет с вы­со­той пред­ме­та. Изоб­ра­же­ние яв­ля­ет­ся пе­ре­вер­ну­тым и дей­стви­тель­ным (Рис. 2).



20.2(продолжение)

 

Рис. 2. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся в точке двой­но­го фо­ку­са

3. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся в про­стран­стве между фо­ку­сом и двой­ным фо­ку­сом

Для по­стро­е­ния необ­хо­ди­мо ис­поль­зо­вать два луча. Пер­вый луч про­хо­дит из верх­ней точки пред­ме­та па­рал­лель­но глав­ной оп­ти­че­ской оси. На линзе луч пре­лом­ля­ет­ся и про­хо­дит через точку фо­ку­са. Вто­рой луч необ­хо­ди­мо на­пра­вить из верх­ней точки пред­ме­та через оп­ти­че­ский центр линзы. Через линзу он про­хо­дит, не пре­ло­мив­шись. На пе­ре­се­че­нии двух лучей ста­вим точку А’. Это и будет изоб­ра­же­ние верх­ней точки пред­ме­та.

Точно так же стро­ит­ся изоб­ра­же­ние ниж­ней точки пред­ме­та.

В ре­зуль­та­те по­стро­е­ния по­лу­ча­ет­ся уве­ли­чен­ное, пе­ре­вер­ну­тое, дей­стви­тель­ное изоб­ра­же­ние (см. Рис. 3).



Рис. 3. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся в про­стран­стве между фо­ку­сом и двой­ным фо­ку­сом

Так устро­ен про­ек­ци­он­ный ап­па­рат. Кадр ки­но­лен­ты рас­по­ла­га­ет­ся вб­ли­зи фо­ку­са, тем самым по­лу­ча­ет­ся боль­шое уве­ли­че­ние.

Вывод: по мере при­бли­же­ния пред­ме­та к линзе из­ме­ня­ет­ся раз­мер изоб­ра­же­ния.

Когда пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся да­ле­ко от линзы – изоб­ра­же­ние умень­шен­ное. При при­бли­же­нии пред­ме­та изоб­ра­же­ние уве­ли­чи­ва­ет­ся. Мак­си­маль­ным изоб­ра­же­ние будет тогда, когда пред­мет на­хо­дит­ся вб­ли­зи фо­ку­са линзы.

4. Если пред­мет на­хо­дит­ся в фо­каль­ной плос­ко­сти

Пред­мет не со­здаст ни­ка­ко­го изоб­ра­же­ния (изоб­ра­же­ние на бес­ко­неч­но­сти). Так как лучи, по­па­дая на линзу, пре­лом­ля­ют­ся и идут па­рал­лель­но друг другу (см. Рис. 4).



Рис. 4. Если пред­мет на­хо­дит­ся в фо­каль­ной плос­ко­сти 

5. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся между лин­зой и фо­ку­сом

Для по­стро­е­ния необ­хо­ди­мо ис­поль­зо­вать два луча. Пер­вый луч про­хо­дит из верх­ней точки пред­ме­та па­рал­лель­но глав­ной оп­ти­че­ской оси. На линзе луч пре­ло­мит­ся и прой­дет через точку фо­ку­са. Про­хо­дя через линзу, лучи рас­хо­дят­ся. По­это­му изоб­ра­же­ние будет сфор­ми­ро­ва­но с той же сто­ро­ны, что и сам пред­мет, на пе­ре­се­че­нии не самих линий, а их про­дол­же­ний.

В ре­зуль­та­те по­стро­е­ния по­лу­ча­ет­ся уве­ли­чен­ное, пря­мое, мни­мое изоб­ра­же­ние (см. Рис. 5).



Рис. 5. Если пред­мет рас­по­ла­га­ет­ся между лин­зой и фо­ку­сом

Таким об­ра­зом устро­ен мик­ро­скоп.

 

 

 

 

 

 

 

 

21.1.Электроёмкость. Конденсатор и его устройство. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов в технике.

Электроёмкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним.

Электроёмкость обозначается буквой  , вычисляется по формуле:   где   

Единица измерения электроёмкости: Фарад (Ф).

Конденсатор представляет собой два проводника, разделённые слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Электроёмкость конденсатора определяется формулой: .

Конденсаторы бывают разных видов: бумажные, слюдяные, воздушные и т.д. по типу используемого диэлектрика.

Также бывают конденсаторы постоянной и переменной электроёмкости.

Электроёмкость конденсатора зависит от вида диэлектрика, расстояния между пластинами и площади пластин:  , где     

Электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора. Энергия заряженного конденсатора вычисляется по формуле: .

Основное применение конденсаторов - в радиотехнике. Также они применяются в лампах-вспышках, в газоразрядных лампах.

 

 

 

21.2.Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.

Первая модель атома была предложена английским физиком Томсоном. По Томсону, атом представляет собой положительно заряженный шар, внутри которого находятся отрицательно заряженные электроны.

Модель атома Томсона была неверной, что подтвердилось в опытах английского физика Резерфорда в 1906 г.

В этих опытах узкий пучок α-частиц, испускаемых радиоактивным веществом, направлялся на тонкую золотую фольгу. За фольгой помещался экран, способный светиться под ударами быстрых частиц.

Было обнаружено, что большинство α-частиц отклоняется от прямолинейного распространения после прохождения фольги, т.е. рассеиваются. А некоторые α-частицы вообще отбрасываются назад.

Рассеяние α-частиц Резерфорд объяснил тем, что положительный заряд не распределён равномерно по шару, как предполагал Томсон, а сосредоточен в центральной части атома – атомном ядре. При прохождении около ядра α-частица, имеющая положительный заряд, отталкивается от него, а при попадании в ядро – отбрасывается назад.

Резерфорд предположил, что атом устроен подобно планетарной системе.



Но Резерфорд не мог объяснить устойчивости (почему электроны не излучают волны и не падают к положительно заряженному ядру).

Новые представления об особых свойствах атома сформулировал датский физик Бор в двух постулатах.

1-й постулат. Атомная система может находиться только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует соя энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

2-й постулат. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения.

Энергия излученного фотона равна разности энергий атома в двух состояниях:

постоянная Планка.

 

22.1 Электромагнитные волны и их свойства.

Электромагнитные волны и их свойства. Радиолокация и её применение.

Электромагнитная волна – это меняющееся с течением времени и распространяющееся в пространстве электромагнитное поле.

Свойства электромагнитных волн:

1.Возникают при ускоренном движении зарядов.

2.Являются поперечными.

3.Имеют скорость в вакууме 3٠10⁸ м/с.

4.Переносят энергию

5.Проникающая способность и энергия зависит от частоты.

6.Отражаются.

7.Обладают интерференцией и дифракцией.

Свойство отражения электромагнитных волн используется в радиолокации.

Радиолокация – это обнаружение и определение местонахождения объектов с помощью радиоволн.

Радиолокационная установка (радиолокатор) состоит из передающей и приёмной частей.

От передающей антенны идёт электромагнитная волна, доходит до объекта и отражается.

Радиолокаторы используют в военных целях, а также службой погоды для наблюдения за облаками. С помощью радиолокации исследуются поверхности Луны, Венеры и других планет.

 

22.2 Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Использование свойств газов в технике.

Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало, т.к. молекулы находятся далеко друг от друга.

В реальности к идеальному газу приближены разреженные газы.

Основными параметрами идеального газа являются давление, объём и температура.

Давление газа создаётся ударами молекул о стенки сосуда и растёт с увеличением температуры.

Для расчёта давления было получено следующее уравнение:

  основное уравнение МКТ идеального газа.

      

Данное уравнение можно переписать в виде:       где  .

Свойства газов легко сжиматься и расширяться используются во многих технических устройствах: двигателе внутреннего сгорания, паровой турбине, насосах, при проектировании судов и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.1Электрический ток в металлах. Сопротивление металлического проводника. Удельное сопротивление.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

В металлах ток создаётся движением электронов.

За направление тока принимается направление движения положительных зарядов.

Для возникновения тока необходимо наличие свободных носителей заряда и наличие внешнего электрического поля.

Электрический ток производит тепловое, магнитное, химическое, световое и биологическое действия.

Сила тока – это величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени, к этому промежутку времени.



Сила тока обозначается буквой I, измеряется в Амперах (А).

Согласно закону Ома для участка цепи    сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.



 

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров.

 , где    

 

Удельное сопротивление численно равно сопротивлению проводника, имеющего форму куба с ребром 1 м, если ток направлен перпендикулярно противоположным граням куба.

 

23.2 Принцип действия и использование лазера.

Дол­гое время в эпоху Нью­то­на свет не счи­та­ли вол­но­вым яв­ле­ни­ем, так как для света не на­блю­да­лось яв­ле­ния ин­тер­фе­рен­ции (Рис. 1). Яв­ле­ние ин­тер­фе­рен­ции за­клю­ча­ет­ся в том, что если свет от двух раз­ных ис­точ­ни­ков по­па­да­ет в одну точку, то, при усло­вии ко­ге­рент­но­сти, в этой точке долж­но про­изой­ти либо уси­ле­ние, либо ослаб­ле­ние све­то­вых ко­ле­ба­ний. Но этого не на­блю­да­лось.

От неза­ви­си­мых ис­точ­ни­ков ин­тер­фе­рен­ци­он­ная кар­ти­на не на­блю­да­ет­ся.

Для неза­ви­си­мых ис­точ­ни­ков не со­блю­да­ет­ся усло­вие ко­ге­рент­но­сти, так как из­лу­че­ние света свя­за­но с пе­ре­хо­дом более вы­со­ко­го энер­ге­ти­че­ско­го со­сто­я­ния в более низ­кое со­сто­я­ние ато­мов из­лу­ча­те­ля. Дан­ный пе­ре­ход яв­ля­ет­ся спон­тан­ным, по­сто­ян­ной фазы нет. А усло­вие ко­ге­рент­но­сти – это по­сто­ян­ство во вре­ме­ни раз­но­сти фаз между ис­точ­ни­ка­ми.

С со­вре­мен­ной точки зре­ния из­лу­че­ние света про­ис­хо­дит сле­ду­ю­щим об­ра­зом. По­лу­чая ка­кую-то энер­гию, элек­трон в атоме пе­ре­хо­дит из ос­нов­но­го со­сто­я­ния в воз­буж­ден­ное со­сто­я­ние. В этом воз­буж­ден­ном со­сто­я­нии атом может пре­бы­вать очень неболь­шое время (при­мер­но 10^-8 с). И затем атом пе­ре­хо­дит снова в ста­ци­о­нар­ное со­сто­я­ние, при этом из­лу­чая фотон. Ко­ге­рент­ность фо­то­на свя­за­на с тем, что все из­лу­че­ние за­ни­ма­ет 10^-8 с, за это время волна (фотон) успе­ва­ет вы­пол­нить 50 пе­ри­о­дов, а затем эта кар­ти­на пре­ры­ва­ет­ся.

В 1916 году Эйн­штейн до­ка­зал, что, в за­ви­си­мо­сти от при­чин, ко­то­рые за­став­ля­ют атом из воз­буж­ден­но­го со­сто­я­ния пе­рей­ти в ста­ци­о­нар­ное со­сто­я­ние, могут быть со­вер­шен­но раз­ные эф­фек­ты.

Если при­чи­на слу­чай­ная – спон­тан­ное из­лу­че­ние.

Ин­ду­ци­ро­ван­ное из­лу­че­ние – из­лу­че­ние, в ко­то­ром из­лу­че­ние атома вы­зва­но по­па­да­ни­ем в него фо­то­на.

Эйн­штейн до­ка­зал, что если в атом по­па­да­ет фотон такой энер­гии, ко­то­рая может быть из­лу­че­на при пе­ре­хо­де из воз­буж­ден­но­го со­сто­я­ния в ста­ци­о­нар­ное со­сто­я­ние самим ато­мом, то этот фотон ато­мом не по­гло­ща­ет­ся, а после атома идут уже два аб­со­лют­но иден­тич­ных фо­то­на. Эти фо­то­ны имеют оди­на­ко­вую длину волны, ча­сто­ту, про­стран­ствен­ное на­прав­ле­ние, по­ля­ри­за­цию и яв­ля­ют­ся пол­но­стью ко­ге­рент­ны­ми.

Эта идея вы­нуж­ден­но­го фо­то­на­ми из­лу­че­ния ато­мов по­ло­же­на в ос­но­ву со­зда­ния ла­зе­ров. Чтобы лазер ра­бо­тал, необ­хо­ди­мо, чтобы таких ато­мов в воз­буж­ден­ном со­сто­я­нии было много.

Была при­ду­ма­на си­сте­ма уве­ли­че­ния ко­ли­че­ства ато­мов, в ко­то­рых элек­тро­ны на­хо­дят­ся на более вы­со­ком энер­ге­ти­че­ском уровне, т. е. атом на­хо­дит­ся в воз­буж­ден­ном со­сто­я­нии.