|
|
Закон БиоСавараЛапласа Магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками токов
Закон Малюса - физический закон, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла φ между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.  .
Поляризация волн - характеристика поперечных волн, описывающая поведение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.
Виды поляризации:
1. Линейная. Возникает, если электрический вектор Е сохраняет свое положение в пространстве. Она как бы выделяет плоскость, в которой колеблется вектор Е.
2. Круговая. Это поляризация, возникающая, когда электрический вектор Е вращается вокруг направления распространения волны с угловой скоростью, равной угловой частоте волны, и сохраняет при этом свою абсолютную величину. Такая поляризация характеризует направление вращения вектора Е в плоскости, перпендикулярной лучу зрения. Примером явл циклотронное излучение (система электронов, вращающихся в магнитном поле).
3. Эллиптическая. Возникает тогда, когда величина электрического вектора Е меняется так, что он описывает эллипс (вращение вектора Е). Эллиптическая и круговая поляризация бывает правой (вращение вектора Е происходит по часовой стрелке, если смотреть навстречу распространяющейся волне) и левой (вращение вектора Е происходит против часовой стрелки, если смотреть навстречу распространяющейся волне).
3. Задача. Найти магнитный поток Ф, пересекаемый радиусом ab диска А за время t = 5 c вращения. Радиус диска R= 10 см. Индукция магнитного поля В = 0,1 Тл. Диск вращается с частотой n =5 с-1.
Дано:
t = 5 с
R = 0,1 м
B = 0,1 Тл
n = 5 с-1
|
|
У гол, на который повернется диск за время t при равномерном вращении с частотой n, равен  . Из геометрии площадь кругового сектора  , тогда площадь, пронизываемая магнитным потоком за время t. Равна  . 
|
Найти:
Ф
|
|
Билет 8.
1. Потенциальная энергия контура с током в магнитном поле.
Изменение потенциальной энергии контура:  , dA- работа, совершаемая против сил, действующих на контур.
Потенциальная энергия контура с током в магнитном поле равна:
 .
Если векторы pm и В параллельны, то Wпот – минимальна, что соответствует устойчивому равновесию.
2. Модель атома Бора.
В 1900 году Макс Планк показал, что энергия электромагнитного излучения видимой части спектра квантуется, т.е. свет излучается и поглощается не непрерывно, а отдельными порциями – квантами.
Энергия квантов (Е) связана с частотой излучения (υ) следующей формулой:
Е = h·υ, где h=6,62*10-34 Дж/с – постоянная Планка.
Основываясь на квантовой теории излучения, Нильс Бор сделал вывод о том, что электрон в атоме может принимать не любые, а строго определённые значения энергии. Переход электрона из одного энергетического уровня на другой сопровождается испусканием или поглощением определенного кванта электромагнитного излучения.
На основе квантовой теории излучения и планетарной модели атома по Резерфорду Бор предложил модель атома, которая базировалась на следующих постулатах:
1) электрон в атоме может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по строго определённым орбитам, которые называются стационарными;
2) двигаясь по стационарным орбитам, электрон не излучает энергию;
3) при переходе с более низкой на более высокую орбиту электрон поглощает энергию, равную разности энергий между соответствующими орбитами.
Такое состояние электрона называется возбужденным. В этом состоянии он пребывает примерно 10–8 секунды и после излучения избыточной энергии переходит обратно на стационарную орбиту.
Информацию о состоянии электронов в атоме дают спектры электронных переходов, которые в зависимости от метода исследования делятся на спектры поглощения и испускания (эмиссионный спектр). Образно говоря можно сказать, что спектр – это зеркало электронных состояний.
Предложенный Бором математический аппарат позволил рассчитать спектр только атома водорода и водородоподобных атомов.
Основные недостатки модели атома по Бору:
1) модель была неприменима для описания спектров атомов более сложных, чем водород;
2) модель не могла объяснить различной интенсивности спектральных линий в спектре даже атома водорода.
3. Задача. Из проволоки длиной l=20 см сделаны квадратный и круговой контуры. Найти вращающие моменты сил М1 и М2, действующие на каждый контур, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией В=0,1 Тл. По контурам течет ток I=2 А. Плоскость каждого контура составляет угол b=45° с направлением поля.
Дано:
l = 20 см = 0,2 м
B = 0,1 Тл
I = 2 А
b = 45
|
Магнитный момент силы, действующей на квадратную рамку  .
Магнитный момент  .
Площадь рамки  ,
Магнитный момент силы, действующей на круглую рамку
|
Найти
M1, M2
|
|
Билет 10.
1. Уравнение плоской волны. Частота, волновой вектор, фазовая скорость. Стоячие волны.
Колебания частиц в плоскости x будут отставать по времени на t от колебаний частиц в плоcкости x = 0, т.е.
 .
Фазовая скорость - скорость перемещения фазы волны в пространстве вдоль заданного направления. Поскольку фазовая скорость не является скоростью движения физического объекта, в определённых случаях она может превышать скорость света.
Для случая плоской гармонической волны фазовую скорость вдоль волнового вектора можно выразить следующим образом:  ,
где  - волновое число,  - угловая частота.
Волновой вектор - вектор k, определяющий направление распространения и пространственный период плоской монохроматической волны.  , где  - постоянная амплитуда и фаза волны, - круговая частота,  - радиус-вектор.
 – циклическая частота колебаний пружинного маятника;
 – частота колебаний пружинного маятника;
 – циклическая частота колебаний математического маятника;
 – частота колебаний математического маятника;
 – связь циклической частоты с частотой колебаний и периодом;
 – связь периода и частоты колебаний.
2. Поляризация света при отражении и преломлении на диэлектрической границе. Закон Брюстера.
 Поляризованный свет можно получить, используя отражение или преломление света от диэлектрических изотопных сред (например, от стекла). Если угол падения света на границу раздела двух диэлектриков отличен от нуля, отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рисунке эти колебания обозначены точками), в преломленном луче – колебания, параллельные плоскости падения (на рисунке они изображены двусторонними стрелками).
Степень поляризации того и другого луча зависит от угла падения луча. У каждой пары прозрачных сред существует такой угол падения, при котором отраженный свет становится полностью плоскополяризованным, а преломленный луч остается частично поляризованным, но степень его поляризации при это угле максимальна (рисунок ниже). Этот угол называется углом Брюстера:  , где  - показатель преломления второй среды относительно первой, а  -угол падения (угол Брюстера).
Таким образом, пластинка диэлектрика сортирует лучи естественного света, отражая преимущественно лучи с одним направлением колебаний и пропуская перпендикулярные колебания.
Закон Брюстера может быть использован для изготовления поляризатора. В этом случае используют не отраженный, а преломленный луч, хотя он и не полностью поляризован. Чтобы получить высокую степень поляризации преломленного луча, его пропускают через стопу стеклянных пластинок: после прохождения каждой следующей пластинки стопы степень поляризации преломленного луча увеличивается. При достаточно большом числе пластинок проходящий через эту систему свет будет практически полностью плоскополяризованным, а интенсивность прошедшего света в отсутствие поглощения будет равна половине интенсивности падающего на стопу естественного света.
Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, при котором свет, отражённый от границы раздела диэлектриков, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. При этом преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, и его поляризация достигает наибольшего значения (но не 100 %, поскольку от границы отразится лишь часть света, поляризованного перпендикулярно к плоскости падения, а оставшаяся часть войдёт в состав преломлённого луча). Угол падения, при котором отражённый луч полностью поляризован, называется углом Брюстера. При падении под углом Брюстера отражённый и преломлённый лучи взаимно перпендикулярны.
3. Задача. Круговой контур радиуса R=2 см помещен в однородное магнитное поле с напряженностью Н=150 кА/м. По контуру течет ток I=2 А, и направление его магнитного момента совпадает с направлением вектора напряженности. Какую работу А надо совершить, чтобы повернуть контур на угол φ=90° вокруг оси, совпадающей с диаметром контура? В процессе поворота ток, протекающий по контуру, считать неизменным.
Дано:
R = 2 см = 0,02 м
H = 1,5*105 А/м
I = 2 А
α = 90
|
Работа по перемещения проводника в магнитном поле  .
Магнитный поток в начальном положении контура  .
Магнитный поток после поворота контура на угол α=90°  .
Искомая работа 
|
Найти
A
|
|
|
|
|
Скачать 1.74 Mb.