|
|
Закон БиоСавараЛапласа Магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками токов
Билет 16 1. Индуктивность. Индуктивность соленоида.
Индуктивность. Магнитный поток, пронизывающий контур (потокосцепление), пропорциональны магнитной индукции поля в каждой точке
 .
Индукция магнитного поля в каждой точке пропорциональна силе тока, создающего магнитное поле B I (закон Био-Савара-Лапласа). Следовательно, ток в контуре I и создаваемый им полный магнитный поток  сцепленный с контуром, пропорциональны друг другу:  .
Коэффициент пропорциональности  между силой тока и полным магнитным потоком называется индуктивностью контура.
[L] = 1Вб / А = 1Гн
Индуктивность соленоида. При протекании тока внутри длинного соленоида возбуждается однородное поле, индукция которого имеет вид:
 ;  .
Поток через каждый из витков  , а полный магнитный поток, сцепленный с соленоидом, будет определяться выражением:
 .
2. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница.
Для объяснения свойств теплового излучения пришлось ввести представление об испускании электромагнитного излучения порциями (квантами). Квантовая природа излучения подтверждается также существованием коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра.
Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке твердых мишеней быстрыми электронами. Здесь анод выполнен из W, Mo, Cu, Pt – тяжелых тугоплавких или с высоким коэффициентом теплопроводности металлов.
Только 1–3 % энергии электронов идет на излучение, остальная часть выделяется на аноде в виде тепла, поэтому аноды охлаждают водой.
Попав в вещество анода, электроны испытывают сильное торможение и становятся источником электромагнитных волн (рентгеновских лучей).
Начальная скорость электрона при попадании на анод определяется по формуле:  ,
где U – ускоряющее напряжение.
Заметное излучение наблюдается лишь при резком торможении быстрых электронов, начиная с U
50 кВ, при этом (с – скорость света). В индукционных ускорителях электронов – бетатронах, электроны приобретают энергию до 50 МэВ. Направив такие электроны на твердую мишень, получим рентгеновское излучение с малой длиной волны. Это излучение обладает большой проникающей способностью.
Согласно классической электродинамике при торможении электрона должны возникать излучения всех длин волн от нуля до бесконечности. Длина волны, на которую приходится максимум мощности излучения, должна уменьшиться по мере увеличения скорости электронов, что в основном подтверждается на опыте
Однако есть принципиальное отличие от классической теории: нулевые распределения мощности не идут к началу координат, а обрываются при конечных значениях – это и есть коротковолновая граница рентгеновского спектра.
Существование коротковолновой границы непосредственно вытекает из квантовой природы излучения. Действительно, если излучение возникает за счёт энергии, теряемой электроном при торможении, то энергия кванта не может превысить энергию электрона eU, т.е.
 .
В данном эксперименте можно определить постоянную Планка h. Из всех методов определения постоянной Планка метод, основанный на измерении коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра, является самым точным.
3. Скорость самолета с реактивным двигателем  = 950 км/ч. Найти ЭДС индукции E, возникающую на концах крыльев такого самолета, если вертикальная составляющая напряженности земного магнитного поля Нв= =39,8 А/м и размах крыльев самолета l = 12,5 м.
Дано:
= 950 км/ч = 264 м/с
 = 12,5 м
Hв = 39,8 А/м
|
ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока
 .
Изменение магнитного потока
 .
Связь индукции магнитного поля и напряженности
 .
Элемент площади
 .
Таким образом, искомая ЭДС индукции будет равна
|
Найти
E
|
|
|
|
|
Скачать 1.74 Mb.