Contoh ujian fizik di sekolah menengah. Peperiksaan kemasukan dalam fizik

Pintu masuk peperiksaan dalam fizik (secara bertulis) bertujuan untuk menilai pengetahuan pemohon dalam fizik.

Kesukaran soalan dalam tugas peperiksaan sepadan dengan kerumitan program fizik yang dipelajari dalam organisasi pendidikan pendidikan menengah.

Sebelum peperiksaan bermula, perundingan diadakan dengan pemohon, prosedur untuk menjalankan peperiksaan dan keperluan diterangkan.

Setiausaha jawatankuasa kemasukan 20 minit sebelum peperiksaan bermula, berikan kerusi subjek jawatankuasa peperiksaan tugasan peperiksaan.

Pada peperiksaan, pemohon mesti menunjukkan pengetahuan dan kemahiran yakin yang disediakan oleh program. Pemeriksa mestilah boleh menggunakan sistem SI dalam pengiraan dan mengetahui unit kuantiti fizik asas.

Semua penyertaan semasa tugasan dibuat hanya pada borang khas yang dikeluarkan kepada pemohon pada awal peperiksaan.

Anda mempunyai 60 minit untuk menyelesaikan tugasan fizik. Semasa melakukan kerja, ia dibenarkan menggunakan kalkulator. Dalam semua tugas, melainkan syarat ditetapkan secara khusus, rintangan udara semasa pergerakan badan harus diabaikan, dan pecutan jatuh bebas andaikan sama dengan 10 m / s 2.

Semasa ujian masuk Pemohon mesti mematuhi peraturan tingkah laku berikut:

berdiam diri;

bekerja secara bebas;

jangan gunakan apa-apa bahan rujukan (panduan belajar, buku rujukan, dsb., serta apa-apa jenis helaian tipu);

jangan bercakap dengan pemeriksa lain;

tidak memberi bantuan dalam menyelesaikan tugas kepada pemeriksa lain;

tidak menggunakan cara komunikasi operasi;

tidak meninggalkan wilayah, yang ditubuhkan oleh jawatankuasa pemilihan untuk ujian masuk.

Untuk pelanggaran peraturan kelakuan, pemohon dikeluarkan dari ujian masuk dengan 0 mata untuk kerja yang dilakukan, tanpa mengira bilangan tugas yang diselesaikan dengan betul, yang mana tindakan dibuat, yang diluluskan oleh pengerusi jawatankuasa pemilihan.

Setiap tugasan mengandungi 10 tugasan daripada bahagian fizik yang berbeza. Lembaran tugas mengandungi jadual di mana ia perlu memasukkan jawapan yang menunjukkan unit ukuran.

SKALA UNTUK PENILAIAN TUGASAN YANG SELESAI

PILIHAN UNTUK PEPERIKSAAN MASUK

Markah maksimum ialah 100.

Minimum jumlah yang diperlukan mata - 36.

Contoh pilihan tugasan:

Nombor pilihan 01

1 . Sebuah kereta, bergerak dengan pecutan seragam dari keadaan rehat, menempuh jarak 100 m dalam 10 saat. Cari nilai pecutan kereta itu.

Jawapan: 1) 2 m / s 2; 2) 0.2 m / s 2; 3) 20 m/s 2 .

2. Modulus paduan semua daya yang dikenakan pada jasad berjisim 4 kg ialah 10N. Apa yang sama dengan nilai mutlak pecutan badan bergerak?

Jawapan: 1) 5 m / s 2; 2) 0.2 m / s 2; 3) 2.5 m/s 2 .

3. Beban 1000 kg mesti diangkat ke ketinggian 12 m dalam 1 minit. Tentukan kuasa minimum yang perlu ada pada enjin untuk tujuan ini.

Jawapan: 1) 2 10 2 W; 2) 2 kW; 3) 2.5 kW.

4 . Dengan daya apakah medan magnet dengan aruhan 1.5 T bertindak pada konduktor sepanjang 30 cm, terletak berserenjang dengan garis aruhan magnet? Arus 2A mengalir dalam konduktor.

Jawapan: 1) 0.9 N; 2) 9 N; tiga puluh.

5. Tentukan magnitud fluks magnet yang digabungkan dengan litar dengan kearuhan 12 mH, apabila arus 5 A mengalir melaluinya.

Jawapan: 1) 6 Wb; 2) 0.06 Wb; 3) 60 Wb.

6. Sebuah gas yang diberi 500J haba telah melakukan 200J kerja. Tentukan perubahan tenaga dalaman gas.

Jawapan: 1) 300J; 2) 700J; 3) 350J.

7. Tentukan jumlah rintangan litar yang terdiri daripada tiga perintang 30 ohm yang disambung secara selari dan satu perintang 20 ohm yang disambung secara bersiri dengannya.

Jawapan: 1) 50 Ohm; 2) 30 Ohm; 3) 110 Ohm.

8. Berapakah panjang gelombang jika kelajuannya ialah 330 m/s dan tempohnya ialah 2 s?

Jawapan: 1) 66 m; 2) 165 m; 3) 660 m.

9. Persamaan getaran harmonik kelihatan seperti . Tentukan kekerapan ayunan.

Jawapan: 1) 2 Hz; 2) 100 Hz; 3) 4 Hz.

10. Tulis tatatanda yang hilang untuk tindak balas nuklear berikut:

Jawapan: 1) ; 2) ; 3) .

Nombor pilihan 02

1 . Persamaan pergerakan badan mempunyai bentuk: . Tentukan kelajuan awal badan.

Jawapan: 1) 5 m/s; 2) 10 m/s; 3) 2.5 m/s.

2. Sebuah jasad berjisim 1 kg dilontar menegak ke atas dengan kelajuan 8 m/s. Tentukan tenaga kinetik badan pada masa lontaran?

Jawapan: 1) 8 J; 2) 32 J; 3) 4 J.

3. Tentukan kerja yang dilakukan dengan mengangkat jasad berjisim 3 kg ke ketinggian 15 m.

Jawapan: 1) 450 J; 2) 45 J; 3) 250 J.

4 . Gas dalam enjin haba yang ideal memberikan peti sejuk 70% daripada haba yang diterima daripada pemanas. Berapakah suhu peti sejuk jika suhu pemanas ialah 430 K?

MAKLUMAT AM MENGENAI PEPERIKSAAN MASUK DALAM FIZIK

Di RTU MIREA, peperiksaan kemasukan dalam fizik diadakan di menulis(bagi pemohon yang tidak lulus peperiksaan). Tiket peperiksaan termasuk dua soalan teori dan lima tugasan. Soalan teori kad peperiksaan dibentuk berdasarkan program semua-Rusia peperiksaan kemasukan dalam fizik di universiti teknikal. Senarai lengkap soalan sedemikian disediakan di bawah.

Perlu diingatkan bahawa semasa peperiksaan, tumpuan adalah pada kedalaman pemahaman bahan, dan bukan pembiakan mekanikalnya. Oleh itu, adalah wajar untuk menggambarkan jawapan kepada soalan teori setakat maksimum dengan lukisan penerangan, graf, dsb. Dalam ungkapan analitikal yang diberikan, adalah perlu untuk menunjukkan makna fizikal setiap pilihan. Seseorang tidak sepatutnya menerangkan secara terperinci eksperimen dan eksperimen yang mengesahkan undang-undang fizikal ini atau itu, tetapi seseorang boleh mengehadkan dirinya hanya untuk menyatakan kesimpulan daripadanya. Sekiranya undang-undang mempunyai rekod analisis, maka perlu untuk memberikannya, tanpa memberikan rumusan lisan. Apabila menyelesaikan masalah dan menjawab soalan teori, kuantiti vektor harus disediakan dengan ikon yang sesuai, dan daripada kerja pemohon, pengesah harus mempunyai pendapat yang jelas bahawa pemohon mengetahui perbezaan antara skalar dan vektor.

Kedalaman bahan yang dibentangkan ditentukan oleh kandungan buku teks standard untuk sekolah Menengah dan elaun untuk pemohon universiti.
Apabila menyelesaikan masalah, disyorkan:

• memimpin lukisan skematik, mencerminkan keadaan masalah (untuk kebanyakan tugas fizikal itu hanya satu kemestian)
• memperkenalkan sebutan untuk parameter yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah ini (tidak lupa untuk menunjukkan makna fizikalnya);
• tuliskan formula yang menyatakan undang-undang fizik yang digunakan untuk menyelesaikan masalah ini;
• melaksanakan yang perlu transformasi matematik dan membentangkan jawapan dalam bentuk analisis;
• jika perlu, lakukan pengiraan berangka dan dapatkan jawapan dalam sistem SI atau dalam unit yang ditunjukkan dalam keadaan masalah.

Apabila menerima jawapan kepada masalah dalam bentuk analisis, adalah perlu untuk menyemak dimensi ungkapan yang terhasil, dan, sudah tentu, kajian kelakuannya dalam kes yang jelas atau mengehadkan juga dialu-alukan.

Daripada contoh yang diberikan tugasan pengenalan dapat dilihat bahawa tugas yang dicadangkan dalam setiap pilihan berbeza-beza dalam kerumitan. Oleh itu, bilangan mata maksimum yang boleh diperolehi untuk masalah yang diselesaikan dengan betul dan soalan teori tidak sama dan sama: soalan teori - 10 mata, tugasan No. 3 - 10 mata, tugasan No. 4, 5, 6 - 15 mata dan tugasan No 7 - 25 mata .

Oleh itu, pemohon yang telah menyelesaikan tugas sepenuhnya boleh mendapat mata maksimum 100. Apabila ditukar kepada skor 10 mata, yang dimasukkan ke dalam lembaran peperiksaan pemohon, skala berikut sedang berkuat kuasa: 19 mata atau kurang - "tiga", 20÷25 mata - "empat", 26÷40 mata - "lima", 41÷55 mata - "enam", 56÷65 mata - “tujuh”, 66÷75 mata - “lapan”, 76÷85 mata - “sembilan”, 86÷100 mata - “sepuluh”. Minimum penilaian positif sepadan dengan markah "empat". Ambil perhatian bahawa skala pengiraan semula boleh berubah dalam satu arah atau yang lain.

Apabila menyemak kerja pemohon, guru tidak diwajibkan untuk melihat ke dalam draf, dan dia melakukan ini dalam kes luar biasa untuk menjelaskan isu-isu tertentu yang tidak cukup jelas daripada salinan bersih.

Penggunaan kalkulator yang tidak boleh diprogramkan dibenarkan dalam peperiksaan fizik. Dilarang sama sekali menggunakan sebarang alat komunikasi dan komputer pegang tangan.

Tempoh peperiksaan bertulis dalam fizik ialah empat jam astronomi (240 minit).

SOALAN UNTUK PEPERIKSAAN MASUK DALAM FIZIK

*
Adobe Reader

Soalan-soalan itu disusun berdasarkan program semua-Rusia peperiksaan kemasukan dalam fizik ke universiti.

1. Sistem rujukan. Titik bahan. Trajektori. Jalan dan pergerakan. Kelajuan dan pecutan.
2. Hukum penambahan halaju bagi titik bahan dalam pelbagai sistem rujukan. Kebergantungan halaju dan koordinat titik bahan pada masa untuk kes gerakan dipercepatkan secara seragam.
3. Pergerakan bulat seragam. Halaju linear dan sudut dan hubungan antaranya. Pecutan di gerakan seragam badan dalam bulatan (pecutan sentripetal).
4. Hukum pertama Newton. Sistem rujukan inersia. Prinsip relativiti Galileo. Berat badan. Paksa. Daya terhasil. Hukum kedua Newton. Hukum ketiga Newton.
5. Bahu kekuatan. Detik kuasa. Keadaan keseimbangan badan.
6. Daya keanjalan. undang-undang Hooke. Daya geseran. Geseran semasa rehat Geseran gelongsor. Pekali geseran gelongsor.
7. Undang-undang graviti. Daya graviti. Berat badan. Tanpa berat badan. Halaju kosmik pertama (output).
8. momentum badan. Daya dorongan. Hubungan antara perubahan momentum jasad dan momentum daya.
9. Tel sistem tertutup Hukum kekekalan momentum. Konsep pendorongan jet.
10. Kerja mekanikal. Kuasa, kuasa kuasa. Tenaga kinetik. Hubungan antara kerja dan perubahan dalam tenaga kinetik badan.
11. kuasa yang berpotensi. Tenaga keupayaan. Hubungan antara kerja daya keupayaan dan tenaga keupayaan. Tenaga potensi graviti dan daya kenyal. Undang-undang pemuliharaan tenaga mekanikal.
12. Tekanan. Hukum Pascal untuk cecair dan gas. Kapal berkomunikasi. Prinsip penekan hidraulik. Hukum Archimedes untuk cecair dan gas. Keadaan jasad terapung di atas permukaan cecair.
13. Peruntukan utama teori kinetik molekul dan mereka bukti eksperimen. Jisim molar. Nombor Avogadro. Jumlah bahan. Gas ideal.
14. Persamaan asas teori kinetik molekul gas ideal. Suhu dan makna fizikalnya. Skala suhu mutlak.
15. Persamaan keadaan gas ideal (persamaan Clapeyron-Mendeleev). Proses isoterma, isochoric dan isobaric.
16. Tenaga dalaman. Kuantiti haba. Bekerja dalam termodinamik. Undang-undang pemuliharaan tenaga dalam proses terma (undang pertama termodinamik).
17. Muatan haba sesuatu bahan. Transformasi fasa jirim. Haba tentu pengewapan dan haba tentu pelakuran. Persamaan imbangan haba.
18. Prinsip operasi enjin haba. kecekapan haba enjin dan nilai maksimumnya. Kitaran Carnot.
19. Penyejatan dan pemeluwapan. Cecair mendidih. Jenuh dan wap tak tepu. Kelembapan udara.
20. undang-undang Coulomb. ketegangan medan elektrik. Medan elektrostatik bagi cas titik. Prinsip superposisi medan.
21. Kerja medan elektrostatik apabila menggerakkan caj. Perbezaan potensi dan potensi. Potensi medan cas titik. Hubungan antara kekuatan medan elektrostatik homogen dan beza keupayaan.
22. Kapasiti elektrik. Kapasitor. Kapasitan kapasitor rata. Tenaga yang disimpan dalam pemuat adalah tenaga medan elektrik.
23. Kapasiti bateri bagi kapasitor bersambung siri dan selari (output).
24. Elektrik. Kekuatan semasa. Hukum Ohm untuk keratan litar. Rintangan konduktor logam. Konsisten dan sambungan selari pengalir (output).
25. Daya gerak elektrik (EMF). Hukum Ohm untuk litar lengkap. Kerja dan kuasa semasa - undang-undang Joule-Lenz (kesimpulan).
26. aruhan medan magnet. Daya yang bertindak ke atas konduktor pembawa arus dalam medan magnet. Undang-undang Ampere.
27. Tindakan medan magnet pada cas yang bergerak. Kuasa Lorentz. Sifat pergerakan zarah bercas dalam medan magnet seragam (halaju zarah berorientasikan serenjang dengan vektor aruhan).
28. Tindakan medan magnet pada cas yang bergerak. Kuasa Lorentz. Sifat pergerakan zarah bercas dalam medan magnet seragam (halaju zarah membuat sudut akut dengan vektor aruhan medan magnet).
29. Fenomena aruhan elektromagnet. fluks magnet. Undang-undang aruhan elektromagnet. Peraturan Lenz.
30. Fenomena induksi diri. Induksi kendiri EMF. Kearuhan. Tenaga yang disimpan dalam litar pembawa arus.
31. Ayunan elektromagnet percuma dalam litar LC. Penukaran tenaga dalam litar berayun. Frekuensi semula jadi ayunan dalam litar.
32. Arus elektrik berselang-seli. Menerima arus ulang alik. Nilai RMS voltan dan arus. Transformer, prinsip operasinya.
33. Hukum pantulan dan pembiasan cahaya. indeks biasan. lengkap refleksi dalaman, sudut had refleksi penuh. Pembinaan imej dalam cermin rata.
34. Kanta penumpu dan mencapah. Perjalanan sinar dalam kanta. Formula kanta nipis. Pembinaan imej dalam kanta menumpu dan mencapah (satu kes biasa untuk setiap kanta pilihan anda).
35. kuanta cahaya. Fenomena kesan fotoelektrik. Persamaan Einstein untuk kesan fotoelektrik.
36. Eksperimen Rutherford mengenai penyerakan zarah alfa. Model nuklear atom. postulat Bohr.
37. Model nuklear atom. Komposisi nukleus atom. Isotop. Radioaktiviti. Sinaran alfa, beta dan gamma.

CONTOH TIKET PEPERIKSAAN

*
*Untuk memuat turun fail, klik kanan pada pautan dan pilih "Simpan Sasaran Sebagai..."
Untuk membaca fail, anda perlu memuat turun dan memasang program

Soalan pengenalan dalam fizik untuk pelajar separuh masa yang memasuki SSAU.

1. Trajektori. Titik bahan. Jalan dan pergerakan.

lintasan badan dipanggil garis yang diterangkan dalam ruang oleh titik bahan yang bergerak. Trajektori. Garis khayalan di mana ia bergerak titik material, dipanggil trajektori. Secara umum, trajektori adalah lengkung tiga dimensi yang kompleks. Khususnya, ia juga boleh menjadi garis lurus. Kemudian, untuk menerangkan pergerakan, hanya satu paksi koordinat diperlukan, diarahkan sepanjang trajektori pergerakan. Perlu diingat bahawa bentuk trajektori bergantung pada pilihan sistem rujukan, i.e. bentuk trajektori adalah konsep relatif. Oleh itu, trajektori baling-baling berakhir berbanding dengan sistem rujukan yang berkaitan dengan pesawat terbang adalah bulatan, dan dalam sistem rujukan yang dikaitkan dengan Bumi, ia adalah heliks.

Badan yang bentuk dan dimensinya boleh diabaikan dalam keadaan tertentu dipanggil titik material. Pengabaian ini dibenarkan apabila dimensi badan adalah kecil berbanding dengan jarak yang dilalui atau jarak badan yang diberikan ke badan lain. Untuk menerangkan pergerakan badan, anda perlu mengetahui koordinatnya pada bila-bila masa.

bergerak dipanggil vektor yang dilukis dari kedudukan awal titik bahan ke titik akhir. Panjang bahagian yang dilalui oleh titik bahan sepanjang trajektori dipanggil laluan atau panjang laluan. Konsep-konsep ini tidak boleh dikelirukan, kerana anjakan ialah vektor, dan laluan adalah skalar.

bergerak ialah vektor yang menghubungkan titik mula dan akhir segmen trajektori yang dilalui dalam masa.

Laluan ialah panjang bahagian trajektori dari anjakan awal hingga akhir titik bahan. Vektor jejari - vektor yang menghubungkan asal dan titik dalam ruang.

Relativiti pergerakan- ini adalah pergerakan dan kelajuan badan berbanding dengan sistem rujukan yang berbeza adalah berbeza (contohnya, seseorang dan kereta api). Kelajuan jasad berbanding sistem koordinat tetap adalah sama dengan jumlah geometri kelajuan jasad berbanding sistem bergerak dan kelajuan sistem koordinat bergerak berbanding dengan tetap. (V 1 - kelajuan seseorang di dalam kereta api, V 0 - kelajuan kereta api, kemudian V \u003d V 1 + V 0).

Sistem rujukan. pergerakan mekanikal, seperti yang dinyatakan dalam definisinya, adalah relatif. Oleh itu, seseorang boleh bercakap tentang pergerakan badan hanya dalam kes apabila sistem rujukan ditunjukkan. Sistem rujukan termasuk: 1) Badan rujukan, i.e. badan yang dianggap tidak bergerak dan relatif kepada pergerakan badan lain yang dipertimbangkan. Badan rujukan dikaitkan dengan sistem koordinat. Sistem koordinat Cartesian (segi empat tepat) yang paling biasa digunakan

2) Alat untuk mengukur masa.

2. Pergerakan seragam dan seragam dipercepatkan. Pecutan, laluan, kelajuan.

Pergerakan dengan modulo malar dan kelajuan arah dipanggil gerakan rectilinear seragam. Pergerakan di mana kelajuan jasad adalah tetap dalam magnitud dan arah dipanggil gerakan seragam rectilinear. Kelajuan pergerakan sedemikian didapati oleh formula V= S/ t.

Dalam gerakan rectilinear seragam, jasad bergerak dengan jarak yang sama dalam mana-mana selang masa yang sama. Jika kelajuan adalah malar, maka jarak yang dilalui dikira sebagai. Hukum klasik penambahan halaju dirumuskan seperti berikut: kelajuan titik material berhubung dengan sistem rujukan, diambil sebagai satu tetap, adalah sama dengan jumlah vektor halaju titik dalam sistem bergerak dan kelajuan. sistem bergerak relatif kepada yang tetap.

Pergerakan di mana badan membuat pergerakan yang tidak sama rata dalam selang masa yang sama dipanggil pergerakan tidak sekata. Kelajuan titik material boleh berubah mengikut masa. Kelajuan perubahan sedemikian dicirikan oleh pecutan. Biarkan kadar perubahan kelajuan boleh dikatakan tidak berubah untuk tempoh masa yang singkat At, dan perubahan kelajuan adalah sama dengan DV. Kemudian kita dapati pecutan dengan formula: a=DV/Dt

Oleh itu, pecutan ialah perubahan dalam kelajuan yang berkaitan dengan unit masa, i.e. perubahan dalam kelajuan setiap unit masa, tertakluk kepada ketekalannya pada masa ini. Dalam unit SI, pecutan diukur dalam m/s 2 .

Jika pecutan a berada dalam arah yang sama dengan kelajuan permulaan, maka kelajuan akan meningkat dan pergerakan dipanggil dipercepatkan secara seragam.

Dengan gerakan translasi yang tidak sekata, kelajuan badan berubah mengikut masa. Pecutan (vektor) – kuantiti fizikal, yang mencirikan kadar perubahan modulo kelajuan dan arah. Pecutan serta-merta (vektor) - terbitan pertama bagi kelajuan berkenaan dengan masa. . Pecutan seragam ialah pergerakan dengan pecutan, malar dalam magnitud dan arah. Kelajuan pada gerakan dipercepatkan secara seragam dikira sebagai.

Dari sini, formula untuk laluan dengan gerakan dipercepatkan seragam diperolehi sebagai:

Formula yang diperoleh daripada persamaan kelajuan dan laluan untuk gerakan dipercepatkan secara seragam juga sah.

Kelajuan– kuantiti fizik yang mencirikan kelajuan dan arah pergerakan masuk masa ini masa.kelajuan purata ditentukan

Bagaimana. Kelajuan tanah purata adalah sama dengan nisbah jarak yang dilalui oleh badan dalam satu tempoh masa dengan selang ini. . Kelajuan serta-merta (vektor) ialah terbitan pertama bagi vektor jejari bagi titik bergerak. . Kelajuan Segera diarahkan secara tangen ke trajektori, yang tengah - di sepanjang sekan. Kelajuan tanah serta-merta (skalar) - terbitan pertama laluan berkenaan dengan masa, sama magnitud dengan kelajuan serta-merta

Kelajuan adalah: segera dan purata. Kelajuan serta-merta ialah kelajuan pada titik masa tertentu pada titik tertentu dalam trajektori. Halaju serta-merta diarahkan secara tangen. (V=DS/Dt,Dt→0). Kelajuan purata - kelajuan yang ditentukan oleh nisbah pergerakan semasa pergerakan tidak sekata kepada tempoh masa semasa pergerakan ini berlaku.

3. Pergerakan seragam dalam bulatan. Kelajuan linear dan sudut.

Sebarang pergerakan pada bahagian trajektori yang cukup kecil boleh dianggap sebagai pergerakan seragam sepanjang bulatan. Dalam proses gerakan seragam dalam bulatan, nilai halaju kekal malar, dan arah vektor halaju berubah. . . Vektor pecutan apabila bergerak sepanjang bulatan diarahkan berserenjang dengan vektor halaju (diarahkan secara tangen), ke pusat bulatan. Selang masa di mana badan membuat revolusi lengkap dalam bulatan dipanggil tempoh. . Timbal balik tempoh, menunjukkan bilangan pusingan setiap unit masa, dipanggil kekerapan. Menggunakan formula ini, kita boleh menyimpulkan bahawa, atau. Halaju sudut(kelajuan putaran) ditakrifkan sebagai. Halaju sudut semua titik badan adalah sama, dan mencirikan pergerakan badan berputar secara keseluruhan. Dalam kes ini kelajuan talian badan dinyatakan sebagai, dan pecutan - sebagai.

Prinsip kebebasan pergerakan menganggap pergerakan mana-mana titik badan sebagai jumlah dua pergerakan - translasi dan putaran.

4. Pecutan dengan gerakan seragam jasad dalam bulatan.

5. Hukum pertama Newton. Sistem rujukan inersia.

Fenomena mengekalkan kelajuan badan tanpa adanya pengaruh luar dipanggil inersia. Undang-undang pertama Newton, juga dikenali sebagai undang-undang inersia, mengatakan: "terdapat kerangka rujukan sedemikian, berbanding dengan jasad yang bergerak secara progresif mengekalkan kelajuannya tetap jika tiada badan lain bertindak ke atasnya." Bingkai rujukan, relatif kepada badan yang tanpa pengaruh luar bergerak dalam garis lurus dan seragam, dipanggil sistem rujukan inersia. Sistem rujukan yang berkaitan dengan bumi dianggap inersia, dengan syarat putaran bumi diabaikan.

Sebab untuk menukar kelajuan badan sentiasa interaksi dengan badan lain. Apabila dua badan berinteraksi, kelajuan sentiasa berubah, i.e. pemecut diperolehi. Nisbah pecutan dua jasad adalah sama untuk sebarang interaksi. Sifat jasad yang bergantung pecutannya apabila berinteraksi dengan jasad lain dipanggil inersia. Ukuran kuantitatif inersia ialah berat badan.

6. Kekuatan. Komposisi kuasa. Detik kuasa. Syarat untuk keseimbangan badan. Pusat Misa.

Undang-undang kedua Newton mewujudkan hubungan antara ciri kinematik gerakan - pecutan, dan ciri dinamik interaksi - angkatan. , atau, lebih tepat lagi, i.e. . kadar perubahan momentum titik material adalah sama dengan daya yang bertindak ke atasnya. Dengan tindakan serentak pada satu badan pelbagai kuasa jasad itu bergerak dengan pecutan, iaitu jumlah vektor bagi pecutan yang akan timbul di bawah pengaruh setiap daya ini secara berasingan. Daya yang bertindak pada badan, digunakan pada satu titik, ditambah mengikut peraturan penambahan vektor. Peruntukan ini dipanggil prinsip kebebasan tindakan pasukan. Pusat graviti titik seperti badan atau sistem tegar dipanggil pepejal, yang bergerak dengan cara yang sama seperti titik material dengan jisim, sama dengan jumlah jisim keseluruhan sistem secara keseluruhan, di mana daya paduan yang sama bertindak seperti pada badan. . Pusat graviti- titik penggunaan paduan semua daya graviti yang bertindak ke atas zarah badan ini pada sebarang kedudukan di angkasa. Jika dimensi linear badan adalah kecil berbanding saiz Bumi, maka pusat jisim bertepatan dengan pusat graviti. Jumlah momen semua daya graviti asas tentang mana-mana paksi yang melalui pusat graviti adalah sama dengan sifar.

7. Hukum kedua Newton. Hukum ketiga Newton.

Undang-undang kedua Newton mewujudkan hubungan antara ciri kinematik gerakan - pecutan, dan ciri dinamik interaksi - daya. , atau, lebih tepat lagi, i.e. . kadar perubahan momentum titik material adalah sama dengan daya yang bertindak ke atasnya. Dengan tindakan serentak pada satu badan pelbagai kuasa jasad itu bergerak dengan pecutan, iaitu jumlah vektor bagi pecutan yang akan timbul di bawah pengaruh setiap daya ini secara berasingan.

Dalam mana-mana interaksi dua jasad, nisbah modul pecutan yang diperoleh adalah malar dan sama dengan nisbah songsang jisim. Kerana apabila badan berinteraksi, vektor pecutan mempunyai arah yang bertentangan, kita boleh menulisnya. Oleh Hukum kedua Newton daya yang bertindak pada jasad pertama adalah sama dengan daya pada jasad kedua. Justeru, . Hukum ketiga Newton menghubungkan daya dengan badan yang bertindak antara satu sama lain. Jika dua jasad berinteraksi antara satu sama lain, maka daya yang timbul di antaranya dikenakan pada jasad yang berbeza, adalah sama besarnya, bertentangan arahnya, bertindak sepanjang garis lurus yang sama, dan mempunyai sifat yang sama.

8. Daya keanjalan. Undang-undang Hooke. Daya geseran. Pekali geseran gelongsor.

Daya yang timbul daripada ubah bentuk badan dan diarahkan ke arah yang bertentangan dengan anjakan zarah badan semasa ubah bentuk ini dipanggil daya kenyal. Eksperimen dengan rod menunjukkan bahawa untuk ubah bentuk kecil berbanding dengan dimensi badan, modulus daya kenyal adalah berkadar terus dengan modulus vektor anjakan hujung bebas rod, yang dalam unjuran kelihatan seperti. Sambungan ini diwujudkan R.Kait, hukumnya dirumuskan seperti berikut: daya kenyal yang timbul daripada ubah bentuk badan adalah berkadar dengan pemanjangan badan dalam arah yang bertentangan dengan arah pergerakan zarah badan semasa ubah bentuk. Pekali k dipanggil ketegaran badan, dan bergantung kepada bentuk dan bahan badan. Ia dinyatakan dalam newton per meter. Daya anjal adalah disebabkan oleh interaksi elektromagnet.

Daya yang timbul pada sempadan interaksi jasad tanpa adanya gerakan relatif jasad dipanggil daya geseran statik. Daya geseran statik adalah sama dalam nilai mutlak dengan daya luaran yang diarahkan secara tangen pada permukaan sentuhan jasad dan bertentangan dengannya dalam arah. Apabila satu jasad bergerak secara seragam di atas permukaan badan yang lain, di bawah pengaruh daya luar, daya yang sama dengan nilai mutlak bertindak ke atas jasad itu. tenaga penggerak dan bertentangan arah. Daya ini dipanggil daya geseran gelongsor. Vektor daya geseran gelongsor dihalakan terhadap vektor halaju, jadi daya ini sentiasa membawa kepada penurunan dalam halaju relatif badan. Daya geseran, serta daya keanjalan, adalah bersifat elektromagnet, dan timbul akibat interaksi antara cas elektrik atom-atom badan yang bersentuhan. Telah terbukti secara eksperimen bahawa nilai maksimum modulus daya geseran statik adalah berkadar dengan daya tekanan. Juga, nilai maksimum daya geseran statik dan daya geseran gelongsor adalah lebih kurang sama, begitu juga dengan pekali kekadaran antara daya geseran dan tekanan badan pada permukaan.

9 Hukum graviti. Graviti. Berat badan.

Daripada fakta bahawa jasad, tanpa mengira jisimnya, jatuh dengan pecutan yang sama, ia berikutan bahawa daya yang bertindak ke atasnya adalah berkadar dengan jisim badan. ini Daya graviti yang dikenakan ke atas semua jasad oleh bumi dipanggil graviti.. Daya graviti bertindak pada sebarang jarak antara jasad. Semua jasad tertarik antara satu sama lain, daya graviti sejagat adalah berkadar terus dengan hasil jisim dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara mereka. Vektor daya graviti sejagat diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan pusat jisim jasad. , G ialah pemalar graviti, adalah sama dengan. berat badan dipanggil daya yang badan, disebabkan oleh graviti, bertindak pada sokongan atau meregangkan ampaian. Berat badan sama nilai mutlak dan berlawanan arah dengan daya keanjalan sokongan mengikut hukum ketiga Newton. Mengikut undang-undang kedua Newton, jika tiada daya lain yang bertindak ke atas jasad, maka daya graviti jasad diimbangi oleh daya keanjalan. Akibatnya, berat badan pada sokongan mendatar tetap atau bergerak seragam adalah sama dengan daya graviti. Jika sokongan bergerak dengan pecutan, maka mengikut undang-undang kedua Newton, dari mana ia diperoleh. Ini bermakna berat badan yang arah pecutannya bertepatan dengan arah pecutan jatuh bebas adalah kurang daripada berat badan dalam keadaan rehat.

10. Momentum badan. Hukum kekekalan momentum. Hukum kedua Newton.

Mengikut undang-undang kedua Newton tidak kira sama ada badan dalam keadaan rehat atau bergerak, perubahan dalam kelajuannya hanya boleh berlaku apabila berinteraksi dengan badan lain. Jika pada badan berjisim m untuk satu masa t daya bertindak dan kelajuan pergerakannya berubah dari ke, maka pecutan jasad adalah sama. Berdasarkan hukum kedua Newton untuk daya boleh ditulis. Kuantiti fizikal, sama dengan produk daya untuk tempoh tindakannya dipanggil impuls daya. Dorongan daya menunjukkan bahawa terdapat kuantiti yang berubah sama rata untuk semua jasad di bawah pengaruh daya yang sama, jika tempoh daya adalah sama. Nilai ini, sama dengan hasil jisim badan dan kelajuan pergerakannya, dipanggil momentum badan. Perubahan momentum badan adalah sama dengan momentum daya yang menyebabkan perubahan ini. Mari kita ambil dua jasad, jisim dan, bergerak dengan halaju dan. Menurut undang-undang ketiga Newton, daya yang bertindak ke atas jasad semasa interaksinya adalah sama dalam nilai mutlak dan berlawanan arah, i.e. mereka boleh dirujuk sebagai . Untuk perubahan momentum semasa interaksi boleh ditulis. Daripada ungkapan ini kita memperolehi bahawa, iaitu, jumlah vektor momenta dua jasad sebelum interaksi adalah sama dengan jumlah vektor momenta selepas interaksi. Dalam lebih Pandangan umum Hukum kekekalan momentum ialah: Jika, maka.

11. Kerja mekanikal. Kuasa. Kecekapan.

kerja DAN daya malar ialah kuantiti fizik yang sama dengan hasil darab modul daya dan sesaran, didarab dengan kosinus sudut antara vektor dan. . Kerja adalah nilai skalar dan mungkin mempunyai nilai negatif jika sudut antara vektor sesaran dan daya lebih besar. Unit kerja dipanggil joule, 1 joule sama dengan kerja dilakukan dengan daya 1 newton apabila menggerakkan titik penggunaannya sejauh 1 meter. Kuasa ialah kuantiti fizik yang sama dengan nisbah kerja kepada tempoh masa semasa kerja ini dilakukan. . Unit kuasa dipanggil watt, 1 watt adalah sama dengan kuasa di mana kerja 1 joule dilakukan dalam 1 saat. Kecekapan - sama dengan nisbah kerja yang berguna, kepada kerja atau tenaga yang dibelanjakan.

12. Tenaga kinetik dan keupayaan. Undang-undang penjimatan tenaga.

Kuantiti fizik yang sama dengan separuh hasil darab jisim badan dan kuasa dua kelajuan dipanggil tenaga kinetik. Kerja daya paduan yang dikenakan pada badan adalah sama dengan perubahan tenaga kinetik. Kuantiti fizik yang sama dengan hasil jisim badan dengan modulus pecutan jatuh bebas dan ketinggian yang badan dinaikkan di atas permukaan dengan potensi sifar dipanggil tenaga keupayaan badan. Perubahan dalam tenaga berpotensi mencirikan kerja graviti dalam menggerakkan badan. Kerja ini adalah sama dengan perubahan dalam tenaga berpotensi, diambil dengan tanda yang bertentangan. Jasad di bawah permukaan bumi mempunyai tenaga potensi negatif. Bukan sahaja badan yang dibangkitkan mempunyai potensi tenaga. Pertimbangkan kerja yang dilakukan oleh daya kenyal apabila spring berubah bentuk. Daya elastik adalah berkadar terus dengan ubah bentuk, dan nilai puratanya akan sama, kerja adalah sama dengan hasil daya dan ubah bentuk, atau sebaliknya. Kuantiti fizik yang sama dengan separuh hasil darab kekakuan badan dan kuasa dua ubah bentuk dipanggil tenaga keupayaan badan yang cacat. Ciri penting tenaga berpotensi ialah badan tidak boleh memilikinya tanpa berinteraksi dengan badan lain.

Tenaga berpotensi mencirikan badan yang berinteraksi, kinetik - bergerak. Kedua-dua itu, dan satu lagi timbul akibat interaksi badan. Jika beberapa jasad berinteraksi antara satu sama lain hanya melalui daya graviti dan daya kenyal, dan tiada daya luar bertindak ke atasnya (atau paduannya adalah sifar), maka untuk sebarang interaksi jasad, kerja daya keanjalan atau graviti adalah sama dengan perubahan dalam tenaga keupayaan, diambil dengan tanda bertentangan . Pada masa yang sama, mengikut teorem tenaga kinetik (perubahan dalam tenaga kinetik badan adalah sama dengan kerja kuasa luar) kerja daya yang sama adalah sama dengan perubahan tenaga kinetik.

Daripada kesamaan ini, ia berikutan bahawa jumlah kinetik dan tenaga berpotensi jasad yang membentuk sistem tertutup dan berinteraksi antara satu sama lain oleh daya graviti dan keanjalan, kekal malar. Jumlah tenaga kinetik dan potensi jasad dipanggil jumlah tenaga mekanikal. Jumlah tenaga mekanikal sistem tertutup badan yang berinteraksi antara satu sama lain oleh daya graviti dan anjal kekal tidak berubah. Kerja daya graviti dan keanjalan adalah sama, di satu pihak, dengan peningkatan tenaga kinetik, dan sebaliknya, dengan penurunan tenaga keupayaan, iaitu, kerja itu sama dengan tenaga yang telah bertukar. dari satu bentuk ke bentuk yang lain.

13. Tekanan. Hukum Pascal untuk cecair dan gas. Kapal berkomunikasi.

Kuantiti fizik yang sama dengan nisbah modulus daya yang bertindak berserenjang dengan permukaan ke kawasan permukaan ini dipanggil tekanan. Unit tekanan - pascal sama dengan tekanan yang dikenakan oleh daya 1 newton setiap luas 1 meter persegi . Semua cecair dan gas menghantar tekanan yang dihasilkan ke atasnya ke semua arah. Dalam bekas silinder, daya tekanan pada bahagian bawah kapal adalah sama dengan berat lajur cecair. Tekanan pada bahagian bawah kapal adalah sama dengan tekanan pada kedalaman h sama. Tekanan yang sama bertindak pada dinding kapal. Kesamaan tekanan bendalir pada ketinggian yang sama membawa kepada fakta bahawa dalam menyampaikan kapal dalam bentuk apa pun, permukaan bebas bendalir homogen dalam keadaan rehat berada pada tahap yang sama (dalam kes daya kapilari yang sangat kecil). Dalam kes cecair tidak homogen, ketinggian lajur cecair yang lebih tumpat akan kurang daripada ketinggian cecair yang kurang tumpat.

14. Daya Archimedean untuk cecair dan gas. Syarat pelayaran tel.

Pergantungan tekanan dalam cecair dan gas pada kedalaman membawa kepada kemunculan daya apungan yang bertindak ke atas mana-mana jasad yang direndam dalam cecair atau gas. Pasukan ini dipanggil pasukan Archimedean. Jika suatu jasad direndam dalam cecair, maka tekanan pada dinding sisi kapal adalah seimbang antara satu sama lain, dan hasil tekanan dari bawah dan dari atas ialah Pasukan Archimedean.

mereka. Daya yang menolak jasad yang direndam dalam cecair (gas) adalah sama dengan berat cecair (gas) yang disesarkan oleh jasad itu. Daya Archimedean diarahkan bertentangan dengan daya graviti, oleh itu, apabila menimbang dalam cecair, berat badan adalah kurang daripada dalam vakum. Jasad dalam cecair dipengaruhi oleh graviti dan daya Archimedean. Jika daya graviti lebih besar dalam modulus - jasad tenggelam, jika kurang - ia terapung, sama - ia boleh berada dalam keseimbangan pada sebarang kedalaman. Nisbah daya ini adalah sama dengan nisbah ketumpatan jasad dan cecair (gas).

15. Peruntukan asas teori molekul-kinetik dan bukti eksperimennya. Gerakan Brownian. Berat badan dan saiz molekul.

Teori kinetik molekul ialah kajian tentang struktur dan sifat jirim, menggunakan konsep kewujudan atom dan molekul sebagai zarah terkecil jirim. Peruntukan utama MKT: bahan terdiri daripada atom dan molekul, zarah ini bergerak secara rawak, zarah berinteraksi antara satu sama lain. Pergerakan atom dan molekul dan interaksinya tertakluk kepada undang-undang mekanik. Pada mulanya, dalam interaksi molekul apabila mereka mendekati satu sama lain, daya tarikan berlaku. Pada jarak tertentu di antara mereka, daya tolakan timbul, melebihi daya tarikan dalam nilai mutlak. Molekul dan atom membuat getaran rawak tentang kedudukan di mana daya tarikan dan tolakan mengimbangi antara satu sama lain. Dalam cecair, molekul bukan sahaja berayun, tetapi juga melompat dari satu kedudukan keseimbangan ke yang lain (kecairan). Dalam gas, jarak antara atom jauh lebih besar daripada dimensi molekul (kebolehmampatan dan kebolehlanjutan). R. Brown pada awal abad ke-19 mendapati bahawa zarah pepejal bergerak secara rawak dalam cecair. Fenomena ini hanya dapat dijelaskan oleh MKT. Molekul cecair atau gas yang bergerak secara rawak berlanggar dengan zarah pepejal dan menukar arah dan modulus kelajuan pergerakannya (sementara, sudah tentu, mengubah kedua-dua arah dan kelajuannya). Semakin kecil saiz zarah, semakin ketara perubahan momentum. Mana-mana bahan terdiri daripada zarah, oleh itu jumlah bahan dianggap berkadar dengan bilangan zarah. Unit kuantiti bahan dipanggil mol. Mol adalah sama dengan jumlah bahan yang mengandungi seberapa banyak atom yang terdapat dalam 0.012 kg karbon 12 C. Nisbah bilangan molekul kepada jumlah bahan dipanggil pemalar Avogadro:. Jumlah bahan boleh didapati sebagai nisbah bilangan molekul kepada pemalar Avogadro. jisim molar M dipanggil kuantiti yang sama dengan nisbah jisim bahan m kepada jumlah jirim. Jisim molar dinyatakan dalam kilogram per mol. Jisim molar boleh dinyatakan dalam sebutan jisim molekul m 0 : .

16. Gas ideal. Persamaan keadaan bagi gas ideal.

Model gas ideal digunakan untuk menerangkan sifat jirim dalam keadaan gas. Model ini menganggap perkara berikut: molekul gas boleh diabaikan berbanding dengan isipadu kapal, tiada daya tarikan antara molekul, dan daya tolakan bertindak apabila ia berlanggar antara satu sama lain dan dinding kapal. Penjelasan kualitatif tentang fenomena tekanan gas adalah bahawa molekul gas ideal, apabila berlanggar dengan dinding kapal, berinteraksi dengan mereka sebagai badan elastik. Apabila molekul berlanggar dengan dinding kapal, unjuran vektor halaju pada paksi berserenjang dengan dinding berubah kepada yang bertentangan. Oleh itu, semasa perlanggaran, unjuran halaju berubah daripada – mv x sebelum ini mv x, dan perubahan dalam momentum adalah sama. Semasa perlanggaran, molekul bertindak pada dinding dengan daya yang sama, mengikut undang-undang ketiga Newton, dengan daya yang bertentangan arah. Terdapat banyak molekul, dan nilai purata jumlah geometri daya yang bertindak pada bahagian molekul individu membentuk daya tekanan gas pada dinding kapal. Tekanan gas adalah sama dengan nisbah modulus daya tekanan ke kawasan dinding kapal: hlm= F/ S.

W . Persamaan asas teori kinetik molekul gas ideal biasanya dipanggil hubungan antara tekanan gas dan tenaga kinetik pergerakan ke hadapan molekul yang terkandung dalam isipadu unit Mari kita tulis persamaan tanpa terbitan.

mereka. tekanan gas adalah sama dengan dua pertiga daripada tenaga kinetik pergerakan translasi molekul dalam isipadu unit.

17. Proses isoterma, isochorik dan isobaric.

Peralihan sistem termodinamik dari satu keadaan ke keadaan lain dipanggil proses (atau proses) termodinamik. Ini mengubah keadaan sistem. Walau bagaimanapun, terdapat proses, dipanggil isoproses, di mana salah satu parameter keadaan kekal tidak berubah. Terdapat tiga isoproses: isoterma, isobaric (isobaric), dan isochoric (isochoric). Isoterma ialah proses yang berlaku pada suhu malar (T \u003d const); proses isobarik - pada tekanan malar (P = const), isochoric - pada isipadu malar (V = const).

Proses isobarik ialah proses yang berlaku pada tekanan, jisim dan komposisi gas yang tetap.

Untuk proses isobarik, undang-undang Gay-Lussac adalah sah. Ia mengikuti daripada persamaan Mendeleev-Clapeyron. Jika jisim dan tekanan gas adalah malar, maka

Hubungan itu dipanggil hukum Gay-Lussac: untuk jisim gas tertentu pada tekanan malar, isipadu gas adalah berkadar dengan suhunya. Pada rajah. 26.2 menunjukkan plot isipadu lawan suhu.

Proses isochorik ialah proses yang berlaku pada isipadu, jisim dan komposisi gas yang tetap.

Dalam kes proses isokorik, undang-undang Charles adalah sah. Daripada persamaan Mendeleev-Clapeyron ia mengikutinya. Jika jisim dan isipadu gas adalah malar, maka

Persamaan itu dipanggil hukum Charles: untuk jisim gas tertentu pada isipadu tetap, tekanan gas adalah berkadar dengan suhunya.

Graf: isokor.

18. Jumlah haba. Muatan haba sesuatu bahan.

Proses pemindahan haba dari satu badan ke badan lain tanpa melakukan kerja dipanggil pemindahan haba. Tenaga yang dipindahkan ke badan akibat pemindahan haba dipanggil jumlah haba. Jika proses pemindahan haba tidak disertai dengan kerja, maka berdasarkan undang-undang pertama termodinamik. Oleh itu, tenaga dalaman badan adalah berkadar dengan jisim badan dan suhunya. Nilai Dengan dipanggil muatan haba tentu, unitnya ialah . Haba tertentu menunjukkan berapa banyak haba mesti dipindahkan untuk memanaskan 1 kg bahan sebanyak 1 darjah. Kapasiti haba khusus bukanlah ciri yang jelas, dan bergantung kepada kerja yang dilakukan oleh badan semasa pemindahan haba.

19. Undang-undang pertama termodinamik, aplikasinya kepada pelbagai proses.

Dalam pelaksanaan pertukaran haba antara dua badan di bawah keadaan kesamaan kepada sifar kerja daya luaran dan dalam pengasingan haba dari badan lain, mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga. Jika perubahan dalam tenaga dalaman tidak disertai dengan kerja, maka, atau, di mana . Persamaan ini dipanggil persamaan imbangan haba.

Penggunaan hukum pertama termodinamik kepada isoproses.

Salah satu proses utama yang berfungsi dalam kebanyakan mesin ialah pengembangan gas untuk melakukan kerja. Jika semasa pengembangan isobarik gas daripada isipadu V 1 sehingga kelantangan V 2 anjakan omboh silinder ialah l, kemudian kerja A gas sempurna adalah sama, atau jika V ialah const, maka Δ U=Δ Q. Jika kita membandingkan kawasan di bawah isobar dan isoterma, yang merupakan kerja, kita boleh membuat kesimpulan bahawa dengan pengembangan gas yang sama pada tekanan awal yang sama, dalam kes proses isoterma, kurang kerja akan dilakukan. Sebagai tambahan kepada proses isobaric, isochoric dan isothermal, terdapat apa yang dipanggil. proses adiabatik.

20. Proses adiabatik. Eksponen adiabatik.

Sesuatu proses dikatakan adiabatik jika tiada pemindahan haba. Proses pengembangan atau pemampatan gas yang cepat boleh dianggap hampir dengan adiabatik. Dalam proses ini, kerja dilakukan kerana perubahan dalam tenaga dalaman, i.e. , oleh itu, semasa proses adiabatik, suhu menurun. Memandangkan suhu gas meningkat semasa pemampatan adiabatik gas, tekanan gas meningkat lebih cepat dengan penurunan isipadu berbanding semasa proses isoterma.

Proses pemindahan haba secara spontan berlaku dalam satu arah sahaja. Haba sentiasa dipindahkan ke badan yang lebih sejuk. Undang-undang kedua termodinamik menyatakan bahawa ia adalah mustahil proses termodinamik, akibatnya haba akan dipindahkan dari satu badan ke badan yang lain, yang lebih panas, tanpa sebarang perubahan lain. Undang-undang ini tidak termasuk penciptaan mesin gerakan kekal jenis kedua.

Eksponen adiabatik. Persamaan keadaan mempunyai bentuk PVγ = const.,

di mana γ = Cp /Cv – indeks adiabatik.

Kapasiti haba gas bergantung pada keadaan di mana haba ...

Jika gas dipanaskan pada tekanan malar P, maka muatan habanya dilambangkan sebagai CV.

Jika - pada pemalar V, maka Cp dilambangkan.

21. Penyejatan dan pemeluwapan. Cecair mendidih. Kelembapan udara.

1. Penyejatan dan pemeluwapan . Proses memindahkan bahan daripada keadaan cair kepada keadaan gas dipanggil pengewapan, proses sebaliknya menukar bahan daripada keadaan gas kepada cecair dipanggil pemeluwapan. Terdapat dua jenis pengewapan - penyejatan dan pendidihan. Pertimbangkan dahulu penyejatan cecair. Penyejatan ialah proses pengewapan yang berlaku daripada permukaan terbuka cecair pada sebarang suhu. Dari sudut teori kinetik molekul, proses ini dijelaskan seperti berikut. Molekul cecair, mengambil bahagian dalam gerakan haba, secara berterusan berlanggar antara satu sama lain. Ini menyebabkan sebahagian daripada mereka memperoleh tenaga kinetik yang mencukupi untuk mengatasi tarikan molekul. Molekul sedemikian, berada di permukaan cecair, terbang keluar daripadanya, membentuk wap (gas) di atas cecair. Molekul wap ~ bergerak secara rawak, terkena permukaan cecair. Dalam kes ini, sesetengah daripada mereka boleh menjadi cecair. Kedua-dua proses pelepasan molekul cecair dan pengembalian terbaliknya kepada cecair berlaku serentak. Jika bilangan molekul yang keluar lebih besar daripada bilangan molekul yang kembali, maka jisim cecair berkurangan, i.e. cecair menyejat, jika sebaliknya, maka jumlah cecair bertambah, i.e. pemeluwapan wap berlaku. Kes boleh berlaku apabila jisim cecair dan wap di atasnya tidak berubah. Ini mungkin apabila bilangan molekul yang meninggalkan cecair adalah sama dengan bilangan molekul yang kembali kepadanya. Keadaan ini dipanggil keseimbangan dinamik, dan wap, yang berada dalam keseimbangan dinamik dengan bendalirnya, dipanggil kaya raya . Jika tiada keseimbangan dinamik antara wap dan cecair, maka ia dipanggil tak tepu. Jelas sekali, stim tepu pada suhu tertentu mempunyai ketumpatan tertentu, dipanggil keseimbangan.

Ini menyebabkan ketumpatan keseimbangan dan, akibatnya, tekanan wap tepu kekal tidak berubah daripada isipadunya pada suhu malar, kerana penurunan atau peningkatan dalam isipadu wap ini membawa kepada pemeluwapan wap atau penyejatan cecair, masing-masing. Isoterm wap tepu pada beberapa suhu dalam satah koordinat P, V ialah garis lurus yang selari dengan paksi V. Dengan peningkatan suhu sistem termodinamik cecair - wap tepu, bilangan molekul yang meninggalkan cecair untuk beberapa waktu melebihi bilangan molekul yang kembali dari wap kepada cecair. Ini berterusan sehingga peningkatan ketumpatan wap membawa kepada penubuhan keseimbangan dinamik pada suhu yang lebih tinggi. Pada masa yang sama, tekanan wap tepu juga meningkat. Jadi tekanan wap tepu hanya bergantung pada suhu. Peningkatan pesat dalam tekanan wap tepu adalah disebabkan oleh fakta bahawa dengan peningkatan suhu, bukan sahaja tenaga kinetik pergerakan translasi molekul meningkat, tetapi juga kepekatannya, i.e. bilangan molekul per unit isipadu

Semasa penyejatan, molekul terpantas meninggalkan cecair, akibatnya tenaga kinetik purata gerakan translasi molekul yang tinggal berkurangan, dan, akibatnya, suhu cecair berkurangan (lihat § 24). Oleh itu, agar suhu cecair yang menyejat kekal malar, sejumlah haba tertentu mesti dibekalkan secara berterusan kepadanya.

Jumlah haba yang mesti disalurkan kepada unit jisim cecair untuk mengubahnya menjadi wap pada suhu malar dipanggil haba tentu pengewapan. Haba tentu pengewapan bergantung pada suhu cecair, berkurangan dengan peningkatannya. Semasa pemeluwapan, jumlah haba yang dibelanjakan untuk penyejatan cecair dibebaskan. Pemeluwapan ialah proses perubahan daripada keadaan gas kepada keadaan cecair.

2. Kelembapan udara. Atmosfera sentiasa mengandungi beberapa wap air. Tahap kelembapan adalah salah satu ciri penting cuaca dan iklim, dan dalam banyak kes ia adalah kepentingan praktikal. Ya, simpanan pelbagai bahan(termasuk simen, gipsum dan lain-lain bahan binaan), bahan mentah, produk, peralatan, dsb. hendaklah berlaku pada kelembapan tertentu. Premis, bergantung pada tujuannya, juga tertakluk kepada keperluan yang sesuai untuk kelembapan.

Beberapa kuantiti digunakan untuk mencirikan kelembapan. Kelembapan mutlak p ialah jisim wap air yang terkandung dalam satu unit isipadu udara. Ia biasanya diukur dalam gram per meter padu (g/m3). Kelembapan mutlak berkaitan dengan tekanan separa P wap air oleh persamaan Mendeleev-Claipeyron, di mana V ialah isipadu yang diduduki oleh stim, m, T dan m ialah jisim, suhu mutlak dan jisim molar wap air, R ialah pemalar gas sejagat (lihat (25.5)). Tekanan separa dipanggil tekanan yang dikenakan wap air tanpa mengambil kira tindakan molekul udara daripada jenis yang berbeza. Oleh itu, kerana p \u003d m / V ialah ketumpatan wap air.

Dalam isipadu udara tertentu dalam keadaan tertentu, jumlah wap air tidak boleh meningkat selama-lamanya, kerana terdapat beberapa jumlah wap yang mengehadkan, selepas itu wap mula terpeluwap. Di sinilah konsep kelembapan maksimum berasal. Kelembapan maksimum Pm dipanggil bilangan terbesar wap air dalam gram, yang boleh terkandung dalam 1 m 3 udara pada suhu tertentu (dari segi makna, ini adalah kes khas kelembapan mutlak). Dengan menurunkan suhu udara, adalah mungkin untuk mencapai suhu sedemikian, bermula dari mana wap akan mula berubah menjadi air - untuk memewap. Suhu ini dipanggil titik embun. Tahap ketepuan udara dengan wap air dicirikan oleh kelembapan relatif. Kelembapan relatif b ialah nisbah kelembapan mutlak p kepada Pm maksimum i.e. b=P/Pm. Kelembapan relatif sering dinyatakan sebagai peratusan.

wujud pelbagai kaedah penentuan kelembapan.

1. Yang paling tepat ialah kaedah berat. Untuk menentukan kelembapan udara, ia disalurkan melalui ampul yang mengandungi bahan yang menyerap kelembapan dengan baik. Mengetahui peningkatan jisim ampul dan isipadu udara yang dilalui, tentukan kelembapan mutlak.

2. Kaedah higrometrik. Telah ditetapkan bahawa beberapa gentian, termasuk rambut manusia, mengubah panjangnya bergantung pada kelembapan relatif udara. Alat yang dipanggil hygrometer adalah berdasarkan sifat ini. Terdapat jenis hygrometer lain, termasuk yang elektrik.

3. Kaedah psikrometri ialah kaedah pengukuran yang paling biasa. Intipatinya adalah seperti berikut. Biarkan dua termometer yang sama berada dalam keadaan yang sama dan mempunyai bacaan yang sama. Jika tong salah satu termometer dibasahi, contohnya, dibalut dengan kain basah, maka bacaannya akan berbeza. Disebabkan oleh penyejatan air dari kain, termometer mentol basah yang dipanggil menunjukkan lebih banyak suhu rendah daripada kering. Semakin rendah kelembapan relatif udara ambien, semakin kuat penyejatan dan semakin rendah bacaan mentol basah. Daripada bacaan termometer, perbezaan suhu ditentukan dan, mengikut jadual khas yang dipanggil jadual psikrometrik, kelembapan relatif udara ditentukan.

22. Caj elektrik. undang-undang Coulomb. Undang-undang pemuliharaan caj.

Pengalaman dengan pengelektrikan plat membuktikan bahawa apabila dielektrik melalui geseran, cas sedia ada diagihkan semula antara badan yang neutral pada saat pertama. Sebahagian kecil elektron berpindah dari satu jasad ke jasad yang lain. Dalam kes ini, zarah baru tidak muncul, dan yang sedia ada sebelumnya tidak hilang. Apabila mengelektrik badan, undang-undang pemuliharaan cas elektrik. Undang-undang ini adalah untuk sistem tertutup. Dalam sistem tertutup, jumlah algebra bagi cas semua zarah kekal tidak berubah. Jika cas zarah ditandakan dengan q 1 , q 2, dsb., kemudian q 1 , +q 2 + q 3 +…+q n = const

Kesahihan undang-undang pemuliharaan cas disahkan oleh pemerhatian terhadap sejumlah besar transformasi zarah asas. Undang-undang ini menyatakan salah satu sifat paling asas bagi cas elektrik. Sebab pemuliharaan caj masih tidak diketahui.

undang-undang Coulomb. Eksperimen Coulomb membawa kepada penubuhan undang-undang yang sangat mengingatkan undang-undang graviti universal. Daya interaksi dua titik jasad bercas tak bergerak dalam vakum adalah berkadar terus dengan produk modul cas dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara mereka. Daya ini dipanggil Coulomb.

Jika kami menetapkan modul caj sebagai | q 1 | dan | q 2 |, dan jarak antara mereka

melalui r, maka undang-undang Coulomb boleh ditulis dalam bentuk berikut:

di mana k - pekali kekadaran, secara berangka sama dengan daya interaksi cas unit pada jarak yang sama dengan unit panjang. Nilainya bergantung pada pilihan sistem unit.

23. Kekuatan medan elektrik. Medan cas titik. Prinsip superposisi medan elektrik.

Sifat asas medan elektrik. Sifat utama medan elektrik ialah tindakannya pada cas elektrik dengan daya tertentu.

Medan elektrik cas pegun dipanggil elektrostatik. Ia tidak berubah mengikut masa. Medan elektrostatik dicipta hanya oleh cas elektrik.

Kekuatan medan elektrik. Medan elektrik dikesan oleh daya yang bertindak ke atas cas.

Jika, sebaliknya, jasad bercas kecil diletakkan pada titik medan yang sama dan daya diukur, akan didapati bahawa daya yang bertindak ke atas cas dari medan adalah berkadar terus dengan cas ini. Sesungguhnya, biarkan medan itu dicipta dengan caj mata q 1 . Mengikut undang-undang Coulomb untuk pertuduhan q 2 terdapat daya yang berkadar dengan cas q 2 . sebab tu nisbah daya yang bertindak ke atas objek yang diletakkan titik yang diberikan caj medan, untuk caj ini untuk setiap titik medan tidak bergantung pada caj dan boleh dianggap sebagai ciri medan. Ciri ini dipanggil kekuatan medan elektrik. Seperti kekuatan, kekuatan medan- kuantiti vektor; ia dilambangkan dengan huruf E. Jika caj yang diletakkan di dalam medan dilambangkan dengan q

bukannya q 2 kemudian ketegangan akan menjadi:

Kekuatan medan adalah sama dengan nisbah daya yang medan bertindak pada cas titik kepada cas ini.

Oleh itu daya yang bertindak ke atas cas q dari sisi medan elektrik, adalah sama dengan:

Kekuatan medan dalam unit SI boleh dinyatakan dalam newton setiap loket (N/C).

Prinsip superposisi medan.

Jika beberapa daya bertindak pada badan, maka menurut undang-undang mekanik, daya yang terhasil adalah sama dengan jumlah geometri daya:

Caj elektrik digerakkan oleh daya dari medan elektrik. Jika, apabila medan daripada beberapa cas digunakan, medan ini tidak mempunyai sebarang kesan antara satu sama lain, maka daya yang terhasil daripada semua medan mestilah sama dengan jumlah daya geometri dari setiap medan. Pengalaman menunjukkan bahawa ini sebenarnya berlaku dalam realiti. Ini bermakna bahawa kekuatan medan menambah secara geometri.

Apakah ini prinsip superposisi medan yang dirumuskan seperti ini: jika pada titik tertentu dalam ruang zarah bercas yang berbeza tercipta

medan elektrik, keamatannya

dll., maka kekuatan medan yang terhasil pada ketika ini ialah:

24. Konduktor dan dielektrik dalam medan elektrik.

konduktor- badan yang terdapat caj percuma yang tidak dikaitkan dengan atom. Di bawah pengaruh e. medan cas boleh bergerak, menghasilkan arus elektrik. Jika konduktor dimasukkan ke dalam medan elektrik, maka cas bercas positif bergerak ke arah vektor keamatan, dan bercas negatif ke arah yang bertentangan. Akibatnya, caj induktif muncul di permukaan badan:

Kekuatan medan di dalam konduktor = 0. Konduktor, seolah-olah, pecah garisan daya kekuatan medan elektrik.

Dielektrik- bahan di mana positif dan caj negatif adalah saling berkaitan dan tiada caj percuma. Dalam medan elektrik, dielektrik terkutub.

Terdapat medan elektrik di dalam dielektrik, tetapi ia lebih kecil daripada medan elektrik vakum E dalam ε sekali. Pemalar dielektrik medium ε sama dengan nisbah kekuatan medan elektrik dalam vakum dengan arah medan elektrik dalam dielektrik ε= E0/ E

25. Potensi. Potensi medan cas titik.

Bekerja apabila menggerakkan cas dalam medan elektrostatik seragam. Medan seragam dicipta, sebagai contoh, oleh plat logam besar yang mempunyai cas bertentangan. Medan ini bertindak pada cas dengan daya malar F= qE.

Biarkan pinggan disusun menegak pinggan kiri AT bercas negatif dan betul D - secara positif. Kira kerja yang dilakukan oleh medan semasa bergerak caj positif q dari titik 1, terletak pada jarak d 1 daripada pinggan AT, ke titik 2, terletak pada jarak d 2 < d 1 dari pinggan yang sama.

mata 1 dan 2 berbaring pada garis kekuatan yang sama. Di laluan ∆ d= d 1 - d 2 medan elektrik akan melakukan kerja positif: A= qE(d 1 - d 2 ). Kerja ini tidak bergantung pada bentuk trajektori.

Potensi medan elektrostatik ialah nisbah

tenaga keupayaan cas dalam medan kepada cas ini.

(Perbezaan potensi. Seperti tenaga potensi, nilai potensi pada titik tertentu bergantung pada pilihan tahap sifar untuk membaca potensi. Nilai praktikal

tidak mempunyai potensi itu sendiri pada ketika itu, tetapi perubahan yang berpotensi, yang tidak bergantung pada pilihan potensi rujukan tahap sifar. Sejak tenaga berpotensi

Wp= qφ maka kerjanya ialah:

Perbezaan potensi ialah:

Beza keupayaan (voltan) antara dua titik adalah sama dengan nisbah kerja medan apabila memindahkan cas dari titik permulaan ke titik akhir ke cas ini. P beza keupayaan antara dua titik adalah sama dengan satu, jika apabila memindahkan cas masuk 1 cl dari satu titik ke satu lagi medan elektrik berfungsi dalam 1 J. Unit ini dipanggil volt (V).

26. Elektrik. Kapasitor. Kapasitan kapasitor rata.

Voltan antara dua konduktor adalah berkadar dengan cas elektrik yang ada pada konduktor. Jika cas digandakan, maka kekuatan medan elektrik akan menjadi 2 kali lebih besar, oleh itu, kerja yang dilakukan oleh medan semasa menggerakkan cas juga akan meningkat 2 kali ganda, iaitu voltan akan meningkat 2 kali ganda. sebab tu nisbah cas salah satu konduktor kepada beza keupayaan antara konduktor ini dan yang bersebelahan tidak bergantung kepada cas. Ia ditentukan oleh dimensi geometri konduktor, bentuk dan susunan bersama, serta sifat elektrik persekitaran ( kebolehpercayaan ε ). Ini membolehkan kami memperkenalkan konsep kemuatan elektrik dua konduktor.

Kapasiti elektrik dua konduktor ialah nisbah cas salah satu konduktor kepada beza keupayaan antara konduktor ini dan konduktor yang bersebelahan:

Kadang-kadang mereka bercakap tentang kapasiti elektrik satu konduktor. Ini masuk akal jika konduktor itu bersendirian, iaitu terletak pada jarak yang jauh dari konduktor lain berbanding saiznya. Jadi mereka berkata, sebagai contoh, tentang kapasitansi bola pengalir. Ini menunjukkan bahawa peranan konduktor lain dimainkan oleh objek jauh yang terletak di sekeliling bola.

Kapasiti dua konduktor adalah sama dengan kesatuan jika, apabila ia memberikan cas±1 C terdapat perbezaan potensi antara mereka 1 V. Unit ini dipanggil farad.(F);

Kapasitor. Sistem dua konduktor, dipanggil kapasitor. Kapasitor terdiri daripada dua konduktor yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik, yang ketebalannya kecil berbanding dengan dimensi konduktor. Konduktor dalam kes ini dipanggil plat kapasitor.

2. Kapasitan pemuat rata. Pertimbangkan sebuah kapasitor rata yang diisi dengan dielektrik isotropik homogen dengan kebolehtelapan e, di mana luas setiap plat S dan jarak antara mereka d. Kapasiti pemuat sedemikian didapati dengan formula:

di mana ε ialah kebolehtelapan medium,S - kawasan penutup,d - jarak antara plat.

Dari sini ia mengikuti bahawa untuk pembuatan kapasitor berkapasiti tinggi, adalah perlu untuk meningkatkan kawasan plat dan mengurangkan jarak antara mereka.

Tenaga W kapasitor bercas: atau

Kapasitor digunakan untuk menyimpan elektrik dan menggunakannya semasa nyahcas pantas (kilat foto), untuk memisahkan litar AC dan DC, dalam penerus, litar berayun dan peranti radio-elektronik lain. Bergantung pada jenis dielektrik, kapasitor adalah udara, kertas, mika.

Penggunaan kapasitor. Tenaga kapasitor biasanya tidak terlalu tinggi - tidak lebih daripada beratus-ratus joule. Di samping itu, ia tidak bertahan lama kerana kebocoran caj yang tidak dapat dielakkan. Oleh itu, kapasitor yang dicas tidak boleh menggantikan, contohnya, bateri sebagai sumber tenaga elektrik.

Mereka mempunyai satu sifat: kapasitor boleh menyimpan tenaga untuk masa yang lebih lama, dan apabila dilepaskan melalui litar rintangan rendah, ia membebaskan tenaga hampir serta-merta. Harta ini digunakan secara meluas dalam amalan.

Lampu kilat yang digunakan dalam fotografi dikuasakan oleh arus elektrik yang dinyahcas oleh kapasitor.

27. Arus elektrik. Kekuatan semasa. Hukum Ohm untuk keratan litar.

Apabila zarah bercas bergerak dalam konduktor, cas elektrik dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain. Walau bagaimanapun, jika zarah bercas melakukan gerakan terma rawak, sebagai contoh, elektron bebas dalam logam maka tiada pemindahan caj. Caj elektrik bergerak melalui keratan rentas konduktor hanya jika, bersama-sama dengan gerakan rawak, elektron mengambil bahagian dalam tertib dalam dan zheniya.

Arus elektrik dipanggil pergerakan tertib (diarahkan) zarah bercas.

Arus elektrik timbul semasa pergerakan yang teratur elektron bebas atau ion. Jika kita menggerakkan badan neutral secara keseluruhan, maka, walaupun pergerakan teratur sejumlah besar elektron dan nukleus atom, tidak akan ada arus elektrik. Jumlah caj yang dipindahkan melalui mana-mana bahagian konduktor kemudiannya akan sama dengan sifar, kerana caj tanda yang berbeza bergerak dengan kelajuan purata yang sama.

Arus elektrik mempunyai arah tertentu. Arah pergerakan zarah bercas positif diambil sebagai arah arus. Jika arus terbentuk oleh pergerakan zarah bercas negatif, maka arah arus dianggap bertentangan dengan arah pergerakan zarah.

Kekuatan semasa - kuantiti fizik yang menentukan jumlah cas elektrik yang bergerak setiap unit masa melalui keratan rentas rein

Jika kekuatan semasa tidak berubah mengikut masa, maka arus dipanggil malar.

Kekuatan semasa, seperti cas, ialah kuantiti skalar. Dia boleh jadi seperti positif jadi negatif. Tanda kekuatan semasa bergantung pada arah mana di sepanjang konduktor diambil sebagai positif. Kekuatan semasa I>0, jika arah arus bertepatan dengan arah positif yang dipilih secara bersyarat di sepanjang konduktor. Jika tidak saya<0.

Kekuatan arus bergantung kepada cas yang dibawa oleh setiap zarah, kepekatan zarah, kelajuan pergerakan diarahkannya dan luas keratan rentas konduktor. Diukur dalam (A).

Untuk kemunculan dan kewujudan arus elektrik yang berterusan dalam bahan, adalah perlu, pertama, kehadiran zarah bercas bebas. Jika cas positif dan negatif disambungkan antara satu sama lain dalam atom atau molekul, maka pergerakannya tidak akan membawa kepada kemunculan arus elektrik.

Untuk mencipta dan mengekalkan pergerakan zarah bercas yang teratur, kedua, perlu mempunyai daya yang bertindak ke atasnya dalam arah tertentu. Jika daya ini berhenti bertindak, maka pergerakan tertib zarah bercas akan terhenti disebabkan oleh rintangan yang dikenakan oleh ion-ion kisi kristal logam atau molekul neutral elektrolit terhadap pergerakannya.

Seperti yang kita ketahui, zarah bercas dipengaruhi oleh medan elektrik dengan daya F= qE. Biasanya, medan elektrik di dalam konduktor yang menyebabkan dan mengekalkan pergerakan zarah bercas yang teratur. Hanya dalam kes statik, apabila cas berada dalam keadaan rehat, medan elektrik di dalam konduktor adalah sifar.

Sekiranya terdapat medan elektrik di dalam konduktor, maka terdapat perbezaan potensi antara hujung konduktor. Apabila beza keupayaan tidak berubah dalam masa, maka arus elektrik yang tetap diwujudkan dalam konduktor.

Hukum Ohm. Bentuk termudah ialah ciri volt-ampere bagi konduktor logam dan larutan elektrolit. Buat pertama kali (untuk logam), ia ditubuhkan oleh saintis Jerman Georg Ohm, jadi pergantungan arus pada voltan dipanggil Hukum Ohm.

Hukum Ohm untuk bahagian litar: kekuatan arus adalah berkadar terus

voltan dan berkadar songsang dengan rintangan:

Sukar untuk membuktikan secara eksperimen kesahihan hukum Ohm.

28. Rintangan konduktor. Sambungan siri dan selari konduktor.

Rintangan. Ciri elektrik utama konduktor ialah rintangan. Kekuatan arus dalam konduktor pada voltan tertentu bergantung pada nilai ini. Rintangan konduktor adalah, seolah-olah, ukuran rintangan konduktor terhadap pembentukan arus elektrik di dalamnya.

Menggunakan hukum Ohm, anda boleh menentukan rintangan konduktor:,

Untuk melakukan ini, anda perlu mengukur voltan dan arus.

bahagian S Rintangan bergantung kepada bahan pengalir dannya dimensi geometri. Rintangan konduktor panjang l dengan luas keratan rentas tetap ialah:

di mana R- nilai yang bergantung pada jenis bahan dan keadaannya (pada suhu di tempat pertama). nilai R dipanggil rintangan khusus konduktor. Kerintangan secara berangka sama dengan rintangan konduktor yang mempunyai bentuk kubus dengan tepi 1 m, jika arus diarahkan sepanjang normal kepada dua muka bertentangan kubus.

Konduktor mempunyai rintangan 1 ohm jika dengan beza keupayaan 1 V arus di dalamnya 1 A.

Unit kerintangan ialah 1 ohm.

Sambungan bersiri konduktor. Apabila disambung secara bersiri, litar elektrik tidak mempunyai cawangan. Semua konduktor dimasukkan ke dalam litar secara berselang-seli belakang kawan.

Kekuatan semasa dalam kedua-dua konduktor adalah sama, i.e. I 1 \u003d I 2 \u003d I kerana dalam konduktor cas elektrik dalam kes arus terus tidak terkumpul dan cas yang sama melalui mana-mana keratan rentas konduktor dalam masa tertentu.

Voltan di hujung bahagian litar yang sedang dipertimbangkan ialah jumlah voltan pada konduktor pertama dan kedua: U \u003d U 1 + U 2

Jumlah rintangan keseluruhan bahagian litar apabila disambung secara bersiri ialah:R= R 1 + R 1

Sambungan selari konduktor.

29. Daya gerak elektrik. Hukum Ohm untuk litar lengkap.

Daya gerak elektrik dalam gelung tertutup ialah nisbah kerja daya luar apabila cas bergerak sepanjang gelung ke cas:

Daya gerak elektrik dinyatakan dalam volt.

Daya elektromotif sel galvanik ada kerja pihak ketiga

daya apabila menggerakkan satu unit cas positif di dalam unsur dari satu kutub ke kutub yang lain.

Rintangan sumber sering dirujuk sebagai rintangan dalaman berbanding rintangan luaranRrantai. Dalam penjana r - ini adalah rintangan belitan, dan dalam sel galvanik - rintangan larutan elektrolit dan elektrod. Hukum Ohm untuk litar tertutup menghubungkan kekuatan arus dalam litar, EMF dan impedans R + r rantai.

Hasil darab arus dan rintangan bahagian litar sering dipanggil penurunan voltan di kawasan ini. Oleh itu, EMF adalah sama dengan jumlah penurunan voltan dalam bahagian dalaman dan luaran litar tertutup. Biasanya hukum Ohm untuk litar tertutup ditulis dalam bentuk:

di mana R - rintangan beban, ε –ems , r- rintangan dalaman.

Kekuatan semasa dalam litar lengkap adalah sama dengan nisbah EMF litar kepada jumlah rintangannya.

Kekuatan semasa bergantung pada tiga kuantiti: EMF ε, rintangan R dan r bahagian luar dan dalam rantai. Rintangan dalaman sumber arus tidak mempunyai kesan ketara terhadap kekuatan arus, jika ia kecil berbanding rintangan bahagian luar litar (R>>r). Dalam kes ini, voltan pada terminal sumber adalah lebih kurang sama dengan EMF:

U=IR≈ε.

Sekiranya berlaku litar pintas, apabila R → 0, arus dalam litar ditentukan dengan tepat oleh rintangan dalaman sumber, dan dengan daya gerak elektrik beberapa volt ia boleh menjadi sangat besar jika r kecil (contohnya, untuk bateri r ≈ 0.1-0.001 ohm). Wayar boleh cair, dan sumber itu sendiri gagal.

elemen bersiri dengan EMF ε 1 , ε 2 , ε 3 dan lain-lain, maka jumlah EMF litar adalah sama dengan jumlah algebra EMF unsur individu.

Jika, apabila memintas litar, mereka melepasi dari kutub negatif sumber ke positif, maka EMF> 0.

30. Kerja dan kuasa semasa. Undang-undang Joule-Lenz.

Kerja semasa adalah sama dengan: A=IU∆t atau A=qU, jika arus adalah malar, maka dari hukum Ohm:

Kerja arus dalam bahagian litar adalah sama dengan produk kekuatan semasa, voltan dan masa semasa kerja dilakukan.

Pemanasan berlaku jika rintangan wayar adalah tinggi

Kuasa semasa. Sebarang peranti elektrik (lampu, motor elektrik) direka untuk menggunakan sejumlah tenaga bagi setiap unit masa.

Kuasa arus adalah sama dengan nisbah kerja arus untuk masa itu ∆ tkepada selang masa ini . Mengikut definisi ini:

Jumlah haba ditentukan oleh hukum Joule-Lenz:

Jika arus elektrik mengalir dalam litar di mana chem. Reaksi dan tidak komited kerja mekanikal, maka tenaga medan elektrik ditukar kepada tenaga dalaman konduktor dan suhunya meningkat. Melalui pertukaran haba, tenaga ini dipindahkan ke sekitar, badan yang lebih sejuk. Daripada undang-undang pemuliharaan tenaga, jumlah haba adalah sama dengan kerja arus elektrik:

(formula)

Undang-undang ini dipanggil undang-undang Joule-Lenz.

31. Medan magnet. aruhan medan magnet. Undang-undang Ampere.

Interaksi antara konduktor dengan arus, iaitu, interaksi antara cas elektrik yang bergerak, dipanggil magnetik. Daya yang konduktor pembawa arus bertindak antara satu sama lain dipanggil daya magnet.

Medan magnet. Menurut teori jarak pendek, arus dalam salah satu konduktor tidak boleh secara langsung bertindak ke atas arus dalam konduktor yang lain.

Dalam ruang yang mengelilingi cas elektrik tidak bergerak, medan elektrik timbul, dalam ruang yang mengelilingi arus, terdapat medan yang dipanggil magnet.

Arus elektrik dalam salah satu konduktor mencipta medan magnet di sekelilingnya, yang bertindak ke atas arus dalam konduktor kedua. Dan medan yang dicipta oleh arus elektrik konduktor kedua bertindak pada yang pertama.

Medan magnet ialah bentuk khas jirim, yang melaluinya interaksi antara zarah bercas elektrik yang bergerak dijalankan.

Sifat medan magnet:

1. Medan magnet dijana oleh arus elektrik (cas bergerak).

2. Medan magnet dikesan oleh kesan pada arus elektrik (cas bergerak).

Seperti medan elektrik, medan magnet benar-benar wujud, secara bebas daripada kita, daripada pengetahuan kita tentangnya.

Aruhan magnetik - keupayaan medan magnet untuk mengenakan daya pada konduktor pembawa arus (kuantiti vektor). Diukur dalam Tl.

Arah vektor aruhan magnet ialah arah dari kutub selatan S ke utara N jarum magnet, yang dipasang secara bebas dalam medan magnet. Arah ini bertepatan dengan arah normal positif ke gelung tertutup dengan arus.

Arah vektor aruhan magnet ditetapkan dengan menggunakan peraturan gimlet:

jika arah pergerakan translasi gimlet bertepatan dengan arah arus dalam konduktor, maka arah putaran pemegang gimlet bertepatan dengan arah vektor aruhan magnetik.

Garis magnet induksi.

Garisan, pada mana-mana titik di mana vektor aruhan magnet diarahkan secara tangen – garis aruhan magnetik. Medan homogen - garis selari, medan tidak homogen - garis melengkung. Lebih banyak garisan, lebih besar kekuatan bidang ini. Medan dengan garis kuasa tertutup dipanggil pusaran. Medan magnet ialah medan pusaran.

fluks magnet– nilai yang sama dengan hasil darab modulus vektor aruhan magnet dan luas serta kosinus sudut antara vektor dan normal ke permukaan.

Daya Ampere adalah sama dengan hasil darab vektor aruhan magnet dengan kekuatan semasa, panjang bahagian konduktor dan sinus sudut antara aruhan magnet dan bahagian konduktor.

di mana l - panjang konduktor, B ialah vektor aruhan magnetik.

Daya ampere digunakan dalam pembesar suara, pembesar suara.

Prinsip operasi: Arus elektrik ulang alik mengalir melalui gegelung dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi audio daripada mikrofon atau daripada keluaran radio. Di bawah tindakan daya Ampere, gegelung berayun di sepanjang paksi pembesar suara mengikut masa dengan turun naik semasa. Getaran ini dihantar ke diafragma, dan permukaan diafragma mengeluarkan gelombang bunyi.

32. Tindakan medan magnet pada cas yang bergerak. Kuasa Lorentz.

Daya yang bertindak ke atas zarah bercas yang bergerak dari medan magnet dipanggil daya Lorentz.

Kuasa Lorentz. Memandangkan arus adalah pergerakan tertib cas elektrik, adalah wajar untuk menganggap bahawa daya Ampere adalah paduan daya yang bertindak ke atas cas individu yang bergerak dalam konduktor. Telah terbukti secara eksperimen bahawa daya sebenarnya bertindak ke atas cas yang bergerak dalam medan magnet. Daya ini dipanggil daya Lorentz. Modulus F L daya didapati oleh formula

di mana B ialah modulus medan magnet di mana cas bergerak, q dan v ialah nilai mutlak cas dan kelajuannya, a ialah sudut antara vektor v dan B. Daya ini berserenjang dengan vektor v dan B , arahnya ditemui mengikut peraturan tangan kiri: jika tangan diposisikan supaya empat jari terulur bertepatan dengan arah pergerakan cas positif, garis aruhan medan magnet memasuki tapak tangan, maka set ibu jari diketepikan dengan 90 0 menunjukkan arah daya. Dalam kes zarah negatif, arah daya adalah bertentangan.

Oleh kerana daya Lorentz berserenjang dengan halaju zarah, maka. dia tidak buat kerja.

Kuasa Lorentz digunakan dalam televisyen, spektrograf jisim.

Prinsip operasi: Ruang vakum peranti diletakkan dalam medan magnet. Zarah bercas (elektron atau ion) yang dipercepatkan oleh medan elektrik, setelah menggambarkan arka, jatuh pada plat fotografi, di mana ia meninggalkan jejak, yang memungkinkan untuk mengukur jejari trajektori dengan ketepatan yang tinggi. . Caj spesifik ion ditentukan dari jejari ini. Mengetahui cas ion, adalah mudah untuk menentukan jisimnya.

33. Sifat magnet jirim. Kebolehtelapan magnet. Ferromagnetisme.

Kebolehtelapan magnet. magnet kekal boleh dibuat daripada hanya beberapa bahan, tetapi semua bahan yang diletakkan dalam medan magnet adalah magnet, iaitu, mereka sendiri mencipta medan magnet. Disebabkan ini, vektor aruhan magnetik B dalam medium homogen berbeza daripada vektor Dalam pada titik yang sama dalam ruang dalam vakum.

Sikap mencirikan sifat magnetik medium, dipanggil kebolehtelapan magnetik medium.

Dalam medium homogen, aruhan magnet ialah: di mana m - kebolehtelapan magnet bagi medium tertentu ialah kuantiti tidak berdimensi yang menunjukkan berapa kali μ dalam persekitaran ini, lebih banyak lagi μ dalam vakum.

Sifat magnet mana-mana badan ditentukan oleh arus elektrik tertutup di dalamnya.

Paramagnet ialah bahan yang mencipta medan magnet lemah yang bertepatan dengan arah medan luaran. Kebolehtelapan magnet bagi paramagnet terkuat berbeza sedikit daripada perpaduan: 1.00036 untuk platinum dan 1.00034 untuk oksigen cecair. Diamagnet ialah bahan yang mencipta medan yang melemahkan medan magnet luar. Perak, plumbum, kuarza mempunyai sifat diamagnet. Kebolehtelapan magnet diamagnet berbeza daripada perpaduan tidak lebih daripada sepuluh ribu.

Ferromagnet dan aplikasinya. Dengan memasukkan teras besi atau keluli ke dalam gegelung, adalah mungkin untuk menguatkan medan magnet yang dicipta olehnya berkali-kali tanpa meningkatkan arus dalam gegelung. Ini menjimatkan elektrik. Teras transformer, penjana, motor elektrik, dsb. diperbuat daripada ferromagnet.

Apabila medan magnet luaran dimatikan, ferromagnet kekal bermagnet, iaitu, ia mewujudkan medan magnet di ruang sekeliling. Orientasi tertib arus asas tidak hilang apabila medan magnet luaran dimatikan. Kerana ini, terdapat magnet kekal.

Magnet kekal digunakan secara meluas dalam alat pengukur elektrik, pembesar suara dan telefon, perakam bunyi, kompas magnetik dan lain-lain.

Ferrite digunakan secara meluas - bahan feromagnetik yang tidak mengalirkan arus elektrik. Mereka mewakili sebatian kimia oksida besi dengan oksida bahan lain. Pertama daripada diketahui orang bahan feromagnetik - bijih besi magnetik - ialah ferit.

Suhu kari. Pada suhu yang lebih tinggi daripada suhu tertentu untuk feromagnet tertentu, sifat feromagnetnya hilang. Suhu ini dipanggil Suhu kari. Jika paku bermagnet dipanaskan dengan kuat, ia akan kehilangan keupayaannya untuk menarik objek besi kepadanya. Suhu Curie untuk besi ialah 753°C, untuk nikel 365°C, dan untuk kobalt 1000°C. Terdapat aloi feromagnetik yang suhu Curienya kurang daripada 100°C.

34. Aruhan elektromagnet. fluks magnet.

Aruhan elektromagnet. Undang-undang aruhan elektromagnet. Peraturan Lenz Kita tahu bahawa arus elektrik mencipta medan magnet. Sememangnya, persoalan timbul: "Adakah mungkin untuk menjana arus elektrik dengan bantuan medan magnet?". Masalah ini diselesaikan oleh Faraday, yang menemui fenomena induksi elektromagnet, iaitu seperti berikut: dengan sebarang perubahan dalam fluks magnet yang menembusi kawasan yang diliputi oleh litar pengalir, daya gerak elektrik yang dipanggil emf timbul di dalamnya. induksi. Jika litar ditutup, maka di bawah tindakan emf ini. terdapat arus elektrik, dipanggil aruhan. Faraday mendapati bahawa emf. aruhan tidak bergantung kepada kaedah menukar fluks magnet dan hanya ditentukan oleh kelajuan perubahannya, i.e.

EMF boleh berlaku apabila aruhan magnet berubah AT, apabila memutar satah kontur, berbanding dengan medan magnet. Tanda tolak dalam formula dijelaskan mengikut Hukum Lenz: Arus aruhan diarahkan supaya medan magnetnya menghalang perubahan dalam fluks magnet luar yang menjana arus aruhan. Nisbah dipanggil undang-undang aruhan elektromagnet: EMF aruhan dalam konduktor adalah sama dengan kadar perubahan fluks magnet yang menembusi kawasan yang diliputi oleh konduktor.

fluks magnet . Fluks magnet melalui permukaan ialah bilangan garis aruhan magnet yang menembusinya. Biarkan terdapat kawasan rata bagi kawasan S dalam medan magnet seragam, berserenjang dengan garis aruhan magnet. (Medan magnet homogen adalah medan sedemikian, pada setiap titik yang mana induksi medan magnet adalah sama dalam magnitud dan arah). Dalam kes ini, n normal ke kawasan bertepatan dengan arah medan. Memandangkan bilangan garisan aruhan magnet melalui luas unit tapak, sama dengan modul B aruhan medan, bilangan garisan yang menembusi tapak ini akan menjadi S kali lebih besar. Oleh itu, fluks magnet ialah:

Sekarang mari kita pertimbangkan kes apabila kawasan rata terletak dalam medan magnet seragam, mempunyai bentuk segiempat selari dengan sisi a dan b, yang luasnya ialah S = ab. N normal ke tapak membuat sudut a dengan arah medan, i.e. dengan vektor aruhan B. Bilangan garis aruhan yang melalui tapak S dan unjurannya Spr ke atas satah berserenjang dengan garisan ini adalah sama. Oleh itu, fluks Ф aruhan medan magnet melalui mereka adalah sama. Menggunakan ungkapan, kita dapati Ф = ВSpr Daripada rajah. dapat dilihat bahawa Spr = ab * cos a = Scosa. sebab tu f = BScos a .

Dalam unit SI, fluks magnet diukur dalam webers (Wb). Ia mengikuti daripada formula i.e. 1 Wb ialah fluks magnet melalui kawasan seluas 1 m2, terletak berserenjang dengan garis aruhan magnet dalam medan magnet seragam dengan aruhan 1 T. Cari dimensi Weber:

Adalah diketahui bahawa fluks magnet adalah kuantiti algebra. Mari kita ambil fluks magnet yang menembusi kawasan kontur sebagai positif. Dengan peningkatan dalam aliran ini, z.d.s. aruhan, di bawah tindakan yang mana arus aruhan muncul, mewujudkan medan magnetnya sendiri yang diarahkan ke arah medan luaran, i.e. fluks magnet arus aruhan adalah negatif.

Jika aliran yang menembusi kawasan kontur berkurangan (), maka, i.e. arah medan magnet arus aruhan bertepatan dengan arah medan luar.

35. Undang-undang aruhan elektromagnet. Peraturan Lenz.

Jika litar ditutup, maka di bawah tindakan emf ini. terdapat arus elektrik, dipanggil aruhan. Faraday mendapati bahawa emf. aruhan tidak bergantung kepada kaedah menukar fluks magnet dan hanya ditentukan oleh kelajuan perubahannya, i.e.

Nisbah dipanggil undang-undang aruhan elektromagnet: EMF aruhan dalam konduktor adalah sama dengan kadar perubahan fluks magnet yang menembusi kawasan yang diliputi oleh konduktor. Tanda tolak dalam formula ialah ungkapan matematik peraturan Lenz. Adalah diketahui bahawa fluks magnet adalah kuantiti algebra. Kami menerima fluks magnet yang menembusi kawasan litar sebagai positif. Apabila aliran ini bertambah

z.d.s. aruhan, di bawah tindakan yang mana arus aruhan muncul, mewujudkan medan magnetnya sendiri yang diarahkan ke arah medan luaran, i.e. fluks magnet arus aruhan adalah negatif.

Jika aliran yang menembusi kawasan kontur berkurangan, maka, i.e. arah medan magnet arus aruhan bertepatan dengan arah medan luar.

Mari kita pertimbangkan salah satu eksperimen yang dijalankan oleh Faraday untuk mengesan arus aruhan, dan, akibatnya, emf. induksi. Jika magnet dimasukkan atau dilanjutkan ke dalam solenoid yang ditutup kepada alat pengukur elektrik yang sangat sensitif (galvanometer), maka apabila magnet bergerak, pesongan jarum galvanometer diperhatikan, menunjukkan berlakunya arus aruhan. Perkara yang sama diperhatikan apabila solenoid bergerak relatif kepada magnet. Jika magnet dan solenoid adalah pegun relatif antara satu sama lain, maka arus aruhan tidak berlaku. Daripada pengalaman di atas, ia mengikuti bahawa dengan pergerakan bersama badan-badan ini, perubahan dalam fluks magnet berlaku melalui benang solenoid, yang membawa kepada kemunculan arus aruhan yang disebabkan oleh emf yang muncul. induksi.

2. Arah arus aruhan ditentukan oleh peraturan Lenz: arus teraruh sentiasa mempunyai arah ini. bahawa medan magnet yang diciptanya menghalang perubahan fluks magnet yang menyebabkan arus ini. Ia berikutan daripada peraturan ini bahawa dengan peningkatan dalam fluks magnet, arus induktif yang terhasil mempunyai arah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan olehnya diarahkan terhadap medan luaran, mengatasi peningkatan dalam fluks magnet. Penurunan dalam fluks magnet, sebaliknya, membawa kepada kemunculan arus aruhan yang mencipta medan magnet yang bertepatan dengan arah dengan medan luaran. Biarkan, sebagai contoh, bingkai dawai segi empat sama yang ditembusi oleh medan magnet berada dalam medan magnet seragam. Katakan bahawa medan magnet bertambah. Ini membawa kepada peningkatan dalam fluks magnet melalui kawasan bingkai. Mengikut peraturan Lenz, medan magnet arus aruhan yang terhasil akan diarahkan terhadap medan luar, i.e. vektor B 2 medan ini bertentangan dengan vektor E. Menggunakan peraturan skru kanan (lihat § 65, perenggan 3), kita dapati arah arus aruhan I i.

36. Fenomena induksi kendiri. Kearuhan. Tenaga medan magnet.

Fenomena induksi diri . Fenomena berlakunya emf. dalam konduktor yang sama yang mengalir arus ulang alik, dipanggil aruhan kendiri, dan emf itu sendiri. dipanggil emf. induksi kendiri. Fenomena ini dijelaskan seperti berikut. Arus ulang alik yang melalui konduktor menghasilkan medan magnet berselang-seli di sekelilingnya, yang seterusnya menghasilkan fluks magnet yang berubah mengikut masa melalui kawasan yang dibatasi oleh konduktor. Mengikut fenomena induksi elektromagnet, perubahan dalam fluks magnet ini membawa kepada kemunculan emf. induksi kendiri.

Jom cari emf induksi kendiri. Biarkan arus elektrik mengalir melalui konduktor dengan kearuhan L. Pada masa t 1 kekuatan arus ini ialah I 1 , dan pada masa t 2 ia telah menjadi sama dengan I 2 . Kemudian fluks magnet yang dicipta oleh arus melalui kawasan yang dihadkan oleh konduktor, pada masa t 1 dan t 2, masing-masing, adalah sama dengan Ф1 \u003d LI 1 dan Ф 2 \u003d LI 2, dan perubahan DF fluks magnet. adalah sama dengan DF \u003d LI 2 - LI 1 \u003d L (I 2 - I 1) \u003d LDI, di mana DI \u003d I 2 - I 1 - perubahan dalam kekuatan semasa dalam tempoh masa Dt \u003d t 2 - t 1. Mengikut undang-undang aruhan elektromagnet, emf. induksi diri ialah: Menggantikan formula sebelumnya ke dalam ungkapan ini,

Kami mendapat Jadi, e.m.f. aruhan kendiri yang berlaku dalam konduktor adalah berkadar dengan kadar perubahan kekuatan arus yang mengalir melaluinya. Nisbah adalah hukum aruhan diri.

Di bawah tindakan emf. aruhan kendiri, arus aruhan dicipta, dipanggil arus aruhan sendiri. Arus ini, mengikut peraturan Lenz, mengatasi perubahan kekuatan arus dalam litar, memperlahankan kenaikan atau penurunannya.

1. Kearuhan. Biarkan ia mengalir dalam gelung tertutup D.C. daya I. Arus ini mencipta medan magnet di sekelilingnya, yang meresap ke kawasan yang diliputi oleh konduktor, mewujudkan fluks magnet. Adalah diketahui bahawa fluks magnet Ф adalah berkadar dengan modul aruhan medan magnet B, dan modul aruhan medan magnet yang timbul di sekeliling konduktor pembawa arus adalah berkadar dengan kekuatan semasa 1. Ia berikutan daripada ini

Pekali perkadaran L antara kekuatan arus dan fluks magnet yang dicipta oleh arus ini melalui kawasan yang dibatasi oleh konduktor dipanggil kearuhan konduktor.

Kearuhan konduktor bergantung pada dimensi dan bentuk geometrinya, serta pada sifat magnetik persekitaran di mana ia berada. dalamnya. Perlu diingatkan bahawa jika kebolehtelapan magnetik medium yang mengelilingi konduktor tidak bergantung pada aruhan medan magnet yang dicipta oleh arus yang mengalir melalui konduktor, maka kearuhan konduktor ini adalah nilai tetap untuk sebarang arus yang mengalir di dalamnya. . Ini berlaku apabila konduktor berada dalam medium dengan sifat diamagnet atau paramagnet. Dalam kes ferromagnet, induktansi bergantung kepada kekuatan arus yang melalui konduktor.

Dalam sistem SI, induktansi diukur dalam henries (H). L \u003d F / I dan 1 Gn \u003d 1 V6 / 1A, i.e. 1 H ialah kearuhan konduktor sedemikian, apabila arus 1A mengalir melaluinya, fluks magnet timbul, menembusi kawasan yang diliputi oleh konduktor, sama dengan 1Wb.

Tenaga medan magnet . Apabila arus elektrik mengalir melalui konduktor, medan magnet berkembang di sekelilingnya. Ia mempunyai tenaga. Ia boleh ditunjukkan bahawa tenaga medan magnet yang timbul di sekeliling konduktor dengan kearuhan L, yang melaluinya arus terus daya I mengalir, adalah sama dengan

37. Getaran harmonik. Amplitud, tempoh dan kekerapan ayunan.

Ayunan dipanggil proses yang dicirikan oleh kebolehulangan tertentu dari semasa ke semasa. Proses perambatan ayunan di angkasa dipanggil gelombang. Boleh dikatakan tanpa keterlaluan bahawa kita hidup dalam dunia getaran dan ombak. Sesungguhnya, organisma hidup wujud berkat denyutan jantung yang berkala, paru-paru kita berubah-ubah apabila kita bernafas. Seseorang mendengar dan bercakap disebabkan getaran gegendang telinga dan pita suaranya. Gelombang cahaya (turun naik dalam medan elektrik dan magnet) membolehkan kita melihat. Teknologi moden juga sangat meluas menggunakan proses berayun. Cukuplah untuk mengatakan bahawa banyak enjin dikaitkan dengan ayunan: pergerakan berkala omboh dalam enjin pembakaran dalaman, pergerakan injap, dsb. Lain-lain contoh penting adalah arus ulang alik, ayunan elektromagnet dalam litar berayun, gelombang radio, dsb. Seperti yang dapat dilihat daripada contoh di atas, sifat ayunan adalah berbeza. Walau bagaimanapun, ia dikurangkan kepada dua jenis - ayunan mekanikal dan elektromagnet. Ternyata walaupun terdapat perbezaan sifat fizikal getaran, ia diterangkan oleh persamaan matematik yang sama. Ini memungkinkan untuk memilih doktrin ayunan dan gelombang sebagai salah satu cabang fizik, di mana pendekatan bersatu untuk kajian ayunan pelbagai sifat fizikal dijalankan.

Mana-mana sistem yang mampu berayun atau di mana ayunan boleh berlaku dipanggil berayun. Ayunan yang berlaku dalam sistem ayunan, dikeluarkan daripada keseimbangan dan dibentangkan kepada dirinya sendiri, dipanggil ayunan bebas. Getaran percuma dilembapkan, kerana tenaga yang diberikan kepada sistem ayunan sentiasa berkurangan.

Ayunan dipanggil harmonik, di mana sebarang kuantiti fizik yang menerangkan proses berubah mengikut masa mengikut hukum kosinus atau sinus:

Mari kita ketahui maksud fizikal pemalar A, w, a yang memasuki persamaan ini.

Pemalar A dipanggil amplitud ayunan. Amplitud ialah nilai tertinggi, yang boleh mengambil nilai turun naik. Mengikut definisi, ia sentiasa positif. Ungkapan wt + a, yang berada di bawah tanda kosinus, dipanggil fasa ayunan. Ia membolehkan anda mengira nilai kuantiti turun naik pada bila-bila masa. Nilai pemalar a ialah nilai fasa pada masa t =0 dan oleh itu dipanggil fasa awal ayunan. Nilai fasa awal ditentukan oleh pilihan permulaan kira detik. Nilai w dipanggil frekuensi kitaran, makna fizikal yang dikaitkan dengan konsep tempoh dan kekerapan ayunan. Tempoh ayunan tidak terendam dipanggil tempoh masa terpendek selepas kuantiti turun naik mengambil nilai sebelumnya, atau ringkasnya - masa satu ayunan lengkap. Bilangan ayunan per unit masa dipanggil frekuensi ayunan. Kekerapan v adalah berkaitan dengan tempoh T ayunan oleh hubungan v=1/T

Kekerapan ayunan diukur dalam hertz (Hz). 1 Hz ialah kekerapan proses berkala di mana satu ayunan berlaku dalam 1 s. Mari kita cari hubungan antara frekuensi dan frekuensi kitaran ayunan. Dengan menggunakan formula, kita dapati nilai kuantiti turun naik pada momen masa t=t 1 dan t=t 2 =t 1 +T, di mana T ialah tempoh ayunan.

Mengikut takrifan tempoh ayunan, Ini mungkin jika, kerana kosinus ialah fungsi berkala dengan tempoh 2p radian. Dari sini. Kami menerima. Makna fizikal bagi kekerapan kitaran berikutan daripada hubungan ini. Ia menunjukkan berapa banyak ayunan yang dibuat dalam 2p saat.

Getaran percuma sistem ayunan diredam. Walau bagaimanapun, dalam amalan, terdapat keperluan untuk mencipta ayunan yang tidak terendam, apabila kehilangan tenaga dalam sistem ayunan dikompensasikan oleh sumber luar tenaga. Dalam kes ini, ayunan paksa berlaku dalam sistem sedemikian. Ayunan paksa ialah yang berlaku di bawah pengaruh pengaruh yang berubah secara berkala, dan ace pengaruh dipanggil paksaan. Ayunan paksa berlaku dengan frekuensi yang sama dengan kekerapan tindakan memaksa. Amplitud ayunan paksa meningkat apabila kekerapan tindakan paksaan menghampiri frekuensi semula jadi sistem ayunan. Ia mencapai nilai maksimum apabila frekuensi yang ditunjukkan adalah sama. Fenomena peningkatan mendadak dalam amplitud ayunan paksa, apabila kekerapan tindakan memaksa adalah sama dengan frekuensi semula jadi sistem ayunan, dipanggil resonans.

Fenomena resonans digunakan secara meluas dalam teknologi. Ia boleh memberi manfaat dan memudaratkan. Sebagai contoh, fenomena resonans elektrik bermain peranan yang berguna apabila menala penerima radio ke stesen radio yang dikehendaki, dengan menukar nilai induktansi dan kapasitansi, adalah mungkin untuk memastikan bahawa frekuensi semula jadi litar berayun bertepatan dengan frekuensi gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh mana-mana stesen radio. Akibatnya, dalam litar akan ada getaran resonans diberi frekuensi, amplitud ayunan yang dicipta oleh stesen lain akan menjadi kecil. Ini akan menala radio ke stesen yang dikehendaki.

38. Bandul matematik. Tempoh ayunan bandul matematik.

39. Turun naik beban pada spring. Perubahan tenaga semasa getaran.

40. Ombak. Gelombang melintang dan membujur. Halaju dan panjang gelombang.

41. Ayunan elektromagnet percuma dalam litar. Penukaran tenaga dalam litar berayun. Transformasi tenaga.

Perubahan berkala atau hampir berkala dalam cas, arus dan voltan dipanggil ayunan elektrik.

Mendapatkan getaran elektrik hampir semudah membuat badan berayun dengan menggantungnya pada spring. Tetapi memerhati getaran elektrik tidak lagi begitu mudah. Lagipun, kita tidak langsung melihat sama ada cas semula kapasitor atau arus dalam gegelung. Di samping itu, ayunan biasanya berlaku pada frekuensi yang sangat tinggi.

Memerhati dan menyiasat ayunan elektrik menggunakan osiloskop elektronik. Plat pesong melintang tiub sinar katod osiloskop dibekalkan dengan voltan sapuan berselang-seli Ke atas bentuk "gigi gergaji". Voltan meningkat secara agak perlahan, dan kemudian menurun dengan sangat mendadak. Medan elektrik di antara plat menyebabkan pancaran elektron berjalan melalui skrin dalam arah mendatar dengan kelajuan tetap dan kemudian hampir serta-merta kembali. Selepas itu, keseluruhan proses diulang. Jika kita sekarang memasang plat pesongan menegak pada kapasitor, maka turun naik voltan semasa nyahcasnya akan menyebabkan rasuk berayun ke arah menegak. Akibatnya, masa "sapu" ayunan terbentuk pada skrin, agak serupa dengan yang dilukis oleh bandul dengan kotak pasir pada helaian kertas yang bergerak. Turun naik mereput dari semasa ke semasa

Getaran ini adalah percuma. Ia timbul selepas kapasitor diberi cas yang membawa sistem keluar daripada keseimbangan. Pengecasan kapasitor adalah bersamaan dengan sisihan bandul dari kedudukan keseimbangan.

AT litar elektrik ayunan elektrik paksa juga boleh diperolehi. Ayunan sedemikian muncul dengan kehadiran berkala daya elektromotif. Emf aruhan berubah berlaku dalam rangka dawai beberapa lilitan apabila ia berputar dalam medan magnet (Gamb. 19). Dalam kes ini, fluks magnet yang menembusi bingkai berubah secara berkala.Selaras dengan undang-undang aruhan elektromagnet, EMF aruhan yang terhasil juga berubah secara berkala. Apabila litar ditutup, arus ulang alik akan mengalir melalui galvanometer dan jarum akan mula berayun di sekitar kedudukan keseimbangan.

2.Litar berayun. Sistem paling mudah di mana ayunan elektrik bebas boleh berlaku terdiri daripada kapasitor dan gegelung yang dipasang pada plat kapasitor (Rajah 20). Sistem sedemikian dipanggil litar berayun.

Pertimbangkan mengapa ayunan berlaku dalam litar. Kami mengecas kapasitor dengan menyambungkannya seketika ke bateri menggunakan suis. Dalam kes ini, kapasitor akan menerima tenaga:

dengan qm ialah cas pemuat, dan C ialah kemuatannya. Di antara plat kapasitor akan terdapat beza keupayaan Um.

Mari kita alihkan suis ke kedudukan 2. Kapasitor akan mula dinyahcas, dan arus elektrik akan muncul dalam litar. Arus tidak segera mencapai nilai maksimumnya, tetapi meningkat secara beransur-ansur. Ini disebabkan oleh fenomena induksi kendiri. Apabila arus muncul, medan magnet berselang-seli dicipta. Medan magnet berselang-seli ini menghasilkan medan elektrik pusaran dalam konduktor. Medan elektrik pusaran semasa pertumbuhan medan magnet diarahkan melawan arus dan menghalang peningkatan serta-merta.

Apabila kapasitor dilepaskan, tenaga medan elektrik berkurangan, tetapi pada masa yang sama tenaga medan magnet arus meningkat, yang ditentukan oleh formula: rajah.

di mana saya adalah kekuatan semasa,. L ialah kearuhan gegelung. Pada masa apabila kapasitor dinyahcas sepenuhnya (q=0), tenaga medan elektrik akan menjadi sifar. Tenaga arus (tenaga medan magnet) mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga akan menjadi maksimum. Oleh itu, pada masa ini, arus juga akan mencapai nilai maksimumnya

Walaupun fakta bahawa pada masa ini perbezaan potensi pada hujung gegelung menjadi sama dengan sifar, arus elektrik tidak boleh berhenti serta-merta. Ini dihalang oleh fenomena induksi diri. Sebaik sahaja kekuatan arus dan medan magnet yang dicipta olehnya mula berkurangan, medan elektrik pusaran timbul, yang diarahkan sepanjang arus dan menyokongnya.

Akibatnya, kapasitor dicas semula sehingga arus, secara beransur-ansur berkurangan, menjadi sama dengan sifar. Tenaga medan magnet pada masa ini juga akan sama dengan sifar, dan tenaga medan elektrik kapasitor sekali lagi akan menjadi maksimum.

Selepas itu, kapasitor akan dicas semula dan sistem akan kembali ke keadaan asalnya. Sekiranya tiada kehilangan tenaga, maka proses ini akan berterusan selama-lamanya. Ayunan akan tidak terendam. Pada selang waktu yang sama dengan tempoh ayunan, keadaan sistem akan diulang.

Tetapi pada hakikatnya, kehilangan tenaga tidak dapat dielakkan. Oleh itu, khususnya, gegelung dan wayar penyambung mempunyai rintangan R, dan ini membawa kepada perubahan tenaga secara beransur-ansur. medan elektromagnet ke dalam tenaga dalaman konduktor.

Dengan ayunan yang berlaku dalam litar, terdapat penukaran tenaga medan magnet menjadi tenaga medan elektrik dan sebaliknya. Oleh itu, getaran ini dipanggil elektromagnet. Tempoh litar berayun didapati dengan formula:

42. Hukum pantulan dan pembiasan cahaya. indeks biasan. Fenomena pantulan dalaman total cahaya.

43. Belauan cahaya. penyebaran cahaya. Gangguan cahaya.

Pembelauan cahaya. Dalam medium homogen, cahaya merambat dalam garis lurus. Ini dibuktikan dengan bayang-bayang tajam yang dilemparkan oleh objek legap apabila diterangi oleh sumber cahaya titik. Walau bagaimanapun, jika dimensi halangan menjadi setanding dengan panjang gelombang, maka kelurusan perambatan gelombang dilanggar. Fenomena gelombang membengkok di sekeliling halangan dipanggil pembelauan. Disebabkan oleh pembelauan, cahaya menembusi kawasan bayang-bayang geometri. Fenomena pembelauan dalam cahaya putih disertai dengan penampilan warna iridescent akibat penguraian cahaya kepada warna komponen. Sebagai contoh, warna ibu-mutiara dan mutiara dijelaskan oleh pembelauan cahaya putih pada kemasukan terkecilnya.

Kisi-kisi pembelauan, yang merupakan sistem slot selari sempit dengan lebar yang sama, terletak pada jarak yang sama, digunakan secara meluas dalam eksperimen dan teknologi saintifik. d daripada satu sama lain. Jarak ini dipanggil pemalar kekisi. Biarkan pancaran cahaya monokromatik selari (gelombang cahaya monokromatik satah) jatuh pada kisi difraksi DR, berserenjang dengannya. Untuk memerhatikan pembelauan, kanta pengumpul L diletakkan di belakangnya, dalam satah fokus yang mana skrin E diletakkan, di mana pandangan ditunjukkan dalam satah yang dilukis merentasi celah yang berserenjang dengan jeriji difraksi, dan hanya sinar di tepi celah ditunjukkan. Disebabkan oleh pembelauan, gelombang cahaya terpancar dari celah ke semua arah. Marilah kita memilih salah satu daripadanya, yang menjadikan sudut j dengan arah kejadian menjadi ringan. Sudut ini dipanggil sudut difraksi. Cahaya yang datang dari celah kisi pembelauan pada sudut p dikumpulkan oleh kanta pada titik P (lebih tepat lagi, dalam jalur yang melalui titik ini). Perbezaan perjalanan geometri D l antara rasuk sepadan yang muncul dari slot jiran, seperti yang dilihat dari Rajah. 84.1 bersamaan dengan A! = d~sip 9 . Laluan cahaya melalui kanta tidak memperkenalkan perbezaan laluan tambahan. Jadi jika A! adalah sama dengan nombor integer bagi panjang gelombang, i.e. , kemudian pada titik P gelombang menguatkan satu sama lain. Nisbah ini adalah syarat untuk apa yang dipanggil maksima utama. Integer m dipanggil susunan maksima utama.

Jika cahaya putih jatuh pada parut, maka untuk semua panjang gelombang, kedudukan maksimum pesanan sifar(m = O) padankan; kedudukan maksimum tertib yang lebih tinggi adalah berbeza: l lebih besar,????// j lebih besar untuk nilai tertentu m. Oleh itu, maksimum pusat mempunyai bentuk jalur putih sempit, dan maksimum utama pesanan lain mewakili jalur berbilang warna dengan lebar terhingga - spektrum pembelauan. Oleh itu, parut pembelauan menguraikan cahaya kompleks kepada spektrum dan oleh itu berjaya digunakan dalam spektrometer.

penyebaran cahaya. Fenomena pergantungan indeks biasan sesuatu bahan pada frekuensi cahaya dipanggil penyebaran cahaya. Telah ditetapkan bahawa dengan peningkatan frekuensi cahaya, indeks biasan bahan meningkat. Biarkan pancaran cahaya putih yang selari sempit jatuh pada prisma tiga segi, yang menunjukkan bahagian prisma dengan satah lukisan dan salah satu sinar). Apabila melalui prisma, ia terurai menjadi pancaran cahaya warna yang berbeza daripada ungu kepada merah. Jalur warna pada skrin dipanggil spektrum berterusan. Badan yang dipanaskan memancarkan gelombang cahaya dengan semua kemungkinan frekuensi terletak dalam julat frekuensi dari hingga Hz. Apabila cahaya ini terurai, spektrum berterusan diperhatikan. Penampilan spektrum berterusan dijelaskan oleh penyebaran cahaya. Indeks biasan adalah tertinggi untuk cahaya ungu, dan terendah untuk cahaya merah. Ini membawa kepada fakta bahawa cahaya ungu akan dibiaskan paling banyak dan cahaya merah paling lemah. Penguraian cahaya kompleks yang melalui prisma digunakan dalam spektrometer

3. Gangguan gelombang. Gangguan gelombang ialah fenomena penguatan dan pengecilan gelombang pada titik tertentu dalam ruang apabila ia ditindih. Hanya gelombang koheren yang boleh mengganggu. Gelombang (sumber) sedemikian dipanggil koheren, frekuensi yang sama dan perbezaan fasa ayunan tidak bergantung pada masa. Lokus titik di mana penguatan atau pengecilan gelombang berlaku, masing-masing, dipanggil maksimum gangguan atau gangguan minimum, dan gabungannya dipanggil corak gangguan. Dalam hal ini, kita boleh memberikan formulasi fenomena yang berbeza. Gangguan gelombang ialah fenomena superposisi gelombang koheren dengan pembentukan corak gangguan.

Fenomena gangguan cahaya digunakan untuk mengawal kualiti rawatan permukaan, optik salutan, mengukur indeks biasan sesuatu bahan, dsb.

44. Kesan fotoelektrik dan undang-undangnya. kuanta cahaya. Persamaan Einstein.

1. Kesan fotoelektrik. Fenomena menarik keluar elektron daripada bahan di bawah tindakan sinaran elektromagnet (termasuk cahaya) dipanggil kesan fotoelektrik. Terdapat dua jenis kesan fotoelektrik: luaran dan dalaman. Dengan kesan fotoelektrik luaran, elektron yang dikeluarkan meninggalkan badan, dan dengan kesan fotoelektrik dalaman, ia kekal di dalamnya. Perlu diingatkan bahawa kesan fotoelektrik dalaman hanya diperhatikan dalam semikonduktor dan dielektrik. Mari kita fikirkan hanya pada kesan foto luaran. untuk mengkaji kesan fotoelektrik luaran, skema yang ditunjukkan dalam Rajah 1 digunakan. 87.1. Anod A dan katod K diletakkan di dalam bekas di mana vakum tinggi dicipta. Peranti sedemikian dipanggil fotosel. Jika tiada cahaya jatuh pada fotosel, maka tiada arus dalam litar, dan ammeter menunjukkan sifar. Apabila diterangi dengan cahaya dengan frekuensi yang cukup tinggi, ammeter menunjukkan bahawa arus mengalir dalam litar. Undang-undang kesan fotoelektrik yang ditubuhkan secara empirik:

1. Bilangan elektron yang dikeluarkan daripada bahan adalah berkadar dengan keamatan cahaya.

2. Tenaga kinetik terbesar bagi elektron yang dipancarkan adalah berkadar dengan kekerapan cahaya dan tidak bergantung kepada keamatannya.

3. Bagi setiap bahan terdapat sempadan merah bagi kesan fotoelektrik, iaitu frekuensi cahaya terendah di mana kesan fotoelektrik masih mungkin.

Teori gelombang cahaya tidak dapat menjelaskan undang-undang kesan fotoelektrik. Kesukaran dalam menerangkan undang-undang ini menyebabkan Einstein mencipta teori kuantum cahaya. Dia membuat kesimpulan bahawa cahaya adalah aliran zarah khas dipanggil foton atau quanta. Tenaga foton e ialah e= hn, dengan n ialah kekerapan cahaya, h ialah pemalar Planck.

Adalah diketahui bahawa untuk menarik keluar elektron, ia mesti diberi tenaga minimum, yang dipanggil fungsi kerja A elektron. Jika tenaga foton lebih besar daripada atau sama dengan fungsi kerja, maka elektron terlepas daripada bahan, i.e. kesan fotoelektrik berlaku. Elektron yang dipancarkan mempunyai tenaga kinetik yang berbeza. Elektron yang dikeluarkan dari permukaan bahan mempunyai tenaga yang paling tinggi. Elektron yang tercabut dari kedalaman sebelum sampai ke permukaan kehilangan sebahagian daripada tenaganya dalam perlanggaran dengan atom jirim. Tenaga kinetik tertinggi Wk yang diperolehi oleh elektron boleh didapati menggunakan hukum kekekalan tenaga,

di mana m dan Vm ialah jisim dan kelajuan maksimum elektron. Nisbah ini boleh ditulis dengan cara lain:

Persamaan ini dipanggil persamaan Einstein untuk kesan fotoelektrik luaran. Ia dirumuskan: tenaga foton yang diserap dibelanjakan untuk fungsi kerja elektron dan pemerolehan tenaga kinetik olehnya.

Persamaan Einstein menerangkan semua undang-undang kesan fotoelektrik luaran. Biarkan cahaya monokromatik jatuh pada bahan. Menurut teori kuantum, keamatan cahaya adalah berkadar dengan tenaga yang dibawa oleh foton, i.e. berkadar dengan bilangan foton. Oleh itu, dengan peningkatan dalam keamatan cahaya, bilangan kejadian foton pada bahan meningkat, dan, akibatnya, bilangan elektron yang dikeluarkan. Ia adalah undang-undang pertama kesan fotoelektrik luaran. Ia mengikuti daripada formula (87.1) bahawa tenaga kinetik maksimum fotoelektron bergantung pada frekuensi v cahaya dan pada fungsi kerja A, tetapi tidak bergantung pada keamatan cahaya. Ini adalah undang-undang kedua bagi kesan fotoelektrik. Dan, akhirnya, daripada ungkapan (87.2) berikutan kesimpulan bahawa kesan fotoelektrik luaran adalah mungkin jika hv³ A. Tenaga foton hendaklah sekurang-kurangnya cukup untuk sekurang-kurangnya mengeluarkan elektron tanpa memberikan tenaga kinetik kepadanya. Kemudian sempadan merah v 0 kesan fotoelektrik didapati daripada keadaan hv 0 = A atau v 0 = A/h. Ini menjelaskan undang-undang ketiga kesan fotoelektrik.

45. Model nuklear atom. Eksperimen Rutherford mengenai penyerakan zarah-α.

Komposisi nukleus atom. Eksperimen Rutherford menunjukkan bahawa atom mempunyai nukleus yang sangat kecil di mana elektron berputar. Berbanding dengan saiz nukleus, saiz atom adalah besar, dan kerana hampir semua jisim atom terkandung dalam nukleusnya, kebanyakan isipadu atom sebenarnya adalah ruang kosong. Nukleus atom terdiri daripada neutron dan proton. Zarah asas yang membentuk nukleus (neutron dan proton) dipanggil nukleon. Proton (nukleus atom hidrogen) mempunyai cas positif + e, sama dengan cas elektron dan mempunyai jisim 1836 kali lebih besar daripada jisim elektron. Neutron ialah zarah neutral elektrik dengan jisim lebih kurang sama dengan 1839 jisim elektron.

isotop Nukleus dengan nombor cas yang sama dan nombor jisim berbeza dipanggil. Kebanyakan unsur kimia mempunyai beberapa isotop. Mereka mempunyai sifat kimia yang sama dan menduduki satu tempat dalam jadual berkala. Sebagai contoh, hidrogen mempunyai tiga isotop: protium (), deuterium () dan tritium (). Oksigen mempunyai isotop dengan nombor jisim A = 16, 17, 18. Dalam kebanyakan kes, isotop bagi unsur kimia yang sama mempunyai hampir sama. ciri-ciri fizikal(pengecualian adalah, sebagai contoh, isotop hidrogen)

Kira-kira dimensi nukleus ditentukan dalam eksperimen Rutherford mengenai penyerakan zarah-a. Paling keputusan yang tepat diperolehi dalam kajian penyerakan elektron pantas oleh nukleus. Ternyata nukleus mempunyai bentuk yang lebih kurang sfera dan jejarinya bergantung kepada nombor jisim A mengikut formula m.

46. ​​Pelepasan dan penyerapan cahaya oleh atom. Spektrum garis berterusan.

Menurut elektrodinamik klasik, zarah bercas yang bergerak pantas memancar gelombang elektromagnet. Dalam atom, elektron yang bergerak mengelilingi nukleus mempunyai pecutan sentripetal. Oleh itu, mereka harus memancarkan tenaga dalam bentuk gelombang elektromagnet. Akibatnya, elektron akan bergerak sepanjang trajektori lingkaran, menghampiri nukleus, dan, akhirnya, jatuh di atasnya. Selepas itu, atom tidak lagi wujud. Malah, atom adalah pembentukan yang stabil.

Adalah diketahui bahawa zarah bercas, bergerak dalam bulatan, memancarkan gelombang elektromagnet dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi putaran zarah. Elektron dalam atom, bergerak di sepanjang laluan lingkaran, menukar kekerapan putaran. Oleh itu, frekuensi gelombang elektromagnet yang dipancarkan berubah dengan lancar, dan atom harus memancarkan gelombang elektromagnet dalam julat frekuensi tertentu, i.e. spektrum atom akan berterusan. Malah, ia adalah linear. Untuk menghapuskan kekurangan ini, Bohr sampai pada kesimpulan bahawa perlu untuk meninggalkan idea-idea klasik. Beliau mengemukakan beberapa prinsip, yang dipanggil postulat Bohr.

spektrum garis . Jika cahaya yang dipancarkan oleh gas yang dipanaskan (contohnya, silinder hidrogen yang melaluinya arus elektrik), terurai menggunakan parut(atau prisma) ke dalam spektrum, ternyata ini spektrum terdiri daripada beberapa baris. Jadi spektrum ini dipanggil memerintah . Lineariti bermaksud bahawa spektrum mengandungi hanya sepenuhnya panjang tertentu gelombang, dsb., dan bukan semua, seperti halnya dengan cahaya mentol elektrik.

47. Keradioaktifan. Sinaran alfa, beta, gamma.

1. Radioaktiviti. Proses pereputan spontan nukleus atom dipanggil radioaktiviti. pereputan radioaktif nukleus disertai dengan perubahan beberapa nukleus yang tidak stabil kepada yang lain dan pelepasan pelbagai zarah. Telah didapati bahawa transformasi nukleus ini tidak bergantung pada keadaan luaran: pencahayaan, tekanan, suhu, dll. Terdapat dua jenis radioaktiviti: semula jadi dan buatan. Radioaktiviti semulajadi diperhatikan dalam unsur kimia yang terdapat di alam semula jadi. Biasanya, ia berlaku di nukleus berat terletak di hujung jadual berkala, di belakang pendahulu. Walau bagaimanapun, terdapat juga nukleus radioaktif semulajadi yang ringan: isotop kalium, isotop karbon, dan lain-lain. Keradioaktifan buatan diperhatikan dalam nukleus yang diperoleh di makmal menggunakan tindak balas nuklear. Walau bagaimanapun, tidak ada perbezaan asas di antara mereka.

Adalah diketahui bahawa radioaktiviti semulajadi nukleus berat disertai dengan sinaran, yang terdiri daripada tiga jenis:a-, b-, g-sinar. a-sinar adalah aliran nukleus helium dengan tenaga tinggi, yang mempunyai nilai diskret. b-rasuk - aliran elektron, yang tenaganya mengambil pelbagai nilai daripada nilai yang hampir kepada sifar hingga 1.3 MeV. gSinar ialah gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang yang sangat pendek.

Radioaktiviti digunakan secara meluas dalam kajian saintifik dan teknologi. Kaedah untuk kawalan kualiti produk atau bahan telah dibangunkan - pengesanan kecacatan. Pengesanan kecacatan gamma membolehkan anda menentukan kedalaman dan lokasi tetulang yang betul dalam konkrit bertetulang, untuk mengenal pasti cengkerang, lompang atau kawasan konkrit ketumpatan tidak sekata, kes sentuhan longgar antara konkrit dan tetulang. Transiluminasi kimpalan membolehkan anda mengenal pasti pelbagai kecacatan. Sampel lut sinar dengan ketebalan yang diketahui menentukan ketumpatan pelbagai bahan binaan; ketumpatan yang dicapai semasa pembentukan produk konkrit atau semasa meletakkan konkrit dalam monolit mesti dikawal untuk mendapatkan kekuatan keseluruhan struktur yang dikehendaki. Tahap pemadatan tanah dan tapak jalan adalah penunjuk penting kualiti kerja. Tahap penyerapan g-ray bertenaga tinggi boleh digunakan untuk menilai kandungan lembapan bahan. Alat radioaktif telah dibina untuk mengukur komposisi gas, dan sumber sinaran di dalamnya adalah sejumlah kecil isotop yang memberikan sinar-g. Peranti isyarat radioaktif membolehkan anda menentukan kehadiran kekotoran kecil gas yang terbentuk semasa pembakaran mana-mana bahan. Ia memberikan penggera sekiranya berlaku kebakaran di dalam bilik.

48. Proton dan neutron. Tenaga pengikat nukleus atom.

Untuk mengkaji daya nuklear, nampaknya seseorang mesti mengetahui pergantungan mereka pada jarak antara nukleon. Walau bagaimanapun, kajian hubungan antara nukleon juga boleh dijalankan menggunakan kaedah tenaga.

Kekuatan formasi dinilai dari betapa mudah atau sukarnya untuk dimusnahkan: semakin sukar untuk memusnahkannya, semakin kuat ia. Tetapi untuk memusnahkan nukleus bermakna memutuskan ikatan antara nukleonnya. untuk memecahkan ikatan ini, i.e. untuk membelah nukleus kepada nukleon konstituennya, perlu menggunakan tenaga tertentu, yang dipanggil tenaga pengikat nukleus.

Mari kita anggarkan tenaga pengikat nukleus atom. Biarkan jisim selebihnya nukleon dari mana nukleus terbentuk ialah, Menurut teori relativiti khas, ia sepadan dengan tenaga yang dikira oleh formula, di mana c ialah kelajuan cahaya dalam vakum. Setelah terbentuk, nukleus mempunyai tenaga. Di sini M ialah jisim nukleus. Pengukuran menunjukkan bahawa jisim selebihnya nukleus sentiasa kurang daripada jisim selebihnya zarah dalam keadaan bebas yang membentuk nukleus yang diberikan. Perbezaan antara jisim ini dipanggil kecacatan jisim. Oleh itu, apabila nukleus terbentuk, tenaga dibebaskan. Daripada undang-undang pemuliharaan tenaga, kita boleh membuat kesimpulan bahawa tenaga yang sama mesti dibelanjakan untuk membelah nukleus kepada proton dan neutron. Oleh itu, tenaga pengikat adalah sama. Jika nukleus berjisim M terbentuk daripada Z proton dengan jisim Dan daripada N = A - Z neutron dengan jisim, maka kecacatan jisim adalah sama dengan

Dengan pemikiran ini, tenaga pengikat didapati oleh formula:

Kestabilan nukleus dinilai oleh tenaga pengikat purata setiap nukleon nukleus, yang dipanggil tenaga pengikat tertentu. Dia sama rata