Билет № 25
Электроёмкость. Конденсаторы.
Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
Задача на нахождения числа молекул.
Ответы:
Для накопления значительных количеств разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. Конденсатор — это система двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Так, например, две плоские металлические пластины, расположенные параллельно и разделенные диэлектриком, образуют плоский конденсатор. Если пластинам плоского конденсатора сообщить равные по модулю заряды противоположного знака, то напряженность между пластинами будет в два раза больше, чем напряженность одной пластины. Вне пластин напряженность равна нулю.
Обозначаются конденсаторы на схемах так:
— конденсатор постоянной емкости;
— конденсатор переменной емкости.
Электроемкостью конденсатора называют величину, равную отношению величины заряда одной из пластин к напряжению между ними. Электроемкость обозначается С.
По определению С — q/U. Единицей электроемкости является фарад (Ф).
1 Фарад — это электроемкость такого конденсатора, напряжение, между обкладками которого равно 1 вольту при сообщении обкладкам разноименных зарядов по 1 кулону.
Электроемкость плоского конденсатора (рис, 16) находится по формуле:
где — электрическая постоянная, — диэлектрическая постоянная среды, S — площадь обкладки конденсатора, d — расстояние между обкладками (или толщина диэлектрика).
В зависимости от типа диэлектрика конденсаторы бывают воздушные, бумажные, слюдяные.
Конденсаторы применяются для накопления электрической энергии и использования ее при быстром разряде (фотовспышка), для разделения, цепей постоянного и переменного тока, в выпрямителях, колебательных контурах и других радиоэлектронных устройствах.
Радиоактивность — это испускание ядрами некоторых элементов различных частиц, сопровождающееся переходом ядра в другое состояние и изменением его параметров.
Явление радиоактивности было открыто опытным путем французским ученым Анри Беккерелем в 1896 г. для солей урана. Беккерель заметил, что соли урана, засвечивают завернутую во много слоев фотобумагу невидимым проникающим излучением.
Радиоактивность элемента не зависит от того, является ли он химически чистым или находится в составе какого-либо химического соединения. Радиоактивность представляет собой внутриядерный процесс.
Это вытекает из того, что на него не оказывают никакого воздействия ни вид химического соединения, в которое входит данное ядро, ни агрегатное состояние вещества, ни большие давления, ни очень высокие температуры, ни электрические и магнитные поля, т. е. все те воздействия, которые могут изменить состояние электронной оболочки атома.
Итак, под естественной радиоактивностью понимают явление самопроизвольного превращения атомных ядер неустойчивых изотопов в устойчивые, сопровождающееся испусканием_ частиц и излучением энергии. Таким образом, открытие явления радиоактивности вплотную подвело физиков к изучению строения атомного ядра.