22 Билет.Электрический ток и магнитное поле и их применение в технике и технологиях. Напряженность магнитного поля и закон полного тока. Энергия магнитного поля.

Электри́ческий ток — упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). Электрический ток широко используется в энергетике для передачи энергии на расстоянии.

Магнитное поле - силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.

Применение магнитных полей в технике. М. п. обычно подразделяют на слабые (до 500 гс), средние (500 гс — 40 кгс), сильные (40 кгс — 1 Мгс) и сверхсильные (свыше 1 Мгс). На использовании слабых и средних М. п. основана практически вся электротехника, радиотехника и электроника.

Напряжённость магнитного поля(стандартное обозначение Н), векторная физическая величина (Н), являющаяся количественной характеристикой магнитного поля. Н. м. п. не зависит от магнитных свойств среды. Н.м.п. это векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M.

В СИ: , где μ₀ - магнитная постоянная.

Закон полного тока. В основе расчета магнитных цепей лежит закон полного тока.

где: Н – напряженность магнитного поля в данной точке пространства; dL – элемент длины замкнутого контура L; α – угол между направлениями векторов и ; S  I – алгебраическая сумма токов, пронизывающих контур L.

гласит о том, что линейный интеграл по замкнутому контуру L от напряженности магнитного поля равен полному току, протекающему сквозь сечение, ограниченное этим контуром.

Энергию магнитного поля можно рассматривать как функцию величин, которые характеризуют это поле в окружающем пространстве. Приращение плотности энергии магнитного поля равно:

где: H — напряжённость магнитного поля; B — магнитная индукция.

23 Билет.Геометрическая оптика и волновая теория света. Дисперсия, явление интерференции и дифракции, поляризация и их применение в технике и технологиях.

Геометрическая оптика - раздел оптики, в к-ром изучаются законы распространения света в прозрачных средах и условия получения изображений на основании матем. модели физ. явлений, происходящих в оптич. системах, справедливой, когда длина волны света бесконечно мала. Положения Г. о. имеют значения первых приближений, согласующихся с наблюдаемыми явлениями. Выводы Г. о. строятся дедуктивным методом на основании неск. простых законов, установленных опытным путём:

1. Закон прямолинейного распространения света: в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Линия, вдоль к-рой переносится световая энергия, наз. лучом. В однородной среде лучи света представляют собой прямые линии.

2. Закон преломления, к-рый устанавливает изменение направления луча при переходе из одной однородной среды в другую: падающий и преломлённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к преломляющей поверхности в точке падения, а направления этих лучей связаны соотношением пsin , где п и п'- показатели преломления соответственно первой и второй сред, - угол падения - угол преломления.

3. Закон отражения, к-рый устанавливает изменение направления луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части

4. Закон независимого распространения лучей: отд. лучи не влияют друг на друга и распространяются независимо. Если в какой-либо точке сходятся две системы лучей, то освещённости, создаваемые ими, складываются.

Волнова́я тео́рия све́та — одна из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории основывается на том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света). Наблюдается в таких физических явлениях, как дисперсия, дифракция и интерференция света, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).

Интерференция света — нелинейное сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной. При интерференции света происходит перераспределение энергии в пространстве.

Дифра́кция во́лн— явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Первоначально понятие дифракции относилось только к огибанию волнами препятствий, но в современном, более широком толковании, с дифракцией связывают весьма широкий круг явлений, возникающих при распространении волн в неоднородных средах, а также при распространении ограниченных в пространстве волн. Дифракция тесно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как частный случай интерференции (интерференция вторичных волн).

Дифракция волн наблюдается независимо от их природы и может проявляться:

в преобразовании пространственной структуры волн. В одних случаях такое преобразование можно рассматривать как «огибание» волнами препятствий, в других случаях — как расширение угла распространения волновых пучков или их отклонение в определённом направлении;

1.в разложении волн по их частотному спектру;

2.в преобразовании поляризации волн;

3.в изменении фазовой структуры волн.

Поляризация света, одно из фундаментальных свойств оптического излучения (света), состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны). П. с. называются также геометрические характеристики, которые отражают особенности этого неравноправия.

Явление интерференции применяется для улучшения качества оптических приборов (просветление оптики) и получения высокоотражающих покрытий, применяются для изучения качества изготовления оптических деталей, измерения углов, исследования быстропротекающих процессов, происходящих в воздухе и т. д.

Дифракция света играет существенную роль при рассеянии света в мутных средах, например на пылинках, капельках тумана и т.п. На Д. с. основано действие спектральных приборов с дифракционной решёткой (дифракционных спектрометров).

Поляризация используется в поляризационном светофильтре, который увеличивает на фотографии визуальную резкость и чистоту цвета.