12 Билет

Квантовые свойства света.

Энергия любого вида электромагнитного излучения, в том числе и светового, всегда состоит из отдельных порций. Эти порции энергии, обладающие свойствами материальной частицы, называются квантами излучения или фотонами. Фотон – это элементарная частица. Энергия фотона ε зависит от частоты излучения ν: Ԑ=hV, где ε = 6,625•10-27 эрг•сек называется постоянной Планка. Согласно основным положениям современной физики изменению энергии какой-либо системы на величину ε соответствует изменение ее массы на величину ε/c2 (c – скорость света в вакууме). Поэтому при излучении одного фотона масса излучающего тела уменьшается на величину ∆m=hv/c^2 .

Свойства излучения, обусловленные его квантовым характером, называются квантовыми (или корпускулярными). Свету, как и всем другим видам электромагнитного излучения, присущи как волновые, так и корпускулярные свойства.

Фотоэффектом называются электрические явления, которые происходят при освещении светом вещества, а именно: выход электронов из вещества (фотоэлектронная эмиссия), возникновение ЭДС, изменение электропроводимости.

Вылет электронов из освещенных тел называют внешним фотоэффектом.

Законы внешнего фотоэффекта:

1. Число электронов, освобожденных светом за 1 сек (или ток насыщения), прямо пропорционально световому потоку (при неизменном его спектральном составе).

2. Наибольшая скорость вылетевших электронов v макс не зависит от силы света, а определяется частотой падающего света.

3. Для каждого вещества существует определенная частота, ниже которой фотоэффект не наблюдается. Эта частота называется красной границей фотоэффекта (νк). Она определяется из соотношения hv_(к )=φ .

При освещении границы раздела между полупроводниками с различным типом проводимости возникает электродвижущая сила. Это явление называется вентильным фотоэффектом

Эффект Комптона (Комптон-эффект) — явление изменения длины волны электромагнитного излучения вследствие упругого рассеивания его электронами.

Из законов сохранения энергии и импульса следует формула Комптона для изменения длины волны фотона Δλ, рассеянного под углом θ,

Δλ = λ' – λ = λ0(1 – cosθ),

где λ и λ' – соответственно длины волн падающего и рассеянного фотона,

λ0 = h/mec = 2.4·10-10 см = 0.024 Å – комптоновская длина волны электрона.

Уменьшение энергии фотона после комптоновского рассеяния называется комптоновским сдвигом. В классической электродинамике рассеяние электромагнитной волны на заряде не сопровождается уменьшением её частоты.

Объяснить эффект Комптона в рамках классической электродинамики невозможно. С точки зрения классической физики электромагнитная волна является непрерывным объектом и в результате рассеяния на свободных электронах изменять свою длину волны не должна. Эффект Комптона является прямым доказательством квантования электромагнитной волны, другими словами подтверждает существование фотонов. Эффект Комптона является ещё одним доказательством справедливости корпускулярно-волнового дуализма микрочастиц.

13 Билет

Развитие науки в России в 18-19 вв

Московский университет основан в 1755 по инициативе М. В. Ломоносова в составе философского, юридического и медицинского факультетов. Академический Университет - первое в России светское высшее учебное заведение (1726-66) при АН в Санкт-Петербурге. В 1758-65 Академический университет возглавлял М. В. Ломоносов. Московский Технический Университет (МГТУ). Готовит инженерные и исследовательские кадры по специальностям. Основан в 1830 как ремесленное училище, с 1868 Московское техническое училище (вуз), с 1917 Московское высшее техническое училище (МВТУ им. Н. Э. Баумана), Томский университет основан в 1880. Положил начало высшего образования в Сибири. Готовит кадров по математическим, физическим, химическим, биологическим, геологическим, географическим, историческим, филологическим, экономическим, юридическим и другим специальностям Наиболее значительные научные открытия 1738 - Д. Бернулли создал классический труд — «Гидродинамика». Вместе с Л. Эйлером он положил начало исследованиям по математической физике. В 1745 была создана первая научная генеральная карта России «Атлас Российский». 1802 - Открытие Петровым электрической дуги (с помощью созданной им крупнейшей для того времени гальванической батареи) В 1803-05 было осуществлено первое кругосветное путешествие под руководством И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского. 1833 - Ленц установил правило, названное его именем, экспериментально обосновал закон Джоуля — Ленца (1842). 1834 - Якоби изобрел электродвигатель и опробовал его для привода судна (1838). Создал гальванотехнику (1838), несколько типов телеграфных аппаратов (1840-50) 1837 - Струве произвел первое определение звездного параллакса

1861 - Бутлеров создал и обосновал теорию химического строения, согласно которой свойства веществ определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимным влиянием. Первым объяснил явление изомерии. 1863 - основы научной физиологии И. М. Сеченова 1869 Менделеев открыл периодический закон химических элементов 1872 – лампа накаливания Лодыгина 1890 - Фёдоров впервые вывел 230 групп симметрии кристаллов. Положил начало кристаллохимическому анализу. 1895 – Изобретение Поповым радиотелеграфа Образование Политехнического университета как итог развития научных школ в России 19 февраля 1899 г. было принято правительственное постановление об организации в Петербурге нового высшего учебного заведения — политехнического института. Институт создавался с целью подготовки своих, отечественных специалистов — инженеров для развивающейся русской промышленности.

14 билет

Пространство и время. свойства пространства и времени. Представления в древности и сейчас.

Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Физические, химические и другие величины непосредственно и опосредовано связаны с измерением длин и длительностей, т.е. пространственно – временных характеристик объектов.

В истории науки. Уже в античном мире мыслители задумывались над природой и сущностью пространства и времени. Так, один из философов отрицали возможность существования пустого пространства или небытия. Демокрит, утверждал, что пустота существует, как материи и атомы, и необходима для их перемещений и соединений. Только в «Началах» древнегреческого математика Евклида пространственные характеристики объектов впервые обрели математическую форму. В это время зарождаются геометрические представления об однородном и бесконечном пространстве.Геоцентрическая система К. Птолемей написал труд о первой универсальной математической модели мира, в которой время было бесконечным, а пространство конечным, включающим равномерное круговое движение небесных тел вокруг неподвижной Земли. Признав подвижность Земли, Коперник в своей теории отверг все ранее существовавшие представления о ее уникальности, «единственности» центра вращения во Вселенной. Тем самым теория Коперника не только изменила существовавшую модель Вселенной, но и направила движение естественно научной мысли к признанию безграничности и бесконечности пространства.Новая физическая гравитационная картина мира, опирающаяся на строгие математические обоснования, представлена в классической механике Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна квадрату расстояния между ними.Распространив на всю Вселенную закон тяготения, Ньютон рассмотрел и возможную ее структуру. Он пришел к выводу, что Вселенная является не конечной, а бесконечной. Лишь в этом случае может существовать множество космических объектов – центров гравитации. Так, в рамках ньютоновской гравитационной модели Вселенной утверждается представление о бесконечном пространстве, в котором находятся космические объекты, связанные между собой силой тяготения.

Свойства пространства и времени

Другие свойства пространства и времени можно подразделить на универсальные (всеобщие) и специфичные (всеобщность которых находится под вопросом). К универсальным свойствам пространства и времени относятся: » их неразрывная связь друг с другом; • связь с движением материи; • бесконечность. Специфичными характеристиками рассматриваемых форм бытия материи являются: • трехмерность пространства и одномерность времени; • однородность и изотропность пространства и анизотропия времени; • непрерывность пространства и времени на макроуровне.