- •Классическая теория электропроводности металлов.
- •Вывод закона Ома в дифференциальной форме из электронной теории
- •Работа выхода электрона из металла. Поверхностный скачок потенциала.
- •Термоэлектронная эмиссия и её практическое применение.
- •5. Ионизация газов.
- •6. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды.
- •7. Электропроводность электролитов
- •8. Электролиз. Законы электролиза.
- •13. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчёту поля.
- •14. Магнитное поле прямолинейного проводника с током, кругового тока.
- •15. Магнитный поток. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции.
- •16. Циркуляция вектора магнитной индукции.
- •17. Вихревой характер магнитного поля. Поле соленоида.
- •18,19,20. Сила, действующая на движущийся заряд в магнитном поле. Характер и траектория движения заряженной частицы в магнитном поле. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.
- •21. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле
- •28. Токи при замыкании и размыкании цепи.
- •29. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.
- •30. Типы магнетиков.
- •31,32,33. Намагниченность. Токи намагничивания. Магнитная проницаемость. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряжённость магнитного поля
- •34. Гармонические колебания и их характеристики.
- •35. Дифференциальное уравнение свободных незатухающих гармонических колебаний и его решение.
- •36. Пружинный, физический и математический маятники.
- •37. Гармонический осциллятор. Энергия гармонического осциллятора.
- •38. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Добротность колебательной системы.
- •39. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение.
- •40. Явление резонанса. Резонансные кривые
- •41. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты.
- •42. Биения
- •43. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
- •47,48,49. Волновое уравнение. Фазовая скорость распространения волны. Энергия волны. Объёмная плотность энергии. Интенсивность волны. Вектор Умова.
- •50. Звуковые волны. Характеристики звука: интенсивность, частота, акустические спектры.
- •Эффект Доплера для звуковых волн.
28. Токи при замыкании и размыкании цепи.
Токи при размыкании и замыкании цепи
Выключение тока (R, L, )
При t = 0 отключен ток, следовательно возникнет в контуре ЭДС самоиндукцией , и индукционный ток :
Сила тока с течением времени будет уменьшаться по экспоненциальному закону.
– время релаксации
Время релаксации – время, в течение которого сила тока уменьшается в e раз.
Включение тока
Возникает ЭДС самоиндукции помимо внешней ЭДС:
Пусть
29. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.
Рассмотрим контур индуктивностью L, по которому течет ток силой I, тогда магнитный поток пронизывающий контур:
Зная связь между работой и энергией, магнитным потоком и индуктивностью, получим:
Покажем связь между энергией магнитного поля и силовыми характеристиками магнитного поля:
w – объёмная плотность энергии – энергия в единице объёма:
30. Типы магнетиков.
Пара-, диа- и ферромагнитные вещества
Магнетики – вещества, намагничивающиеся под влиянием магнитного поля. Типы магнитиков:
-
Молекулы вещества имеют собственное магнитное поле, => при внесении такого вещества во внешнее воле внутри вещества будет наблюдаться усиление магнитного поля за счёт поворота молекул вдоль линий магнитной индукции. Такие вещества называются парамагнетиками (N2, O2, Al…), у них
-
Молекулы вещества не имеют собственного магнитного поля, => внутри такого вещества собственное поле направлено навстречу внешнему. Такие вещества называются диамагнетиками (H2, Si, Ge, Pb…), и для них .
-
Ферромагнетики – вещества, у которых относительная магнитная проницаемость много больше единицы, т. е. (Fe, чугун, сталь…).
Ферромагнетик состоит из произвольно намагниченных областей (доменов).
При помещении ферромагнетика во внешнее поле домены переворачиваются по полю, => поле усиливается во много раз.
31,32,33. Намагниченность. Токи намагничивания. Магнитная проницаемость. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряжённость магнитного поля
Для количественного описания намагничения магнетиков вводят векторную величину – намагниченность, определяемую магнитным моментом единицы объёма магнетика:
, где
– магнитный момент магнетика, представляющий собой векторную сумму магнитных моментов отдельных молекул.
Магнитное поле в веществе складывается из двух полей: внешнего поля, создаваемого током, и поля, создаваемого намагниченным веществом, тогда:
, где
– поле, создаваемое намагничивающим током в вакууме
– поле, создаваемое молекулярными токами
, где
– магнитная восприимчивость вещества (безразмерная величина)
Для диамагнетиков , для парамагнетиков
– магнитная проницаемость (безразмерная величина), => – в среде.
Закон полного тока для магнитного поля в веществе
, где
и – соответственно алгебраические суммы макротоков (токов проводимости) и микротоков (молекулярных токов), охватываемых произвольным замкнутым контуром L.
Циркуляция вектора магнитной индукции по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов проводимости и молекулярных токов, охватываемых этим контуром, умноженной на магнитную постоянную. Вектор характеризует результирующее поле, созданное как макроскопическими токами в проводниках (токами проводимости), так и микроскопическими токами в магнитиках, поэтому линии вектора магнитной индукции не имеют источников и являются замкнутыми.
Докажем, что циркуляция намагниченности по произвольному замкнутому контуру L равна алгебраической сумме молекулярных токов, охватываемых этим контуром:
Тогда закон полного тока для магнитного поля в веществе запишем в виде:
– теорема о циркуляции вектора
Циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру L равна алгебраической сумме токов проводимости, охватываемых этим контуром.