- •1. Теплота и работа. Первое начало термодинамики.
- •2. Первое начало термодинамики при изохорическом, изобарическом и изотермическом процессах.
- •3. Теплоёмкость тела и вещества.
- •4. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.
- •5. Политропические процессы.
- •6. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые термодинамические процессы.
- •7. Круговой процесс. Тепловые и холодильные машины.
- •8. Идеальная тепловая машина Карно и её кпд.
- •9.Понятие об энтропии. Энтропия идеального газа. Статистическое истолкование второго начала термодинамики. Теорема Нернста.
- •10. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса.
- •11. Экспериментальные изотермы реального газа. Опыт Эндрюса.
- •1 2. Понятие фазовых переходов. Критические параметры и их связь с поправками Ван-дер-Ваальса.
- •13. Внутренняя энергия реального газа.
- •14. Эффект Джоуля-Томпсона.
- •15. Электрический заряд. Свойства электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
- •16. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции электростатических полей.
- •17. Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме в интегральной и дифференциальной формах.
- •18. Работа по перемещению электрического заряда в электростатическом поле.
- •19. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля в интегральной и дифференциальной формах.
- •20. Потенциал. Разность потенциалов. Принцип суперпозиции для электростатических потенциалов.
- •22. Электрический диполь. Электрический момент диполя. Напряженность и потенциал поля диполя.
- •23. Диполь во внешних однородном и неоднородном электростатических полях. Энергия диполя во внешнем электростатическом поле.
- •26. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость полярных и неполярных диэлектриков.
- •27. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике. Вектор электрического смещения.
- •28. Диэлектрическая проницаемость среды. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред.
- •29. Сегнетоэлектрики. Диэлектрический гистерезис. Температура Кюри.
- •30. Электрическое поле внутри проводника и вблизи его поверхности. Электростатическая защита.
- •31. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. Электроемкость уединенного проводящего шара.
- •32. Конденсаторы (плоский, сферический, цилиндрический) и их соединения.
- •33. Энергия системы зарядов, проводника и конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля.
- •34. Условия существования и характеристики постоянного электрического тока.
- •35. Законы Ома в интегральной и дифференциальной формах.
- •36. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
- •37. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции.
- •38. Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа.
- •39. Расчет магнитных полей прямого проводника с током бесконечной и конечной длины.
- •40. Магнитное поле движущегося электрического заряда.
- •41. Циркуляция вектора магнитной индукции. Теорема и циркуляции вектора магнитной индукции в вакууме в интегральной и дифференциальной форме.
- •42. Магнитное поле тороида и соленоида.
- •43. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах.
- •44. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных проводников с током.
- •45. Магнитный момент контура с током. Механический момент, действующий на контур с током в однородном магнитном поле.
- •46. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
- •47. Сила Лоренца. Масс-спектрометрия.
- •48. Эффект Холла.
- •49. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Токи Фуко.
- •50. Явление самоиндукции. Индуктивность.
- •51. Энергия контура с током. Энергия и объёмная плотность энергии магнитного поля.
- •52. Атом в магнитном поле. Магнитные моменты электронов и атомов. Орбитальный и спиновой магнитные моменты.
- •53. Намагниченность. Микротоки и макротоки. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость среды.
- •54. Типы магнетиков. Магнитная восприимчивость диамагнетиков и парамагнетиков.
- •55. Элементарная теория диа- и парамагнетизма.
- •56. Ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Точка Кюри.
- •57. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Первое и второе уравнения Максвелла в интегральной форме.
- •58. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной и дифференциальной формах. Материальные уравнения. Граничные условия.
- •59. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Основные свойства электромагнитной волны.
- •60. Энергия электромагнитной волны. Вектор Умова — Пойнтинга.
- •61. Интенсивность света при суперпозиции двух монохроматических волн. Интерференция света.
- •62. Время и длина когерентности. Способы получения когерентных волн.
- •6 3. Интерференция света на тонких пленках. Интерференционные приборы.
- •64. Явление дифракции света и условия её наблюдения. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •65. Метод зон Френеля.
- •66. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
- •67. Дифракция Фраунгофера на одной щели и на дифракционной решетке.
- •68. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке.
- •69. Спектральные приборы. Разрешающая способность оптических приборов.
- •70. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
- •71. Двойное лучепреломление. Поляризаторы. Закон Малюса.
35. Законы Ома в интегральной и дифференциальной формах.
Однородный ( пассивный) участок электрической цепи. Участок электрической цепи, не содержащий источников электроэнергии, называется однородным (рис. 5.2.1). Для такого участка (проводника) закон Ома, который установлен экспериментально, гласит: сила тока I в проводнике прямо пропорциональна напряжению U на его концах и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению R проводника (участка): I=U/R. – в интегральной форме. Величина g, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью (или электропроводностью) проводника: g=1/R (1 Cм = 1 А/В = 1/Ом). Удельная электрическая проводимость (или удельная электропроводность) γ=1/ρ (1 См/м= 1 Ом–1· м–1).
- в дифференциальной форме.
Неоднородный (активный) участок электрической цепи. Устройство, способное создавать и поддерживать разность потенциалов, называют источником электрической энергии (или генератором). В источниках электроэнергии на носители зарядов действуют силы неэлектростатического происхождения, которые называются сторонними силами. Физическая величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда в цепи или на ее участке, называется электродвижущей силой (ЭДС) источника электроэнергии: . Участок электрической цепи называется неоднородным, если он содержит источник (или источники) электрической энергии.
- в дифференциальной форме.
- в интегральной форме.
Закон Ома для замкнутой цепи: Если R << r, то происходит короткое замыкание источника энергии. Сила тока короткого замыкания достигает максимального значения и равна:
36. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
1. Рассмотрим произвольный однородный участок, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через сечения проводника переносится заряд dq = Idt. Работа сил электрического поля по переносу заряда dq будет равна: dA = Udq = IUdt. В этом случае работу электрического поля называют работой тока. Используя закон Ома, получим: dA=I2Rdt=U2dt/R. Разделив работу dA на время dt, за которое она совершается, получим мощность Р, развиваемую током на рассматриваемом участке цепи: P=dA/dt=IU=I2R=U2/R - справедливы и для постоянного, и для переменного токов. В случае переменного тока этими формулами определяется мгновенное значение мощности. 2. При прохождении тока по неподвижному металлическому проводнику происходит рассеяние энергии вследствие столкновений носителей заряда между собой и с другими частицами среды. Вся работа тока полностью превращается во внутреннюю энергию проводника, в результате чего проводник нагревается, и по закону сохранения энергии выделяемое количество теплоты δQ за малый промежуток времени dt равно: δQ = dA. => δQ=UIdt=I2Rdt=U2dt/R. Количество теплоты, выделяющееся за конечный промежуток времени t током, который изменяется со временем (I = I(t)), во всем объеме проводника получаем интегрированием. В этом случае количество теп-лоты, выделяющееся за время t, надо рассчитывать по формуле . Если ток постоянный, то Q=I2Rt. Последнее уравнение было экспериментально установлено английским физиком Джеймсом Прескоттом Джоулем и независимо от него русским физиком Эмилием Христиановичем Ленцем и носит название закона Джоуля – Ленца в интегральной форме: количество теплоты, выделяемое постоянным электрическим током на участке цепи, равно произведению квадрата силы тока на время его прохождения и электрическое сопротивление этого участка цепи. Получим закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме. Выделим в проводнике элементарный цилиндрический объем dV = dSdl, обладающий сопротивлением Ось цилиндра совпадает с направлением тока. По закону Джоуля – Ленца за время dt в этом объеме выделится теплота где ρ– удельное сопротивление материала проводника; j – плотность тока в проводнике. - называется удельной тепловой мощностью тока. Удельная тепловая мощность тока – это количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема. С учетом этого закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме будет иметь вид: С учетом закона Ома в дифференциальной форме: Таким образом, удельная тепловая мощность тока вычисляется как произведение удельной электропроводности среды на квадрат напряженности электрического поля в этой точке среды.