- •1.Физика и ее предмет. Методология науки. Структура физики. Связь физики с другими науками.
- •2.Кинематика поступательного движения. Кинематика вращательного движения.
- •3.Законы Ньютона.
- •4.Принцип относительности Галилея.
- •5. Силы в природе.
- •6. Закон сохранения импульса. Центр масс систем. Энергия и работа. Мощность.
- •7. Кинетическая и потенциальная энергия. Потенциальная энергия в поле тяжести Земли.
- •10.Момент силы. Закон динамики вращательного движения.
- •11.Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
- •12.Кинетическая энергия вращающегося тела. Работа при вращательном движении.
- •13.Постулаты сто. Преобразования Лоренца и следствия из них.
- •18.Распределение молекул по скоростям (распределение Максвелла).
- •19.Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
- •24.Второе начало термодинамики и его различные формулировки.
- •25.Энтропия и вероятность состояния. Закон возрастания энтропии.
- •26. Электрический заряд. Дискретность электричества. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда.
- •27. Закон Кулона и границы его применимости.
- •28.Электростатическое поле и его силовые характеристики. Напряженность поля точечного заряда. Принцип суперпозиции.
- •29.Работа по перемещению заряда в электростатическом поле.
- •30.Потенциал. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряженностью и потенциалом.
- •35. Сопротивление. Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Соединение сопротивлений и расчет сопротивления батарей.
- •Параллельное соединение
- •Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивлению участка.
- •43.Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. Сила Лоренца. Ее величина, направление и использование для управления движением заряженных частиц.
- •44. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея). Эдс индукции. Правило Ленца.
- •45.Самоиндукция и индуктивность. Проявление индуктивности в электрических цепях.
- •48. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Формула Томсона.
- •49.Затухающие колебания. Уравнение, график и характеристики.
- •50. Вынужденные колебания. Резонанс.
- •Для полного понимания электрических процессов в цепях переменного тока приводим Закон Ома для переменного тока. Он отличается от закона для цепей постоянного тока!
- •54. Уравнение плоской электромагнитной волны и ее характеристики. Шкала электромагнитных излучений.
- •55.Плотность энергии электромагнитного поля. Поток и плотность потока энергии электромагнитного поля.
- •56.Основные законы геометрической оптики.
- •61.Тепловое излучение и его характеристики. Законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана.
- •64.Внешний фотоэффект и его законы.
- •65. Фотоны. Энергия, импульс и масса фотона. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
- •66.Давление света. Опыты Лебедева. Квантовое и волновое объяснение давления света.
- •67.Эффект Комптона.
- •70. Постулаты Бора. Теория атома водорода по Бору, ее успехи и трудности.
- •71.Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Границы применимости классической механики.
- •Основные положения
- •Подуровень, характеризующийся значением
- •75.Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение.
- •76.Состав ядра. Характеристика ядра. Изотопы.
- •Перечислим основные характеристики ядер,:
- •77.Ядерные силы. Их свойства и природа.
- •80.Виды радиоактивного распада и их реакции. Превращение нуклонов.
- •81.Реакции деления ядер. Реакции синтеза ядер.
- •82.Общие сведения об элементарных частицах. Классификация элементарных частиц. Фундаментальные частицы.
- •83.Фундаментальные взаимодействия и их краткая характеристика. Переносчики фундаментальных взаимодействий.
48. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Формула Томсона.
Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока. Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания
Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона: Колебательный контур состоит из двух основных частей: катушки индуктивности и конденсатора. Катушка представляет собой некоторое число витков медной проволоки, а простейший конденсатор – две металлические пластинки, разделённые слоем диэлектрика. Чем больше площадь пластин и чем ближе они расположены одна к другой, тем при прочих равных условиях большей электрической ёмкостью обладает конденсатор. На величину ёмкости влияет и то, из какого вещества состоит диэлектрик. Конденсатор заряжают от какого-то источника тока, затем подключают катушку индуктивности. Конденсатор разряжается, но в силу индуктивности катушки ток в контуре нарастает постепенно, а потом начнет заряжать конденсатор (в противоположном направлении), и так будет колебаться довольно долго, смотря что за конденсатор поставили. Колебания в контуре, происходящие без какого-либо влияния со стороны, чрезвычайно кратковременны. Это объясняется тем, что электрический ток нагревает провода катушки. При этом энергия электрических колебаний превращается в тепло, которое рассеивается. Потери эти неизбежны, поэтому колебания в контуре быстро затухают. Для того чтобы получить незатухающие колебания, нужно особое устройство, которое подает к колебательному контуру всё новые и новые порции энергии.
Собственные колебания, свободные колебания, колебания в механической, электрической или какой-либо другой физической системе, совершающиеся при отсутствии внешнего воздействия за счёт первоначально накопленной энергии (вследствие наличия начального смещения или начальной скорости). Характер С. к. определяется главным образом собственными параметрами системы (массой, индуктивностью, ёмкостью, упругостью). В реальных системах вследствие рассеяния энергии С. к. всегда затухающие, а при больших потерях они становятся апериодическими. Простейшими примерами свободных колебания являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.
Формула Томсона - формула, выражающая зависимость периода незатухающих собственных колебаний, возникающих в колебательном контуре, от индуктивности и емкости этого контура.
49.Затухающие колебания. Уравнение, график и характеристики.
Затухающие колебания — колебания, энергия которых уменьшается с течением времени. Бесконечно длящийся процесс вида Обычно затухание происходит под действием сил сопротивления среды, наиболее часто выражаемых линейной зависимостью от скорости колебаний или её квадрата.
Получим дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний на примере реального пружинного маятника, совершающего колебания в среде с сопротивлением (простейший случай - трение о воздух). Пусть масса маятника m, коэффициент упругости пружины k, сила сопротивления, действующая на маятник, F = - bv, v - скорость маятника, b - коэффициент сопротивления среды, в которой находится маятник. Так как мы рассматриваем только линейные системы, b = const, k = const. x - смещение маятника от положения равновесия. Второй закон Ньютона в нашем случае запишется так: Это уравнение и есть дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний пружинного маятника. Его, однако, принято записывать в следующем, так называемом каноническом виде: ,где - коэффициент затухания, - собственная частота свободных (незатухающих) колебаний пружинного маятника, то, что раньше мы обозначали просто w.
Уравнение затухающих колебаний в таком (каноническом) виде описывает затухающие колебания всех линейных систем; конкретная колебательная система отличается только выражениями для b и j0.
Экспериментальный график затухающих колебаний при малом коэффициенте затухания представлен на рис. 7.6. Из рис. 7.6 видно, что график зависимости x=x(t). выглядит как косинус, умноженный на некоторую функцию, которая убывает со временем. Эта функция представлена на рисунке штриховыми линиями. Простой функцией, которая ведет себя подобным образом, является экспоненциальная функция
Чем меньше силы трения в системе, тем медленнее затухают колебания, тем лучше колебательная система. Для характеристики качества колебательной системы вводится ряд параметров:
t = 1/b - время релаксации затухающих колебаний (за t амплитуда уменьшается в e раз). - логарифмический декремент затухания; N - число колебаний, в течение которых амплитуда уменьшается в e раз. Соответственно, exp(bT) - просто декремент затухания. - добротность колебательной системы; W(t) - энергия (полная) колебательной системы в момент времени t.