2. Вихревые токи или токи Фуко́ (в честь ж. Б. Л. Фуко) — вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках при изменении пронизывающего их магнитного потока.

Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Д.Ф Араго (1786—1853) в 1824 г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение. Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске токи (вихревые), которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем.

Токи Фуко возникают под воздействием переменного электромагнитного поля и по физической природе ничем не отличаются от индукционных токов, возникающих в линейных проводах. Они вихревые, то есть, замкнуты в кольца. Электрическое сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко достигают очень большой силы. В соответствии с правилом Ленца они выбирают внутри проводника такое направление и путь, чтобы противиться причине, вызывающей их. Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем.

Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре при изменении тока, протекающего по контуру.

При изменении тока в контуре пропорционально меняется и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС.

Э то явление и называется самоиндукцией. Направление ЭДС самоиндукции всегда оказывается таким, что при возрастании тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует этому возрастанию (направлена против тока), а при убывании тока — убыванию (сонаправлена с током). Этим свойством ЭДС самоиндукции сходна с силой инерции.

Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока  :

Коэффициент пропорциональности   называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью контура (катушки).

Билетик №23

1.Свойства жидкости.

Поверхностное натяжение — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл — энергетический (термодинамический) и силовой (механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое (механическое) определение: поверхностное натяжение — это сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости[1].

Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует и пропорциональна длине этого участка. Коэффициент пропорциональности   — сила, приходящаяся на единицу длины контура — называется коэффициентом поверхностного натяжения. Он измеряется в ньютонах на метр. Но более правильно дать определение поверхностному натяжению, как энергии (Дж) на разрыв единицы поверхности (м²). В этом случае появляется ясный физический смысл понятия поверхностного натяжения.

2. Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения[1], магнитная составляющая электромагнитного поля[2]

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции  .

Приращение плотности энергии магнитного поля равно:

где:

H — напряжённость магнитного поля,

B — магнитная индукция

Энергию магнитного поля в катушке индуктивности можно найти по формуле:

где:

Ф  — магнитный поток,

I — ток,

L — индуктивность катушки или витка с током.

Билет № 24

1.Капилярные явления. Хорошо наблюдается искривление мениска жидкости в тонких трубках, называемых Капиллярами. Если в сосуд с жидкостью опустить капилляр, стенки которого смачиваются жидкостью, то жидкость поднимается по капилляру на некоторую высоту. Это объясняется тем, что искривление поверхности жидкости вызывает дополнительное молекулярное давление.

Вязкость. Динамическая вязкость Численно равна силе внутреннего трения, действующей на единицу площади параллельно движущимся слоями и необходимой для поддержания градиента скорости, равного единице.

Коэффициент зависит от рода жидкости или газа и температуры. Единица вязкости в СИ Па*с

Вязкость у газов при нагревании возрастает, а у жидкости уменьшается.

2. Колебательными называют движение или процессы, точно или приблизительно повторяющиеся через одинаковые промежутки времени.

Движение называют периодическим ,если значения физических величин изменяющихся в процессе движения, повторяются через равные промежутки времени.

Полным колебанием называют один законченный цикл колебательного движения, после которого оно повторяется в том же порядке.

Характеристики колебательного движения.

Период-время в течении которого совершается полное колебание.

Частота-число полных колебаний совершаемых за единицу времени (Гц)

Циклической или круговой частотой периодических колебаний наз. Число полных колебаний, совершаемое за время 2пс. (рад/с)

Амплитуда- значение максимального отклонения колеблющейся точки от положения равновесия.

Колебания точки , происходящие с постоянной амплитудой, наз. незатухающими, а колебания с постоянной уменьшающейся амплитудой- затухающими.

Гармонические колебания- это простейшие периодические колебания. Ед. тип колебаний, форма которых не искажается при воспроизведении.

Колебания, при которых колеблющаяся величина из. Со временем по закону синуса или косинуса, наз. гармоническими.

Аргумент синуса наз. фазой колебаний. Она определяет значение смещения в момент времени.

Фаза колебаний представляет собой угловую меру времени, прошедшего от начала колебаний.

Билет №9

1.Специальная теория относительности (СТО; также частная теория относительности) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света.

Работы Эйнштейна. Постулаты.

Эйнштейн провел глубокий критически анализ экспериментальных методов измерения пространства и времени. Он показал, что законы классической механики и преобразования Лоренца верны тогда, когда мы имеем дело с небольшими скоростями движения тел и считаем, что скорость распространения сигналов бесконечна. Пересмотр представления о св-х пространства и времени привел к созданию в начале 20 в. Специальной тории относительности. Термин специальная подчеркивает то обстоятельство , что эта теория рассматривает явления, происходящие только в инерциальных системах отсчета.

Положение: Никакая энергия , никакой сигнал не могут распр. Со ск. , превышающей ск. Света в вакууме, а ск. Света в вакууме постоянна и не зависит от направления распр.

Из этого положения следуют два постулата: принцип относительности и принципа постоянства скорости света.

1.в любой инерциальной системе любые два физ. яв. при их тождественной постановке происходят одинаково: все законы природы уравнения, их описывающие, инвариантны при переходе от одной инерциальной системе отсчета к другой.( все инерциальный системы отсчета по своим физ. Св. эквивалентны друг другу)

2.Ск. света в вакууме яв. величиной постоянной и одинаковой во всех инерциальных системах отсчета, она не зависит от движения источника света и наблюдателя.( скорость света в вакууме яв. максимально возможной ск. Передачи сигнала. Значит, если все инерциальные системы равноправны то и максимальная ск. Передачи должна быть одинакова.

Преобразование Лоренца.

Если ИСО (инерциальные системы отсчета)   движется относительно ИСО   с постоянной скоростью   вдоль оси  , а начала пространственных координат совпадают в начальный момент времени в обеих системах, то преобразования Лоренца (прямые) имеют вид:

где   — скорость света, величины со штрихами измерены в системе  , без штрихов — в  .

Из преобразований Лоренца следует что ск. V не может быть равна или больше ск. света С, так как подкоренное выражение при . V=С обращается в нуль, а при . V>с отрицательно и преобразования Лоренца теряют физ. Смысл.

2.ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ.

В современной интерпретации законы электролиза гласят

(1) количество продуктов хим. реакций в процессе электролиза пропорционально силе заряда

2) количество продуктов хим. реакций, которым подвергается вещество в результате воздействия некоторого кол-ва эл. тока, пропорционально электрохимическому эквиваленту вещества.

Законы электромагнитной индукции, сформулированные Фарадеем, гласят

(1) Эл. м. сила индуцируется в проводнике при изм. окружающего проводник магнитного поля,

(2) электромагнитная сила пропорциональна скорости изменения поля

(3) напр. индуцируемой электромагнитной силы противоположно напр. Изм. внешнего поля.

Применение электролиза в технике.

Широко применяется гальванотехника, с помощью которой металл. Детали и приборы покрываются антикоррозийными покрытиями.

Билет №11

1.Бро́уновское движение — в естествознании, беспорядочное движение микроскопических, видимых, взвешенных в жидкости (или газе) частиц (броуновские частицы) твёрдого вещества (пылинки, крупинки взвесив, частички пыльцы растения и так далее), вызываемое тепловым движением частиц жидкости (или газа). Не следует смешивать понятия «броуновское движение» и «тепловое движение»: броуновское движение является следствием и свидетельством существования теплового движения.

Броуновское движение происходит из-за того, что все жидкости и газы состоят из атомов или молекул — мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон

Диффузия — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной).

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, взаимодействие. молекул между собой, не приводящее к разрыву или образованию новых хим. связей.

Между молекулами одновременно действуют силы притяжения и отталкивания, называемые молекулярными силами.

Способность. тв. Тел сопротивляться растяжению, особые св-ва жидкости и др. яв. –силы притяжения. Малая сжимаемость весьма плотных газов и особенно жид. И тв. Тел – силы отталкивания.

Атомы и молекулы взаимодействуют и , следовательно, обладают потенциальной энергией. Потенциальная эн. Считается положительной при отталкивании молекул, отрицательно- при притяжении.

2.Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному. Способность проводников пропускать через себя электрические заряды объясняется наличием в них свободных носителей заряда. Примерами проводников могут служить металлические тела в твердом и жидком состоянии, жидкие растворы электролитов.

1)перенесение в них зарядов не сопровождается хим. изменением ( Ме, сплавы, стекловолокно)

2)Перенесение в них зарядов сопровождается хим. Изменением ( Р-ры кислот, солей)

Диэлектриками, или изоляторами, называются такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела -к незаряженному. К диэлектрикам, например, относятся воздух и стекло, Резина, фарфор, пластик, сухое дерево и бумага.

Гальванические эл-ты могут работать до тех пор, пока не будет полностью израсходована заключенная в них хим. эн-я. Иногда пользуются такими гальваническими Эл-ми , в которых необходимая для их действия хим. эн. Возобновляется посредством электролиза. Их называют аккумуляторами. Сущ. Щелочные и кислотные аккумуляторы

Билет №12

1.Агрегатное состояние вещества зависит от характера движения и взаимодействия частиц.

Газообразное состояние (газы легко сжимаются, занимают весь объем, имеют малую плотность) характеризуется большими расстояниями и слабым взаимодействием частиц вещества. Частицы газа не связаны силами притяжения и движутся свободно, равномерно заполняя все пространство .Взаимодействие происходить только при их соприкосновении. Давление внутри газа и на стенку сосуда, создается столкновениями молекул. Газы могут легко сжиматься и неогр. Расширятся.

Жидкое состояние (жидкости практически не сжимаются, принимают форму сосуда) характеризуется плотной упаковкой и ближним порядком в расположении частиц. Молекулы жид. Совершают колебательные движения около опр. Положений равновесия. Советский теоретик Я.И.Френкель разработал теорию, согласно которой время оседлой жизни частицы, т.е. время колебания около положения равновесия очень мала, порядка 10_-10с. После чего частица переходит в новое положение. Основное св-во Текучесть.

Твердое состояние (тела несжимаемы), кристаллическое строение характеризуется плотной упаковкой и дальним порядком в расположении частиц .Отличается от других, тем что имеет постоянную форму и объем. В твердых телах атомы крепко связаны др. с др. образуя кристаллическую решетку, упорядоченное, периодически повторяющееся в пространстве расположение частиц. Наряду с тв. Телами в природе встречаются и Аморфные тела, у которых отсутствует кристаллическая решетка. Это пластилин, стекло, смола..и др. 

В 1920 г. О. Штерн разработал метод атомных (молекулярных) пучков и с его помощью экспериментально измерил скорость теплового движения молекул газа, а также проверил распределение Максвелла. Установка Штерна состояла из двух коаксикальных цилиндров, на оси которых находилась платиновая проволока, покрытая слоем серебра. В приборе создавался высокий вакуум. При пропускании по проволоке тока она раскалялась, и с ее поверхности испарялись атомы серебра, которые вылетали через узкую щель, проделанную во внутреннем цилиндре, и достигали стенки наружного цилиндра. В результате образовывалась узкая серебряная полоска, являющаяся изображением щели. Затем весь прибор приводился во вращение вокруг оси цилиндров с постоянной угловой скоростью  , при этом полоска смещалась в сторону противоположную вращению на величину  =AA'. Смещение возникало, потому что за время t пролета атомом серебра расстояния R-r цилиндр успевал повернуться на угол   =  /R =  t. Откуда определялось время t =  / R, знание которого позволяло найти скорость атома серебра через измеримые параметры опыта:

Как следовало ожидать, полоска серебра в положении А' оказывалась размытой из-за того, что атомы серебра имеют разные скорости: более быстрым атомам соответствуют меньшие, а более медленным – большие смещения  .

2.При нормальных условиях   газы  состоят  из  нейтральных молекул, а поэтому являются диэлектриками. Так как для  получения электрического тока необходимо наличие заряженных частиц, то молекулы газа следует ионизировать (оторвать электроны от молекул). Для ионизации молекул необходимо затратить энергию - энергию ионизации, количество которой зависит от рода вещества. Так, энергия ионизации минимальна для атомов щелочных металлов, максимальна - для инертных газов. Ионизировать молекулы можно при нагревании газа, при облучении его различного рода лучами. Следовательно, при ионизации появляются три типа носителей зарядов: положительные ионы, отрицательные ионы и электроны.

Под действием внешнего электрического поля ионы обоих знаков и электроны движутся  в направлении действия сил электрического поля: положительные ионы  к катоду, отрицательные ионы и электроны - к аноду. Т.е. электрический ток в газах - это упорядоченное движение ионов и электронов под действием электрического поля.

Если два электрода поместить в герметичный сосуд и удалить из сосуда воздух, то электрический ток в вакууме не возникает - нет носителей электрического тока. Американский ученый Т. А. Эдисон (1847-1931) в 1879 г. обнаружил, что в вакуумной стеклянной колбе может возникнуть электрический ток, если один из находящихся в ней электродов нагреть до высокой температуры. 

Плазма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, который может быть как квазинейтральным, так и неквазинейтральным. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Билет №13