Кинематика прямолинейного движения.
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Кинематика прямолинейного движения.





Кинематика прямолинейного движения.

Скорость.

Vср = Sобщ /tобщ - средняя скоростьпути, где Sобщ – общий пройденный путь, tобщ – общее время движения, включая и время остановок

vср. = S/t = ( х – х0)/t – средняя скорости перемещения при прямолинейном движении, S – модуль вектора перемещения, х – конечная координата тела, х0 – начальная координата тела.

V =V12 +V22 + 2V1V2COS α-модуль результирующей скорости.где α – угол между векторами V1 и V2

V12 = V1 - V2 = V1 + ( - V2 )– скорость первого тела относительно второго( относительная скорость). В этом случае СО связана со вторым телом

V21 = V2 – V1= V2 + ( – V1) – скорость второго тела относительно первого( относительная скорость).. В этом случае СО связана с первым телом.

 

Равноускоренное движение.

а =const– при прямолинейном равноускоренном движении.

Sх = х - х0 – проекция вектора перемещения на ось Х, где х – конечная координата тела,

х0 – начальная координата тела

vx = vox + axt-уравнение скорости или проекция вектора

мгновенной скорости на ось ох. vox – проекция вектора начальной скорости

на ось ох. [а]си = м/с2

Построим график скорости прямолинейного равнопеременного движения, т. е. график зависимости vx(t).

vx, м/с

Площадь фигуры под графиком скорости Sфиг. численно равна Sx проекции вектора перемещения на ось ох: Sфиг. = Sx

Vср =( Vx + Vox)/2 – средняя скорость при прямолинейном равнопеременном движении.

Sx = Vox ∙ t + axt2/2 - уравнение перемещения тела.

x = xo + Vox ∙ t + axt2/2 - уравнение координаты.

Sx = ( Vx2 – Vox2)/2ax - формула перемещения без времени.

Если тело движется без начальной скорости( Vo = 0), то Sn = a(2n – 1)/2 – перемещение тела за любую секунду, где n – любая секунда.

Свободное падение.

g = 9, 8 м/с2 – ускорение свободного падения. это значит, что свободно падающее тело



каждую секунду увеличивает свою скорость на 9, 8 м/с. Вектор g направлен всегда вертикально

вниз.

При решении задач используют все формулы равнопеременного прямолинейного движения,

причём ах = gх.

Равномерное движение по окружности.

Пусть за время t тело, двигаясь по дуге окружности прошло путь L.

Тогда v = L/t – линейная скорость тела.

ω = φ/t – угловая скорость тела. [ω] = рад/с [φ] = рад. (радиан) 2π (рад) = 3600

v = ωR- связь линейной и угловой скорости.

ац = v2/R = (ωR)2/R =ω2 R – модуль центростремительного ускорения.

Т – период вращения, показывает за какое время тело сделает один полный оборот.

Т = t/N – период вращения, где N – число полных оборотов, совершенных за время t

ν =1/T – частота вращения тела, величина обратная периоду – показывает, сколько

полных оборотов совершает тело за 1 секунду. ν =N/t [ν] = 1/c =c-1 = об/с.

ω = 2πν = 2π/Т - связь частоты и угловой скорости.

Если тело совершило один полный оборот, то: v = 2πR/T- линейная скорость тела.

Если точки находятся на одном радиусе то для них: ω = const

 

Движение под углом к горизонту.

0 V0x

L –дальность полёта Н – высота максимального подъёма

gx = 0 – значит движение по оси ОХ равномерное

Vx = V0x = V0 cosα – скорость по оси ОХ не меняется и равна начальной скорости тела по оси ОХ

gy = - g – значит движение по оси ОУ с ускорением

V0y = V0 sin α – начальная скорость по оси ОУ

Динамика.

Законы Ньютона.

ρ = m/V – плотность тела – это физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму. [ρ]си = кг/м3

F = ma – модуль силы , где а– ускорение тела [F]си = кг ∙ м/с2 = Н (Ньютон)

v = const, если ∑F = 0 - первый закон Ньютона, где ∑F - равнодействующая сила.

∑F = ma - второй закон Ньютона. .

F1 = - F2 - третий закон Ньютона- действие равно противодействию.

 

Закон всемирного тяготения.

F = G m1m2/r2 –закон всемирного тяготения.

G = 6, 67 · 10-11 Н·м2/кг2 – гравитационная постоянная ( постоянная всемирного тяготения)

Fт = m g – сила тяжести у поверхности Земли.

v = √gR – первая космическая скорость на небольшой высоте. R – радиус Земли.

 

Закон Гука.

L0- начальная длина тела. L – конечная длина тела. х = ∆L = L – L0 –удлинение тела.

Fупр.= k | ∆L| = k | x | -закон Гука. k – жесткость тела.

Вес тела. Невесомость.

Р = mg, если тело покоится или а = 0

Р = m( g - a), т. е, если a ↑↑ g,то вес тела уменьшается

Р = m( g + a). т. е. , если a ↑↓ g,то вес тела увеличивается и тело испытывает перегрузки.

n = Рдвиж./ Рпок. = m( g + a)/mg = ( g + a)/g – величина перегрузки.

Невесомость это явление, когда тело не имеет веса, т. е не давит на опору и не растягивает подвес. Невесомость наблюдается в том случае, если на тело действует только одна сила тяжести

Сила трения.

Fтр. = μN - сила трения, где N – сила реакции опоры, μ – коэффициент трения.

Давление тела

р = F / S - давление тела на поверхность, где F – сила давления, S – площадь опоры.

[p]си =Н/м2 = Па

 
 


 

Импульс тела.

р = mv –импульс тела.[р] = кг· м/с.

F · ∆t -импульс силы. [ F · ∆t ] = Н · с

F ·∆ t = ∆p –второй закон Ньютона через импульс тела.

∑рдо = ∑рпослезакон сохранения импульса.

Работа и мощность.

A = F S COS α - механическая работа, где F – сила свершающая работу, α – угол между вектором силы и вектором перемещения. [А] = Н м = Дж

N = A/t – мощность. [N] = Дж/с =Вт ( Ватт)

N = Fvcosα – мощность, где V – скорость тела, α – угол между вектором силы и вектором скорости.

Механическая энергия.

Е = Ек + Ер – полная механическая энергия тела. [Е] = Дж (Джоуль)

Ек = mv2/2 – кинетическая энергия тела.

Ep = mgh – потенциальная энергия тела находящегося в гравитационном поле Земли, где h- высота тела над нулевым уровнем, т.е. уровнем от которого идет отсчет высоты.

A = ∆Ек – теорема о кинетической энергии. ∆Ек – изменение кинетической энергии.

А = - ∆Ep - работа силы тяжести или силы упругости. ∆Ep –изменение потенциальной энергии тела.

Ер = кх2/2 – потенциальная энергия упруго деформированного тела, где к жесткость тела, х –удлинение тела.

Е1 = Е2 или Е = const – закон сохранения полной механической энергии: полная механическая энергия замкнутой системы тел есть величина постоянная.

Е1 = Е2 + | АFтр.| - закон сохранения механической энергии с учётом силы трения.

Механические колебания.

х = хm сos (ωt + φ0) (1) или х = хm sin (ωt + φ0) (2) - уравнение координаты при гармонических колебаниях.

xm = А – амплитуда координаты( максимальная координата) Амплитуда – это то, что стоит

до знака синуса или косинуса.

Т – период колебаний – минимальное время через которое все начинает повторяться, т.е.

за которое совершается одно полное колебание. [Т]си = с.

Т = t/N – период колебаний.

ν = 1/Т – частота колебаний – она показывает, сколько полных колебаний тело совершает

за 1с.

ω = 2πνциклическая частота. [ω]СИ = рад/с. [ν]си = с-1 = Гц(Герц).

φ = (ωt + φ0) – фаза колебаний. Фаза – это то, что стоит под знаком синуса или косинуса.

[φ]СИ = рад.

Если в начальный момент времени, колеблющееся тело находится в крайних точках

тогда: х = хm сos ωt.

Если в начальный момент времени, колеблющееся тело находится в положении равновесия,

тогда: х = хm sin ωt.

φс – сдвиг фаз для двух колебаний.

Если: φс = 0, т. е. φ2 = φ1, т. е. фазы тел в любой момент времени совпадают, то колебания

синфазные. Если: φс = π, то колебания происходят в противофазах.

 

График зависимости координаты х от времени t, для тела, совершающего гармонические

колебания.

 

 

 

Т = 2π√к/m – период пружинного маятника.

Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити.

Т = 2π√ L/g– период математического маятника. L – длина подвеса.

Резонансом называют резкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний при

совпадении частоты изменения внешней силы с собственной частотой колебательной системы.

νвн.= νсоб – условие резонанса.

Механические волны.

v = λ/T = λν – скорость волны. λ –длина волны, ν –частота волны Т =- период волны

∆φ = φ2 – φ1 =2πL/λ – разность фаз двух колеблющихся точек, находящихся на расстоянии

L друг от друга.

При переходе волны из одной среды в другую не меняется её частота.

L = vt/2 –расстояние до объекта от которого произошло отражение, где t- время прохождения сигнала до объекта и обратно, v- скорость звука.

Температура тела.

Было установлено, что абсолютный ноль равен – 273,15 0С. Это самая низкая температура, которую может иметь тело.

1 К = 10С, т. е ∆Т = ∆t Т = t + 273,15 – температура в Кельвинах

Количество теплоты.

Qн. = cm(t2 – t1) = cm∆t –количество теплоты, необходимое для нагревания тела.

m – масса тела ∆t = t2 – t1 - изменение температуры. с – удельная теплоёмкость вещества, из которого состоит тело.

Qохл. = cm(t1 – t2) = cm∆t -количество теплоты, выделяющееся при охлаждении тела.

Qполч. = Q отд.уравнение теплового баланса. количество теплоты, полученное одними телами при теплопередаче равно количеству теплоты, отданному другими телами

Qсг. = qm - количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива.

q – удельная теплота сгорания топлива. m – масса сгоревшего топлива. [q]си = Дж/кг

Qпл. = Qкр. = λm

Qпл. – количество теплоты необходимое для плавления тела, нагретого до температуры плавления. Где m – масса тела, λ – удельная теплота плавления тела

Qкр. - количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации тела.

Qп = Qк = Lm Qп -количество теплоты, необходимое для парообразования.

Lудельная теплота парообразования. Qк - количество теплоты, выделяющееся при

конденсации.

 

Влажность воздуха.

ρt = m/V - абсолютная влажность воздуха, при данной температуре t. где: m – масса водяного пара, V – объём воздуха, в которой находится данная масса пара.

φ = ρtн.t. - относительную влажность, где: ρt – абсолютная влажность или плотность водяного пара, содержащегося в воздухе, при данной температуре t. ρн.t. – плотность насыщенного водяного пара, содержащегося в воздухе, при той же температуре t.

Обычно φ измеряют в %. Значения величин для насыщенного пара берут из таблиц.

φ = рtн.t. - относительную влажность, где: рt – парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе, при данной температуре t.

рн.t. – давление насыщенного водяного пара, содержащегося в воздухе, при той же температуре t.

φ = ρt.р.н.t. - относительную влажность, где: ρt.р. – плотность насыщенного водяного пара , содержащегося в воздухе, при точке росы. (ρt.р.= ρt) ρн.t. – плотность насыщенного водяного пара , содержащегося в воздухе, при заданной температуре t.

Свойства газов.

p = 1/3 m0nv2 = (2/3) nЕ = nkT– давление идеального газа- основное уравнение МКТ газов. m0 –масса молекулы газа, n – концентрация молекул газа в сосуде, v2 – средний квадрат скорости молекулы.

pV = m/M ∙ RT - уравнение Менделеева- Клапейрона)

При p =const, то p∆V = m/M ∙ R∆TПри V = const, то ∆ pV = m/M ∙ R∆T

p1 V1/ T1 = p2 V2/ T2- уравнение Клапейрона

р = р1 + р23 +…….давление смеси газов равно сумме давлений отдельных газов – закон Дальтона.

Изотермический процесс –процесс, происходящий с неизменной массой данного газа при постоянной температуре.

Изотерма – линия на графике, соединяющая точки с одинаковой температурой.

Изобарный процесс - процесс, происходящий с неизменной массой данного газа при постоянном давлении.

Изобара – линия на графике, соединяющая точки с одинаковым давлением.

Изохорный процесс - процесс, происходящий с неизменной массой данного газа при постоянном объёме.

Изохора – линия на графике, соединяющая точки с одинаковым объёмом.

Термодинамика газов.

U = 3/2 ∙ m/M ∙ RT = 3/2 ∙ pV -внутренняя энергия идеального газа.

∆U =3/2 ∙ m/M ∙ R∆T –изменение внутренней энергии.

A = p∆V –работа совершенная газом при изобарном расширении.

Работу также можно найти графически. A = Sфиг. Под графиком процесса изображенного на диаграмме pV.

Q = ∆U + A - количество теплоты, полученное газом идет на увеличение внутренней энергии газа и на совершение газом работы над внешними телами.

Q>0, если газ получает теплоту Q<0, если газ отдает теплоту

∆U>0, если внутренняя энергия растет ∆U<0, если внутренняя энергия уменьшается.

А >0, если газ расширяется. А < 0, если газ сжимается.

Адиабатный процесс –газовый процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, т. е. Q = 0.

Тепловая машина.

η = A/ Qсг = A/ Q1 = (Q1 – Q2)/Q1 = 1 – Q2/Q1 – КПД теплового двигателя., где А – работа, совершенная за один цикл, Q1 – количество теплоты, полученное от нагревателя за один цикл, Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл.

ηидеальной = (Т1 – Т2)/Т1 = 1 - Т2/ Т1 – КПД идеальной тепловой машины.

Т1 - температура нагревателя Температура холодильника Т2.

Электростатика.

Закон Кулона.

Тело имеет отрицательный заряд (заряжено отрицательно), если в нем избыток электронов, т. е. число электронов больше числа протонов.

Тело имеет положительный заряд (заряжено положительно), если в нем недостаток электронов, т. е. число электронов меньше числа протонов.

Заряд любого тела кратен элементарному заряду: q = Ne.N число элементарных зарядов.

qпр = |qэл.| = е = 1,6∙10-19 Кл – элементарный электрический заряд.

Σqдо = Σqпосле -закон сохранения электрического заряда.

F = к |q1| |q2| /εr2закон Кулона. r - расстояние между центрами зарядов.

к = 1/4πε0 = 9∙109 Н∙м2/Кл2 – коэффициент пропорциональности. ε0 = 8, 85 ∙10-12 Кл2/Н∙м2 – электрическая постоянная.ε – диэлектрическая проницаемость среды - табличная величина.

Напряженность электрического поля(Е) -основная силовая характеристика

электрического поля.

E = Fk/|q|- напряженность электрического поля в данной точке.

Fk - силы Кулона, действующей на положительный точечный заряд q, помещенный в данную

точку поля к величине заряда

E = k|q|/ ε r2 – напряжённость поля, созданного точечным зарядом

r – расстояние от заряда, создающего поле, до точки , где находят напряженность.

Е = Е1 + Е2 + Е3+ … –принцип суперпозиции Е– вектор результирующей напряженности.

Е1 – вектор напряженности электрического поля, созданного первым зарядом в точке А.

Разность потенциалов.

φ = Wр/q – потенциал электрического поля в данной точке. [φ] = Дж/Кл = В (Вольт).

φ = φ1 ± φ2± φ3 +…. –принцип суперпозиции потенциалов.

φ = kq/ εr - потенциал электрического поля, созданного точечным зарядом q, в данной точке поля. Где, r- расстояние от заряда q создающего поле, до той точки, где находят потенциал.

φ1 – φ2 = A/q = U -разность потенциалов между точками 1 и 2(или электрическое напряжение).

Напряженность и разность потенциалов для однородного электростатического поля

U = E∆d –связь напряжения и напряжённости. где ∆d – расстояние между точками.

Wp12 = kq1q2/εr-потенциальная энергия двух точечных зарядов.

r – расстояние между зарядами.

 

 

Соединение проводников.

При последовательном соединении проводники соединяют друг за другом.

За коны последовательного соединения проводников:

  1. I1 = I2 = I3 - сила тока одинакова во всех проводников.
  2. U = U1 + U2 + U3 + .. – общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных проводниках.
  3. R = R1+ R2 + R3 + ... - общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Следствие: Если последовательно соединены N одинаковых резисторов сопротивлением r каждое, то R = rN.

При параллельном соединениипроводники соединяют параллельно друг другу .

Законы параллельного соединения проводников:

  1. I = I1 + I2 - общий ток в неразветвленной части равен сумме токов в отдельных проводниках.

2. U = U1 = U2 ....... – общее напряжение одинаков0 во всех проводниках.

3. 1/R = 1/R1+ 1/R2 ... – общая проводимость участка цепи равно сумме проводимостей отдельных проводников.

Следствие .Если последовательно соединены N одинаковых резисторов сопротивлением r каждое, то R = r/N.

Работа и мощность тока.

A = UI∆t – работа электрического тока. [А]си = В А с = Дж

P = A/∆t – мощность электрического тока- физическая величина, показывающая какую работу совершает ток за 1 секунду. 1 кВт· ч = 3, 6 ∙106 Дж – внесистемная единица работы.

Q = I2R∆t – закон Джоуля – Ленца –количество теплоты, выделяемое проводником с током.

Магнитное поле тока.

Около проводника с током существует магнитное поле.

В – вектор магнитной индукции – основная характеристика магнитного поля.

В = FАmax/I - модуль (величина) вектора магнитной индукции- это физическая величина, равная отношению максимальной силы Ампера(FАmax) , действующей на небольшой проводник в данном месте поля к произведению силы тока(I) на длину проводника( ). [В]си= Н/А·м= Тл(Тесла)

Для изображения магнитных полей используют магнитные линии. Магнитная линия – это воображаемая линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля в данной точке.

Магнитное поле называют однородным, если магнитные линии - это прямые параллельные друг другу линии, а величина поля везде одинакова.

Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии представляют концентрические окружности, охватывающие

проводник. Их направление определяется правилом правой руки: большой палец, отставленный на 900 должен показывать направление тока в проводнике. Четыре пальца при этом обхватывают проводник. Направление обхвата покажет направление магнитных линий.

Сила Ампера

Сила Ампера – это сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: магнитные линии должны входить в ладонь, четыре пальца показывать направление тока в проводнике, тогда большой палец, отставленный на 900 , покажет направление силы Ампера.

FА = ВI Sin - модуль силы Ампера. Где: В – модуль вектора магнитной индукции, I – сила тока в проводнике, - активная длина проводника, т. е. длина той части проводника, которая оказалась в магнитном поле, α - угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением силы тока в проводнике.

Сила Лоренца.

Сила Лоренца – это сила, действующая на электрический заряд, движущийся в магнитном

поле. Fл = |q|vB sinα –сила Лоренца, где v – скорость движения частицы, q – величина заряда

частицы, α – угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Для определения направления силы Лоренца используют правило левой руки:

перпендикулярная к вектору скорости составляющая вектора магнитной индукции должна входить в ладонь, четыре пальца должны показывать направление вектора скорости движения положительно заряженной частицы ( против скорости движения отрицательно заряженной частицы), тогда большой палец, отставленный на 900 покажет направление силы Лоренца.

Энергия магнитного поля.

Около проводника с током возникает магнитное поле, которое в свою очередь может совершить работу, например перемещая проводник с током. Следовательно, магнитное поле обладает энергией. Эту энергию находят по формуле: W = LI2/2

Колебательный контур.

qm

q = qm Cos ω0 t – мгновенный заряд.

i = q| = - qm ω0 Sin ω0 t = - ImSin ω0 t = Im Сos (ω0 t + π/2) – мгновенная сила тока.

Сила тока опережает напряжение на конденсаторе на π/2,т. е. когда заряд на конденсаторе максимален, сила тока в катушке равна нулю и наоборот.

В идеальном контуре полная энергия не меняется с течением времени, т. е . выпоняется закон сохранения энергии в следующем виде: W = WL + WC = Wc m = WL m = LIm 2/2 = =qm2/2C = CUm 2/2 – энергия контура .Частота изменения WL и WC в 2 раза больше, чем частота изменения заряда и тока.

Геометрическая оптика.

Свет – это электромагнитные волны с длиной волны от 380 нм до 760 нм.

с = vвакууме ≈ vвоздухе ≈ 3∙108 м/с

Отражение света.

АВ – падающий луч. ОВ – перпендикуляр, восстановленный в точку падения луча. ВС – отраженный луч.

α – угол падения – угол между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным в точку падения луча.

β – угол падения – угол между отраженным лучом и перпендикуляром, восстановленным в точку падения луча.

Закон отражения света: угол падении равен углу отражения.

Плоское зеркало – это плоская зеркально отражающая поверхность. Основные свойства изображения в плоском зеркале.

  1. Оно мнимое
  2. Размеры изображения равны размерам самого предмета.
  3. Расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от зеркала до изображения.

Преломление света.

На границе раздела двух прозрачных для света сред происходит преломление света.

1 среда – это среда откуда идет свет. 2 среда это та, куда идёт свет.

n2 > n1

АВ – падающий луч. ВС – преломленный луч. МК – перпендикуляр, восстановленный в точку падения луча. α – угол падения . γ – угол преломления - это угол между перпендикуляром, восстановленным в точку падения и преломлённым лучом.

с- скорость света в вакууме. v – скорость света в данной среде.

n = с/v- абсолютный показатель преломления данной среды – показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данной среде.

n21 = n2/n1= v1/v2 - относительный показатель преломления или показатель преломления второй среды относительно первой – показывает во сколько раз скорость света в первой среде больше, чем во второй.

Закон преломления света:

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред. Sin α/ Sinγ = n21 = n2/n1= v1/v2

Среда, у которой абсолютный показатель больше, называется более оптически плотной средой.

Полное внутреннее отражение света, может наблюдаться когда свет идёт из более оптически плотной среды в менее оптически плотную, например из воды в воздух.

Sin α0 = n2/n1 , гдеα0 – предельный угол полного внутреннего отражения.

Линза

d –расстояние от предмета до линзы F – фокусное расстояние линзы

f - расстояние от линзы до изображения

±1/F = ± 1/d ±1/f –формула тонкой линзы. + берется, если фокус или изображение или предмет действительные. – берется, если фокус или изображение или предмет мнимые (Формула выводится через подобие треугольников).

Г = H/h =| f|/|d |– линейное увеличение линзы. При Г> 1- изображение увеличенное, при Г< 1 – изображение уменьшенное. Если несколько линз сложены вплотную, то Dобщ. = ∑Di

Волновая оптика.

Дисперсия света.

Явление дисперсии приводит к разложению белого (полихроматического) света на составляющие по частотам (длинам волн). Цвет света определяется частотой света.

λк ≈ 760 нм - длинноволновая часть спектра, λф ≈ 380 нм – коротковолновая часть спектра, λз ≈ 550 нм – средняя часть спектра.

Листья зеленые потому, что они поглощают световые волны всех частот, кроме волны соответствующие зеленому свету. Снег белый потому, что отражает световые волны всех частот. Сажа черная потому, что поглощает световые волны всех частот. Красный светофильтр пропускает только волны с частотой, соответствующей красному свету.

Интерференция света.

Пусть r1 расстояние, пройденное первой волной до данной точки пространства.

Пусть r2 расстояние, пройденное второй волной до данной точки пространства.

Тогда: ∆ r = r2 – r1 - геометрическая разность хода волн. ∆d = n∆ r – геометрическая разность

хода. n - показатель преломления среды.

В тех местах пространства, куда когерентные световые волны приходят, имея одинаковые

фазы, возникает max. При этом в разности хода укладывется четное число полуволн.

∆r = 2к λ/2- условие максимума в данной точке пространства(усиление результирующих

колебаний).. к = 0, ±1, ±2, ±3, ……. – порядок максимума.

В тех местах пространства, куда когерентные световые волны приходят в противофазах.

возникает min. При этом в разности хода укладывается нечетное число полуволн.

∆r = ( 2к - 1) λ/2- условие минимума в данной точке пространства ( ослабление

результирующих колебаний). к = ±1, ±2, ±3, ……. – порядок минимума.

Дифракция света.

Дифракцией света – огибание светом препятствий.

Дифракционная решетка – это оптический прибор, в котором используется явление дифракции света и который представляет собой большое число участков (щелей) прозрачных для света, разделенных непрозрачными участками. Совокупность прозрачного и непрозрачного участков называют штрихом.

d sin φ = кλ - формула дифракционной решётки для максимумов, где к = 0, ±1, ±2,… - порядок главного максимума. d = 1/N –период решетки,где N – число штрихов, приходящихся на 1 м длины решётки.

hk = kλL/d – расстояние от максимума нулевого порядка до максимума к-того порядка.

Отсюда ясно, почему в белом свете максимум к-того порядка окрашен.

 

Квантовая оптика.

Макс Планк выдвинул гипотезу, согласно которой свет излучается атомом не непрерывно,

а отдельными порциями (квантами).

Е = hν –энергия кванта света, где ν – частота излучаемого света, h = 6,63 ·10-34 Дж ·с –

постоянная Планка.

ħ = 1,05 ·10-34 Дж ·с – аш с чертой.

Квант света обычно называют фотоном. Энергия фотона равна: Е = hν

Фотон ведет себя подобно частице. m = hν / c2 - масса фотона.

В отличи от других частиц фотон не имеет массы покоя, т. е. возникнув фотон сразу имеет скорость , равную скорости света в вакууме.

Импульс фотона. р =E / c = h / λ

Фотоэффект.

При внешнем фотоэффекте поглощение энергии кванта света сопровождается вылетом

электронов с поверхностного слоя вещества.

Вольтамперная характеристика фотоэффекта:

Uз 0 Uн U, В

Законы фотоэффекта:

Падающего света.

Фотоэффекта.

Минимальная энергия кванта света, при передаче которой электрон покидает вещество, называется работой выхода электрона(Авых).

minвых.- условие возникновения фотоэффекта.

Отсюда красная граница фотоэффекта: νminвых/h. Т. к. : νmin = с/λmax, то: λmax = hc/ Авых -длинноволновая (красная ) граница фотоэффекта – показывает максимальную длину волны(минимальную частоту), при которой начинается фотоэффект.

Из закона сохранения энергии: hν =Авых. + Екmуравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

При решении задач надо помнить, что: ν = с/λ, Авых = hνmin, Екm = mvm2/2 = eUз.

Ядерная физика.

Ядерная модель атома.

Атом в целом нейтрален, следовательно суммарный отрицательный заряд всех электронов

равен заряду ядра. Число электронов в атоме (Ne) совпадает с порядковым номером элемента

Z (зарядовое число) в таблице Менделеева.

Правило смещения.

Пусть Х – ядро исходное радиоактивное ядро. А – массовое число, равное атомной массе химического элемента, округленной до целых. Z – зарядовое число, равно порядковому номеру в таблице Менделеева.

z AX → A-4z-2 Y + 42He – правило смещения при альфа распаде.

z AX → Az+1Y + 0-1e– правило смещения при бета распаде.

При радиоактивном распаде выполняются законы сохранения электрического заряда(зарядового числа),относительной атомной массы(массового числа), импульса и энергии.

Строение ядра.

Атомное ядро любого химического элемента состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов. Частицы, входящие в ядро, называют нуклонами.

Nр = Z – число протонов Nn = А –Z – число нейтронов Nнукл. = А -число нуклонов.

Изотопы – это ядра с одним и тем же числом протонов в ядре, но отличающиеся числом нейтронов, но имеющих одинаковое число протонов.

Силы, удерживающие нуклоны в ядре, называют ядерными силами.

Энергия связи атомных ядер.

Энергия связи атомного ядра (Есв.) – равна той энергии, которую надо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, без сообщения им кинетической энергии.

∆m = (Zmp + Nnmn) - mя, - дефект массы, где: Z –число протонов в ядре (зарядовое число), mp – масса покоя протона, Nn – число нейтронов в ядре, mn – масса покоя нейтрона, mя – масса ядра.

Есв = ∆mа.е.м. · 931,5 = (Zmp + Nnmn - mя)а.е.м. · 931,5 – энергия связи в МэВ

Удельной энергией связи ядра называют величину, показывающую какая энергия необходима, чтобы из данного ядра удалить один из нуклонов. Еуд = Есв/А.

Чем меньше удельная энергия связи, тем менее прочным является данное ядро

Ядерные реакции –это взаимодействие ядер одних химических элементов с ядрами других элементов или с элементарными частицами. При этом выполняется закон сохранения зарядового и массового числа.

Е = ( ∑ Mдо реакции - ∑Мпосле реакции) 931,5 – энергетический выход реакции в МэВ. Здесь массу измеряют в а.е.м.

Е = ( ∑ Mдо реакции - ∑Мпосле реакции) с2 – энергетический выход реакции в Джоулях. Здесь массу измеряют в кг. Если Е> 0, то энергия выделяется.

Термоядерная реакция – это реакция синтеза более тяжелых ядер из более лёгких, идущая при высокой температуре.

 

Кинематика прямолинейного движения.

Скорость.

Vср = Sобщ /tобщ - средняя скоростьпути, где Sобщ – общий пройденный путь, tобщ – общее время движения, включая и время остановок

vср. = S/t = ( х – х0)/t – средняя скорости перемещения при прямолинейном движении, S – модуль вектора перемещения, х – конечная координата тела, х0 – начальная координата тела.

V =V12 +V22 + 2V1V2COS α-модуль результирующей скорости.где α – угол между векторами V1 и V2

V12 = V1 - V2 = V1 + ( - V2 )– скорость первого тела относительно второго( относительная скорость). В этом случае СО связана со вторым телом

V21 = V2 – V1= V2 + ( – V1) – скорость второго тела относительно первого( относительная скорость).. В этом случае СО связана с первым телом.

 

Равноускоренное движение.

а =const– при прямолинейном равноускоренном движении.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.