- •Вопрос 8 (Центр масс механической системы и его з-н движения)
- •Вопрос 9(Степени свободы твердого тела)
- •Вопрос 10 (момент силы и момент импульса)
- •Вопрос 11 (Ур-е динамики тела, вращающегося относительно неподвижной оси)
- •Вопрос 12 (Момент инерции)
- •Вопрос 13 (Теорема Штейнера)
- •Вопрос 14 (Работа силы)
- •Вопрос 15 (Потенциальная энергия и ее работа)
- •Вопрос 16 Работа внешних и внутренних сил)
- •Вопрос 17 (Кинетическая энергия)
- •Вопрос 18 (Потенциальная энергия)
- •Вопрос 19 (з-н сохранения в механике и их связь со свойствами симметрии пространства и времени)
- •Вопрос 20 (Удар абсолютно упругих тел)
- •Вопрос 21 (Удар абсолютно неупругих тел)
- •Вопрос 22 (Гидростатическое давление)
- •Вопрос 23 (Уравнение неразрывностей жидкостей)
- •Вопрос 24. (Уравнение Бернулли):
- •Вопрос 25. (Вязкость жидкостей)
- •Вопрос 26 (Ламинарный и турбулентный режим течения жидкости)
- •Вопрос 28. (Основное уравнение динамики относительного движения. Силы инерции)
- •Вопрос 29. (Преобразования Галилея . Принцип относительности Галилея)
- •Вопрос 30. (Постулаты специальной теории относительности)
- •Вопрос 31. (Преобразования Лоренца )
- •Вопрос 32. (Относительность длин и промежутков времени)
- •Вопрос 33. (Пространственно- временной интервал)
- •Вопрос 34. (Основное ур-е релятивистской механики)
- •Вопрос 35. (Масса и энергия в специальной теории относительности)
- •Вопрос 36.(Статический и термодинамический подходы исследования макросистем)
- •Вопрос 37. (Термодинамические системы)
- •Вопрос 38. (Термодинамические процессы)
- •Вопрос 39. (Термодинамические параметры)
- •Вопрос 40. (Идеальны газ и его з-ны)
- •Вопрос 42 (Основное ур-е кин. Теории газов)
- •Вопрос 43 (Средняя квадратичная, средняя арифметическая и наиболее вероятная скорости движения молекул)
- •Вопрос 44 (з-н равномерного распределения энергии по степеням свободы)
- •Вопрос 45 (Классическая теория теплоемкостей идеального газа)
- •Вопрос 46 (Распределение Максвела)
- •Вопрос 47 (Барометрическая формула)
- •Вопрос 48 (Зависимость концентрации газа от высоты. Закон Больцмана)
- •Вопрос 49 (Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул)
- •Вопрос 50 (Явление теплопроводности)
- •Вопрос 51 (Явление диффузии)
- •Вопрос 52 (Явление внутреннего трения)
- •Вопрос 53 (Вакуум и его свойства)
- •Вопрос 54 (Способы обмена энергией между системой и внешней средой)
- •Вопрос 55 (Первое начало термодинамики)
- •Вопрос 56 (Применение первого начала термодинамики к изопроцессам)
- •Вопрос 58 (Политропный процесс)
- •Вопрос 61 (Энтропия термодинамической системы)
- •Вопрос 62 (Изоэнтропийный процесс)
- •Вопрос 63 (Термодинамическая диаграмма t-s)
- •Вопрос 64 (Теорема Карно)
- •Вопрос 65 (Второе начало термодинамики)
- •Вопрос 66 (Формула Больцмана)
- •Вопрос 67 (Силы и энергия молекулярного взаимодействия)
- •Вопрос 68 (Ур-е Ван-дер-Ваальса)
- •Вопрос 69 (Изотермы Ван-дер-Ваальса)
- •Вопрос 70 (Фазовые переходы 1 и 2 рода)
- •Вопрос 71 (Эл поле в вакууме)
- •Вопрос 72 (з-н Кулона)
- •Вопрос 73 (Напряженность электростатического поля)
- •Вопрос 76 (Поток вектора напряженности электростатического поля)
- •Вопрос 77 (Теорема Остроградского - Гаусса)
- •Вопрос 79 (Циркуляция вектора напряженности электростатического поля)
- •Вопрос 80 (Потенциал электростатического поля)
- •Вопрос 82 (Диэлектрики)
- •Вопрос 83 (Поляризация диэлектриков)
- •Вопрос 84 (Теорема Остраградского-Гаусса для электростатического поля в среде)
- •Вопрос 85 (Условия для электростатического поля на границе раздела двух диэлектрических сред)
- •Вопрос 86 (Распределение зарядов в проводнике)
- •Вопрос 88. (Конденсаторы)
- •Вопрос 89. (Соединения конденсаторов)
- •Вопрос 90. (Энергия заряженных проводников)
- •Вопрос 91. (Электрическая энергия электростатического поля)
- •Вопрос 92. (Энергия поляризованного диэлектрика)
- •Вопрос 90 (Энергия заряженных проводников)
- •Вопрос 91 (Электрическая энергия электростатического поля)
- •Вопрос 94. (Электрический ток и его характеристики)
- •Вопрос 95. (Основы классической теории электропроводимости металлов)
- •Вопрос 96. (Электронная эмиссия)
- •Вопрос 97 «Обобщенный закон Ома для участка цепи»
- •Вопрос 98 «Закон Джоуля-Ленца для участка цепи»
- •Вопрос 99 «Правила Кирхгофа»
- •Вопрос 100 «Законы Фарадея для электролиза»
- •Вопрос 101 «Закон Ома для плотности тока в электролитах»
- •Вопрос 102 «Несамостоятельный газовый разряд»
- •Вопрос 103 «Самостоятельный газовый разряд»
- •Вопрос 104 «Плазма и ее свойства»
- •Вопрос 105 «Магнитная индукция»
- •Вопрос 106 (з-н Ампера)
- •Вопрос 107 (з-н Био- Савара- Лапласа)
- •Вопрос 108 (Магнитное поле проводников с током)
- •Вопрос 109 (з-н полного тока для магнитного поля в вакууме)
- •Вопрос 110 (Теорема Остроградского- Гаусса для магнитного для в вакууме)
- •Вопрос 111 (Работа по перемещению проводника с током в постоянном магнитном поле)
- •Вопрос 112 (Сила Лоренца)
- •Вопрос 113 (Движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле) !Содрал с какого-то галимого сайта!
- •Вопрос 114 (Эффект Холла)
- •Вопрос 115 (Ускорители заряженных частиц)
- •Вопрос 116 (Атом в магнитном поле) !тоже скатал где-то!
- •Вопрос 117 «Диамагнетики и парамагнетики»
- •Вопрос 118 «Закон полного тока для магнитного поля в веществе»
- •Вопрос 119 «Основной закон электромагнитной индукции»
- •Вопрос 120 «Вращение рамки в магнитном поле»
- •Вопрос 121 «Явление самоиндукции»
- •Вопрос 122 «Явление взаимной индукции»
- •Вопрос 123 «Энергия магнитного поля»
- •Вопрос 124 «Вихревое электростатическое поле»
- •Вопрос 125 «Ток смещения»
- •Вопрос 126 «Уравнения Максвелла для электромагнитного поля»
Вопрос 102 «Несамостоятельный газовый разряд»
Если электропроводность газа создается внешними ионизаторами, то электрический ток в нем называется несамостоятельным газовым разрядом. Большинство газов, а также воздух при нормальных условиях являются изоляторами, так как они содержат ничтожно мало ионов. Поэтому если приложенные напряжения не слишком велики, то газы электрического тока не пропускают. При напряжениях порядка нескольких сотен вольт электрический ток проходит через газы только при наличии ионизатора.
Р ассмотрим схему, изображенную на рис 19.1. Между пластинами плоского конденсатора К находится воздух при атмосферном давлении и комнатной температуре. Если к конденсатору приложено напряжение, равное несколькими сотнями вольт, а ионизатор S не работает, то гальванометр G тока не регистрирует. Как только пространство между пластинами конденсатора начинает пронизываться потоком ультрафиолетового излучения от источника S , гальванометр начинает регистрировать прохождение тока по цепи. Этот ток и представляет собой несамостоятельный разряд. Таким, образом, электрический ток в газах появляется в результате переноса зарядов электронами, положительными и отрицательными ионами. Одновременно с процессом ионизации в газе протекает противоположный процесс, который называется процессом рекомбинации ионов. При столкновении электрона с положительным ионом они образуют обычную нейтральную; молекулу - рекомбинируют. Если к конденсатору не приложено внешнее напряжение, то в определённый момент времени в рабочем объеме конденсатора устанавливается динамическое равновесие, при котором скорость ионизации (количество ионов, образующихся в единицу времени) становится равной скорости рекомбинации ионов. Если между пластинами конденсатора существует электрическое поле, то часть ионов достигнет пластин, другая (меньшая) часть все же рекомбинирует, в результате чего образуются нейтральный молекулы, которые в процессе переноса заряда участвовать не будут.
Процесс прохождения электрического тока через газ называется газовым разрядом. Если электропроводность газа создается внешними ионизаторами, то электрический ток, возникающий в нем, называется несамостоятельным газовым разрядом. С прекращением действия внешних ионизаторов несамостоятельный разряд прекращается. Несамостоятельный газовый разряд не сопровождается свечением газа.
Вопрос 103 «Самостоятельный газовый разряд»
Сильное электрическое поле может вызвать в газовой среде самостоятельный разряд, т.е. электрический разряд, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора. Электрические заряды, которые содержатся в газе, под действием поля разгоняются и приобретают кинетическую энергию, достаточную для ионизации встречных молекул ударом. Напряжение зажигания самостоятельного разряда (напряжение пробоя) зависит от давления газа и расстояния между электродами. Напряжение пробоя при увеличении давления будет больше, так как уменьшается длина свободного пробега ионов и электронов, которые на коротком пути не успевают разогнаться и приобрести энергию, достаточную для ионизации ударом. При увеличении расстояния между электродами падает градиент потенциалов, что также приводит к необходимости увеличения приложенного напряжения. Различают несколько видов самостоятельного разряда: коронный, тлеющий, искровой и дуговой.
Коронный разряд возникает вследствие неоднородности электростатического поля, которое на отдельных участках достигает величины, достаточной для возникновения самостоятельного разряда. Неоднородности поля могут появится, если один из электродов (или оба) выполнены в виде лезвия или острия, т.е. имеют очень .большую кривизну. В этом случае происходит концентрация электрического поля в точке - на острие. Около острия наблюдается свечение газа, называемое короной. Ионизация молекул при коронном разряде осуществляется в небольшой области, расположенной вблизи электрода, имеющего малый радиус кривизны, а в остальной части разрядного промежутка происходит фактически несамостоятельный разряд. Электрическое сопротивление этой «темной” области разряда определяет силу тока. Коронный разряд происходит при давлениях газа, близких к атмосферному. Коронный разряд в газах с низким давлением иногда переходит в тлеющий.
Т леющий разряд может быть получен при любых давлениях вплоть до атмосферного, однако большинство исследований проведено при давлениях от сотых долей до нескольких миллиметров ртутного столба. Отличительной чертой тлеющего разряда является малая плотность тока на катоде и большое (порядка сотен вольт) катодное падение потенциала. Испускание электронов холодным катодом происходит вследствие ударов положительных ионов и быстрых атомов о катод, а также по некоторым другим причинам (фотоэффект и др.). Если тлеющий разряд происходит в длинной цилиндрической трубке, наполненной газом, то можно визуально различить ряд резко разграниченных областей разряда (рис. 19.2).
Около катода 1 располагается небольшая темная область 2 - первое темное пространство, в котором свечение газа не происходит, так как энергия электронов еще недостаточна для возбуждения молекул газа. Далее идут области отрицательного свечения 3, второго (фарадеева) темного пространства 4 и интенсивного положительного (анодного) свечения 5. В длинных трубках при невысокой степени разрежения анодное свечение занимает значительную часть длины трубки. Стеклянные трубки, наполненные аргононом (голубое свечение) и неоном (красное свечение), применяются для декоративного и рекламного освещения.
Искровой разряд представляет собой прерывистую форму электрического разряда в газах, возникающую при атмосферном давлении, когда газ ионизирован по всей длине межэлектродного пространства. Ионизация газа в этом случае происходит не по всему объему, а по отдельным ярко светящимся каналам, так называемый искровым каналам. Их образование может начинаться как от положительного, так и от отрицательного электрода, иногда зарождение каналов начинается в пространстве между электродами. Лавины электронов, несущихся в искровом канале, вызывают резкое повышение температуры и давления газа, отчего искровой разряд сопровождается характерным треском. В естественных условиях примером искрового разряда может служить молния. Искровой разряд возникает тогда, когда мощность источника напряжения недостаточная для поддержания стационарного дугового или тлеющего разряда. Поэтому после пробоя газа напряжение резко падает и разряд прекращается. Затем напряжение постепенно увеличивается, наступает пробой, между электродами проскакивает искра и процесс повторяется снова. Напряжение, необходимое для возбуждения искрового разряда, зависит от расстояния между электродами (длина искры) и давления газа. Искровой разряд применяется в технике для измерения высоких напряжений, для резки, сверления и точной обработки металлов, а также при проведении взрывных работ.
Дуговой разряд. При большой мощности источника напряжения искровой разряд превращается в непрекращающийся дуговой разряд. Он характеризуется большой плотностью тока и малой разностью потенциалов между катодом и анодом. Газообразная плазма между электродами имеет температуру около 4800°С и обладает очень высокой проводимостью. Электрическая дуга была открыта в 1803 г В. В. Петровым и в 1876 г. была применена П.Н.Яблочковым для целей уличного освещения.
Электрический разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным газовым разрядом. Для его осуществления необходимо, чтобы в результате самого разряда в газе непрерывно образовывались свободные заряды. Основным источником их возникновения является ударная ионизация молекул газа.
Если после достижения насыщения продолжать увеличивать разность потенциалов между электродами, то сила тока при достаточно большом напряжении станет резко возрастать.
Это означает, что в газе появляются дополнительные ионы, которые образуются за счет действия ионизатора. Сила тока может возрасти в сотни и тысячи раз, а число заряженных частиц, возникающих в процессе разряда, может стать таким большим, что внешний ионизатор будет уже не нужен для поддержания разряда. Поэтому ионизатор теперь можно убрать.