- •1)Механическое движение. Элементы кинематики материальной точки: радиус- вектор, перемещение, скорость.
- •Скорость точки.
- •2)Ускорение точки. Нормальное и тангенциальное ускорение. Проекции ускорения на координатные оси.
- •Определение ускорения при координатном способе задания движения. Нахождение ускорения при естественном способе задания движения.
- •3)Кинематика вращательного движения. Угловая скорость и ускорение.
- •4)Динамика материальной точки. Сила, масса и импульс частицы. Законы Ньютона.
- •Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета
- •5) Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности галилея. Преобразования Галилея.
- •Свойства инерциальных систем отсчёта
- •Принцип относительности Галилея
- •6)Силы внутренние и внешние. Замкнутая система отсчета. Закон сохранения импульса. Внутренние силы!
- •7)Центр инерции (масс). Движение центра инерции замкнутой системы.
- •В механике
- •Мощность в механике
- •9)Энергия. Кинетическая энергия материальной точки и тела, движущегося поступательно. Связь между изменением кинетической энергии и работой, действующих на тело сил.
- •Энергия и масса
- •Виды энергии
- •10)Понятие силового поля. Силы консервативные и неконсервативные. Потенциальная энергия и ее связь с силой, действующей на материальную точку.
- •11)Полная механическая энергия системы. Закон сохранения механической энергии.
- •Формулировка закона сохранения механической энергии.
- •12)Вращательное движение твердого тела. Момент инерции материальной точки и твердого тела относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Теорема Штейнера.
- •13)Работа, совершаемая при вращении твердого тела. Момент силы относительно точки и оси вращения. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела.
- •Момент силы относительно точки
- •Момент силы относительно оси
- •14)Момент импульса материальной точки и твердого тела относительно неподвижной оси вращения. Закон сохранения момента импульса.
- •15) Предмет молекулярной физики и термодинамики. Термодинамические параметры системы. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа.
- •18)Барометрическая формула. Распределение молекул в поле силы тяжести(???). Распределение Больцмана.
- •19) Внутренняя энергия системы. Работа газа при изменениях его объема. Количество теплоты. Первое начало термодинамики.
- •Количество теплоты
- •Формулировка
- •20)Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа.
- •Идеальные газы
- •21)Теплоемкость. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса. Классическая теория теплоемкости идеального газа и ее ограниченность.
- •22)Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в газах.
- •23)Применение первого начала термодинамики к адиабатическому процессу. Политропический процесс. Физический смысл адиабатического процесса
- •Политропный процесс
- •24)Поверхностный слой жидкости. Поверхностное натяжение. Коэффициент поверхностного натяжения и его зависимость от температуры и примесей. Пав.
- •25) Давление под изогнутой поверхностью жидкости(???). Формула Лапласа(не точно). Капиллярные явления.
- •26) Явление смачивания. Краевой угол смачивания. Свойства тонких пленок.
- •Получение и свойства Тонких пленок.
- •27) Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон взаимодействия точечных зарядов. Единицы заряда.
- •28) Поле и вещество- две основные формы материи. Электрическое поле. Напряженность. Суперпозиция электрических полей. Графическое изображение электрических полей.
- •Виды полей
- •29) Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме и ее практическое применение.
- •Теорема Гаусса для напряжённости электрического поля в вакууме
- •30) Работа электрического поля при перемещении электрического заряда. Потенциальный характер электрического поля.
- •31)Потенциал и разность потенциалов электростатического поля. Связь потенциала и напряженности поля. Эквипотенциальные поверхности.
- •33.Электроемкость проводников.Электроемкость плоского конденсатора и уединенной сферы.Конденсаторы.Единицы электроемкости.
- •34.Диэлектрики.Строение диэлектриков.Электрический диполь.Виды поляризации диэлектриков.
- •36.Электрическое поле в диэлектриках.Вектор электрического смещения.Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектриках.
- •37.Постоянный электрический ток.Сила и плотность тока.Разность потенциалов.Электродвижущаяся сила и электрическое напряжение.
- •38.Закон Ома для неоднородного участка электрической цепи.
- •39.Природа электрического тока в металлах.Классическая теория электропроводности металлов.Экспериментальные доказательства электронной природы тока в металлах.
- •40.Взаимодействие токов.Магнитное поле.Вектор магнитной индукции.Закон Био-Савара-Лапласа и его практическое применение.
- •41.Циркуляция вектора индукции магнитного поля.Вихревой характер магнитного поля.Магнитное поле тонкого соленоида.
- •43.Сила Лоренца.Движение заряженной частицы в магнитном поле.Эффект Холла.
- •44.Поток вектора магнитной индукции.Контур с током в магнитном поле.Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
31)Потенциал и разность потенциалов электростатического поля. Связь потенциала и напряженности поля. Эквипотенциальные поверхности.
-
Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.
Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду:
- энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.
Т.к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной.
За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора.
- следствие принципа суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически).
Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность.
В СИ потенциал измеряется в вольтах:
Разность потенциалов
Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории.
Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля.
Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора
системы координат!
Единица разности потенциалов
Напряжение равно 1 В, если при перемещении положительного заряда в 1 Кл вдоль силовых линий поле совершает работу в 1 Дж.
Эквипотенциальные поверхности.
ЭПП - поверхности равного потенциала.
Свойства ЭПП:
- работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается;
- вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке.
Измерение электрического напряжения (разности потенциалов)
Между стержнем и корпусом — электрическое поле. Измерение потенциала кондуктора Измерение напряжения на гальваническом элементе Электрометр дает большую точность, чем вольтметр.
32) Проводники в электрическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводниках. Связь между напряженностью поля у поверхности проводника и поверхностной плотностью зарядов.
Если проводник поместить во внешнее электростатическое поле или зарядить его, то на заряды данного проводника будет действовать электростатическое поле, под действием которого они начнут двигаться. Движение зарядов (ток) будет длиться до тех пор, пока не установится равновесное распределение зарядов, при котором электростатическое поле внутри данного проводника обращается в нуль. Это происходит в течение очень короткого времени. Действительно, если бы поле не было равно нулю, то в проводнике появилось бы упорядоченное движение зарядов без затраты энергии от внешнего источника, что не согласуется с законом сохранения энергии. Значит, напряженность поля во всех точках внутри проводника равна нулю:
E=0
Если внутри проводника электрического поле отсутствует, то потенциал во всех точках внутри проводника одинаков (φ = const), т. е. поверхность проводника в электростатическом поле является эквипотенциальной. Это означает, что вектор напряженности поля на внешней поверхности проводника направлен по перпендикуляру к каждой точке его поверхности. Если это было бы не так, то под действием касательной составляющей Е заряды начали бы перемещаться по поверхности проводника, что, в свою очередь, противоречило бы равновесному распределению зарядов.
Если проводнику дать некоторый дополнительный заряд Q, то нескомпенсированные заряды разместяться только на поверхности проводника. Это вытекает непосредственно из теоремы Гаусса, согласно которой заряд Q, который находится внутри проводника в некотором объеме, ограниченном произвольной замкнутой поверхностью, равен
поскольку во всех точках внутри замкнутой поверхности D=0.
Будем искать взаимосвязь между напряженностью Е поля вблизи поверхности заряженного проводника и поверхностной плотностью зарядов на его поверхности σ . Для этого используем теорему Гаусса для бесконечно малого цилиндра с основаниями ΔS, который пересекает границу проводник—диэлектрик. Ось цилиндра направлена вдоль вектора Е (рис. 1). Поток вектора электрического смещения через внутреннюю часть цилиндрической поверхности равен нулю, так как внутри проводника Е1 (а следовательно, и D1) есть нуль, поэтому поток вектора D сквозь замкнутую цилиндрическую поверхность определяется только потоком сквозь наружное основание цилиндра. Используя теорему Гаусса, этот поток (DΔS) равен сумме зарядов (Q=σΔS), находящихся внутри поверхности: DΔS=σΔS т.е.
(1)
или
(2)
где ε — диэлектрическая проницаемость среды, находящаяся вокруг проводника.
Значит, напряженность электростатического поля у поверхности проводника задается поверхностной плотностью зарядов. Можно показать, что формула (2) задает напряженность электростатического поля вблизи поверхности проводника абсолютно произвольной формы.
Если во внешнее электростатическое поле поместить нейтральный проводник, то свободные заряды (электроны, ионы) будут совершать движение: положительные — по полю, отрицательные — против поля (рис. 2, а). На одном конце проводника будет собираться избыток положительного заряда, на другом — избыток отрицательного заряда. Эти заряды называются индуцированными (наведенными). Процесс будет продолжаться до тех пор, пока внутри проводника напряженность поля не станет равной нулю, а линии напряженности вне проводника — перпендикулярными его поверхности (рис. 2, б). Значит, нейтральный проводник, который внесен в электростатическое поле, разрывает часть линий напряженности; эти линии напряженности заканчиваются на отрицательных индуцированных зарядах и вновь начинаются на положительных. Индуцированные заряды распределяются на внешней поверхности нашего проводника. Явление перераспределения поверхностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле называется электростатической индукцией.