- •Тема 2.
- •Тема 3.
- •Тема 5.
- •Тема 6.
- •Тема 7.
- •Тема 8.
- •Тема 10.
- •Тема 11.
- •Тема11. Электромагнитная индукция.
- •1.Закон Фарадея для электромагнитной индукции.Правило Ленца.Получите закон Фарадея на основе закона сохранения энергии.
- •2.Получите выражение для эдс индукции, возникающей в проводнике, движущемся в магнитном поле.
- •3.Самоиндукция.Эдс самоиндукции.Индуктивнось проводника.
- •4.Получите выражение для индуктивности длинного соленоида.
- •Тема 12.
- •12. Магнитная энергия
- •Тема 13.
- •13. Магнитное поле в веществе.
- •Тема 14.
- •Тема 15.
- •15.1Свободные колебания. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний и его решение. Амплитуда, период, круговая частота, фаза колебаний. Скорость и ускорение при колебаниях.
- •Тема 16.
- •Тема 17.
- •Тема 17. Вопрос2. Стоячие волны. Получить выражение для смещения, нарисовать график. Укажите на графике узлы и пучности, дайте пояснение.
- •Тема 18.
- •Тема 18.Электромагнитные волны.
- •18.2. Плоская монохроматическая бегущая волна как следствие ур-ия Максвелла: напишите выр-ия, сделайте рисунок.
- •18.3. Энергия электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга и ср. Значение его модуля. Интенсивность волны.
- •Тема 19.
Тема 17.
Тема 17. Вопрос1. Волны. Дайте определение. Продольные и поперечные волны, примеры. Волновой фронт и волновая поверхность. Получить уравнение плоской монохроматической бегущей волны. Длина волны, фаза и частота колебаний, фазовая скорость, волновой число.
Волна – процесс распространения колебаний в пространстве. В продольной волне частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны. В поперечной волне частицы колеблются в направлениях перпендикулярных к направлению распространения волны. В жидкой и газообразных средах возможно возникновение только продольных волн. В твердой среде возможно возникновение как продольных, так и поперечных волн. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется волновым фронтом. Фронт волны представляет собой ту поверхность, которая отделяет часть пространства, уже вовлеченную в волновой процесс, от области, в которой колебания еще не возникли. Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называют волновой поверхностью. Волновых поверхностей существует бесконечное множество, волновой фронт только один. Волновые поверхности остаются неподвижными. А волновой фронт все время перемещается. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях это плоскость или сфера. Соответственно волна в этих случаях называется плоской или сферической.
Уравнение бегущей волны:
y v
0
x
x=vt0,t0=x/v
y(0,t)=A*cosωt
y(x,t)=A*cosω(t-x/v)=A*cos(ωt-kx)
ω/v=2*3.14*ν/λν=2*3.14/λ=k – волновое число;
ωt-kx – фаза колебаний;
ν = 1/T – частота колебаний;
v –скорость распространения волны, скорость распространения фазы, фазовая скорость
Расстояние λ, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний частиц среды, называется длиной волны. Очевидно, что λ=υT, длину волны можно определить также как расстояние между ближайшими точками среды, колеблющимися с разносностью фаз, равной 2π.
Тема 17. Вопрос2. Стоячие волны. Получить выражение для смещения, нарисовать график. Укажите на графике узлы и пучности, дайте пояснение.
В случае распространения в пространстве нескольких волн происходит их наложение.Рассмотрим сложение двух одинаковых плоских волн, распространяющихся навстречу друг другу.
ξ1 = а cos(ωt – kx), ξ2 = а cos(ωt – kx). Сложим вместе эти уравненияи преобразовав результат по формуле для суммы косинусов, получим
ξ = ξ1 + ξ2 = 2а cos kx * cos ωt (1) Уравнение (1) есть уравнение сточей волны.
Заменим волновое число на 2π/λ, тогда получим: ξ = 2a cos (2πx/λ) cosωt (2) В точках, координаты которых удовлетворяют условию
2πх/λ = +- nπ (n = 0, 1, 2,…) (3) амплитуда колебаний достигает максимального значения. Эти точки называются пучностями стоячей волны. Из (3) получаются значения координат пучностей:
Хпуч = +- nλ/2 В точках, координаты которых удовлетворяют условию 2πх/λ = +- (n + ½)π амплитуда колебаний обращается в ноль. Эти точки называют узлами стоячей волны.
Хузл = +- (n + ½) λ/2 расстояние мужду двумя пуностями, так же как и расстояние мужду двумя узлами равно λ/2. квадратики- пучности, кружочки – узлы.