Билет 1

1.1 Основные законы оптики:

1. Закон прямолинейного распространения света

Выполняется в прозрачных однородных средах. Наблюдаемые отклонения – дифракция света, рассеяние света в мутной среде

2. Закон независимости распространения световых лучей

Освещенность экрана, создаваемая несколькими световыми лучами, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности. Наблюдаемые отклонения – интерференция света.

3. Закон отражения света

1) Угол падения (φ) равен углу отражения (φ´) | φ= φ´

2) Падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости

4. Закон преломления света

Полное внутреннее отражение

Полное внутреннее отражение — внутреннее отражение, при условии, что угол падения превосходит некоторый критический угол. При этом падающая волна отражается полностью, и значение коэффициента отражения превосходит его самые большие значения для полированных поверхностей. Коэффициент отражения при полном внутреннем отражении не зависит от длины волны.

Построение изображений в тонких линзах.

Линза называется тонкой, если ее толщина значительно меньше радиусов кривизны образующих поверхностей. В тонкой линзе можно пренебречь смещением, α лучей, проходящих через центральную часть.

1.2 Давление внутри жидкости. Закон Архимеда.

Согласно закону Архимеда, равнодействующая всех сил давления, приложенных к поверхности тел, погруженных в жидкость (или газ), направлена вертикально вверх и равна весу жидкости (или газа) в объеме данного тела.

1.3 Состояние вещества. Параметры состояния. Идеальный газ.

Состояние вещества - классификация веществ относительно их структурных характеристик. Существует четыре общепризнанных состояния веществ: ТВЕРДОЕ, ЖИДКОЕ, ГАЗООБРАЗНОЕ и ПЛАЗМА.

Параметры состояния - это свойства веществ, которые идентифицируют их термодинамическое состояние (состояние вещества с точки зрения его давления, температуры, внутренней энергии, плотности, удельного объема, энтальпии и энтропии) в определенное время.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ, теоретическая модель газа; в которой пренебрегают размерами частиц газа, не учитывают силы взаимодействия между частицами газа, предполагая, что средняя кинетическая энергия частиц много больше энергии их взаимодействия, и считают, что столкновения частиц газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

По эквивалентной формулировке идеальный газ одновременно подчиняется закону Бойля — Мариотта и Гей-Люссака

Свойства идеального газа описываются уравнением Менделеева — Клапейрона, где - универсальная газовая постоянная,  — масса,  — молярная масса.

где  — концентрация частиц,  — постоянная Больцмана.

Билет 2

Криволинейное движение – это движение, траектория которого представляет собой кривую линию (например, окружность, эллипс, гиперболу, параболу). Примером криволинейного движения является движение планет, конца стрелки часов по циферблату и т.д. В общем случае скорость при криволинейном движении изменяется по величине и по направлению.

Криволинейное движение материальной точки считается равномерным движением, если модуль скорости постоянен (например, равномерное движение по окружности), и равноускоренным, если модуль и направление скорости изменяется (например, движение тела, брошенного под углом к горизонту).

Траектория и вектор перемещения при криволинейном движении.

При движении по криволинейной траектории вектор перемещения направлен по хорде (рис. 1.19), а l – длина траектории. Мгновенная скорость движения тела (то есть скорость тела в данной точке траектории) направлена по касательной в той точке траектории, где в данный момент находится движущееся тело (рис. 1.20).

М гновенная скорость при криволинейном движении.

Криволинейное движение – это всегда ускоренное движение. То есть ускорение при криволинейном движении присутствует всегда, даже если модуль скорости не изменяется, а изменяется только направление скорости. Изменение величины скорости за единицу времени – это тангенциальное ускорение:

или

Где vτ, v0 – величины скоростей в момент времени t0 + Δt и t0 соответственно.

Тангенциальное ускорение в данной точке траектории по направлению совпадает с направлением скорости движения тела или противоположно ему.

Нормальное ускорение - это изменение скорости по направлению за единицу времени:

Нормальное ускорение направлено по радиусу кривизны траектории (к оси вращения). Нормальное ускорение перпендикулярно направлению скорости.

Центростремительное ускорение – это нормальное ускорение при равномерном движении по окружности.

Полное ускорение при равнопеременном криволинейном движении тела равно:

2)

Радиоактивность – свойство атомных ядер самопроизвольно изменять свой состав в результате испускания частиц или ядерных фрагментов. Закон радиоактивного распада N (t) = N0 e-λt = N0 e-t/

Основными видами радиоактивного распада являются:

• α-распад – испускание ядрами α-частиц,

• β-распад – испускание (или поглощение) лептонов,

• γ-распад – испускание γ-квантов,

• спонтанное деление – распад ядра на два осколка сравнимой массы.

Редкие виды радиоактивного распада - испускание ядрами одного или двух протонов, а также кластеров – лёгких ядер от 12С до 32S. Во всех видах радиоактивности (кроме гамма-радиоактивности) изменяется состав ядра – число протонов Z , массовое число А или то и другое одновременно.

Спонтанное деление - четвертый вид радиоактивности, открытый в 1940 Г.Н.Флеровым и К.А.Петржаком для природного урана, связан со спонтанным делением ядер, в процессе которого некоторые достаточно тяжелые ядра распадаются на два осколка с примерно равными массами. Ядра урана могут делиться различным образом, давая два осколка (например, 56Ba-36Kr, 54Xe-38Sr и т.п.). В 1 г естественного урана происходит в среднем одно деление в мин.

По своим основным характеристикам:

величине выделяемой энергии (200 МэВ), виду спектра масс осколков, числу и энергии вторичных нейтронов (мгновенных – испускаемых в момент деления и запаздывающих – вылетающих после β - распада осколков) – спонтанное деление очень схоже с делением тяжёлых ядер под действием нейтронов.

Третий вид β-распада (K-захват или е-захват) заключается в том, что ядро поглощает один из K-электронов своего атома, в результате чего один из протонов превращается в нейтрон, испуская при этом нейтрино:

р + е- → n + v

Прото́нный распа́д (протонная эмиссия, протонная радиоактивность) — один из видов радиоактивного распада, при котором атомное ядро испускает протон.

(A, Z) → (A − 1, Z − 1) + p.

3) Изобарный процесс

И зобарный процесс— процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении

Зависимость объёма газа от температуры при неизменном давлении была экспериментально исследована в 1802 году Жозефом Луи Гей-Люссаком. Закон Гей-Люссака: При постоянном давлении и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, отношение объёма газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным: V/T = const.

Изохорный процесс

Изохорный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме (). Для идеальных газов изохорический процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа при постоянном объёме, давление прямо пропорционально температуре:

Линия, изображающая изохорный процесс на диаграмме, называется изохорой.

Ещё стоит указать что поданная к газу энергия расходуется на изменение внутренней энергии то есть Q = 3* ν*R*T/2=3*V*ΔP, где R — универсальная газовая постоянная, ν количество молей в газе, T температура в Кельвинах, V объём газа, ΔP приращение изменения давления. а линию, изображающая изохорный процесс на диаграмме, в осях Р(Т), стоит продлить и пунктиром соединить с началом координат, так как может возникнуть недопонимание.

Изотермический процесс

PV=CONST

Изотермический процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре ()(). Изотермический процесс описывается законом Бойля — Мариотта:

При постоянной температуре и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, произведение объёма газа на его давление остаётся постоянным: PV = const.