Магнетизм

Пришел из Малой Азии.

Магнетизм (греч. Magnetis lithos – камень из Магнезии) – это совокупность явлений, связанных с магнитным взаимодействием.

Свойства:

1. Напряженность В (аналог силы).

2. Магнит всегда расположен вдоль меридиана (на север).

3. Одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются.

Ток влияет на ориентацию магнитной стрелки.

1820 год Ампер заметил, что проводник с током сам создает магнитное поле, при этом силовые линии представляют собой окружности, расположенные в плоскости, перпендикулярной проводнику с током с центом на оси проводника с направлением по правилу правой руки (большой палец – направление тока, остальные пальцы – направление магнитного поля (перпендикулярно проводнику)).

Электромагнитное поле – переносчик взаимодействий электрических зарядов, одна из форм материи.

Частные случаи: электрическое поле, магнитное поле.

26.10.2012

Ампер

Г.Х. Эрстед (1777-1851 г.г.) – правило буравчика.

1. В магнитном поле зарядов нет (в отличие от электрического поля).

1. Силовые линии электрического поля могут прерываться; силовые линии магнитного поля прерываться не могут.

3. Магнитное поле действует только на движущиеся заряды (движущийся в магнитном поле проводник эквивалентен движущемуся заряду).

4. Магнитное поле может создаваться как электрическим током, так и изменяющимся электрическим полем.

Конденсаторы, ферромагнетики, проводник с током.

5. Для возникновения магнитного поля обязательно должен быть источник (движение электрич. зарядов, наличие электрич. поля или ферромагнетики), оно не может возникнуть само по себе.

Вещества делятся по магнитным свойствам:

• ферромагнетики – это вещества, которые создают магнитное поле. 6ая группа 8ой подгруппы таблицы Менделеева (железо, никель, кобальт, сплавы, фириты и лантаноиды, гадолий, тербий, диспрозий, эрбий, сомарий, европий в составе сплавов – т.е. редкоземельные элементы);

• парамагнетики – сами не создают магнитное поле, но оказываясь в нем, усиливают его;

• диамагнетики – ослабляют магнитное поле.

Орбитальный (вращение электрона по орбите вокруг ядра) и спиновый (вращение электрона вокруг своей оси) магнитный момент.

Волны

Магнитное поле распространяется в виде волн.

Волна – изменение формы материи, при котором форма перемещается, а сама материя остается неизменной.

Например, вода, звук, свет, электромагнитное поле, поле пшеницы, заросли камыша.

Поперечная (рис.2) и продольная волна (вращаем).

Длина волны (Л) – расстояние, через которое конфигурация волны повторяется (от гребня до гребня или от впадины до впадины).

Период (Т) – промежуток времени, за который, относительно неподвижного наблюдателя, волна перемещается на расстояние, равное ее длине.

Частота (γ) – величина, обратно пропорциональная периоду; как часто конфигурация волны повторяется.

T=1/γ

V=Л/T=Л* γ

Скорость (V) – расстояние, которое проходит выбранный гребень за 1 секунду.

Скорость света = 3* 10(^8) м/с

Свет состоит из фотонов.

Звук = 330 м/с

Звук – это продольная волна.

Поперечные волны – волны, у которых смещение формы происходит перпендикулярно направлению их распространения.

Продольные волны – волны, у которых смещение формы происходит в направлении их распространения.

Свойства волн:

1. Дифракция (от лат. diffractus – разломанный) – огибание волнами препятствий; эффект распространения волн при прохождении через щель в преграде.

d>=10Л – не будет

d>=3Л – будет угол, который будет расширяться при сужении щели

d<Л –

Принцип Гюйгенса.

2. Интерференция (от лат. inter – между, ferens - несущий) – явление, наблюдаемое при сложении волн; при наложении в какой-либо области 2х цугов волн, производимые ими эффекты складываются (усиление и ослабление в зависимости от фаз).

3. Поляризация – прохождение света через определенные материалы.

Голография

(греч. holos – весь + графия)

1948 г. – Д.Габор, англ. (ртутная лампа)

1962 г. – Денисюк, русск.

09.11.2012

Уравнения Максвелла:

Колебания

Обычная динамика изучает то, что происходит в данном месте и в данное время, а теория колебаний изучает движение в целом.

При этом, математический аппарат, исследующий колебания, есть математическая функция.

f=f(t), T

f(t+T)=f(t)

f=A*sin(((2π/T)*t)+L)

T – период

А – амплитуда

L – фаза

1/Т = γ – частота колебаний (Гц=1 кол./сек.)

2π*γ=k – циклическая (круговая) частота ( )

Теория колебаний

Маятник, звук, свет, электрические процессы, радиосвязь, микрофон, динамик, часы…

«Движение «туда и обратно», в частности периодичность, - вот некоторые признаки колебаний» (Л.И. Мандельштам)

Классификация колебаний

С точки зрения кинематики:

• гармонические (от греч. harmonikos – слаженный, соразмеренный; по синусоиде);

• периодические;

• случайные (стохастические; например, порыв ветра).

С точки зрения динамики:

• свободные (незатухающие/затухающие; происходят только за счет восстанавливающих сил и возникают только за счет начального отклонения объекта от положения равновесия; незатухающие колебания возникают только при отсутствии сопротивления среды);

• вынужденные (возникают за счет действия периодических внешних возмущений; например, колебания люстры на корабле);

• параметрические (возникают за счет периодического изменения величины какого-нибудь из параметров осциллятора, при этом, если частота возмущений=2м собственным (естественным) частотам осциллятора, то возникает резонанс (амплитуда вынужденных колебаний становится настолько большой, что материалы могут разрушиться));

• автоколебания (возникают за счет наличия у осциллятора активного элемента, восполняющего потери энергии; например, кто-то качает на качелях).

	Пространство	Время
Что характеризует?	- структурность и протяженность материальных объектов.	- длительность явлений; - быстроту протекания процессов.
Что определяет?	- вид взаимодействия материальных объектов.	- последовательность процессов и явлений.
Что имеют общего?	- являются субстанциями (основой) существования материи; - имеют объективный характер; - неотделимы от материи; - неразрывно связаны с ее движением и друг с другом; - количественно и качественно бесконечны.
Каковы особые свойства?	- протяженность; - единство прерывности и непрерывности.	- длительность; - неповторяемость; - необратимость.

Без материи время и пространство существовать не могут!

Пространство трехмерно, время одномерно. В черной дыре – пространство одномерно!

Время и пространство обладают тем же дуализмом, что и частица и волна (могут быть и дискретны, и непрерывны одновременно).

Пространство не может переходить во время, и наоборот тоже нет.

23.11.2012

Энергия (energia – действие, деятельность) – это общая количественная мера различных форм движения материи.

Масса – мера инерции материи.

Виды:

• кинетическая (механическая);

• потенциальная (электромагнитная);

• тепловая;

• химическая;

• атомная (электроны и ядро);

• термоядерная (выделяется при синтезе; протоны и нейтроны);

Термоядерный синтез.

• солнечная;

Фотосинтез: солнечная -> химическая.

Закон сохранения энергии: энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую.

Термодинамика.

Закон сохранения вещества (закон сохранения массы, в 1748 – Ломоносов и в 1789 - Лавуазье): масса веществ до химической реакции = массе веществ после химической реакции.

Частицы, передающие гравитацию – гравитоны.

Закон всемирного тяготения: сила взаимного притяжения двух материальных точек пропорциональна произведению масс этих точек, деленному на квадрат расстояния между ними.

C=t*

t – гравитационная постоянная = 6,673*

F=Л*

Л – постоянная небесного тела

Л=t*M , где М – это масса небесного тела [

Л Земли = 4*

Л Луны = 5*

Л Солнца = 1,3*

F=g*m

G= [ ]

g Земли = 9,8