
- •1. Законы классической механики (законы Ньютона). Границы применения законов Ньютона.
- •Законы Ньютона
- •2. Волновое уравнение для поперечных упругих волн в струне.
- •3. Скорость поперечных упругих волн в струне.
- •4. Общее решение волнового уравнения.
- •5.Уравнение Максвелла.
- •6. Вывод волнового уравнения для электромагнитных волн. Скорость электромагнитных волн.
- •7. Диапазоны электромагнитных волн.
- •8. Условие поперечности плоских электромагнитных волн в вакууме.
- •9.Плоская монохроматическая электромагнитная волна.Экспоненциальная форма записи Ур-ия волн.
- •10. Понятие о световом луче. Оптическая длина пути. Принцип Ферма.
- •Световые лучи и принцип Ферма
- •11.Принцип Ферма. Закон отражения и преломления.
- •12. Явление интерференции. Сложение двух электромагнитных волн. Интенсивность суммарной волны.
- •13. Интерференция плоских волн. Схема опыта Юнга.
- •Опыт Юнга
- •15. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •16. Графическое сложение амплитуд. Зоны Френеля.
- •17.Дифракция Френеля на круглом отверстии и на диске.
- •18.Экспериментальные основания квантовой механики.
- •19. Опыты по рассеянию α-частиц
- •20. Опыт Франка — Герца.
- •21.Постулаты Бора.
- •22.Теория Бора атома водорода.Недостатки.
- •23.Элементарная боровская теория водородоподобного атома.Вывод обобщенной формулы Бальмера.
- •25.Опыт Боте
- •26.Корпускулярно-волновой дуализм.Бройль
- •27.Прохождение частицы через одну и две щели
- •28.Соотношение неопределенностей Гейзенберга
- •29.Оценка размеров и минимальной энергии водородоподобного атома.
- •30.Оценка минимальной энергии частицы в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме.
7. Диапазоны электромагнитных волн.
Название диапазона |
Длины волн, λ |
Частоты, ν |
Источники | |
Радиоволны |
Сверхдлинные |
более 10 км |
менее 30 кГц |
Атмосферные явления. Переменные токи в проводниках и электронных потоках (колебательные контуры). |
Длинные |
10 км — 1 км |
30 кГц — 300 кГц | ||
Средние |
1 км — 100 м |
300 кГц — 3 МГц | ||
Короткие |
100 м — 10 м |
3 МГц — 30 МГц | ||
Ультракороткие |
10 м — 1 мм |
30 МГц — 300 ГГц[4] | ||
Инфракрасное излучение |
1 мм — 780 нм |
300 ГГц — 429 ТГц |
Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. | |
Видимое (оптическое) излучение |
780—380 нм |
429 ТГц — 750 ТГц | ||
Ультрафиолетовое |
380 — 10 нм |
7,5×1014 Гц — 3×1016 Гц |
Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов. | |
Рентгеновские |
10 нм — 5 пм |
3×1016 — 6×1019 Гц |
Атомные процессы при воздействии ускоренных заряженных частиц. | |
Гамма |
менее 5 пм |
более 6×1019 Гц |
Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад. |
Электромагнитной волной называется процесс распространения переменного электромагнитного поля в свободном пространстве с конечной скоростью (скоростью света). Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое п
8. Условие поперечности плоских электромагнитных волн в вакууме.
в плоской электромагнитной волне вектор напряженности электрическогополя E, вектор напряженности магнитного поля H и волновой вектор k взаимно перпендикулярны и образуют правовинтовую систему. Из перпендикулярности векторов E и H к волновому вектору k(к вектору скорости волны v), т.е. направлению распространения волны, следует, что электромагнитные волны — поперечные.
Hx и Ex не
зависят от времени и координаты x,
т.е. являются однородными постоянными
полями. Таким образом, переменное поле
электромагнитной волны не имеет
составляющей вдоль оси x,
в направлении которой распространяется
волна. Это значит, что электромагнитная
волна поперечна, т.е. векторы и
перпендикулярны
направлению ее распространения.
9.Плоская монохроматическая электромагнитная волна.Экспоненциальная форма записи Ур-ия волн.
Электромагнитная волна -- это распространяющиеся в пространстве взаимно перпендикулярные электрическое E(r,t) и магнитноеH(r,t) поля, удовлетворяющие системе уравнений Максвелла, причем направление распространения n в каждой точке пространства перпендикулярно E и H.
Волна называется монохроматической (по-гречески - одноцветной), если поле волны является гармонической (синусоидальной) функцией времени.
Плоская монохроматическая электромагнитная волна -- это электромагнитная волна, в которой E- и H- компоненты поля меняются по одному и тому же гармоническому закону, а поверхность постоянной фазы является плоскостью. Например, для волны, распространяющейся в вакууме водль оси Oy,
Ez(y,t)=E0cos(wt-ky), Hx(y,t)=H0cos(wt-ky),где w=2*PI/T - круговая частота колебаний,T - период колебаний,k=2*PI/l - волновое число, l - длина волны. Для амплитуд E0 и H0 при распространении в вакууме справедливо соотношение: E0=c мю 0H0,
Часто зависимость векторов электромагнитного поля от координат и времени удобно записывать в комплексной форме. Используем для перехода к комплексной форме записи формулу Эйлера: