22. Сила Лоренца. Рух електрона у магнітному полі.
Сила Лоренца - сила, що діє в магнітному полі на окрему заряджену частинку, яка рухається зі сталою швидкістю v. В разі сумісної дії електричного Е та магнітного В полів на частину зі зарядом q діє сила Лоренца: Fл=qE+q(v B).
В однорідному магнітному полі заряджена частинка рухається по гвинтовій лінії, яку називають спіраллю. Радіус гвинтової лінії (циклотронний радіус) визначається перпендикулярною до поля складовою початкової швидкості частинки. Крок гвинтової лінії — паралельною до поля складовою початкової швидкості частинки. Гвинтова лінія закручена за чи проти годинникової стрілки, в залежності від знаку заряду частинки.
23. Дуалістична природа світла. Імпульс та енергія фотона.
Природа світла дуалістична - двоїста. Одні явища пояснюються хвильовою теорією, а інші - квантовою. Зв'язок між квантовою і хвильовою теорією виражається за формулою Планка: Е = h • n Е = Е - енергія фотона (кванта); n - частота коливань l - довжина хвилі; h - стала Планка. h = 6,62 х 10-34 Дж • с Фотон (квант) існує до тих пір, поки рухається, він не має маси спокою. При зустрічі з речовиною, він зникає, а енергія переходить до речовини. Фотон є істинно-нейтральною частинкою, що означає, що його античастинка є тим самим фотоном.
Імпульс фотона визначають за формулою
Фотони
не мають електричного
заряду
їх маса
нульова. Їхні основні характеристики:
енергія,
зв'язана з частотою за допомогою формули
і
спін
рівний одиниці.
Фотони видимого світла мають енергії в діапазоні від 1,7 до 3 еВ; вони появляються при переходах атомів і молекул із збуджених станів в стани з меншою енергією. Гамма-фотони появляються в результаті аналогічних процесів, що відбуваються в середині атомних ядер. При гальмуванні електронів високих енергій можуть бути отримані фотони дуже великих енергій — до 1000 МеВ, що майже в 2 000 разів перевищує власну енергію нерухомого електрона. Фотони високих енергій можуть перетворитися в пару заряджених частинок — електрон й позитрон. При цьому енергія фотона, що зникає, повинна бути більшою за суму власних енергій частинок, що з'явилися.
24. Електромагнітна індукція. Основний закон електромагнітної індукції.
За будь-якої зміни магнітного поля у ділянці, обмеженій замкнутим провідним контуром, в ньому виникає електрорушійна сила індукції, яка зумовлює появу індукційного струму – це явище називається електромагнітною індукцією. Закон Фарадея: електрорушійна сила (ЕРС) електромагнітної індукції виникає завжди у разі зміни потоку магнітної індукції через площу, обмежену контуром котушки незалежно від того, чим зумовлена ця зміна. Ф=BS cosα, де Ф-магнітний потік, S- площа поверхні, α- кут між вектором магнітної індукції В і вектором нормалі n до поверхні, через яку проходять силові лінії магнітного поля. Закон Ленца: індуктивний струм завжди має такий напрямок, при якому його магнітне поле протидіє зміні первинного магнітного потоку, що пронизує струм.
25. Намагніченість речовин. Діа-, пара- та феромагнетики.
Магнетики – речорини, які здатні набувати магнітних властивостей у магнітному полі.
Три типи речовин:
Діамагнетики - речовини з від'ємною магнітною сприйнятливістю. Послаблює зовнішнє магнітне поле. Ідеальний діамагнетик (надпровідники) має магнітну сприйнятливість рівну −1, що призводить до виштовхування магнітного поля із речовини. Напр: Вуглесь, Р, сірка, Zn, Cu, Ag, Au.
Парамагнетики - речовини з невеликою позитивною магнітною сприйнятливістю, які у зовнішньому магнітному полі намагнічуються вздовж поля і дещо підсилюють його. Магнітна сприйнятливість парамагнетиків завжди додатня і лежить у діапазоні 10-4 — 10-7.
До парамагнетиків належать:
*речовини, атоми або молекули яких мають непарне число електронів (Na, N);
*елементи перехідної групи, їх солі і водні розчини,
комплексні сполуки перехідних елементів, рідкісні землі, актиніди, вільні радикали;
багато лужних і лужноземельних металів(Са, Ва), Al, Sc, V; кисень О2.
Феромагнетики - деякі метали (залізо, нікель, кобальт, гадоліній, манган, хром та їхні сплави) з великою магнітною проникністю. Магнітна сприйнятливість феромагнетиків позитивна і значно більше одиниці.