Вопросы по курсу общей физики

72. Оптические спектры веществ и оптическая спектрометрия.

О.с. – спектры ЭМ изл в инфракр, видимом и уф диапазонах шкалы ЭМ волн. Бывают: сп испускания (сп излучения, имиссионные), сп поглощения ,рассеяния, отражения. С.о. регистр с пом фотогр и фотоэл методов, примен также счетч фотонов для уф области, термоэлем, болометры в инфр обл и т.д. В видимой области с.о. можно наблюдать визуально. Бывают: линейчатые (из отд спек линий), полосатые (из отд полос), сплошные (непрерывные, бол диапазон).

73. Внешний фотоэффект и уравнение Эйнштейна для этого явления.

Фотоэфф – осв элект от связей с ат или молек в-ва под воздейст света (видимого, ик, уф). Внешний – если элект вых за пределы осв в-ва. Внутр – если эл теряют связь толькосо своими атомами молек но ост внутри осв в-ва, увелич электропроводность.

1) Фототок насыщ прямо пропорц свет потоку 2)ск-ть фотоэл возраст с увел частоты пад света и не зав от его интенсивности 3)незав от интенс светафотоэфф начин только при опр (для дан Ме) миним част света – красная граница фотоэфф.

75. Индуцированное излучение (условия его возникновения и свойства).

испускание эм волн атомами, молек и др частицами вещества, наход в неравновесн сост под дейст внеш вынужд излучения.

76. Лазеры и лазерное излучение.

источник эм излучения видим, инфракр и уф диапазонов, осн на вынужд изл атомов и молекул. Слово "лазер" знач "усил света в рез вынуждо излучения", употребляется также термин "оптический квантовый генератор" (ОКГ) В зав от вида акт среды разл газ, твердотел и жидк лазеры.

78. Структура ядра атома. Ядерные силы. Изотопы.

Яд силы – силы, удерж нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Обусл самые интенсив из всех изв физике взаимодействий. Я.с. явл короткодействующими. Радиус дейст приблизит 10 в -13 степени см. Не зависят от заряда нуклонов, опред строение и свойство ядер вместе с эм силами.

Изотопы – разновидности 1 хим элем, отл массой атомов. Содерж одинак число протонов в ядре и одинак число электронов атомной оболочке, но отлич числом нейтронов.

79. Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Ест рад обусл рад изотопами (нуклидами) – ест радионуклидами, содерж в земной коре и гидросф и образов: 1) в рез-те нуклеосинтеза еще при возн земли и не распавш жо наст времени (премордиальные радионуклиды). Периоды полурасп преморд нуклидов сопост с возр земли. 2) в рез-те ядерн реакций под дейст первич и вторич космич лучей, пост идущих в атмосфере,а частично также в литосфере и в метеоритах (космогенные радионуклиды).

Если в образце в мом врем t им N радиоакт ядер, то кол-во ядер dN, расп за время dt пропорц N. dN = -лямбдаNdt.

80. Дефект массы и энергия связи ядра атома.

Деф м- разность между массой, связанной системы, взаимод тел и суммы их масс в свобод состоянии.

Вопросы по физике природных явлений.

1. Объясните причину стабильности смены сезонов на Земле.

Обусл различием дуг на небосводе . Земная ось наклонена по отн к плоскости на 66.33. Земной шар вращ по эллипсу (макс 22 дек и 22 июня) Когда земля нах на ближ расст к солн, сев полюс в тени – зима, и наоборот.

2. В чём причина асимметрии берегов рек, текущих вдоль меридианов?

Согл закону Бера, у рек сев полуш, тек вдоль меридиана на юг, (Вол,Дн) зап берег выс, а вост плоск. Для рек, тек на север, зап Бер пологий, а вост – плоский. (сила Кориолиса)

3. Акустический эффект Доплера.

изм част и длины волн, регистр приемн, вызв движением их источника и приемника. для волн распр в к-л среде, напр, звука, нужно приним во вним движ как ист так и приемн волн отн этой среды

4. Оптический эффект Кр. Доплера.

для эм волн (напр света) для распр кот не нуж никакая среда им знач только отн движ ист и приемника (1842)

5. Восприятие и идентификация звуков человеком.

Чтобы Зв волна создала слух ощущ, необх, чтоб она не тольк им част звук диап, но еще обл бы интенс, превыш нек миним знач – ПОРОГ СЛЫШИМОСТИ. Звук, интенс кот ниже ПС, ухом не воспр. Звук оч бол интенс не вызыв слух ощущ - созд лишь ощущ боли я в ухе.

6. Эхолокация в природе и технике.

УЗ эхолот. S=vt/2. Лет мышь. Мол кис бакт.

7. Колебания струны под действием равномерно движущегося смычка

Под дейст движ смычка струна за счет трения отводится в сторону, пока из-за увел силы натяж не срывается. Вернувш в исх полож, она снова увлек смычком. Этот проц повт, так что на струну дейст периодич внеш сила.

8. Чёрные дыры (их образование и возможность обнаружения). Радиус Шварцшильда,

Ч.д. – объект в простр-ве, времени, гравит притяж кот настолько велико, что пкинуть его пов-ть не могут даже объекты, движ со скор света. вообр пов-ть чер дыры назыв горизонтом событий. обычно = р. Ш. решают уравн Эйнштейна.

Р. Ш. - радиус, опр для люб физ тела, обл массой. для зад массы этот радиус для кот нужно стиснуть массу, чтобы она коллапсировала в гравитационную сингулярность. рад Ш для нек физ тела пропорц его массе. р Ш. для тела массой земли = 9 мм, а для солнца 3 км. физ тело, рад кот меньше рад Ш., превр в черн дыру, пов-ть сферы р. Ш. предст собой горизонт событий для невращающего тела. р Ш. для сверхмассивной чер дыры в центре нашей галактике = примерно 7.8 млн км. р Ш. сферы равном заполн в-вом с плотн, кот = критич плотности совп с рад наблюд вселенной.

9. Морские приливы.

периодич колебание уровня океана и моря, обусл силами притяж. луны и солнца. рез измен полож луны и солн относит земли вкупе с эфф вращ земли и особенностями донного рельефа. Луна притягив воду и образ горб. Вследст вращ земли горб перемещ и образ прилив. У пов-ти, обр к луне сила притяж., напр. от центра земли

10. Лунный тормоз Земли. (В)

у кораллов обнаруж суточн или годичн кольца, их 395, знач в сутках было 22 часа. Продолж суток увел.

11. Меандры рек.

изгибы, образованные рекой. врезанные (долинные) блуждающие, свободные. Вода верх слоев набег со скор на дальн и по-ть искривляется. Тормозимые дном ниж слои испыт меньше.

12. Подъёмная сила крыла самолёта.

появл согласно закону Бернулли: формула крыла такова, что воздуху приходится преодолевать вдоль верхней пов-ти крыла больший путь, чем вдоль нижней пов-ти, след, скор воздуха вдоль верх пов-ти выше, а давл – ниже, поэтому вектор подъемной силы всегда напр в сторону выпуклой пов-ти крыла (той, что обычно сверху) и его величина зав от скорости самолета. при норм движ самолета этот вектор напр вверх, а сила тяжести – вниз, и самолет не падает.

13. Вязкость реальной жидкости (чем она обусловлена) и метод Стокса для её определения.

за счет сил взаимод между молекулами реальной жидкости при ее теч возн силы трения, кот напр по кас к пов-ти перемещ слоев. эти силы опред внутр трение, или вязкость жидк. наличие сил внутр трения в жидк приводит к тому что ее разл слои движутся с разл скоростями.

14. Осмотическое давление в растениях и живых организмах.

Осмос - физ.хим., прохожд и взаим обмен жидк и раств твер в-в через порист перепон (пергамент), наприм., при раздел перепон р-ра поварен. соли от дистил воды происх сильн теч соли через переп в воду (эндосмос) и обрат слаб теч воды в р-р солей (экзосмос). Явл эти изв под назв. осмотич давл частиц и след законам Гей-Люссака и Бойль-Мариотта.

15. Кессонная болезнь водолазов.

декомпрессия. связано с уменьш внеш давления, газы раств в тканях тела образуют пузырьки, кот разр стенки клеток и кровеносн сосудов, блокир кровоток.

16. Кипение жидкости. Автоклавы и скороварки.

Переход жидк в пар, происх с образованием в объеме жидк пузырьков пара или паровых полостей. Пузырьки растут вследст испарения в них жидкости, всплывают, и содерж в пузырьках насыщ пар перех в паровую фазу над жидкостью. Кип начин, когда при нагреве жидк давл насыщ пара над ее пов-тью стан = внеш давлению. Темп, при кот происх кип жидк, нах под пост давл, назыв t кипения.

Автоклав – аппп для провед разл процессов при нагреве и под давл выше атмосферного. В этих условиях достиг ускорение реакции и увел выхода продукта. Бывают: вращ, кач, горизонт, вертик и колонные. Предст собой сосуд, замкн или с откр крышкой. Снабж соотв измер приборами, перемеш устройствами, теплообменниками и тп.

Скоровар – герметично закр сосуд, в кот при нагреве подн давл (есть клапан, рег давл и для выпуска пара по оконч варки, блокир-разб крышки), следов кипение прох при более выс температуре и пригот пищи идет быстрее. Из толстого алюминия или из полир стали с толстым многослойным дном.

18. Образование туманов и облаков.

Туман – форма выделения паров воды в виде микроск пузырьков, кот, собираясь, делают воздух менее прозр. Образование: 1) если влаж и теплый возд проносится нал охлажд пов-тью земли. 2) если происх смешение 2х масс воздуха, разл темпер, и содержащих знач кол-во водяных паров. 3) если пов-ть моря или водного бассейна теплее окруж воздуха. Задерж теплоту и защищает землю от сильного лучеиспускания.

Облако – образ в выс слоях атмосф при ее охлажд, если кол-во водяных паров превыш предельн величину нужн для насыщения воздуха при данных условиях. избыт водяные пары сгущ и обр массу из беск малых вод пузырьков и капелек (перистые, слоистые, кучевые, дождевые, грозовые)

19. Короткое замыкание в электрической цепи.

замыкание источника электроэнергии на очень малое электрическое сопротивлление

20. Электролитическая диссоциация и электролиз.

распад молек электролита на ионы при их раств. Распад происх под воздейст поляр молекул растворителя. Электролиз (от электро... и греч. lysis - разлож, раств, распад), совокуп процессов электрохим окисл-восст на погруж в электролит электродах при прох через него эл тока. Э. леж в осн электрохим метода лабор и промыш получ различ в-в.

21. Линейная молния.

гигантский эл искровой заряд в атмосфере между облаками или между обл и зем пов-тью длиной неск км, диаметром десятки см и длительностью в десятые доли сек. яркая вспышка света, сопровожд громом, содерж неск повт разрядов. длит многокр молнии иногда превыш 1 сек.

22. Шаровая молния.

редко встр явл, предст собой светящ сфероид диам 10-20 см, обр обычно вслед за ударом лин молнии и сост из неравновесн плазмы. ш.м. существует от 1 сек до неск мин. при высокочастотном разряде в плотн газах обр стабильн плазм шнур (темп электронов в кот = 10 в 5-6 степени К).

23. Полярное сияние.

свечение (люминесценции) верхних слоев атмосферы планеты, обл магнитосферой вследст их взаимод с заряж част солн ветра (поток ионизир частиц, истек из солн короны).

25. Вихревые токи (токи Фуко).

замкн эл токи в массив проводнике, кот возн при измен пронизывающего его магнитного потока. Они зам в тоще самого пров-ка, проходя в плоск, перп потоку магн инд. Для пониж токов серд собир из изолир пластин.

26. Передача электроэнергии на большие расстояния.

трансформатор – не им подв частей уст-во по преобразов перемен тока и напряжения по величине без существ потерь мощности.

работа трансф осн на явл электромаг индук. для наибвыгод трансп эл энергии в эл сети многокр примен трехфаз транс: сперва для повышения напряж генераторов на эл станциях перед трансп эл энергии, а затем для понижения напряж линии электропередач для приемлемого для потребителей уровня.

27. Влияние дисперсии на работу линзы (хроматическая аберрация).

паразитная дисперсия света, прох через линзу (белый свет разлаг на составл его цв лучи). тк линзу можно предст сост из бол кол-ва мал призм, разл луча на сост цвета будет происх и в ней.

28. Мираж.

оптическое явл в атмосфере, отраж светограницы между резко разн по теплоте слоями воздуха. Для наблюд такое отр закл в том, что вместе с отд объектом или уч-ком неба видно его мнимое изображение, смещенное относительно предмета. бывают нижние (при оч бол вертик градиенте темп (падении ее с высотой) на перегретой ров пов-ти (пустыня, асфальт) , верх (над холод зем поверх при инверсионном распр температуры (рост ее с высотой)), боковые (иногда набл у сильно нагретых стен или скал).

29. Световоды и их применения.

оптовол кабель – волновод, для напр и передачи света. тонк кварц нить, окр защитной оболочкой со значительно меньш коэф преломления, чем сердцевина. распр света в световоде происх за счет многократного отражения излучения от его боковой пов-ти. октоволоконный кабель служ для передачи данных или голосовых сигналов, кот генерир с пом импульсов лазера или светодиода. различают одномодовые и многомодовые оптоволоконные кабели.

30. Радуга.

атмосф оптич и метеорологич явл, набл обычно после дождя или перед. дуга или окружность, сост из цветов спектра. возн из-за преломл света. бывает кольцевая

31. Интерференция света в тонких плёнках (в природе и технике).

В прир мож набл радуж окраш тон пленок (масляные пленки в воде, мыл пуз, оксид пленки в Ме), возн в рез интерф света, отраж 2мя пов-тями пленки.

Пусть на плоскопралл прозр пленку с показ прел n и толщиной d под углом g падает плоская монохроматическая волна (1 луч). На пов-ти пленки в точ О луч раздел на 2: частич отрази от верх пов-ти пленки, а част преломится. Преломл луч, дойдя до точ С, частич прелом в воздух (NO=1), а част отразится и пойдет к точ B. Здесь он опять част отраз (этот ход луча в дальн из-за малой интенс не рассм) и прелом, выходя в воздух под углом g. Вышед из пленки лучи 1 и 2 когерентны, если оптич разность их хода мала по сравн с длинной когерент пад волны. Если на их пути поставить собир линзу, то они сойдутся в 1 из точек P фокальной плосткости линзы и дадут интерференц картину, кот опред оптич разн хода между интерф лучами.

32. Разрешающая способность оптических приборов.

Р.с. – характ их спос-ть давть раздельн изоб-я 2х близких к др др точек объекта из-за дифракции света. Изобр точ – кружок (светл пятно, окр кольцами). Наим линейн или угл расст между 2 точками, начин с кот их изобр сливаются, назыв линейным или угловым пределом разрешения. Кол мерой разр спос-ти обыч служ обрат величина. Р.с. прибора мож быть оценена по его аппаратной функции.

33. Парниковый эффект в атмосфере Земли.

влияние атмосф натепл режим зем поверх, защит дейст атмосферы, в процессе лучистогог теплообмена земли с мировым прос-вом. пропуская к земной пов-ти солн радиацию, атмосф поглощает длинноволновое изл зем пов-ти. Нагретая таким обр атмосф посыл к зем пов-ти встреч излучение, компенс в знач мере потерю тепла зеиной пов-тью. пар эф повыш сред температуру планеты, смягч разл между днев и ночн температурами.

36. Почему ядра атомов стабильны? (В)

В осн совр теорий о строении и стабильности ат ядер лежат предст о «ядерных оболочках», т.е. об упоряд расположении протонов и нейтронов в ядре на опр энерг уровнях. Не см на то, что энер обусл оболоч структ ядер сост неск мегаэлектронвольт (менее 1% от пол энер ядра), яд оболоч в конеч итоге опред конфиг ядер и оказ значит и разнообр влияние на их св-ва.

Первичное действие радиации любого вида на люб биол объект начин с поглощ энергии излучения, что сопр возбуж молек и их ионизацией. При иониз мол воды (косв дейст изл) в присутствии о2 возн актив радикалы (ОН и др), гидратированные электроны, а также молек перекиси Н, вкл затем в цепь хим реакций в клетке. При иониз орг молекул (прямое дейст изл) возн своб радикалы, кот, вкл в протек в орг-ме хим реак, наруш теч обм в-в, и вызыв появл не свойст орг-му соединений, наруш проц жизнедеятельн.

38. Источник энергии Солнца.

в результате процесса превращения протона в нейтрон, позитрон и нейтрино происходит «выгорание» водорода на солнце и 4 протона превращаются в ядро гелия, сост из 2 протонов и 2 нейтронов (ист эн сол и большинства звезд)

39. Источник энергии атомной бомбы и атомной электростанции.

Использ уран и плутоний.

40. Юз тормозящего автомобиля.

заклинивание колес при движении транспорт средств, вследст чего колеса скользят по опорной пов-ти и не вращаются (блокируются). причина – превышение тормозного усилия над силой сцепл колеса с пов-ю дороги. например при гололеде, после дождя. движ колес юз увел тормозной путь и может быть причиной ДТП. у авт юз задн колес как правило приводит к боковому заносу зад оси, во изб юз на совр авто примен автоматич устр-ва, предотв блокировку колес.

41. Причина голубизны дневного небосвода.

солнце посылает на землю свои лучи, но им приходится пробиваться через толст слой воздуха, кот окутывает землю, а солн луч многоцветый, он сост из красного, оранж, желт, зел, голуб, син, фиол цветов. когда этот многоцв луч прох через толст слой воздуха, част возд рассеив, разбрызг все цвета солн спектра, но больше всего, сильнее всего именно фиолетовую, синюю и голубую часть, поэтому небо окраш голубым цветом. гол цв – гол брызги разноцв солн луча.