Билет № 13 Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции

Для характеристики числа линий индукции магнитного поля, пронизывающих некоторую площадку, вводится физическая скалярная величина, называемая магнитным потоком и обозначаемая греческой буквой Ф.

Магнитный поток Ф однородного поля через плоскую поверхность равен произведению модуля индукции В магнитного поля, площади поверхности и косинуса угла α между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности:

Ф = ВS .

В Международной системе СИ единицей магнитного потока является Вебер: 1 Вб = 1 Тл·1 м².

Магнитный поток в 1 Вб через плоскую поверхность площадью 1 м² создается однородным магнитным полем индукцией 1 Тл, направление которой перпендикулярно поверхности.

В 1831 году Майкл Фарадей обнаружил, что при изменении магнитного поля в катушке из проводника возникает электрический ток. Это явление назвали электромагнитной индукцией. Электрический ток, возникающий в результате электромагнитной индукции, назвали индукционным током.

Электромагнитная индукция – явление возникновения ЭДС индукции при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром.

Эксперименты Фарадей позволили установить закон электромагнитной индукции (закон Фарадея), количественно определяющий ЭДС индукции в контуре:

ЭДС электромагнитной индукции, возникающая в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через него:

ε_i = .

Билет № 14 Квантовые постулаты Бора. Излучение и поглощение света атомом

Модель атома, предложенная Резерфордом, не смогла объяснить все свойства атомов. Согласно законам классической физики атом из положительно заряженного ядра и электронов, обращающихся по круговым орбитам, должен излучать электромагнитные волны. Излучение электромагнитных волн должно приводить к потере электроном энергии и уменьшению его скорости, а далее к падению электрона на ядро. Однако атомы обычно не излучают электромагнитные волны, электроны не падают на атомные ядра, то есть атомы устойчивы.

Для преодоления противоречий и недостатков ядерной модели атома Резерфорда датский физик Нильс Бор в 1913 г. в своей работе «О строении атомов и молекул» предложил квантовую модель атома, основанную на двух постулатах:

1. Атом может находиться в особых стационарных (квантовых) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает.

2. Атом может переходить из одного стационарного состояния в другое. Энергия кванта электромагнитного излучения при переходе из стационарного состояния с энергией Е_m в состояние с энергией Е_n равна разности энергий атома в двух квантовых состояниях:

hν = E_m – E_n ,

где h = 6,63·10^-34 Дж·с – постоянная Планка.

Состояние атома, которому соответствует наименьшая энергия, называется основным, в нем атом может находиться бесконечно долго. Состояния, которым соответствуют большие значения энергии, называются возбужденными. В них атом может находиться примерно 10^-8 с.

Излучение света атомом происходит при переходе атома с высших энергетических уровней на один из низших энергетических уровней. Поглощение света – процесс обратный излучению. Атом, поглощая фотон, переходит из низшего состояния в более высокое. При этом частота поглощенного или излученного фотона равна:

ν = .