Билет №17

Явления:

1. Радиоактивность. А. Беккерель обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно излучает невидимые лучи.

2. Электризация.

3. Электрический ток.

4. Магнетизм.

Опыты Резерфорда.

1. В 1899 г. Э. Резерфорд провёл эксперимент, в результате которого было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно: оно распадается в магнитном поле на положительные заряды (α-частицы – полностью ионизированные атомы гелия), отрицательные заряды (β-частицы – электрон) и никак не заряженное излучение (γ-частицы или γ-кванты — один из видов электромагнитного излучения). Явление радиоактивности давало основания предположить, что в состав атома входят отрицательно и положительно заряженные частицы.

2. В 1911 г. Э. Резерфорд провёл такой эксперимент: из свинцового сосуда, в котором находилось радиоактивное вещество, вылетали α-частицы через узкий канал. Для обнаружения α-частицы служил стеклянный экран, покрытый тонким слоем специального вещества, благодаря чему в местах попадания в экран α-частиц возникают вспышки, которые наблюдают с помощью микроскопа. Всю эту установку поместили в сосуд, из которого откачан воздух, чтобы устранить рассеяние α-частиц за счёт их столкновений с молекулами воздуха. На пути α-частиц помещали тонкую золотую фольгу, и при взаимодействии с фольгой α-частицы рассеиваются по всем направлениям на разные углы. Небольшое число частиц рассеялось на углы, близкие к 90°, а единичные частицы — на углы порядка 180°, т.е. в результате взаимодействия с фольгой были отброшены назад. Резерфорд пришёл к выводу: столь сильное отклонение α-частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле. Было рассчитано, что такое поле могло быть создано зарядом, сконцентрированным в очень малом объёме (по сравнению с объёмом атома). Исходя из этих соображений, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома.

Планетарная модель атома. В центре атома находится ядро, занимающее очень малый объём атома (приблизительно 10^-14 - 10^-15 м). Ядро состоит из протонов, частиц с положительным зарядом, и нейтронов (с нейтральным зарядом). Вокруг ядра движутся электроны (с отрицательным зарядом), масса которых значительно меньше массы ядра. Атом электрически нейтрален, поскольку заряд ядра равен модулю суммарного заряда электронов. Число протонов равно числу электронов.

Но атом, потерявший один или несколько электронов, будет иметь положительный заряд. Его называют тогда положительным ионом. Если лишний электрон присоединяется к нейтральному атому, то атом приобретает отрицательный заряд и становится отрицательным ионом.

Билет №18

Энергия – физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело (или несколько тел). Единица энергии – джоуль (Дж). Виды энергии: механическая, электрическая, электромагнитная, химическая, ядерная, тепловая, энергия вакуума.

Сумму потенциальной и кинетической энергии называют полной механической энергией.

Закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих посредством консервативных сил, остаётся неизменной при любых движениях системы.

Билет №19

Реактивное движение – это движение, возникающее при отделении некоторой его части с определённой скоростью относительно тела, например, при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата.

Реактивная сила – это сила, появляющаяся при реактивном движении и сообщающая телу ускорение.

Уравнение Мещерского для движения тела переменной массы (1897 г.). , μ-расход топлива, u-скорость относительно ракеты.

Реактивные двигатели. В космическом пространстве использовать какие-либо другие двигатели, кроме реактивных, невозможно: нет опоры, отталкиваясь от которой космический корабль мог бы получить ускорение. Реактивные двигатели делятся на два класса: ракетные и воздушно-реактивные.

В ракетных двигателях используется, как правило, твёрдое топливо, способное к горению в отсутствие воздуха. При истечении продуктов сгорания топлива газы за счёт давления в камере сгорания приобретают некоторую скорость относительно ракеты и, следовательно, некоторый импульс. Поэтому в соответствии с законом сохранения импульса сама ракета получает такой же по модулю импульс, но направленный в другую сторону.

Применяются также ракетные двигатели, работающие на жидком топливе и окислителе. Жидкостно-реактивные двигатели (ЖРД) используются для запуска космических кораблей.

Воздушно-реактивные двигатели в настоящее время применяют главным образом на самолётах. Основное их отличие от ракетных двигателей состоит в том, что окислителем для горения топлива служит кислород воздуха, поступающего внутрь двигателя из атмосферы.