24. Эмиссионные явления и их применения.

Электронная эмиссия — явление испускания электронов поверхностью твёрдого тела или жидкости. Термоэлектронная(вакуум), Электростатическая (микроскопия и спектроскопия), Фотоэлектронная (химия), Вторичная электронная эмиссия – при бомбардировке электронами (фотоэлектр. умножитель), Ионно-электронная эмиссия – при бомб. ионами (Оже-спектроскопия), Взрывная электронная эмиссия (генераторы мощных пучков), Криогенная электронная эмиссия (мало изучена).

25. Работа выхода электрона из металла.

обусловлена существованием силы, которая стремится возвратить вылетевший в поверхности металла электрон обратно. А именно, это кинетическая энергия, потраченная электроном при преодолении кулоновской силы. Зависит от свойств металла и температуры.

26. Ионизация газов. Несамостоятельный и самостоятельный газовый разряд.

Газы в основном содержат нейтральные молекулы. При ионизации (термической или эл. полем), газ проводит ток. Ион. эл полем – происходит при превышении нормы внутр эл поля и отрыве электронов от атомов газа.

27. Плазма и ее свойства.

Частично или полностью ионизированный газ. Почти все + и – заряды внутри – равны.

Достаточная плотность – r³_DN>>1, где N – концентрация заряженных частиц.

Квазинейтральность – суммарный эл заряд плазмы равен нулю.

Сильная ионизация.

28.Магнитное поле. Разница электрического взаимодействия и магнитного.

Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).

Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.

Электрическое поле рождается у любого (покоящегося, движущегося) заряженного тела. Любое (постоянное, переменное) электрическое поле в процессе движения его источника порождает магнитное.

Магнитное поле рождается в процессе движения заряженного тела электрическим полем и способно порождать электрическое, если само переменное.

Понятие "электрический заряд" всегда есть, понятия "магнитного заряда" не существует - электрические заряды в монопольном виде встречаются, магнитные же существуют всегда в виде диполя (про магнитный монополь как-то в другой раз).

Электрическое поле	Магнитное поле
Источники поля
Электрически заряженные тела	Движущиеся электрически заряженные тела (электрические токи)
Индикаторы поля
Мелкие листочки бумаги. Электрическая гильза. Электрический «султан»	Металлические опилки. Замкнутый контур с током. Магнитная стрелка
Опытные факты
Опыты Кулона по взаимодействию электрически заряженных тел	Опыты Ампера по взаимодействию проводников с током
Графическая характеристика
Линии напряжённости электрического поля в случае неподвижных зарядов имеют начало и конец (потенциальное поле); могут быть визуализированы (кристаллы хинина в масле)		Линии индукции магнитного поля всегда замкнуты (вихревое поле); могут быть визуализированы (металлические опилки)
Силовая характеристика
Вектор напряжённости электрического поля E. Величина: Направление:	Вектор индукции магнитного поля В. Величина: . Направление  определяется правилом левой руки
Энергетическая характеристика
Работа электрического поля неподвижных зарядов (кулоновcкой силы) равна нулю при обходе замкнутой траектории	Работа магнитного поля (силы Лоренца) всегда равна нулю
Действие поля на заряженную частицу
Сила всегда отлична от нуля: F = qE	Сила зависит от скорости движения частицы: не действует, если частица покоится, а также если
Вещество и поле
.

29.Действие магнитного поля на движущийся заряд. Поле движущегося заряда.

Сила, действующая на электрический заряд Q, движущийся в магнитном поле со скоростью v, называется силой Лоренца и выражается формулой

Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора v (для Q>0 направления I и v совпадают, для Q<0 — противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд.

Отметим еще раз, что магнитное поле не действует на покоящийся электрический заряд. В этом существенное отличие магнитного поля от электрического. Магнитное поле действует только на движущиеся в нем заряды.

30. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету некоторых полей.

Закон Био-Савара-Лапласа — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током.

Допустим требуется найти модуль магнитной индукции в центре очень тонкой (все витки уложены вблизи одной окружности) катушки с числом витков , по которой течет ток . Найдём магнитную индукцию, создаваемую одним витком катушки. Из формулы

получим модуль магнитной индукции как

где - как следствие, радиус катушки - константа, - угол между вектором и (элемента витка), ввиду взаимной перпендикулярности, всегда равен . Проинтегрировав обе части получаем

где - сумма длин всех элементов проводника витка или длина окружности, тогда

Так как в катушке содержится витков, то суммарный модуль магнитной индукции равен

31.Закон Ампера

Закон Ампера  — закон взаимодействия электрических токов. Впервые был установлен Андре Мари Ампером в 1820 для постоянного тока. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Выражение для силы , с которой магнитное поле действует на элемент объёма проводника с током плотности , находящегося в магнитном поле с индукцией , в Международной системе единиц (СИ) имеет вид:

.

32. Взаимодействие параллельных токов.

Два параллельных тока одинакового направления притягиваются друг к другу с силой

Если токи имеют противоположные направления, то, используя правило левой руки

32. Магнитная постоянная. Единицы магнитной индукции и напряженности магнитного поля.

Магнитная постоянная — физическая константа, скалярная величина, определяющая плотность магнитного потока в вакууме;

Единица магнитной индукции — тесла (Тл): 1 Тл — магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению поля, если по этому проводнику проходит ток 1 А: 1 Тл = 1 Н/(А•м)

Единица напряженности магнитного поля — ампер на метр (А/м): 1 А/м — напряженность такого поля, магнитная индукция которого в вакууме равна 4π•10^-7 Тл.

32. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для поля вектора магнитной индукции.

Поток магнитной индукции - поток вектора магнитной индукции через некоторую поверхность; величина, равная произведению: модуля вектора магнитной индукции; на площадь поверхности; и на косинус угла между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности.

В СИ единицей магнитного потока является вебер.

Поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю:

Это эквивалентно тому, что в природе не существует «магнитных зарядов» (монополей), которые создавали бы магнитное поле, как электрические заряды создают электрическое поле[5]. Иными словами, теорема Гаусса для магнитной индукции показывает, что магнитное поле является (полностью) вихревым.

32. Циркуляция вектора магнитной индукции для магнитного поля в вакууме. (Закон полного тока).

Закон полного тока это закон, связывающий циркуляцию вектора напряженности магнитного поля и ток.

Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.

Положительным считается ток, направление которого связано с направлением обхода по контуру правилом правого винта; ток протоивоположного направления считается отрицательным.

32. Магнитное поле соленоида и тороида.

Чем соленоид длиннее, тем магнитная индукция вне его меньше. Поэтому приближенно можно полагать, что поле бесконечно длинного соленоида сосредоточено целиком внутри него, а поле соленоида можно не учитывать. Формула магнитной индукции поля внутри соленоида (в вакууме):

Мы видим, что поле внутри соленоида однородно (при расчетах пренебрегают краевыми эффектами в областях, прилегающих к торцам соленоида).

Магнитное поле тороида — кольцевой катушки, у которой витки намотаны на сердечник, который имеет форму тора. Магнитное поле, как известно из опыта, сосредоточено внутри тороида, а вне его поле равно нулю.

В данном случае линии магнитной индукции, как следует из соображений симметрии, есть окружности, у которых центры расположены по оси тороида. В качестве контура возьмем одну такую окружность радиуса r. Тогда, используя теорему о циркуляции, B•2πr=μ₀NI, откуда следует, что магнитная индукция внутри тороида (в вакууме)

где N — число витков тороида.

Если контур проходит вне тороида, то токов он не охватывает и B•2πr = 0. Следовательно, что поле вне тороида отсутствует (что показывает и опыт).

37.Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

Работа, совершаемая проводником с током при перемещении, численно равна произведению тока на изменение магнитного потока, пересечённого этим проводником.

38. Движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле.

39. Эффект Холла.

Эффект Холла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота.

38. Ускорители заряженных частиц.

Ускорители заряженных частиц – установки для ускорения заряженных частиц до энергий, при которых они могут использоваться для физических исследований, в промышленности и медицине. При сравнительно низких энергиях ускоренные частицы используют, например, для получения изображения на экране телевизора или электронного микроскопа, генерации рентгеновских лучей (электронно-лучевые трубки), разрушения раковых клеток, уничтожения бактерий. При ускорении заряженных частиц до энергий, превышающих 1 мегаэлектронвольт (МэВ) их используют для изучения структуры микрообъектов (например, атомных ядер) и природы фундаментальных сил. В этом случае ускорители заряженных частиц выполняют роль источников пробных частиц, зондирующих изучаемый объект.

38. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея). Закон Фарадея и его вывод на основе закона сохранения энергии.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):

38. Вращение рамки в магнитном поле. Вихревые токи (токи Фуко).

Если в однородном магнитном поле равномерно вращается рамка, то в ней возникает переменная э.д.с., изменяющаяся по гармоническому закону.

Индукционный ток возникает не только в линейных проводниках, но и в массивных сплошных проводниках, помещенных в переменное магнитное поле. Эти токи оказываются замкнутыми в толще проводника и поэтому называются вихревыми. Их также называют токами Фуко — по имени первого исследователя.

38. Индуктивность контура. Самоиндукция.

Электрический ток, который течет в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, согласно закону Био-Савара-Лапласа, пропорциональна току. Сцепленный с контуром магнитный поток Ф поэтому прямо пропорционален току I в контуре:

где коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура.

При изменении в контуре силы тока будет также изменяться и сцепленный с ним магнитный поток; значит, в контуре будет индуцироваться э.д.с. Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называется самоиндукцией.

38. Трансформаторы.

Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты[1].