Билет №11. Колебательный контур. Свободные электромагнтные колебания в контуре. Формула томсона.
Переменные электрические и магнитные поля не могут существовать друг без друга. Переменное магнитное поле порождает поле переменное электрическое, и наоборот. Переменные электрическое и магнитное поле обуславливают одно другое и образуют единое электромагнитное поле.
Электромагнитные колебания – это одновременные периодические изменения связанных между собой электрических и магнитных полей. Простейшей системой, где могут происходить электромагнитные колебания, является колебательный контур. Идеальный колебательный контур состоит из последовательно соединенных между собой конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L. Причем сопротивлением соединяющих проводов и катушки, приводящим к потерям энергии, пренебрегают.
Свободные электромагнитные колебания в контуре – периодические изменения заряда на конденсаторе, силы тока в контуре и напряжения на обоих элементах контура, происходящие без потерь энергии от внешних источников. Процесс изменения заряда на конденсаторе, силы тока в контуре и напряжения на обоих элементах контура имеет гармонический характер, т.е. происходит по закону синуса или косинуса.
Возникновение свободных электромагнитных колебаний в контуре обусловлено перезарядкой конденсатора и явлением возникновения в катушке ЭДС самоиндукции, которая обеспечивает эту перезарядку.
Наименьший
промежуток времени, в течение которого
происходит переход зарядов с одной
обкладки конденсатора на другую и
обратно, называется периодом
свободных электромагнитных колебаний
в контуре. Он определяется по формуле
Томсона:
.
Билет №12. Опыты резерфорда. Ядерная модель атома.
В 1903 году Дж. Томсон предложил первую модель атома, согласно которой атомы представляли собой шары, состоящие из положительно заряженного вещества, в которое вкраплены электроны, причем почти вся масса сосредоточена в положительно заряженном веществе. Суммарный заряд электронов равен положительному заряду вещества, поэтому атом электрически нейтрален.
В 1911 году Э. Резерфорд провел серию опытов по проверке модели атома Томсона.
1 – свинцовый цилиндр с радиоактивным веществом; 2 – сверхтонкая золотая фольга; 3 – полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка; 4 – микроскоп; α-частицы – ядра атомов гелия (положительные частицы).
Исходя из модели Томсона следовало ожидать, что α-частицы легко пройдут через положительное вещество атома, отклоняясь лишь незначительно. Действительно, некоторая часть α-частиц отклонялась на небольшие углы, но были и такие, которые отклонялись на углы больше 90°. Следовательно они сталкивались с объектом значительно большей массы, причем эта масса была сосредоточена в очень малой области, в которой был сосредоточен и весь положительный заряд атома. Этот объект назвали ядром.
Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома:
В центре расположено ядро размером 10-14 - 10-15 м (диаметр атома 10-10 м).
Почти вся масса сосредоточена в положительно заряженном ядре (заряд ядра q = + Z ∙ e, где Z – порядковый номер в таблице Менделеева).
Электроны под действием кулоновских сил движутся по замкнутым орбитам вокруг ядра (заряд электронов q = - Z ∙ e). Атом в целом электрически нейтрален.