Билет №13. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции.

Совокупность тел или областей пространства, в которых создается магнитное поле, называется магнитной цепью. Роль, аналогичную силе тока в электрической цепи, в магнитной цепи играет магнитный поток (поток магнитной индукции). Магнитный поток – скалярная физическая величина, характеризующая число линий магнитной индукции поля, пронизывающих контур. Магнитный поток равен произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь поверхности контура S и косинус угла между вектором и нормалью : , .

При движении проводника в магнитном поле, вместе с ним будут перемещаться и свободные электроны, находящиеся в нем. Под действием силы Лоренца электроны будут смещаться к одному концу проводника, на котором возникнет отрицательный заряд. На другом конце проводника возникнет положительный заряд. Между концами проводника возникнет разность потенциалов, которая получила название ЭДС электромагнитной индукции: .

Электромагнитная индукция – явление возникновения ЭДС индукции в проводнике, движущемся в постоянном магнитном поле или покоящемся в переменном магнитном поле.

Существование ЭДС индукции приводит к появлению в проводнике электрического тока, называемого индукционным. Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток, своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея): ЭДС электромагнитной индукции, возникающая в контуре, численно равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром:

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

Для преодоления противоречий и недостатков ядерной модели атома Резерфорда Нильс Бор предложил квантовую модель атома, в основу которой положил три постулата.

1-ый постулат Бора: Электрон в атоме может находиться только в особых стационарных (квантовых) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия. Когда электрон находится в стационарном состоянии, атом не излучает.

2-ой постулат Бора: Электрон в атоме может скачком переходить из одного стационарного (k-го) состояния в другое (n-ое). При этом переходе испускается или поглощается квант электромагнитного поля с частотой ν_kn, определяемой разностью энергий электрона в атоме в данных состояниях:

Если E_k>E_n, то происходит излучение энергии, если E_k<E_n, то ее поглощение.

Состояние атома с наименьшей энергией Е₁ называют основным, а состояние с большими значениями (Е₂, Е₃, …) – возбужденными. Неограниченно долго атом может находиться только в основном стационарном состоянии. Из любого возбужденного состояния атом рано или поздно (за 10^-7 – 10^-9 с) самопроизвольно переходит в основное состояние или другое возбужденное состояние, но с меньшей энергией.

3-ий постулат Бора: Стационарные (разрешенные) электронные орбиты в атоме находятся из условия:

mυr_n=nħ, n=1, 2, 3, …,

где m – масса электрона, υ – его линейная скорость, r_n –радиус n-ой орбиты. Число n (номер орбиты) называется главным квантовым числом.

Энергия атомов квантована, т.е. она не может принимать произвольных значений, а характеризуется определенным набором энергетических уровней.

Излучение света происходит при переходе электрона в атоме с высшего энергетического уровня E_k на один из низших энергетических уровней E_n (k>n), другими словами, при переходе электрона с внешней орбиты на внутреннюю. Атом в этом случае излучает фотон с энергией hν_kn. Частота излучения при этом

,

где n и k – номера стационарных состояний электрона в атоме.

Поглощение света – процесс, обратный излучению. Атом, поглощая фотон, переходит из низшего состояния k в более высокое n (n>k), т.е. электрон в атоме переходит с внутренней орбиты на внешнюю. Частота излученного фотона

.