Билет 1

1. Електричний струм у металах. Основи класичної електронної теорії електропровідності металів та її недоліки.

За сучасними уявленнями носіями струму в металах є вільні електрони, які виникли завдяки відриву зовнішніх валентних електронів атомів металу.Металевий провідник складається з: 1) позитивно заряджених іонів, які коливаються біля положення рівноваги, і 2) вільних електронів, здатних переміщатися по всьому об’єму провідника. Таким чином, електричні властивості металів зумовлені наявністю в них вільних електронів з концентрацією порядку 1028 м-3, що приблизно відповідає концентрації атомів. Ці електрони називаються електронами провідності. Вони утворюються шляхом відриву від атомів металів їх валентних електронів. Такі електрони що належать якомусь певному атому і здатні переміщатися по всьому об’єму тіла.

2. Електричний струм у рідинах. Електроліти. Закони електролізу Фарадея. Електролітична дисоціація. Електропровідність рідин. Відомості про будову та роботу гальванічних елементів.

3. Електричний струм у газах. Електропровідність газів. Іонізація та рекомбінація. Самостійний та не самостійний газові розряди. Різні види газових розрядів.

4. Електричний струм у напівпровідниках. Власна і домішкова провідність напівпровідників. Р-н перехід. Елементи зонної теорії електропровідності. Напівпровідникові діод та тріод. Застосування напівпровідникових пристроїв.

5. Магнітне поле. Магнітна індукція. Сила Лоренца. Сила Ампера.

Магні́тне по́ле — складова електромагнітного поля, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками. Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часі електричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Магнітне поле утворюється, наприклад, у просторі довкола провідника, по якому тече струм або довкола постійного магніту.Магні́тна інду́кція — векторна фізична величина, основна характеристика величини і напрямку магнітного поля(силова характеристика). Вектор магнітної індукції зазвичай позначають латинською літерою В(с вектором). Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды. Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца. Сила Лоренца определяется соотношением:Fл = q·V·B·sina, где q - величина движущегося заряда; V - модуль его скорости; B - модуль вектора индукции магнитного поля; a - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.Сила Лоренца перпендикулярна скорости и поэтому она не совершает работы, не изменяет модуль скорости заряда и его кинетической энергии. Но направление скорости изменяется непрерывно. На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, равная F = I·L·B·sina I - сила тока в проводнике; B - модуль вектора индукции магнитного поля; L - длина проводника, находящегося в магнитном поле; a - угол между вектором магнитного поля инаправлением тока в проводнике. Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера. Максимальная сила Ампера равна: F = I·L·B Ей соответствует a = 90градусов.

2. . Принцип Гюйгенса. Вивід закону відбивання світла із застосуванням принципу Гюйгенса

Згідно з принципом Гюйгенса кожну точку середовища, якої досягла хвиля, можна розглядати як джерело вторинних сферичних хвиль, що поширюються зі швидкістю, властивою середовищі. Що огинає поверхню, тобто поверхня, що стосується всіх сферичних вторинних хвиль в тому положенні, якого вони досягнуть до моменту часу t, і являє собою хвильовий фронт в цей момент.

Р₀ - допоміжна поверхня, що збігається в момент t₀ = 0 з положенням фронту сферичної розбіжної хвилі; відповідні вторинні хвилі (центри - світлі кружки) зображені суцільними дугами; Р - довільна допоміжна поверхня; відповідні вторинні хвилі (центри - хрестики) зображені штриховими дугами; S - хвильова поверхня в момент t, побудована як обвідна вторинних хвиль .

M N - відбиває поверхня

Аа1 і ВВ1 - промені падаючої плоскої хвилі

АА2 і ВВ2 - промені відбитої плоскої хвилі

АС - хвильова поверхня падаючої плоскої хвилі перпендикулярна падаючим променям

DB - хвильова поверхня відображеної плоскої хвилі перпендикулярна відбитим променям

альфа - кут падіння (між падаючим променем і перпендикуляром до поверхні, що відбиває)

бета - кут відбиття (між відбитим променем і перпендикуляром до поверхні, що відбиває)

Розглянемо падаюче світло як плоску хвилю і використовуємо для доказу принцип Гюйгенса:

AD = vt = CB

трикутник ADB і трикутник ACB - прямокутні

кут DBA = кутку CAB

кут альфа = кутку CAB

кут бета = кутку DBA

Закони відбиття світла представляють собою два твердження:

1. Кут падіння дорівнює куту відбиття.

2. 2. Падаючий промінь, промінь відбитий і перпендикуляр, відновлений в точці падіння променя, лежать в одній площині.

3. Електронна будова атома. квантові числа атом складається з ядра й електронів, які утворюють електронну оболонку атома. Число електронів на оболонці дорівнює числу протонів у ядрі атома і визначається протонним числом елемента. Електрони в атомі мають різну енергію зв'язку з ядром: чим вона більша, тим ближче до ядра розміщується електрон. У результаті електрони в атомі розподіляються шарами, на різних енергетичних рівнях. Максимальна кількість електронів на даному рівні дорівнює 2n²: на першому рівні може бути тільки два електрони, на другому — вісім. Такі рівні є завершеними. Число енергетичних рівнів дорівнює номеру періоду, в якому перебуває елемент. Число електронів на зовнішньому рівні атома хімічного елемента дорівнює номеру групи (для елементів головних підгруп). Електрони заповнюють енергетичні рівні в порядку послаблення притягання їх до ядра (від 1-го до наступних): спочатку s-орбіталі, потім р-орбіталі, далі по одному, а якщо їх більше за число орбіталей — то по два, утворюючи електронні пари з протилежними спінами. Розподіл електронів у атомі по орбіталях показує електронна формула. Квантові числа - це енергетичні параметри, що визначають стан електрона і тип атомної орбіталі, на якій він знаходиться. Квантові числа необхідні для опису стану кожного електрона в атомі. Всього 4-ри квантових числа. Це: головне квантове число - n, орбітальне квантове число - l, магнітне квантове число - m _l і спінове квантове число - m _s. Головне квантове число - n - визначає енергетичний рівень електрона, віддаленість енергетичного рівня від ядра і розмір електронної хмари. Головне квантове число приймає будь-які цілочисельні значення, починаючи з n = 1 (n = 1,2,3, ...) і відповідає номеру періоду. Орбітальне квантове число - l - визначає геометричну форму атомної орбіталі. Орбітальне квантове число приймає будь-які цілочисельні значення, починаючи з l = 0 (l = 0,1,2,3, ... n -1). називається енергетичним підрівнем. У межах кожного рівня з збільшенням , Зростає енергія орбіталі. Кожному значенню відповідає певна форма орбіталі (наприклад, при - Це сфера, центр якої збігається з ядром).Спіновое квантове число - m _s - визначає магнітний момент, що виникає при обертанні електрона навколо своєї осі. Спіновое квантове число може приймати лише два можливих значення +1 / 2 і -1 / 2. Вони відповідають двом можливим і протилежним один одному напрямками власного магнітного моменту електрона - спинах. Магнітне квантове число характеризує орієнтацію орбіталі у просторі (приймає всі цілочисельні значення від - до + ).

билет 2

1.

2. 22. Принцип Гюйгенса. Вивід закону заломлення світла із застосуванням принципу Гюйгенса

Згідно з принципом Гюйгенса кожну точку середовища, якої досягла хвиля, можна розглядати як джерело вторинних сферичних хвиль, що поширюються зі швидкістю, властивою середовищі. Що огинає поверхню, тобто поверхня, що стосується всіх сферичних вторинних хвиль в тому положенні, якого вони досягнуть до моменту часу t, і являє собою хвильовий фронт в цей момент.

Р₀ - допоміжна поверхня, що збігається в момент t₀ = 0 з положенням фронту сферичної розбіжної хвилі; відповідні вторинні хвилі (центри - світлі кружки) зображені суцільними дугами; Р - довільна допоміжна поверхня; відповідні вторинні хвилі (центри - хрестики) зображені штриховими дугами; S - хвильова поверхня в момент t, побудована як обвідна вторинних хвиль .

1. Промінь падаючий, промінь заломлений і перпендикуляр відновлений в точку падіння до межі розділу двох середовищ лежать в одній площині

2. Ставлення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна для даних двох середовищ

Абсолютний показник заломлення середовища - фізична величина, що дорівнює відношенню швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в даному середовищі