68.Умови виникнення періодичного руху.

Коливаннями називаються рухи або процеси, які характеризуються певною повторюваністю в часі. Коливальні процеси широко поширені в природі й техніці, наприклад, коливання маятника годинника, змінний електричний струм і т.д. При коливальному русі маятника змінюється координата його центра мас, у випадку змінного струму - коливаються напруга й струм у ланцюзі. Фізична природа коливань може бути різною, тому розрізняють коливання механічні, електромагнітні й ін. Однак різні коливальні процеси описуються однаковими характеристиками й однаковими рівняннями. Звідси випливає доцільність єдиного підходу до вивчення коливань різної фізичної природи. Коливання будуть вільними (або власними), якщо вони відбуваються за рахунок деякої енергії, переданої коливальній системі в початковий момент часу, при відсутності в наступні моменти часу будь-яких зовнішніх впливів на цю систему.

69.Феромагнетики, парамагнетики та діамагнетики.

Діамагнетизм існує в усіх речовинах і пов’язаний з тим,що зовнішнє магнітне поле впливає на орбітальний рух електронів,внаслідок чого індуктується магнітний момент,направлений на зустріч магнітному полю.Після зняття зовнішнього магнітного поля індуктований магнітний момент діамагнетика зникає.

До діамагнітних речовин відносяться інертні гази,водень,мідь,цинк,свинець(речовини,що складаються з атомів повністю заповненими електронними оболонками).

Парамагнітні речовини відрізняються тим,що складаються з атомів з неповністю заповненими оболонками,тобто володіючих магнітними моментами.Але такі атоми знаходяться досить далеко один від одного і взаємодія між ними відсутня.

Феромагнітні речовини містять атоми,які володіють магнітним моментом(незаповнені електронні оболонки),але відстань між ними не така велика,як в парамагнетиках,в результаті чого між атомами виникає взаємодія,яка називається обмінною,(передбачається,що сусідні атоми обмінюються електронами).

Антиферомагнетиками називають матеріали,в яких під час обмінної взаємодії сусідніх атомів проходить антипаралельна орієнтація їх магнітних моментів.

До феромагнетиків відносяться речовини,в яких обмінна взаємодія здійснюється не небезпосередньо між магнітоактивними атомами,а через немагнітний іон кисню.

70.Фігури Ліссажу.

Фігури Ліссажу — замкнуті траєкторії, що прокреслюються точкою, що здійснює одночасно два гармонійних коливання у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Вперше вивчені французьким ученим Ж. Ліссажу. Вид фігур залежить від співвідношення між періодами ( частотами), фазами і амплітудами обох коливань. У найпростішому випадку (за рівності обох періодів) фігури являють собою еліпси, які при різниці фаз 0 або π вироджуються у відрізки прямих, а при різниці фаз π/2 і рівності амплітуд перетворюються в коло. Фігури Ліссажу вписуються в прямокутник, центр якого збігається з початком координат, а сторони паралельні осям координат і розташовані по обидва боки від них на відстанях, рівних амплітудами коливань.

71.Формула тонкої лінзи той, що збирає і той, що розсіюс.

Якщо товщина лінзи значна і менша від радіуса її кривизни, то таку лінзу називають тонкою. Якщо паралельний пучок променів, що падають на поверхню лінзи, лінза збирає в одній точці (фокусі), то її називають збиральною.

Якщо ж паралельний пучок променів, який падає на лінзу, лінза розсіює, то її називають розсіювальною.

Після проходження такої лінзи паралельні промені рівномірно розходяться так, що їх продовження перетинаються в уявній точці - фокусі. У збиральній лінзі фокус буде дійсним, а в розсіювальній - уявним.

Я кщо d - відстань від предмета до лінзи, то f - відстань від лінзи до зображення на екрані, F - фокусна відстань, то розміщення предмета і його зображення можна визначити за формулою тонкої лінзи:

.              

Користуючись формулою слід враховувати правило знаків:

1) якщо лінза розсіювальна, то величину F беруть зі знаком "-".

2) якщо лінза дає уявне зображення, то і f також беруть з "-".

3) якщо предмет уявний, то і d беруть зі знаком "-".

Якщо h - висота предмета, а H - висота зображення, то можна знайти збільшення лінзи:

.

72.Фотометрія. Сила світла, освітленість, світимість - визначення та одиниці виміру.

Фотометрія — розділ оптики, у якому розглядаються енергетичні характеристики світла в процесах його випромінювання, поширення та взаємодії із середовищем.

Світловий потік створюється джерелом світла. Фізична величина, що характеризує світіння джерела світла в певному напрямку, називається силою світла.

  Якщо джерело випромінює видиме світло рівномірно в усі боки, то сила світла обчислюється за формулою:

         Ф

  I = ----

 4п де Ф — повний світловий потік, що його випускає джерело; п — стала величина, яка приблизно дорівнює 3,14.   За одиницю сили світла в Міжнародній системі одиниць (СІ) взято канделу (кд) (від латин, candela — свічка). Кандела — одна з основних одиниць СІ.

Фізична величина, яка чисельно дорівнює світловому потоку, що падає на одиницю освітленої поверхні, називається освітленістю.   Освітленість позначається символом Е та визначається за формулою:

        Ф

Е=-----         S де Ф — світловий потік; S — площа поверхні, на яку падає світловий потік. У СІ за одиницю освітленості взято люкс (лк) (від латин. Lux — світло).   Один люкс — це освітленість такої поверхні, на один квадратний метр якої падає світловий потік, що дорівнює одному люмену:

 1лм 1 лк = —-

 1м²

73.Хвилі де Бройля.

74.Чотири закони геометричної оптики.

Геометри́чна о́птика — розділ оптики, в якому вивчаються закони поширення світлових променів.

Геометрична оптика розглядає світло, абстрагуючись від його хвильової природи. Предмети, які впливають на розповсюдження променів — це прозорі й непрозорі поверхні, дзеркала й лінзи.

Особливий розділ геометричної оптики складає параксіальна оптика, в якій розглядаються світлові промені, які проходять близько до осі циліндричносиметричної системи, наприклад, лінзи.

Важливим оптичним приладом є кришталик людського ока

Закон прямолінійного поширення світла. Відповідно до цього закону світло між двома точками в однорідному і ізотропному середовищі (у середовищі, оптичні властивості якої не залежать від положення точки і від напрямку променя) поширюється по прямій, що з'єднує зазначені точки.

Закон прямолінійного поширення світла не застосовується в тих випадках, коли пучок променів проходить крізь діафрагму з дуже малим отвором, край будь-якої діафрагми чи коли на шляху пучка поміщена мала непрозора перешкода. Кут відхилення , викликаний дифракцією, залежить від багатьох факторів і для круглого отвору визначається формулою sin /D, де - довжина хвилі, a D- діаметр діафрагми.

Закон незалежності поширення світлових пучків. Окремі промені і пучки, зустрічаючись і перетинаючись один з одним, не роблять взаємного впливу. У геометричній оптиці вважають , якщо кілька пучків падають на ту саму площадку чи сходяться в одній крапці, то дії цих пучків складаються. Інтерференцією при цьому зневажають. Явища інтерференції і дифракції необхідно враховувати при аналізі процесу утворення зображення, тому що це дозволяє пояснити розподіл світлової енергії в кухоль розсіювання і судить про якість зображення.

Закон відображення світла. Якщо промені, розповсюджуючись в однорідному оптичному середовищі, зустрічають дзеркальні чи поліровані поверхні, то вони повністю або частково відбиваються відповідно до закону відображення, що формулюється в такий спосіб:

Закон переломлення світла. Промені світла при переході з одного прозорого середовища в інше на межі їх розділу не тільки частково відбиваються, але і переломлюються

Добуток показника переломлення середовища на синус кута, утвореного променем з нормаллю, вважається постійним при переході променя з одного середовища в інше, тобто

n sin = n' sin '

Промінь падаючий і промінь переломлений обернені. У тих випадках, коли світло поширюється з більш щільного оптичного середовища в менш щільну (n' < n) при визначених значеннях кутів падіння _m може відбутися явище повного внутрішнього відображення, що полягає в тому, що пучок не проходить в друге середовище, а відбивається від межі їх розділу. Граничне значення кута падіння _m при якому промінь починає ковзати по границі розділу, визначають за формулою:

sin _m = n'/n. (2)

75.Явище самоіндукції.

Самоіндукція — явище виникнення електрорушійної сили в провіднику при зміні електричного струму в ньому. Знак електрорушійної сили завжди такий, що вона протидіє зміні сили струму. Самоіндукція призводить до скінченного часу наростання сили струму при вмиканні джерела живлення і спадання струму при розмиканні електричного кола.

Величина електрорушійної сили самоіндукції визначається за формулою

,

де  — е.р.с., I — сила струму, L — індуктивність.

76.Явище фотоефекту. Формула Ейнштейна для фотоефекту.

Фотоефе́кт — явище «вибивання» світлом електронів із металів. Щоб вивільнити електрон із металу йому необхідно передати енергію, більшу за роботу виходу.

Теоретичне пояснення явища дав Альберт Ейнштейн, за що отримав Нобелівську премію. Ейнштейн використав гіпотезу Макса Планка про те, що світло випромінюється порціями (квантами) із енергією, пропорційною частоті.

Припустивши, що світло і поглинається такими ж порціями, він зміг пояснити залежність швидкості вибитих електронів від довжини хвилі опромінення.

,

де ν — частота світла, h — стала Планка, m — маса електрона, v — його швидкість, A — робота виходу.

Робота Ейнштейна мала велике значення для розвитку ідей квантової механіки взагалі та квантової оптики зокрема.