1802Г. Английский физик Томас Юнг поставил опыт, в котором наблюдалась интерференция света.

Опыт Томаса Юнга

От одного источника через щель А формировались два пучка света ( через щели В и С), далее пучки света падали на экран Э. Так как воны от щелей В и С были когерентными, на экране можно было наблюдать интерференционную картину: чередование светлых и темных полос.

Светлые полосы – волны усиливали друг друга (соблюдалось условие максимума).

Темные полосы – волны складывались в противофазе и гасили друг друга (условие минимума).

Если в опыте Юнга использовался источник монохроматического света ( одной длины волны, то на экране наблюдались только светлые и темные полосы данного цвета.

Если источник давал белый свет (т.е. сложный по своему составу), то на экране в области светлых полос наблюдались радужные полосы. Радужность объяснялась тем, что условия максимумов и минимумов зависят от длин волн.

Явление интерференции можно наблюдать, например:

- радужные разводы на поверхности жидкости при разливе нефти, керосина, в мыльных пузырях

При проведении своего опыта Юнгу впервые удалось измерить длину световой волны.

В результате опыта Юнг доказал, что свет обладает волновыми свойствами.

Применение интерференции:

- интерферометры – приборы для измерения длины световой волны

- просветление оптики ( в оптических приборах при прохождении света через объектив потери света составляют до 50%) – все стеклянные детали покрывают тонкой пленкой с показателем преломления чуть меньше, чем у стекла; перераспределяются интерференционные максимумы и минимумы и потери света уменьшаются.

Билет № 11 Внутренняя энергия. Количество теплоты. Работа в термодинамике. Первый закон термодинамики.

Термодинамика – раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия и процессы перехода между этими состояниями.

Термодинамическое состояние – это состояние, в котором каждый параметр системы имеет одинаковое значение во всех точках и остаётся неизменным с течением времени.

Внутренняя энергия вещества – это сумма кинетической энергии теплового хаотического движения всех молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Внутренняя энергия является функцией состояния, т.е. данному состоянию газа соответствует вполне определённая внутренняя энергия.

Для идеального газа внутренняя энергия - это кинетическая энергия теплового движения всех молекул. Д ля одноатомного идеального газа внутренняя энергия:

Для двухатомного идеального газа внутренняя энергия:

Т аким образом, внутренняя энергия зависит от температуры и числа молекул.

Изменить внутреннюю энергию можно:

1) путём совершения работы самой газовой системой или внешними силами над системой;

2) путём теплопередачи (теплообмена).

Существует три вида теплообмена:

1) теплопроводность – процесс теплообмена при непосредственном контакте двух тел;

2) конвекция – перенос теплоты потоками жидкости или газа;

3) тепловое излучение – перенос теплоты посредством электромагнитных волн.

Работа газа в термодинамике определяется формулой:

А=РV, где Р –давление газа, V=(V₂-V₁) – изменение объёма.

Газ выполняет работу только в процессе изменения своего объёма. При расширении V0 газ совершает положительную работу, а внешние силы А=-А отрицательную (A – работа внешних сил, A’ – работа газа). При сжатии газа V0 газ совершает отрицательную работу, а внешние силы – положительную.

При изобарном процессе работа А= РV;

При изохорическом работа А=0;

П ри изотермическом работа:

Количество теплоты – это мера изменения внутренней энергии в процессе теплообмена. Если тело нагревается, то Q0, если тело охлаждается, то Q0.Количество теплоты, необходимое для нагревания тела массой m от температуры Т₁ до температуры Т₂ рассчитывается по формуле:

Q = cm(T₂-T₁) = cmT = Lm = gm; где с – удельная теплоёмкость вещества, L – удельная теплота парообразования или конденсации, g – удельная теплота сгорания топлива.

Удельная теплоёмкость вещества – это количество теплоты, которое необходимо сообщить телу массой 1 кг, чтобы нагреть на 1 К.

П ервый закон термодинамики - есть закон сохранения энергии: при любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает, а только передается от одних тел другим или превращается из одной формы в другую.

Общая форма закона сохранения и превращения энергии имеет вид

Но изучая тепловые процессы, мы будем рассматривать формулу

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе из одного состояние в другое равно сумме работы, выполненной внешними силами, и количества теплоты, переданной системе извне

Например, вы кипятите чайник с водой. Количество тепла расходуется на их нагревание (увеличивается энергия частиц, то есть внутренняя энергия системы), а затем происходит приподнимание крышки - это работа, которую выполняет система.

Внешняя работа над системой равна работе системы, но с противоположным знаком

Уравнение теплового баланса – в замкнутой системе тел, алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующих в теплообмене, равна нулю

Q₁ + Q₂ + Q_n = 0