Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
экзамен физика.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
183.38 Кб
Скачать

33. Закон смещения Вина — длина волны — на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела

34. Используя статистические методы и гипотезу о квантовом характере теплового излучения, Планк вывел формулу для спектральной плотности потока излучения абсолютно черного тела Формула Планка — выражение для спектральной плотности мощности излучения (спектральной плотности энергетической светимости) абсолютно чёрного тела, которое было получено Максом Планком для плотности энергии излучения 

35. Фотон безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю. E=hv Энергия отдельного светового кванта, в согласии с гипотезой Планка, должна равняться частоте света, помноженной на постоянную Планка. Импульс - это произведение массы на скорость. Тогда p=mV (V - скорость) или т. к. V=c p=mc или p=h·v/c. Учитывая связь частоты света, длины волны и скорости света ( с=λ·ν), импульс фотона можно выразить формулой p=h/λ

36. Фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света Законы Столетова для фотоэффекта:Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света   (или максимальная длина волны λ0), при которой ещё возможен фотоэффект, и если  , то фотоэффект уже не происходит.

37.

38.

39. , с точки зрения классической электродинамики, электрон в модели Резерфорда, двигаясь вокруг ядра, должен был бы излучать энергию непрерывно и очень быстро и, потеряв её, упасть на ядро. Чтобы преодолеть эту проблему, Бор ввёл допущение, суть которого заключается в том, что электроны в атоме могут двигаться только по определённым (стационарным) орбитам, находясь на которых они не излучают, а излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую.

40. Первый постулат: Атомы имеют ряд стационарных состояний соответствующих определенным значениям энергий: Е1, Е2...En. Находясь в стационарном состоянии, атом энергии не излучает, несмотря на движение электронов.Второй постулат:В стационарном состоянии атома электроны движутся по стационарным орбитам, для которых выполняется квантовое соотношение:    m·V·r = n·h/2·p (1)где m·V·r =L - момент импульса, n=1,2,3..., h-постоянная Планка. Третий постулат:Излучение или поглощение энергии атомом происходит при переходе его из одного стационарного состояния в другое. При этом излучается или поглощается порция энергии (квант), равная разности энергий стационарных состояний, между которыми происходит переход:    e = h·u = Em-En

41. Гипотеза де Бройля устанавливает, что движущейся частице, обладающей энергией E и импульсом p, соответствует волновой процесс, частота которого равна:

а длина волны:

где p - импульс движущейся частицы

42.Корпускулярно-волновой дуализм – свойство любой микрочастицы обнаруживать признаки частицы (корпускулы) и волны. Наиболее ярко корпускулярно-волновой дуализм проявляется у элементарных частиц. Электрон, нейтрон, фотон в одних условиях ведут себя как хорошо локализованные в пространстве материальные объекты (частицы), двигающиеся с определёнными энергиями и импульсами по классическим траекториям, а в других – как волны, что проявляется в их способности к интерференции и дифракции. Так электромагнитная волна, рассеиваясь на свободных электронах, ведёт себя как поток отдельных частиц – фотонов, являющихся квантами электромагнитного поля (Комптона эффект), причём импульс фотона даётся формулой р = h/λ, где λ – длина электромагнитной волны, а h – постоянная Планка. Эта формула сама по себе – свидетельство дуализма. В ней слева – импульс отдельной частицы (фотона), а справа – длина волны фотона.      Дуализм электронов, которые мы привыкли считать частицами, проявляется в том, что при отражении от поверхности монокристалла наблюдается дифракционная картина, что является проявлением волновых свойств электронов. Количественная связь между корпускулярными и волновыми характеристиками электрона та же, что и для фотона: р = h/λ (р – импульс электрона, а λ – его длина волны де Бройля). 

объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой, и импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно координату х и определенный импульс р, причем неопределенности этих величин удовлетворяют условиюΔx · Δp ≥ h(h – постоянная Планка), т. е. произведение неопределенностей координаты и импульса не может быть меньше постоянной Планка.

43. Квантовое состояние — любое возможное состояние, в котором может находиться квантовая система. Чистое квантовое состояние может быть описано:В волновой механике — волновой функцией,В матричной механике — вектором состояния, или полным набором квантовых чисел для определённой системы.Эти описания математически эквивалентны. В общем случае квантовое состояние (смешанное) принципиально не может быть описано волновой функцией и должно быть описано матрицей плотности, являющейся неотрицательным самосопряженным оператором с единичным следом. Квантовые состояния можно интерпретировать как статистические ансамбли с некоторыми фиксированными квантовыми числами.

44.  электрон является специфической волной, то есть распространяется он как волна, а вот взаимодействует и проявляет себя как корпускула, но с учетом кванта действия

45. Радиоактивностью называется способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц. Основными видами радиоактивного распада являются:α-распад – испускание атомным ядром α-частицы;β-распад – испускание атомным ядром электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, поглощение ядром атомного электрона с испусканием нейтрино;γ-распад – испускание атомным ядром γ-квантов;

46. Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия. Протон и нейтрон обладают собственным моментом количества движения (спином), равным   и связанным с ним магнитным моментом. Единственный стабильный атом, не содержащий нейтрон в ядре — лёгкий водород (протий). Единственный нестабильный атом без нейтронов - Гелий-2 (дипротон)

47.ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ, силы, удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Ядерные силы действуюттолько на расстояниях не более 10-13 см, в 100-1000 раз превышают силу взаимодействия электрическихзарядов и не зависят от заряда нуклонов. Ядерные силы обусловлены сильным взаимодействием

48. Энергия связи — это энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц, и соответственно это та энергия, которая необходима для расщепления ядра на составляющие его частицы.

49. Дефе́кт ма́ссы — разность между массой покоя атомного ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа

50. Я́дерная реа́кция — это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением большого количества энергии. Впервые ядерную реакцию наблюдал Резерфорд в 1919 году, бомбардируя α-частицами ядра атомов азота, она была зафиксирована по появлению вторичных ионизирующих частиц, имеющих пробег в газе больше пробега α-частиц и идентифицированных как протоны. 

51. Деле́ние ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.Цепна́я я́дерная реа́кция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении

52. Термоядерные реакции − реакции слияния (синтеза) лёгких ядер, протекающие при высоких температурах.Термоядерная реа́кция — разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые за счет кинетической энергии их теплового движения.

53. Идеальный газ — математическая модель газа, в которой в рамках молекулярно-кинетической теории предполагается, что: 1) потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих газ, можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией; 2) суммарный объём частиц газа пренебрежимо мал; 3) между частицами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги; 4) время взаимодействия между частицами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями. В расширенной модели идеального газа частицы, из которого он состоит, имеют форму упругих сфер или эллипсоидов, что позволяет учитывать энергию не только поступательного, но и вращательно-колебательного движения, а также не только центральные, но и нецентральные столкновения частиц.Врамках термодинамики идеальным называется газ, подчиняющийся термическому уравнению состояния Клапейрона — Менделеева уравнение идеального газа

54. Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил

55.  внутренняя энергия является функцией состояния.

56. Изохорический или изохорный процесс — термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме. Для осуществления изохорного процесса в газе или жидкости достаточно нагревать (охлаждать) вещество в сосуде, который не изменяет своего объёма. Из определения работы следует, что изменение работы при изохорном процессе равно: Используя первое начало термодинамики можно найти количество теплоты при изохорном процессе:

Но при изохорном процессе газ не выполняет работу. То есть, имеет место равенство: ,то есть вся теплота, которую получает газ идёт на изменение его внутренней энергии. Поскольку в системе при изохорном процессе происходит теплообмен с внешней средой, то происходит изменение энтропии. Из определения энтропии следует:

Выше была выведена формула для определения количества теплоты. Перепишем ее в дифференциальном виде  ,где ν — количество вещества,   — молярная теплоемкость при постоянном объеме. 

57. Первый закон термодинамики для изотермического процесса записывается в виде: где учитывается, что внутренняя энергия системы в изотермическом процессе не изменяется.

58.59.60.

61. Изолированная система — система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. Откры́тая систе́ма: система, обменивающаяся веществом, энергией и информацией с внешним, по отношению к системе, миром, Закрытая система — частично изолированная система, у которой отсутствует какой-либо обмен материей с окружающей средой. 

62. Уравне́ние состоя́ния уравнение,связывающеемеждусобой термодинамические параметры системы, такие,как температура, давление, объём,химический потенциал . уравнение Менделеева  Клапейрона формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид:

,где  — давление,  — молярный объём,  — универсальная газовая постоянная  — абсолютная температура, К.

63. Изобарный процесс , происходящий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального газа.Согласно закону Гей-Люссака, при изобарном процессе в идеальном газе  .

Работа, совершаемая газом при расширении или сжатии газа, равна  .

Количество теплоты, получаемое или отдаваемое газом, характеризуется изменением энтальпии:  .

64. адиаба́тный проце́сс термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством. Работа газа при адиабатном процессе равна убыли внутренней энергии:

65. Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю (невозможно построить замкнутый цикл, проходящий через точку с нулевой температурой).Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения. Вечный двигатель второго рода — машина, которая, будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Невозможность осуществления вечного двигателя второго рода постулируется в термодинамике в качестве одной из эквивалентных формулировок второго начала термодинамики

66. Термодинами́ческая фа́за — макроскопическая физически однородная часть системы, отделённая от других частей системы поверхностями раздела Фа́зовый перехо́д (фазовое превращение) в термодинамике — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий.При фазовом переходе первого рода скачкообразно изменяются самые главные, первичные экстенсивные параметры: удельный объём, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п. Подчеркнём: имеется в виду скачкообразное изменение этих величин при изменении температуры, давления и т. п., а не скачкообразное изменение во времени (насчёт последнего см. ниже раздел Динамика фазовых переходов).Наиболее распространённые примеры фазовых переходов первого рода: плавление и кристаллизация испарение и конденсация сублимация и десублимация. При фазовом переходе второго рода плотность и внутренняя энергия не меняются, так что невооружённым глазом такой фазовый переход может быть незаметен. Скачок же испытывают их производные по температуре и давлению: теплоёмкость, коэффициент теплового расширения, различные восприимчивости и т. д.Фазовые переходы второго рода происходят в тех случаях, когда меняется симметрия строения вещества (симметрия может полностью исчезнуть или понизиться). Описание фазового перехода второго рода как следствие изменения симметрии даётся теорией Ландау. В настоящее время принято говорить не об изменении симметрии, но о появлении в точке перехода параметра порядка, равного нулю в менее упорядоченной фазе и изменяющегося от нуля (в точке перехода) до ненулевых значений в более упорядоченной фазе.Наиболее распространённые примеры фазовых переходов второго рода:прохождение системы через критическую точку переход парамагнетик-ферромагнетик или парамагнетик-антиферромагнетик (параметр порядка — намагниченность) переход металлов и сплавов в состояние сверхпроводимости (параметр порядка — плотность сверхпроводящего конденсата) переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние (п.п. — плотность сверхтекучей компоненты)переход аморфных материалов в стеклообразное состояние

67. Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла.Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона — математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения   (вязкость) и изменение скорости среды   в пространстве   (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов):

где величина   называется коэффициентом внутреннего трения или коэффициентом динамической вязкости (единица СГС — пуаз); с физической точки зрения она представляет собой удельную силу трения при градиенте скорости, равном единице.

68. Диффу́зия распространение молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящее к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. Уравнение обычно записывается так:

где ϕ(r, t) — плотность диффундирующего вещества в точке r и во время t и D(ϕ, r) — обобщённый диффузионный коэффициент для плотности ϕ в точке r; ∇ оператор набла. Если коэффициент диффузии зависит от плотности — уравнение нелинейно, в противном случае — линейно.

69. Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомамимолекуламиэлектронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Для функции u(x,y,z,t) трёх пространственных переменных (x,y,z) и времени t, уравнение теплопроводности имеет вид

,

где   — функция тепловых источников.

70. наиболее вероятная скорость,   — вероятность обладания которой любой молекулой системы максимальна, и которая соответствует максимальному значению  . Чтобы найти её, необходимо вычислить  , приравнять её нулю и решить относительно  :