1(2). Электроемкость. С - электроёмкость характеризует способность 2-х проводников накапливать электрический заряд. С= электроёмкостью двух проводников называется величина, равная отношению заряда на одном проводнике к разности потенциалов или напряжению между этим проводником и соседним. С зависит от формы, размеров проводников, их взаимного расположения и

диэлектрической проницаемости окружающей среды. Конденсатор – два проводника (обкладки), разделённые слоем диэлектрика называются. Конденсатор – накопитель электрической энергии: медленно заряжается, но мгновенно разряжается (фотовспышка, радиотехнике: колебательный контур, выпрямитель, возбуждение лазеров).

W= = = W - энергия заряженного

Зарядка конденсатора. Разрядка

конденсатора, q - заряд конденсатора, — ||— — ||—

U - напряжение между обкладками конденсатора — — —' — Типы конденсаторов. 1.В зависимости от рода диэлектрика: воздушный, бумажный, керамический, слюдяной.2. В зависимости от формы обкладок: сферический, цилиндрический, плоский

C= C - электроёмкость плоского конденсатора, S - площадь пластин, = 3,14

- диэлектрическая проницаемость диэлектрика, d - расстояние между обкладками,

k = 9 10^{9 .} .3. В зависимости от ёмкости: ­||­ постоянной ёмкости, ­||­ переменной ёмкости.

4. Электролитический - конденсатор, у которого одна из обкладок является электролитом.

— ||— С= С₁+С₂+… - ёмкость параллельно соединённых конденсаторов; —||­— = + +…- ёмкость последовательно соединённых конденсаторов —||—||—

Физика и познание мира. Научный метод познания. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы, моделирование явлений и объектов природы № 2 (1).

Физика и познание мира.

На работе и дома люди управляют машинами, чтобы понять как они работают, нужно знать законы природы. Физика – важнейшая наука, изучает самые глубокие законы природы, составляет фундамент главнейших направлений техники(строительной техники, электротехники и энергетики, радиоэлектроники, светотехники, теплотехники). Физика тесно связана с астрономией, химией, биологией, геологией и др. науками.

Научный метод познания. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы.В основе физики лежит научный метод познания, который включает: - наблюдения – накопители фактического материала

(физических явлений); - научную гипотезу – предположение о причинах

наблюдаемых явлений, рассуждения для осмысления

фактического материала, является основанием для

построения ФИЗИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ- физический эксперимент – выявляет количественные зависимости между различными величинами, проверяет результаты физической теории, является критерием

справедливости теории, может привести к совершенст-

вованию старой или созданию новой теории.

Моделирование явлений и объектов природы.

При изучении природных явлений реальный объект заменяют идеализированным, не существующим в действительности, то есть реальный объект заменяют моделью, обладающей некоторыми важными свойствами оригинала, но по остальным параметрам отличается от него, поэтому нужно знать границы применимости модели (см. таблицу

Название модели (идеализированный объект).	Свойства оригинала, от которых отказались при построении модели.	Свойства оригинала, оставленные у модели.
Материальная точка	Размеры	Масса
Границы применимости: Размеры тела малы по сравнению с другими размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи.
Абсолютно твердое тело	Деформации	Наличие сил упругости.
Границы применимости: При решении поставленной задачи деформации тела оказываются пренебрежимо малыми.
Математический маятник	Масса и деформация нити, размеры подвешенного к ней груза.	Масса груза, размеры нити и силы упругости в ней.
Границы применимости: Размеры груза пренебрежимо малы по сравнению с размерами нити, масса груза много больше массы нити и нить испытывает малые деформации.
Точечный заряд	Размеры	Наличие заяда
Границы применимости: Размеры заряженного тела малы по сравнению с другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи.
Идеальный газ	Размеры молекул и силы взаимодействия между ними.	Упругое взаимодействие при столкновении, масса.
Границы применимости: Газ, у которого кинетическая энергия молекул намного превышает потенциальную, например, сильно разряженный или нагретый.
Точечный источник света	Размеры	Равномерное излучение по всем направлениям.
Границы применимости: Размеры светящегося тела малы по сравнению с другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи.
Луч	Поперечные размеры светового пучка.	Прямолинейное направление распространение.
Границы применимости: Поперечные размеры светового пучка малы по сравнению с другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи.
Абсолютно черное тело	Способность отражать свет	Способность поглощать свет.
Границы применимости: Количество отраженного излучения пренебрежимо мало по сравнению с излучением поглощенным.

Научные гипотезы, физические законы и теории, границы их применимости № 2(1).

Метод научного познания, лежащий в основе физической науки, включает НАУЧНУЮ ГИПОТЕЗУ - предположение о причинах наблюдаемых явлений, рассуждения для осмысления наблюдаемых явлений, является основанием для построения ФИЗИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ.

Научная теория содержит постулаты, определения, гипотезы и законы, объясняющие наблюдаемые явления. Теория позволяет не только объяснять уже наблюдавшиеся явления, но и предсказывать новые(Максвелл предсказал существование эл/м волн).

Структура физической теории на примере МКТ идеального газа

ОСНОВАНИЕ	Экспериментальная основа	Явления	Диффузия, броуновское движение
		Опыты	Перрена (концентрация частиц в воде убывает с высотой), Штерна(определение скоростей газовых молекул)
	Модели	Идеальный газ
	Система понятий	Атом, молекула, моль, вещество.
	Система величин	Микроскопические		Диаметр и масса молекул, длина свободного пробега молекулы, относительная молекулярная масса, концентрация молекул. средняя и кинетическая энергия молекул.
		Макроскопические		Количество вещества, масса вещества, температура, объем, давление.
	Процедуры измерения величин	Макроскопические величины измеряют приборами: термометром, барометром и т.д. Микроскопические величины получают путем косвенных измерений.
ЯДРО ТЕОРИИ	Система законов	Законы, связывающие макроскопические величины, характеризующие состояние идеального газа с микроскопическими величинами:		1. Закон, связывающий давление идеального газа со средней кинетической энергией молекул.
				2. Закон, связывающий среднюю кинетическую энергию молекул с температурой.
	Фундаментальные постоянные	Постоянная Больцмана : К = 1,38* 10-23 Дж/К
		Число Авогадро : NA = 6, 02*1023 моль-1
	Следствия и интерпретации:	МКТ позволяет теоретически получить уравнение Менделеева - Клапейрона, которое согласуется с газовыми законами, установленными опытным путем.
	Осмысление границ применимости.	Границы применимости МКТ идеального газа определяются преимущественно пределами применимости используемой модели идеального газа.

Установление количественных соотношений между физическими величинами приводит к установлению физических законов.

Физический закон – это описание соотношений в природе, проявляющихся при определенных условиях в эксперименте.

Частные законы описывают небольшой круг явлений ( закон Ома для участка цепи, закон Гука). Фундаментальные законы охватывают практически все группы явлений. Например: законы сохранения(энергии, импульса, заряда).

При формулировании физического закона нужно оговаривать границы его применимости. Например: закон всемирного тяготения Ньютона: «Все тела притягиваются с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними ».

Границы применимости: закон справедлив только для однородных шаров, концентрических тел и материальных точек.

2(2) Соединение проводников.I.Последовательное-соединение, при котором

конец первого проводника соединяется с началом

второго, конец второго проводника соединяется с

началом третьего и т.д.1). I. = I₁. = I₂.= I₃ сила тока

на всех участках цепи одинакова.2). U= U₁ +U₂ +U₃

общее напряжение равно сумме падения напряжения на отдельных участках. I. =

I.R= I R₁ + I R₂ + I R₃ 3) R = R₁+ R₂+ R₃ общее сопротивление равно сумме сопротивлений на отдельных участках. Если R₁= R₂= R₃=…= R_n , то R = R₁+ R₁+ R₁ 4) R =n R₁

II. Параллельное - соединение, при котором начала всех проводников, соединяются в одну точку и концы всех проводников соединяются в одну точку. 1) U= U₁ =U₂ =U₃ напряжение на всех участках цепи одинаково. 2) I. = I₁. +I₂.+I₃ общая сила

тока равна сумме сил тока на отдельных участках. = +

3) = + величина обратная общему сопротивлению равна сумме обратных сопротивлений параллельных участков.3). R = Если R₁= R₂= R₃=…= R_n , то = + + 4) R =

2(2). ЭДС (электродвижущая сила) источника тока. Для поддержания электрического тока в цепи нужен источник тока, в котором неэлектрические, сторонние силы (химические, механические, ядерные)совершают работу по разделению «+» и «–» частиц, которые накапливаются на полюсах. Любой источник тока характеризуется - электродвижущей силой =

- величина показывает работу сторонних сил по перемещению заряда внутри источника тока.

, скаляр, главная характеристика электрического тока в цепи, так как ЭДС существует без напряжения (цепь разомкнута), но напряжение не существует без ЭДС(без источника тока). Любая электрическая цепь состоит из двух участков: r - внутренний- источник тока; R - внешний- электрические приборы и соединительные провода.

Закон Ома для полной цепи. 1) =U_r+U_R ЭДС источника тока равна сумме напряжений на внутреннем и внешнем участках цепи. =I r+ IR 2). I=

сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника тока, обратно пропорциональна полному сопротивлению.

Соединение элементов в батарею. ₁, r₁ - ЭДС, внутреннее сопротивление каждого элемента,

n – число элементов.

I = при последовательном соединении

I = при параллельном соединении 15

Электрический ток в вакууме. В вакууме тока нет, но его можно создать за счёт явления термоэлектронной эмиссии – явление испускания электронов металлами в нагретом состоянии. Электрический ток в вакууме – направленное движение электронов. Применение

термоэлектронной эмиссии. 1). Диод – двух

электродная электронная лампа. Диод

состоит из баллона, в который впаяны два

электрода: “+”анод и ” –“ катод. Если на аноде

”-” , на катоде “+”, то I - сила тока в лампе =0

Вывод: диод обладает односторонней

проводимостью, поэтому применяется для

выпрямления переменного тока.

2). Триод – трёх электродная электронная лампа, состоит из “+”анода, ” –“ катода и “+ -” сетки.

Если на сетке “+”, то I- сила тока в лампе ≠0, если на

сетке ” –“, то сила тока уменьшается и может исчезнуть.

Вывод: триод обладает усилительным свойством,

поэтому применяется в качестве усилителя электрич тока. 3). Электронно – лучевая трубка (кинескоп телевизора, монитор компьютера, осциллограф). В основе работы трубки лежат свойства электронного луча (сконцентрированный поток электронов): - нагревает тела (плавка в вакууме сверхчистых металлов); - при торможении быстрых электронов возникает рентгеновское излучение (рентгеновские трубки в медицине); - вызывает свечение веществ (люминофоры); - отклоняется к “+” в электрическом поле; - отклоняется в магнитном поле.

Устройство электронно – лучевой трубки: 1- нить накала за счёт термоэлектронной эмиссии создаёт поток электронов; 2- электронная пушка - “+” и ” –“ катод концентрирует поток электронов в виде луча и ускоряют его до большой скорости; 3- вертикальные пластины – в пространстве между ними электронный луч движется горизонтально, на эти пластины подают напряжение «развёртки»; 4- горизонтальные пластины – в пространстве между ними электронный луч движется вертикально, на эти пластины подают усиленный сигнал из антенны: 5- экран покрыт люминофором, на котором с большой скоростью движется светящаяся точка, за счёт инерции глаз видит не точку, а предмет.

Механическое движение и его относительность,

уравнение прямолинейного равноускоренного

движения 3(1).

Механическое движение - изменение положения тела

относительно других тел,которые условно считаются неподвижными.

Условно неподвижное тело называется телом отсчёта.

Основная задача механики - определять положение тела в

любой момент времени. Для решения основной задачи механики нужно знать СО – систему отсчёта, которая включает: 1 - часы, 2 - тело отсчёта, 3 - систему координат

Характеристики механического движения.

1) Материальная точка - тело, размерами которого можно пренебречь.

2) l - путь - расстояние, пройденное телом, скалярная величина,

так как не имеет направления.

3) х_0, y₀ - начальные координаты;

х, y - конечные координаты

4) S - перемещение - вектор, соединяющий начальное положение тела с конечным, векторная величина,так как кроме числового значения нужно знать направление.

S - модуль перемещения

не всегда равен длине пути.

S_x - проекция вектора перемещения на ось Ох: S_x = (x - x₀)

S_y - проекция вектора перемещения на ось Оy: S_y = (y - y₀)

5) t - время, скаляр. 6) - скорость - перемещение,

совершаемое телом за единицу времени

= , ₀ - модуль начальной скорости,

- модуль конечной скорости

_x - проекция вектора cкорости на ось Ох:

_x = (x - x₀)

_y - проекция вектора cкорости на ось Оy:

_y = (y - y₀)

7) Ускорение - изменение скорости

за единицу времени =

8) Траектория - след, оставленный движущимся телом.

Траектория относительна, так как зависит от СО:

траектория движений точки колеса велосипеда относительно

велосипедиста - окружность, а относительно Земли - спираль.

Относительность механического движения.

Докажем, что перемещение и скорость относительны,

так как зависят от СО

S = S_н ; = _н - перемещение,скорость тела тносительно неподвижной

СО(Земля). S₁ = S_п ; ₁= _п - перемещение,скорость тела

Что такое траектория?

1). Путь, пройденный телом.

2).Длина траектории, по которой двигалось тело.

3). След, оставленный движущимся телом.

относительно подвижной С.О.(вагон).

S₂ = S_пн ; ₂= _пн - перемещение, скорость подвижной СО (вагон) относительно неподвижной С.О.(Земля)

S = S₁+ S₂ S_н = S_п+ S_пн ; = ₁+ _{2 н}= _п+ _пн

Виды механического движения.

I. Поступательное - все точки тела движутся одинаково (движение ящика письменного стола).

II. Вращательное - все точки тела описывают окружности, центры которых лежат на одной оси вращения (колёса транспорта).

III. Прямолинейное - траектория - прямая линия.

1).Равномерное - за одинаковые промежутки времени тело совершает

одинаковые перемещения, то есть = const, =0

S = t =(x - x₀) x= х₀+ t - уравнение координаты точки при прямолинейном равномерном движении

График зависимости скорости График зависимости пути График зависимости координаты

от времени от времени от времени

2). Равноускоренное - за одинаковые промежутки времени скорость

увеличивается на одну и ту же величину, то есть > ₀ >0 = const,

Формулы проекции

ускорения скорости перемещения

а) _x = б) _x = _0x+ _xt в) S_x = _0xt+ г) S_x =

д) x = х₀+ _0x t+ - уравнения координаты точки при прямолинейном

y = y₀+ _0y t+ равноускоренном движении.

Графики

скорости ускорения пути зависимости координаты от времени

3) Свободное падение изучал Галилео Галилей. Он установил, что в вакууме все тела падают с одинаковым ускорением свободного падения g =9,8 ,

если ₀ 0, то 1) g = 2) _y= _0y+g t 3) h= _0yt+ 4) h =

5) y= y₀+ _0yt+ - уравнение координаты точки при свободном падении.

если ₀= 0, то 1) g = 2) _y = g t 3) h = 4) h =

5) y= y₀ + - уравнение координаты точки при свободном падении.

3(2). Электрический ток в газе. Процесс протекания электрического тока через газ называют газовым разрядом. При обычных условиях газ – диэлектрик, но под действием ионизаторов (нагрев, излучение) молекулы газа распадаются на ионы и электроны, которые вне электрического поля движутся беспорядочно, но в электрическом поле “+” ионы движутся к катоду, ” –“ ионы и электроны движутся к аноду. После прекращения действия ионизатора происходит рекомбинация - процесс объединения ионов в молекулы. Несамостоятельный разряд – разряд, прекращающийся после прекращения действия ионизатора.

Вольт – амперная характеристика газового разряда (зависимость

силы тока от напряжения). 1. «ОА» если U>0, то I>0, 2. «АВ» если

U>0, но I= const, то насыщение: все заряженные частицы, образующиеся

в газе за секунду, достигают за это время электродов.«ОАВ»-несамосто-

ятельный разряд. 3. «ВС» если U>0, то I_{во много раз} >0 – самостоятельный

разряд – разряд, продолжающийся после прекращения действия ионизатора.

Причина самостоятельного разряда: ударная ионизация. Виды самостоятельного

разряда: тлеющий – разряд при пониженном давлении (лампы дневного света, рекламные трубки),

электрическая дуга – столб светящегося газа между угольными электродами (прожекторы, сварка металлов, электропечи), коронный – разряд вблизи заострённого проводника, несущего большой заряд приводит к утечке электроэнергии в высоковольтной линии передачи, поэтому провода должны быть толстыми, искровой - мощность недостаточна для поддержания тлеющего или дугового разряда (молния). Плазма – 4 состояние вещества – ионизированный газ, 99% вещества Вселенной – плазма (Солнце, звёзды, при всех видах самостоятельного разряда, термояд..реакции)

Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью, период, частота, центростремительное ускорение 4 (1).

Равномерное движение точки по окружности – это движение, при котором скорость не меняется по модулю, а изменяется лишь по направлению, значит это движение с ускорением, например: движение Луны вокруг Земли, движение каждой точки Земли вокруг оси, криволинейное движение транспорта – это равномерное движение по дугам окружностей.

1) N - число полных оборотов,

2) T - период – время одного оборота T= =

3) - частота обращения – число оборотов за 1 секунду = =

4) l - путь, длина дуги

5) Линейная скорость, направлена по касательной к окружности, например, брызги от колёс

буксующего автомобиля = = =2 R =

6) - угол поворота, угловое перемещение.

7) - угловая скорость – отношение угла поворота к промежутку времени, за который

произошел этот поворот

8) - центростремительное ускорение – изменение скорости за единицу времени, направлено по

радиусу к центру окружности, поэтому центростремительное ускорение непрерывно

изменяется по направлению, то есть = const по модулю, но const по

направлению = = = ² R =

4(2)Электрический ток в жидкостях. Жидкости, как и твёрдые тела, могут быть диэлектриками (дистиллированная вода), П.П.(расплав селена), проводниками (расплав металлов, растворы электролитов). Электрический ток в расплавах металлов – направленное движение электронов. Электролит – водный раствор солей, кислот, оснований. Электролитическая

CuSO₄ Cu⁺² +SO₄ ^-2 диссоциация – процесс распада молекул электролитов на ионы,

HCl H⁺¹ + Cl^-1 которые, вне электрического поля движутся беспорядочно, но в

NaOH Na⁺¹ + OH^-1 электрическом поле “+” ионы движутся к катоду, а ” –“ ионы движутся к аноду. Рекомбинация – процесс объединения ионов в молекулы. Электролиз – процесс выделения вещества на электроде при прохождении тока через электролит. Применение электролиза. 1. Покрытие изделия слоем нержавеющего металла (никелирование, позолота, хромирование и т.д.).2.Получение копий с рельефной поверхности. 3. Очистка металлов от примесей. 4. Получение алюминия из расплава бокситов.5. При зарядки аккумуляторов.

Закон электролиза – закон Фарадея. m = kq = kIt = - масса вещества, выделившегося при электролизе прямо пропорциональна электрическому заряду, протекающему через электролит.

k - электрохимический эквивалент равен массе вещества, выделяющемуся на электроде при прохождении через электролит заряда в один кулон, зависит от рода вещества, определяется по таблице. k = M - молярная масса вещества, N_A = 610²³ - число Авогадро z - валентность вещества, e = 1,6 10^-19 Кл – заряд электрона., q - заряд, протекающий через электролит, I - сила тока, t - время электролиза.

Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчёта 5(1).

Первый закон Ньютона: F = 0 – существуют системы отсчёта, относительно которых тело покоится или движется равномерно прямолинейно, - знак суммирования если на него не действуют другие тела (камень на льду) или

действия всех тел компенсируется (шарик на шнуре).

Инерция – явление сохранения скорости постоянной (в частности = 0).Инерция проявляется при резком изменении скорости тела по величине или направлению. 1–й закон Ньютона – закон инерции, так как определяет причину движения тела по инерции.

Проявление 1-го закона Ньютона: травматизм на дорогах и производстве.

Применение 1-го закона Ньютона: движение транспорта с выключенным двигателем, движение космического корабля, движение снаряда и т.д.

Инерциальная СО – это СО, в которой выполняется 1 –й закон Ньютона и другие СО, движущиеся относительно неё с постоянной скоростью, например, СО, связанная с Землёй, или СО, связанная с Солнцем.

Остальные СО называются неинерциальными, например СО, связанная с автомобилем, движущимся с ускорением.