24.Работа и мощность постоян.Тока . Закон Джоуля-Ленца

 Работа тока - это работа электрического поля по переносу электрических зарядов вдоль проводника; Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого работа совершалась.

Применяя формулу закона Ома для участка цепи, можно записать несколько вариантов формулы для расчета работы тока:

Мощность постоянного тока

- отношение работы тока за время t к этому интервалу времени.

В системе СИ:

Закон Джоуля-Ленца

Количество теплоты, выделяемое проводником с током в окружающую среду, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

где I - сила тока в цепи, R - сопротивление, t - время

По закону сохранения энергии количество теплоты, выделяемое проводником численно равно работе, которую совершает протекающий по проводнику ток за это же время.

В системе СИ: [Q] = 1 Дж.

25.Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца

Магнитное поле-особый вид материи , по средствам которого взаимодействуют движ.электрич.заряды . Магнитное поле удобно изображать с помощью силовых линий Индукция магнитного поля- векторная величина, являющаяся силовой характеристикоймагнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Для определения величины магнитной индукции существует следующая формула B=F/(I*l), где магнитная индукция В, представляющая собой модуль вектора, определяется, как отношение модуля силы F, воздействующей на проводник с током, расположенным перпендикулярно с магнитными линиями, к значению силы тока I, имеющейся в проводнике и длине l самого проводника.   В системе СИ единицей магнитной индукции выступает индукция поля, в котором проводник с током 1 А и длиной 1 м подвергается воздействию силы 1 Н. Наименование такой единицы: 1 ньютон/(ампер˖метр) (сокращенно 1 Н/(А˖м)). Магнитная индукция - величина векторная. Направление вектора индукции в данной точке совмещается с направлением силовой магнитной линии, проходящей через эту точку.

В системе СИ магнитная индукция - силовая характеристика магнитного поля, сходно тому, как напряженность электрического поля выражает силовую характеристику электрического поля Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца.

Модуль силы Лоренца равен отношению модуля силы Ампера, действующей на участок проводника, к числу заряженных частиц в этом участке проводника:

Сила Ампера равна  , сила тока равна . Подставив эти выражения в формулу для силы Лоренца, получим:

где  - угол между векторами скорости и магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяют для положительного заряда по правилу левой руки. (Для отрицательного заряда сила Лоренца будет направлена в противоположную сторону).

Так как сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы, то она не совершает работу.

26.Закон Ампера. Правило левой руки.

Закон Ампера показывает, с какой силой действует магнитное поле на помещенный в него проводник. Эту силу также называют силой Ампера.

Формулировка закона: сила, действующая на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, пропорциональна длине проводника, вектору магнитной индукции, силе тока и синусу угла между вектором магнитной индукции и проводником.

Если размер проводника произволен, а поле неоднородно, то формула выглядит следующим образом:

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Правило левой руки :если расположить левую руку так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре пальца были вытянуты по направлению тока в проводнике, то отставленный на 90°большой палец, укажет направление силы Ампера.

27.Геометрическая оптика.Показатель преломления. Законы отражения и преломления света . Полное внутреннее отражение . Отражение света: на границе раздела двух сред световая энергия возвращается в первую среду. АО – падающий луч, ОВ – отраженный луч, ОС -   к границе раздела двух сред, α – угол падения, β – угол отражения. Законы отражения. 1) α = β, следствие: падающий и отраженный лучи обратимы. 2). Падающий, отраженный лучи и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Преломление– изменение направления света при переходе из одной прозрачной среды в другую.АО – падающий луч, ОВ – преломленный луч ОС -   к границе раздела двух сред, α - угол падения, β – угол преломления, n₁₂ [1] – относительный показатель преломления, n₁, n₂ [1]- абсолютные показатели преломления 1-й и 2-й среды,v₁, v₂[м/с] – скорость света в 1-й и 2-й среде, с = 3*10⁸   – скорость света вакууме Рассмотрим переход света из воздуха в стекло α >β. Законы преломления.1) n= n₁₂=   При изменении угла падения меняется угол преломления, но отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных 2-х сред и называется относительным показателем преломления второй среды(стекло) по отношению к первой(воздух), следствие: падающий и преломленный лучи обратимы.2). Падающий, преломленный лучи и перпендикуляр, к границе 2-х сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Если 1-я среда вакуум, то показатель преломления среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления (зависит от температуры вещества, его плотности, характеристик света n_{красного} < n_{зеленого}).Физический смысл абсолютного показателя преломления: показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в среде n₁=   n₂=   Физический смысл относительного показателя преломления: показывает во сколько раз скорость света в первой среде отличается от скорости света во второй среде n₁₂=   =   Вывод: n=   =   =   Чем больше абсолютный показатель преломления, тем оптически плотнее среда и наоборот. Полное отражение.Рассмотрим переход света из плотной среды (стекло) в менее плотную

(воздух). Тогда   =   =   α <βЕсли α < α_пр., то β <90⁰, если α = α_пр., то β= 90⁰ (луч скользит вдоль границы раздела 2-х сред), если α > α_пр., то β >90⁰ - полное отражение, α_пр [град] – предельный угол полного отражения – это наименьший угол падения начиная с которого наступает полное отражение,   =     =   Вывод: sinα_пр. = 

В основе геометрической оптики лежат след.утверждения 1. Во всех точках однородной ,изотропной среды скорость распределения света одинакова 2.Световые лучи распространяются прямолинейно Основной хар-кой оптич.св-в прозрач.среды явл. Абсолют. показатель. преломления c-скорость света в вакуме =2.99∙ м/с ,n≥1.v-скорость света в данной среде 28.Поглащение света . Законы Бугера и Бера Поглощением света называется ослабление интенсивности световой волны при прохождении через вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии. Закон поглощения света Бугера: если падающая на поверхность среды световая волна имеет интенсивность I0, то интенсивность волны, прошедшей слой среды толщиной d равнаI=I0e^-ad

Где a(альфа) - натуральный показатель поглощения. Натуральный показатель поглощения зависит от природы и состояния вещества, а также от частоты (длины волны) света.

Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельногомонохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

Закон выражается следующей формулой:

,

где   — интенсивность входящего пучка,   — толщина слоя вещества, через которое проходит свет,   —показатель поглощения

29.Тепловое излучение . Законы Стефана-Больцмана и Вина Тепловое излучение – практически единичный вид излучения, который является равновесным. Тела, нагреты до достаточно высоких температур, светятся. Тепловое излучение явля­ется самым распространенным в природе, совер­шается за счет энерги теплового движения атомов и молекул в-ва (т.е. за счет его внутренней энергии) и свойственно всем телам при темпера­туре выше 0 К. Тепловое излучение характеризу­ется сплошным спектром, положение максимума которого зависит от температуры. При высоких температурах излучаются короткие (видимые и ультрафиолетовые) электромагнитные волны, при низких – преимущественно длинные (инфра­красные). Тепловое излучение – практически единственный тип излучения, который может быть равновесным Закон Вина. Опираясь на законы термо- и электродинамики, Вин установил зависимость длины волны   , соответствующей максимуму функции   , от температуры Т. Согласно закону смещения Вина, = b /T (где  ). Т.е. длина волны , соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости ЧТ, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, b—постоянная Вина = 2.9 ⋅10^(−3)м ⋅ К . Закон Вина – закон смещения т.к. он показывает смещение положения максимума функции по мере возрастания температуры в область коротких длин волн. Он объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение. Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимостьмощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямопропорциональна площади поверхности и четвёртой степенитемпературы тела: P = SεσT4,

где ε - степень черноты (для всех веществ ε < 1, для абсолютно черного тела ε = 1). При помощи законаПланка для излучения, постоянную σ можно определелить как