Rogozin-fiz2

♦Электрическое сопротивление проводника R = e22mnτ Sl .

♦Первый закон Фарадея m = kq = kIt.

Электромагнетизм

1. Магнитное поле

M = [Pm ,B]или M = Pm B sin α = ISB sin α.

♦ Потенциальная (механическая) энергия контура с током в магнитном поле Еп, мех = Pm B = Pm B cosα.

♦ Магнитная индукция конечного проводника

231

♦ Магнитная индукция кругового тока на расстоянии х от центра

♦Напряженность магнитного поля Hr = B .

μμ0

2.Силы, действующие на движущиеся заряды

вмагнитном поле

♦ Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле dA = I (dΦ2 − dΦ1 ).

♦ Работа по перемещению замкнутого контура в магнитном поле dA = IdΦ′.

♦ Магнитная индукция внутри бесконечного длинного соленоида

B= μμ0nI .

♦Магнитное поле в произвольной точке внутри конечного соленоида

B= 12 μμ0nI (cosα1 − cosα2 ).

♦Магнитное поле на середине оси соленоида

♦Холловская поперечная разность потенциалов U x= en1 IBa = R IBa .

♦Коэффициент Холла R = qn1 .

232

♦Число носителей заряда n = qaUIB x .

3.Явление электромагнитной индукции

♦Закон Фарадея Ei = − ddΦt или Ei = −ddΨt .

♦ЭДС индукции Ei = −S ddBt .

♦Работа по перемещению заряда вихревым электрическим полем

A = q∫E′dl = qEi .

α

4.Ускорители заряженных частиц

♦Радиус траектории нерелятивистской частицы R = mqBυ .

♦Кинетическая энергия частицы K =W −W0 = mc2 − m0c2 .

♦Период обращения релятивистской частицы

♦ Радиус окружности траектории релятивистской частицы

♦ Энергия, передаваемая вихревым электрическим полем единичному

5.Самоиндукция и взаимная индукция

♦Индуктивность соленоида и тороида Lсол =μμ0n2lS .

233

6.Магнитные свойства вещества

234

♦ Орбитальный момент импульса электрона Le = mυrr .

♦Связь магнитного момента и момента импульса Pm = γLe .

♦Гиромагнитное отношение γ = −2em .

♦Собственный момент импульса электрона (спин электрона)

Ls = 23 h.

♦Спиновый магнитный момент электрона Pms = γs Ls .

♦Гиромагнитное отношение спиновых моментов γs = − me .

♦Квантовый магнитный момент (магнетон Бора) μБ = ±2emh .

♦Напряженность магнитного поля Hr = B − rJ.

μ0

♦Связь намагниченности с напряженностью J = H .

♦ Магнитная восприимчивость среды =μ −1.

7.Уравнения Максвелла

♦Полная система уравнений Максвелла:

винтегральной форме

в дифференциальной форме

235

Электрические колебания

♦ Переменный ток I = I0 sin ωt .

♦Напряжение U = I0R sin ωt .

♦Емкость в цепи переменного тока

236

♦Критическое сопротивление Rк = 2 CL = 2Rвол .

♦Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний

237

♦Средняя мощность < P >= ImUm = 12 RIm2 .

♦Действующие (эффективные) значения тока и напряжения

I = Im2 ; U = U2m .

9. Электромагнитные волны

♦Плотность потока энергии S = wυ = EH .

♦Вектор Умова – Пойнтинга S =[E,H].

238

ГЛОССАРИЙ

Автоэлектронная эмиссия – испускание электронов проводящими твёрдыми и жидкими телами под действием внешнего электрического поля достаточно высокой напряжённости.

Бетатрон – циклический ускоритель электронов, в котором электроны ускоряются вихревым электрическим полем, индуцируемым переменным магнитным полем.

Взаимодействие – процесс воздействия объектов друг на друга. В физике известны четыре типа фундаментальных взаимодействий:

сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Вибратор Герца – открытый колебательный контур, состоящий из двух стержней, разделенных небольшим промежутком. При подключении стержней к источнику высокого напряжения, создающему искру в промежутке между ними, вибратор Герца излучает электромагнитные волны.

Вихревые электрические токи – индукционные токи, возникаю-

щие в сплошных проводниках.

Волновое число – модуль волнового вектора k. Волновое число определяет пространственный период волны (длину волны λ) в направлении её распространения: k = 2π /λ.

Волновой вектор – вектор k, определяющий направление распространенияипространственныйпериодплоскоймонохроматическойволны.

Волны – изменения некоторой совокупности физических величин (полей), способные перемещаться (распространяться), удаляясь от места их возникновения, или колебаться внутри ограниченной областей пространства.

Время жизни – время, в течение которого вероятность обнаружить систему в данном состоянии уменьшается в е раз.

Вторичная электронная эмиссия – испускание электронов твёр-

дыми и жидкими телами при их бомбардировке первичными электронами. Газовый разряд – процесс протекания электрического тока в газе.

В зависимости от условия осуществления разряда различают самостоятельные и несамостоятельные разряды.

Гармонические колебания – колебания, при которых физическая величина изменяется во времени по синусоидальному закону.

Декремент затухания – количественная характеристика быстроты затухания колебаний в линейной системе. Представляет собой натуральный логарифм отношения двух последующих максимальных отклонений колеблющейся величины в одну и ту же сторону.

Диамагнетизм – возникновение в диамагнетике намагниченности, направленной навстречу внешнему магнитному полю.

239

Диэлектрики – вещества, относительно плохо проводящие электрический ток (по сравнению с проводниками). Внешнее электростатическое поле приводит к перераспределению электрических зарядов и появлению (или изменению) электрического дипольного момента в любом объёме диэлектрика, т. е. к его поляризации.

Дуговой разряд – самостоятельный разряд в газе, протекающий при сравнительно небольшом напряжении и при большой плотности тока. Основной причиной дугового разряда является интенсивная термоэлектронная эмиссия раскаленного катода.

Емкостное сопротивление – реактивная часть сопротивления двухполюсника, в котором синусоидальный ток опережает по фазе приложенное напряжение подобно тому, как это имеет место в обычном электрическом конденсаторе.

Емкость электрическая – характеристика проводящего тела, мера его способности накапливать электрический заряд. Численно электрическая ёмкость С равна заряду q, который необходимо сообщить уединённому телу для изменения его потенциала φ на единицу, и определяется соотношением C = q / φ.

Закон Кулона – основной закон электростатики. Два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которой находятся заряды.

Закон сохранения электрического заряда – физический закон, в

соответствии с которым в замкнутой системе взаимодействующих тел алгебраическая сумма электрических зарядов (полный электрический заряд) остается неизменной при всех взаимодействиях.

Закон Джоуля – Ленца – количество теплоты Q, выделяющейся в единицу времени на участке электрической цепи с сопротивлением R при протекании по нему постоянного тока I, равно: Q = R I2

Запрещенная зона – область значений энергии в спектре идеального кристалла, которую не могут иметь электроны, фононы, а также некоторые другие квазичастицы.

Затухание колебаний – уменьшение амплитуды колебаний с течением времени, обусловленное потерей энергии колебательной системой.

Индуктивность – физическая величина, характеризующая связь между скоростью изменения тока в проводнике и возникающей при этом ЭДС самоиндукции. Единицей индуктивности в СИ является генри.

Интенсивность излучения – энергетическая характеристика электромагнитного излучения, распространяющегося в заданном направлении, пропорциональная квадрату амплитуды колебаний.

240