- •В.А. Панов Автоматизация проектирвания средств и су. Физико-технические эффекты
- •Введение
- •Понятие фтэ
- •1.2. Формализация описания фтэ
- •Дерево фтэ
- •Синтез физического принципа действия
- •Алгоритм синтеза фпд
- •Классификация фтэ
- •Описание фтэ
- •2.1. Механические эффекты
- •2.1.1. Центробежная сила
- •2.1.2. Гироскопический эффект
- •2.1.3. Гравитация
- •2.1.4. Электропластический эффект в металлах
- •2.2.Молекулярные явления
- •2.2.1. Тепловое расширение
- •2.2.2. Капиллярные явления
- •2.2.3. Фазовые переходы
- •Гидростатика и гидродинамика
- •2.3.1. Сорбция
- •2.3.2. Диффузия
- •2.3.3. Осмос
- •2.3.4. Цеолиты
- •Гидростатика и гидродинамика
- •Колебания и волны
- •2.5.1. Резонанс
- •2.5.2. Реверберация
- •2.5.3. Акустомагнетоэлектрический эффект
- •Волновое движение
- •2.6.4. Дисперсия волн
- •2.6.5Электрические и электромагнитные явления
- •2.7.1.Электрическое поле
- •2.7.1.1.Джоуля-Ленца закон
- •2.7.1.2. Закон Кулона
- •2.7.1.3. Электростатическая индукция
- •2.7.2.1. Контур с током в магнитном поле
- •Сила Лоренца
- •Магнитострикция
- •Электромагнитное поле
- •Эдс индукции
- •Взаимная индукция
- •Индукционный нагрев
- •Диэлектрические свойства вещества
- •Пьезоэлектрический эффект
- •2.8.2. Обратный пьезоэлектрический эффект
- •Пироэлектрики
- •Электреты
- •Сегнетоэлектрики
- •Магнитные свойства вещества
- •Закон Кюри
- •Виллари эффект
- •Магниторезистивный эффект
- •Баркгаузена эффект
- •Эффект Эйнштейна – де-Хааза
- •Электрические свойства вещества
- •Тензорезистивный эффект
- •Терморезистивный эффект
- •Термоэлектрические и эмиссионные явления
- •2.11.1. Эффект Зеебека
- •2.11.2. Эффект Пельтье
- •2.11.3. Термоэлектронная эмиссия
- •Гальвано- и термомагнитные явления
- •Холла эффект
- •2.12.2. Эттинсгаузена эффект
- •Электрические разряды в газах
- •Электрокинетические явления
- •Свет и вещество
- •2.15.1. Полное внутреннее отражение
- •Фотоэлектрические и фотохимические явления
- •2.16.1. Фотоэффект
- •2.16.2. Дембера эффект
- •Люминесценция
- •Фотоупругость
- •Электрооптический эффект Керра.
- •Фарадея эффект
- •Эффект Зеемана
- •Дихроизм
- •Явления микромира
- •Электронный парамагнитный резонанс
- •Акустический парамагнитный резонанс
- •Ядерный магнитный резонанс
- •. Фотофорез
- •Стробоскопический эффект
- •Электрореологический эффект
- •Акустоэлектрический эффект
- •Заключение
- •Литература
2.15.1. Полное внутреннее отражение
Входы: угол.
Выходы: световой поток.
Графическая иллюстрация:
Рис.2.59. Отражение оптического излучения; А- источник света
Сущность:
Отражение оптического излучения (света) или электромагнитного излучения другого диапазона (например, радиоволн) при его падении на границу раздела двух прозрачных сред из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления (рис. 2.59). Полное внутреннее отражение осуществляется, когда угол падения i превосходит некоторый предельный (называется также критическим) угол iпр. При i > inp луч во вторую среду не проникает.
Математическое описание:
iпр – предельный угол,
j – угол преломления (не может превышать 90°).
Закон полного отражения:
siniпр = 1/n, где
n — относительный показатель преломления 1-й и 2-й среды.
Примечание: Значения n и iпр несколько отличаются для разных длин волн (частот) излучения (дисперсия света).
Применение: Отражательные призмы, полевой бинокль и другие оптические приборы.
Фотоэлектрические и фотохимические явления
Фотоэлектрические явления - электрические явления, происходящие в веществах под действием электромагнитного излучения. Поглощение электромагнитной энергии в веществе происходит всегда отдельными порциями – квантами. Фотоэлектрические явления возникают, когда энергия поглощённого фотона затрачивается на квантовый переход электрона в состояние с большей энергией.
Фотохимические явления – химические явления, происходящие в веществе под действием света.
2.16.1. Фотоэффект
Входы: излучение.
Выходы: электрический ток.
Графическая иллюстрация:
Рис.2.60. Экспериментальная установка по наблюдению фотоэффекта
Сущность:
Фотоэффект - вырывание электронов из вещества под действием внешнего излучения (Рис.2.60). В металле электрон (e-) движется свободно, но при вылете его с поверхности сам металл из-за этого заряжается положительным зарядом и препятствует вылету электрона. Поэтому для того, чтобы покинуть металл, электрон должен обладать дополнительной энергией, зависящей от вещества. Эта энергия называется работой выхода.
Математическое описание:
Закон сохранения энергии при фотоэффекте выражается соотношением Эйнштейна:
,
где – кинетическая энергия фотоэлектрона,
–постоянная Планка,
–энергия ионизации атома;
- циклическая частота.
При фотоэффект невозможен.
Применение.
Фотоэффект широко используется в исследованиях строения вещества – атомов, атомных ядер, твёрдых тел, а также в фотоэлектронных приборах.
Патент США № 3580745. Способ и устройство для маркировки банок в контейнере путем облучения чувствительной эмульсией. Перед упаковкой в транспортировочный картонный контейнер торец каждой банки покрывают чувствительной к облучению эмульсией. Банки, упакованные в контейнер, облучают рентгеновскими или гамма лучами. При этом покрытые эмульсией торцы банок облучаются через экран с прорезями, имеющими форму маркировочных обозначений (например, цены). Таким образом, маркировка упакованных в картонный контейнер банок осуществляется без вскрытия этого контейнера и с последующей индивидуальной маркировкой каждой банки технологических процессов.