1.1 Концепция: заряд и поле. Характеристики потенциального поля. Поля движущихся зарядов. Взаимодействие токов. Принцип суперпозиции.

Если в некоторой однородной и изотропной среде два точечных источника возбуждают сферические волны, то и в произвольной точке пространства М может происходить наложение волн в соответствии с принципом суперпозиции (наложения): каждая точка среды, куда приходят две или несколько волн, принимает участие в колебаниях, вызванных каждой точкой в отдельности; волны не взаимодействуют друг с другом и распространяются независимо друг от друга.

1.1 Понятие о волновом электромагнитном поле. Явления интерференции и дифракции. Когерентность и монохроматичность волн. Лазерное излучение.

Интерференцией волн называется явление наложения волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление - в других. Результат интерференции зависит от разности фаз накладывающихся волн. При интерференции волн не происходит сложения их энергий. Интерференция волн приводит к перераспределению энергии колебаний между различными близко расположенными частицами среды. Дифракцией света называется отклонение света от прямолинейного направления распространения. Явление дифракции указывает на нарушение законов геометрической оптики. На явлении дифракции основаны многие оптические приборы. В частности, в кристаллографической аппаратуре используется дифракция рентгеновских лучей. Когерентность - согласованное протекание во времени двух эл-тов колебательных процессов. Волны и возбуждающие их источники наз-ся когерентными, если разность фаз волн Ф₂-Ф₁ не зависит от времени. Лазер - это источник когерентного электромагнитного излучения оптического диапазона, действие которого основано на использовании индуцированного излучения света системой возбужденных атомов. Виды лазеров: твердотельные, жидкостные, газовые, полупроводниковые, химические, ультрафиолетовые.

Основные параметры лазеров: длина волны, мощность, КПД, режим работы, рас ходимость луча и т. д.

Области применения лазеров: наука, медицина, связь навигации, агропромышленное хозяйство, космос и т. д.

1.1 Концепция атомизма. Историческое развитие атомистических представлений. Современные представления о структуре атомов. Квантовые свойства в атомах. Эфиродинамические и другие модели атомов.

Атомистические представления в древнем мире коррелировались с представлениями об эфире, но если эфиру приписывались лишь общие абстрактные св-ва, то атомам приписывались уже некоторые конкретные характеристики, свойственные телам. Эмпедокл из Агригента на Сицилии попытался объяснить окружающий мир на основе обобщенной теоретической системы. Древнегреческий философ Анаксагор развил положения Эмпедокла и выдвинул учение о гомеомериях - “семенах вещей”, кот. он мыслил бесконечными по качеству и количеству. Левкипп и Демокрит сформулировали понятие об атомах. Существенный вклад в атомистику был сделан А. Лавуазье, опубликовавшим в 1789 г. “Начальный учебник химии”, в кот. он ряд эл-тов назвал “простыми”, т. е. не разлагавшимися. И наконец, в начале XIX в. атомистика стала теорией, важнейшей для познания химических явлений благодаря исследованиям Дальтона и Берцеллиуса. Именно Дальтон в 1824 г. дал название “атом” наимельчайшей частице “простого” вещ-ва. С этого момента химия встала на научную основу, хотя многое в ней не было осознано до тех пор, пока Д. И. Менделеев в 1869 г. не разработал свою знаменитую Периодическую таблицу элементов. В 1834 г. Фарадей провел серию иссл-й с целью выяснить природу того, что наз-ли электричеством. В модели, предложенной Томсоном в 1903 г. атом представлялся в виде положительно заряженной сферы. Неожиданный рез-т опытов Резерфорда по рассеянию альфа частиц атомами показал, что внутри атома сущ-ет очень малое по размеру плотное положительно заряженное ядро. В связи с этим Резерфорд предложил принципиально новую модель атома, напоминающую по своему строению Солнечную систему и получившую название планетарной. Она имеет следующий вид. В центре нах-ся положительно зар-е ядро, размеры кот. составляют примерно 10^-12 см, размеры же атома 10^-8 см. Вокруг ядра движутся электроны подобно планетам вокруг солнца. Эта модель атома Резерфорда, дополненная постулатами Бора, явилась основой всей атомной физики и сущ-ет до настоящего времени. Примерно через 20 лет после того, как Резерфорд «разглядел» в недрах атома его ядро, был открыт нейтрон – частица по всем своим свойствам такая же, как ядро атома водорода – протон, но только без электрического заряда. Нейтрон оказался чрезвычайно удобен для зондирования внутренности ядер. Поскольку он электрически нейтрален, электрическое поле обстреливаемого ядра не отталкивает его – соответственно даже медленные нейтроны могут беспрепятственно приблизиться к ядру на расстояния, при которых начинают проявляться ядерные силы. После открытия нейтрона физика микромира двинулась вперед семимильными шагами. Первые идеи в попытке объяснить ядерные силы как постоянный обмен некими частицами были высказаны в 30-е годы японским ученым Хидэки Юкавой. В рамках квантовой теории существует связь между массой обмениваемой частицы и радиусом соответствующего взаимодействия. Следовательно, на основе ограниченности радиуса действия ядерных сил логично заключить, что сильное взаимодействие обусловлено обменом массивными частицами. Конкретно их масса оценивается в 10-150 МэВ, т.е. 1/7 – 1/9 массы протона. Меньше чем через 10 лет после предсказания Юкавы эти частицы были обнаружены опытным путем.