- •Механика. Механическое движение. Скорость, ускорение материальной точки.
- •Прямолинейное движение и движение по окружности материальной точки
- •Законы Ньютона.
- •Силы в механике.
- •Закон сохранения импульса.
- •Основной закон динамики вращательного движения твердого тела.
- •Работа. Энергия. Мощность.
- •Колебания.
- •Волны. Звук.
- •Закон Паскаля. Сила Архимеда. Уравнение Бернулли, следствия из него.
- •Температура. Температурные шкалы: шкала Цельсия, идеальная газовая и абсолютная термодинамическая шкала температур.
- •Уравнение состояния идеального газа. Закон Дальтона. Изопроцессы и их уравнения.
- •Взаимосвязь теплоты и работы. Первое начало термодинамики. Работа, совершаемая телом при изменении объема. Работа газа в различных изопроцессах.
- •Теплоемкость тела, удельная, молярная, теплоемкости Cp и Cv. Второе начало термодинамики.
- •Основные положения мкт. Масса и размеры молекул. Основное уравнение мкт. Кинетическая энергия молекулы. Средняя квадратичная скорость молекул. Длина свободного пробега.
- •Барометрическая формула.
- •Явления переноса.
- •Электроемкость. Конденсатор. Емкость плоского конденсатора. Емкость батареи конденсаторов. Энергия конденсатора.
- •Электрический ток. Условия существования электрического тока. Сила тока. Плотность тока. Электродвижущая сила. Напряжение.
- •Закон Ома для однородного, неоднородного участка цепи и замкнутой (полной) цепи. Сопротивление проводников. Дифференциальная форма закона Ома.
- •Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца.
- •Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Последовательное и параллельное соединение проводников.
- •Действие электрического тока на тело человека. Риск поражения электрическим током в быту.
- •Электролиты. Законы Фарадея для электролиза.
- •Электропроводность газов. Несамостоятельный и самостоятельный разряд Виды самостоятельного разряда.
- •Магнитное взаимодействие. Опыт Эрстеда. Магнитное поле. Изображение магнитных полей. Принцип суперпозиции. Сила Ампера.
- •Сила Лоренца. Полярные сияния.
- •Контур с током в магнитное поле. Индукция магнитного поля. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Закон Био - Савара - Лапласа.
- •Электромагнитное поле. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца.
- •Электромагнитная теория света. Интерференция света.
- •Явление дифракции. Дифракционная решетка. Разрешающая способность оптических приборов.
- •Зеркала. Тонкие линзы. Формула линзы. Оптическая сила линзы.
- •Глаз как оптическая система. Лупа, микроскоп, телескоп.
- •Понятие о нелинейной оптике. Прохождение света через оптически неоднородную среду. Закон Рэлея. Цвет неба и зорь. Радуга. Миражи. Гало.
- •Тепловое излучение. Количественные характеристики излучения. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Законы Кирхгофа для излучения. Формулы Вина.
- •Фотоэффект Закономерности Столетова. Уравнение Эйнштейна.
- •Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Атом Резерфорда.
- •Постулаты Бора. Правила отбора. Элементарная теория атома водорода.
- •Квантово-механическая теория атома водорода. Электронные оболочки атомов. Периодическая система элементов Менделеева.
- •Состав ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра.
- •Реакции синтеза. Условия их осуществления Управляемый термоядерный синтез.
- •Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
-
Электроемкость. Конденсатор. Емкость плоского конденсатора. Емкость батареи конденсаторов. Энергия конденсатора.
Плоский конденсатор – система, состоящая из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком. Допустим расстояние между пластинами d мало по сравнению с их размерами. Тогда можно, пренебрегая напряжениями поля на краях пластин, поле считать однородным Sпл=Sεабс . Суммарный заряд +q на одной пластине и –q на другой равномерно распределены по внутренней поверхности каждой пластины. Поверхностные плотности обозначим σ+ и σ-. Одна пластина обладает потенциалом φ1, а другая φ2 . Как известно напряженность поля связана с разностью потенциалов между пластинами соотношением φ1-φ2 =Ed. Е между пластинами связана с поверхностной плоскостью заряда σ соотношением Е=σ/εε0, следовательно φ1-φ2=σd/εε0=qd/εε0S, значит С= εε0S/d. Емкость слоистого конденсатора, т.е. имеющего n слоев диэлектрика толщиной di каждый с εi будет равна C=ε0S/∑ di/ε.
Для получения нужной емкости при данном рабочем напряжении конденсатора соединяют в батареи последовательного и параллельного соединения.
Параллельное соединение: общим для конденсаторов является разность потенциалов, т.е. ∆φ1=∆φ2=…=∆φn. Общий заряд батареи будет равен сумме зарядов отдельных конденсаторов. Для каждого конденсатора: q1=C1/φ1, q2=C2/φ, qn=Cn/φn. Сложив точечно q=q1+q2+…+qn=(C1+C2+…+Cn)*∆φ. Но q=C/∆φ, следовательно, С=С1+С2+…+Сn=∑Сi.
Последовательное соединение. При зарядке батареи ∆φ распространяется между отдельными конденсаторами: ∆φ=∆φ1+∆φ2+…+∆φn=∑∆φi. Благодаря явлению индукции при последовательном соединении конденсаторов одинаковым будет q, равный заряду батареи q=q1=q2=…=qn. Поэтому ∆φ1=q/C1,∆φ2=q/C2,…,∆φn=q/Cn. ∆φ=∆φ1+∆φ2+…+∆φn=q(1/C1+1/C2+…+1/Cn)=1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn.
Для заряженного конденсатора ∆φ=(φ1-φ2)=U=q/C. Поэтому W= q2/2C; W=CU2/2; W=qU/2.
-
Электрический ток. Условия существования электрического тока. Сила тока. Плотность тока. Электродвижущая сила. Напряжение.
Движение электрических зарядов из одной точки в другую порождает электрический ток.
Электрический ток – направленное движение положительных заряженных частиц.
Положительно заряженные ядра атомов остаются практически неподвижными, движутся электроны. В металле есть свободные электроны (электроны проводимости), движущиеся со скоростью ≈ 106 м/с.
Рассмотрим элемент проводника длиной l и площадью поперечного сечения S. В отсутствии электрического поля суммарный перенос электронов через единичную площадку отсутствует и электрический ток равен 0. Под действием электрического поля свободные электроны начинают двигаться упорядоченно противоположно направлению тока.
Если за 1 секунду через данную поверхность протекает заряд 1 Кл, это значит, что через нее протекает ток 1 А.
I = Q/t
[ I ] = [ Кл/с ] = [ А ]
Е – напряженность электрического поля;
J – направление тока; •- результирующее движение электронов
Рис.3.
Электродвижущая сила – характеристика любого внешнего воздействия ( механического, теплового или химического ), приводящего к возникновению электрического тока.
[ ε ] = [ В ]
Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуется плотностью тока j=dI/dS, j=I/S=q/Sτ, j – векторная величина, направленная вдоль тока и численно равная количеству электричества, протекающего за единицу времени через единицу площади, ориентированной перпендикулярно току. Зная плотность тока в каждой точке пространства, можно найти силу тока через любую поверхность. Для этого надо воспользоваться: I=∫jdS. Единица плотности тока в СИ: (j)=1А/м2.
Условия существования электрического тока в проводнике: наличие свободных электрических зарядов, замкнутая электрическая цепь, наличие в цепи источника ЭДС.
На участке цепи на заряд действует электростатическое поле. Сила, действующая на заряд в электростатическом поле fст=qE, значит результативная сила, действующая в каждой точке участка цепи на заряд q: f=fст+fэл=q(E*+E). Работа, совершенная этой силой под зарядом q на участке цепи 1-2: А12=q∫E*edl+q∫Eedl=qε12+q(φ1-φ2). Величина, численно равная работе, совершаемой электростатической и сторонними силами при перемещении положительного единичного заряда, называется падением напряжения на данном участке цепи. Тогда по определению U12= А12/q= ε12+(φ1-φ2),
U12=ε12+(φ1-φ2)