Колебания и волны (механические и электромагнитные)
Дифференциальные уравнения и типы колебаний |
Полная энергия – амплитуда Максимальные скорость и ускорение:
|
|
|
– свободные |
|||
– затухающие
|
|||
вынужденные
|
Сложение колебаний одного направления с разностью фаз в это сложение двух векторов, при амплитуда результирующего Амах (2Ао), амплитуда результирующего Амин(0), при другом – используйте рисунок и теорему Пифагора (при ).
Плоская (бегущая) волна: уравнение или ,
где А– амплитуда, ω – циклическая частота, – волновое число, – скорость распространения волны, или – фаза колебаний (в первом случае волна в направлении оси ОХ, во втором против оси).
Плотность потока энергии электромагнитной волны (в (А·В)/м2) – объемная плотность энергии
|
Для электромагнитной волны , |
Закон преломления для упругой и электромагнитной волн:
|
Разность фаз и разность хода между двумя точками |
Для переменного тока , где ,
Полное напряжение на участке определяется векторной диаграммой
Уравнения Максвелла
, если нет переменного магнитного поля, то (циркуляция)
, если нет тока проводимости , в случае если поле электрическое стационарно (постоянно) (циркуляция)
(теорема Гаусса для эл поля), если нет зарядов
(теорема Гаусса для магн поля)
Электричество и магнетизм
Напряженность электрического поля |
вектора напряженности и градиента направлены в разные стороны
|
|
По определению |
||
Точечного заряда |
||
Однородного поля |
Полярные диэлектрики: ориентация молекул по полю, втягивание в область сильного поля, диэлектрическая восприимчивость обратна температуре .
Неполярные диэлектрики (Рмолекул=0): индуцирование дип.момента молекул по полю.
Теорема Гаусса: поток вектора электрического смещения сквозь любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, охваченных ею
Статическое электрическое поле: 1) потенциальное, 2) силовые линии разомкнуты, 3)совершает работу по перемещению эл.зарядов (по замкнутому пути А = 0).
Магнитное поле: 1) вихревое, 2) линии замкнуты, 3) создается движущимися зарядами (токами).
Суперпозиция полей электрических, - магнитных.
прямой проводник |
|
Сила Ампера
по правилу левой руки) |
|
круговой ток |
|
Сила Лоренца
(по правилу левой руки) |
|
|
Закон Ома для однородного участка цепи , обобщенный
для полной цепи. Работа эл.тока , мощность тока
Закон электромагнитной индукции , ЭДС самоиндукции
При удалении рамки или выключении тока в проводнике –1-2-3-4
При приближении рамки или включении тока в проводнике –4-3-2-1
При движении вдоль проводника индукционного тока в рамке нет.
ОПТИКА
( выделены – подтверждают волновую природу света, не выделено – квантовую)
Интерференция двух волн: максимум, минимум. Тонкая пленка («просветление» оптики)
, длина волны: , частота: .
Дифракция на щели
минимум максимум |
Дифракция на решетке
максимум минимум |
Радиус зоны Френеля – плоские, – сфер.волны |
|
|
Поляризация степень поляризации Закон Малюса , где (без поглощ) |
Закон Брюстера
|
|||
В эффекте Комптона используется только рентгеновское излучение. , где закон сохранения импульса Фотоэффект
|
|
|||
ν1>ν2, E1 = E2 |