Билет №13

Вопрос 2 Механическое колебательное движение. Свободные и вынужденные колебания. Амплитуда, период, частота колебаний. Математический маятник.

Колебания – это движения, которые повторяются точно или приблизительно через определённый промежуток времени.

Два вида колебаний:

1.Свободными колебаниями называют колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система была выведена из положения равновесия.

2.Вынужденными колебаниями называют колебания, происходящие в системе под действием внешних периодически изменяющихся сил.

Для того чтобы колебания в системе возникали должны выполняться следующие условия:

1.При выведении системы из положения равновесия, должна возникать сила, направленная к положению равновесия и стремящиеся возвратить в прежнее положение систему.

2.Трение в системе должно быть очень мало.

Оба условия справедливы для математического маятника – шарика подвешенного на длинной невесомой нерастяжимой нити.

Уравнение движения математического маятника: а_х=q/l·s

Уравнение движения пружинного маятника: а_х=к/m·x

Колебания, происходящие под знаком синуса или косинуса, называются гармоническими.

Уравнение гармонических колебаний: х = Х_msin(w.t +φ₀)

Х_m – Амплитуда колебаний –это максимальное смещение от положения равновесия;

Т –период –это минимальный промежуток времени в течение которого совершается одно колебание;

ν –Частота колебаний- это число колебаний за единицу времени,

w-циклическая частота,

φ₀- начальная фаза колебаний,

Величина, стоящая под знаком синуса или косинуса (wt + φ₀), называется фазой колебаний.

Т=2п·√ℓ /ġ период математического мятника; где ℓ-Длина маятника; ġ-ускорение свободного падения.

Т = 2п·√m/к –период пружинного маятника, где m-масса, к –коэффициент жесткости пружины.

Билет №14.

Вопрос 1. Волновые свойства света. Интерференция света и её применение в технике. Дифракция света. Дифракционная решётка. Дисперсия света.

Гюйгенс предположил, что свет это волна. Волновые свойства света доказываются явлениями интерференции, дифракции, поляризации света.

Интерференция световых волн – это сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих колебаний в различных точках пространства.

Усиление света произойдёт в том случае, если преломленная волна отстаёт от отражённой волны на целое число длин волн.

Если же преломленная волна отстанет от отражённой на нечётное число полуволн, то произойдёт ослабление.

Примеры: разноцветные круги на лужах, мыльные пузыри.

Различие в цвете связано с различием в длине волны.

λ_кр.=8·10^-7м; λ_ф =4·10^-7м.

Интерференция применяется в интерферометрах, приборах служащих для определения длины волны, для проверки качества обработки поверхностей, для просветления оптики.

Дифракция – это способность волнами огибать препятствия соизмеримые с длиной волны.

Примеры: в морозный солнечный день вокруг солнца, радужные крылья стрекоз.

Дифракцию света объяснил Френель из принципа Гюйгенса, согласно которому: каждая точка среды, до которой дошёл фронт волны, становится источником вторичных волн. Для получения дифракционной картины применяют дифракционную решётку –это совокупность множества параллельных одинаковых щелей, расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга.

d = a+b – период решётки дифракционной.

Дифракционная решётка применяется в спектрометрах, для определения световой волны.

Дисперсия – зависимость показателя преломления вещества от частоты или длины световой волны.

Дисперсию света наблюдал впервые Ньютон, направивший узкий пучок света на трёхгранную призму. Он заметил на противоположной стене разноцветную полосу – спектр. Спектр – это совокупность семи цветов, на которые разлагается белый свет. Наибольший показатель преломления у фиолетового цвета, а наименьший – у красного цвета. Применяют дисперсию света в спектроскопах, в спектрофотометрах.