Билет № 15

1. Изопроцессы.

2. Принципы Гюйгенса. Законы отражения и преломления.

3. Задача на расчёт сопротивления при нагреве.

Ответы:

1. Изопроцессы.

Изопроцесеом называют процесс, происходящий с данной массой газа при одном постоянном параметре — температуре, давлении или объеме. Из уравнения состояния как частные случаи получаются законы для изопроцессов.

Изотермическим называют процесс, протекающий при постоянной температуре: Т = const. Он описывается законом Бойля—Мариотта:

pV = const.

Изохорньш называют процесс, протекающий при постоянном объеме:

V = const. Для него справедлив закон Шарля: р/Т — const. Изобарным называют процесс, протекающий при постоянном давлении. Уравнение этого процесса имеет вид V/T = const при р = const и называется законом Гей-Дюесака. Все изопроцессы можно изобразить графически. На рисунке 11 представлены в различных координатах графики процессов: изотермического (изотерма АВ рис а), изобарного (изобара АС рис б) и изохорного (изохора ВС рис в).

Реальные газы удовлетворяют уравнению состояния идеального газа.

При не слишком высоких давлениях (пока собственный объем молекул пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ). И при не слишком низких температурах (пока потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией теплового движения молекул), т. е. для реального газа это уравнение и его следствия являются хорошим приближением.

2. Принципы Гюйгенса. Смотри учебник стр. 283

Принцип Гюйгенса

Для анализа распространения света Гюйгенс предложил Простой и наглядный метод, названный впоследствии принципом Гюйгенса. Его можно сформулировать следующим образом:

Каждая точка среды, до которой доходит световое возбуждение, является, в свою очередь, центром вторичных волн.

Поверхность, огибающая в некоторый момент времени эти вторичные волны, указывает положение фронта действительно распространяющейся волны в этот момент времени (рис. 18.1). Непрерывное геометрическое место точек среды, колеблющихся в одинаковой фазе, называют волновой поверхностью, а множество точек, до которых дошло колебание к данному моменту времени,— фронтом волны. В зависимости от вида фронта волны различают плоские и сферические волны.

рис 18.1

Закон прямолинейного распространения света. В прозрачной однородной среде свет распространяется по прямым линиям. Этот закон позволяет объяснить, как возникают солнечные и лунные затмения.

При падении света на границу раздела двух сред часть света отражается в первую среду, а часть проходит во вторую среду, если она прозрачна, изменяя при этом направление своего распространения, т. е. преломляется.

Закон отражения. Угол падения равен углу отражения (а = Р). Падающий луч АО, отраженный луч ОВ и перпендикуляр ОС, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости (рис. 44). Закон преломления. Луч, падающий АО и преломленный ОВ лежат в одной плоскости с перпендикуляром CD, проведенным в точке падения луча к плоскости раздела двух сред (рис. 46). Отношение синусов угла падения а и угла преломления у постоянно для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды по отношению к первой:

Законы отражения света учитываются при построении изображения предмета в зеркалах (плоском, вогнутом и выпуклом) и проявляются в зеркальном отражении в перископах, в прожекторах, автомобильных фарах и во многих других технических устройствах.

Законы преломления света учитываются при построении изображения во всевозможных - линзах, призмах и их совокупности (микроскоп, телескоп), а также в оптических приборах (бинокли, спектральные аппараты, фотоаппараты и проекционные аппараты).