Билет № 2

1. Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от геометрических размеров и температуры. Сверхпроводимость.

Сопротивление-мера противодействия проводника установлению в нем электрического тока. Сопротивление обусловлено тем, что при дрейфе свободные электроны сталкиваются с положительными ионами кристаллической решетки, что вызывает уменьшение скорости направленного движения, значит уменьшение силы( плотности) тока .Все это проявляется как противодействие проводника установлению в нем тока.

Для однородного проводника цилиндрической формы R= ; где -длина проводника,S-площадь сечения проводника, сопротивление проводника.

В металлах электрическое сопротивление обусловлено столкновением свободных электронов с колеблющимися ионами в узлах кристаллической решетки. По мере увеличения температуры размах колебаний ионов увеличивается, что приводит к большему рассеянию электронов, участвующих в направленном упорядоченном движении. Поэтому при нагревании металлического проводника его сопротивление возрастает.

Если сопротивление проводника при 0⁰ С,

сопротивление при t⁰ C , то (1+αt);

где α- температурный коэффициент сопротивления. При нагревании геометрические размеры меняются незначительно, поэтому R=R₀ ( 1+αt ). Такая зависимость называется линейной, т. е график R(t) представляет собой прямую линию. Зависимость сопротивления от температуры используется в термометрах сопротивления, для измерения очень высоких или низких температур, в терморезисторах.

Сверхпроводимость – обращение электрического сопротивления в 0 при температурах близких к абсолютному нулю. Сверхпроводимость обнаружил в 1911г Х. Камерлинг-Оннес. Сверхпроводимость обнаружена у 25 химических элементов при температура от 0,14К до 9,22К, есть у большого числа сплавов, для некоторых при температурах около 100К, у некоторых полупроводников, полимеров

R

tttT

T

2. Уравнение гармонического колебания. Превращение энергии при гармонических колебаниях.

Гармоническое колебание – колебание в системе, где отсутствуют силы трения.

Математическое выражение мгновенного значения изменяющейся величины в зависимости от других характеристик колебательного движения и времени от начала движения называется уравнением гармонического колебания. Уравнение гармонического колебания имеет вид: х=А cos( ωt +φ₀) или х=Аsin (ωt +φ₀), в первом случае колебание называется косинусоидальным, во втором случае синусоидальным.

Выражение, стоящее под знаком косинуса или синуса – это фаза колебания. Т.е. уравнение можно записать в виде: х=А cosφ и х=Аsinφ. Уравнение гармонического колебания часто удобнее записывать в виде: х=Аcos(2πν +φ₀ ) или х=Аcos( )

Колеблющееся тело обладает кинетической энергией, как любое движущееся тело и потенциальной энергией, так есть изменение положения тела относительно положения равновесия.

Кинетическая энергия W_k= , , отсюда

W_k= .

Потенциальная энергия тела, смещенного относительно положения равновесия на х, измеряется работой внешней силы, необходимой для такого смещения.

W_п = , k=mω; k-упругость.W_п=

Полная энергия системы равна W=W_к +W_п = , W_к, W_п меняются с течением времени, если W_k=max, то W_п=0 и наоборот.