1. Індуктивність. Енергія магнітного поля.

2.Радіоактивність. Альфа-, бета-,гамма-, випромінювання. Закон радіоактивного розпаду.

3.Який заряд q пройде через поперечний переріз витка, опір якого R=0.03 Дж при зменшенні магнітного на ?

1.Якщо магнітне поле створюється струмом у провіднику, то індукція цього поля B і магнітний потік Ф прямо пропорційні силі струму I: Ф∼В∼I. При однакових I потік Ф різний у провідниках різної форми і залежить від оточення. Форму провідників та їх оточення враховує коефіцієнт пропорційності L (індуктивність): ; (генрі).

Роль величини L в електромагнетизмі схожа на роль маси m у механіці: чим більша маса тіла, тим довше воно розганяється із стану спокою деякою силою до певної швидкості; чим більша індуктивність провідного замкненого контуру, тим триваліший процес збільшення в контурі сили струму до певного її значення під дією електрорушійної сили. У механіці кінетичною енергією називається енергія тіла, що рухається; у магнетизмі енергія магнітного поля — це енергія зарядів, які рухаються. Бистрота руху тіла , бистрота руху заряду . Отже, знаючи формулу кінетичної енергії , можна і без виведення записати формулу енергії магнітного поля: .

Окремим випадком явища електромагнітної індукції є самоіндукція — збудження ЕРС у котушці внаслідок пропускання через неї струму, який змінюється.

Чим більша бистрота зміни струму в котушці, тим більша ЕРС в ній наводиться: . У котушках різних розмірів і форми та за умови різного оточення (наявності різних речовин всередині котушки — чи то повітря, чи то залізо) виявляється різною за однакового значення , тобто . Коефіцієнт пропорційності L у даному випадку самоіндукції.

2. Спостереження за різними ізотопами показали, що в природі існують стабільні і нестабільні ядра атомів хімічних елементів. Ця їх якість зумовлена значенням енергії зв'язку ядер та співвідношенням у них протонів і нейтронів. Наприклад, серед ізотопів легких елементів стабільними є ті, в яких числа протонів і нейтронів однакові. Ядра атомів важких елементів, як правило, нестабільні, оскільки у них значно переважають нейтрони, а їх надлишок веде до збільшення енергії ядра (адже, mn > mp), якого воно намагається позбутися. Тому ядра атомів окремих ізотопів здатні самовільно перетворюватися на інші хімічні елементи шляхом випромінювання мікрочастинок або поділу на стійкіші утворення. Таку здатність до самочинних перетворень називають радіоактивністю. Радіоактивність буває природною, яка спостерігається за звичайних умов, і штучною, коли радіоактивні перетворення відбуваються внаслідок зовнішнього впливу, наприклад бомбардування ядер атомів стабільних ізотопів протонами, нейтронами, іншими частинками або ядрами атомів хімічних елементів. Найпоширенішими серед радіоактивних перетворень є альфа-розпад, бета-розпад (випромінювання електрона або позитрона) і спонтанний поділ ядер атомів. Альфа-розпад — це перетворення нестійкого ізотопу на інший хімічний елемент, що супроводжується випромінюванням альфа-частинки. Наприклад, перетворення Радію на Радон. Під час альфа-розпаду заряд ядра атома Z зменшується на дві одиниці, а масове число А — на чотири. Енергія, що виділяється внаслідок альфа-розпаду, розподіляється між альфа-частинкою та ядром атома елемента, що утворюється. Цей процес може супроводжуватися також гамма-випромінюванням. Бета-розпад — це утворення нового хімічного елемента внаслідок перетворення нуклонів усередині ядра атома, наприклад, нейтрона на протон або протона на нейтрон. Існує два різновиди бета-розпаду.

Якщо в початковий момент часу (t= 0) було Nо радіоактивних ядер, то за період піврозпаду Т кількість їх стане вдвічі меншою ще через такий самий час Т їх уже буде і т.д. Тобто за n періодів піврозпаду радіоактивними залишаться лише N ядер:

3. Дано:

Найти q.

Розвязок.

Відповідь: q = 0,4 Кл.

Білет №26

1. Математичний маятник. Формула періоду коливань математичного маятника.

2. Дисперсія світла. Спектроскоп.

3. Задача. Під час переміщення заряду між точками з різницею потенціалів 1 кВ між виконаною роботою 40мкДж. Чому дорівнює заряд.

1.Математи́чний ма́ятник — теоретична модель маятника, в якій матеріальна точка масою m підвішена на невагомому нерозтяжному стержні довжини l і здійснює рух в вертикальній площині під впливом сил тяжіння з прискоренням вільного падіння g. Модель нехтує розмірами тіла, деформацією підвісу та тертям в точці підвісу стержня. Звичайно розглядаються коливання маятника в одній площині. В загальному випадку, якщо відхилити маятник від положення рівноваги та штовхнути його вбік, рух маятника буде складатися з коливань в вертикальних площинах та руху в горизонтальних. При малому відхилені математичний маятник здійснює гармонічні коливання. Якщо відхилення велике, то коливання маятника періодичні, але не гармонічні. За одне повне коливання тіло проходить усі точки траєкторії (крім крайніх) двічі — спочатку в одному напрямку, а потім у протилежному. Інтервал часу, протягом якого тіло здійснює одне повне коливання, називають періодом коливання Т. Максимальне зміщення тягаря від положення рівноваги називають амплітудою коливання За одне повне коливання тіло проходить усі точки траєкторії (крім крайніх) двічі — спочатку в одному напрямку, а потім у протилежному Інтервал часу, протягом якого тіло здійснює одне повне коливання, називають періодом коливання Т

Для розглянутого прикладу

звідки

Отже, величина w показує, яку кількість коливань здійснює тіло за 2п секунд. Цю величину називають коловою, або циклічною, частотою.

2. Вузький паралельний пучок білого світла при проходженні через скляну

призму розкладається на пучки світла різного кольору, при цьому найбільше

відхилення до основи призми мають промені фіолетового кольору. пояснюється

розкладання білого світла тим, що біле світло складається з електромагнітних

хвиль з різною довжиною хвилі, а показник заломлення світла залежить від

довжини його хвилі. Показник заломлення пов'язаний зі швидкістю світла в

середовищі, отже, швидкість світла в середовищі залежить від довжини хвилі. це

явище і називають дисперсією світла. Прилад для розкладання складного світла і спостереження спектрів називається спектроскопом. Спектроскоп складається з 2 труб: коліматорної і зорової, укрепл1нной на підставці і скляної призми під кришкою.

Спектр можна спостерігати через окуляр, який використовують як лупу.

3. Дано:

Знайти: q

Розвязок:

Відповідь: q = 40 нКл.

Білет № 27

1.Закон взаємозв’язку маси та енергії.

2.Коливальний контур. Виникнення електромагнітних коливань у контурі. Гармонійні коливання.

3.Активність радіоактивного елемента зменшується у 4 рази за 9 діб. Знайти період піврозпаду.

1.Висновок про залежність маси тіла від швидкості має важливі наслідки для сучасної фізики. Насамперед це стосується взаємозв'язку маси й енергії. Оскільки зміна швидкості тіла впливає як на його масу, так і на енергію, природно припустити, що між цими двома величинами — масою та енергією — може існувати зв'язок. За допомогою математичних перетворень, що випливають із закону збереження енергії, А. Ейнштейн встановив співвідношення між масою і повною енергією тіла:

Коли тіло перебуває у стані спокою, його енергія дорівнює Е0 = m0с2, її називають енергією спокою. Повна енергія тіла дорівнює: Е0 = mос2 + Ек. Ця знаменита формула взаємозв'язку маси та енергії є універсальною стосовно будь-яких видів енергії. Вона передбачає, що кожне тіло має енергію, потенціальний запас якої визначається енергією спокою тіла m0c2 та його кінетичною енергією, тобто її фізичний зміст полягає в тому, що енергія здатна перетворюватися на інші види. Як ми переконаємося далі, формула взаємозв'язку маси та енергії відіграє особливу роль в атомній і ядерній фізиці, де перетворення речовин унаслідок ядерних реакцій супроводжується значним вивільненням енергії. Вона має незаперечне значення і в розрахунках релятивістських ефектів елементарних частинок, зокрема під час взаємних їх перетворень.

2. Отримати електромагнітні коливання так само просто, як і примусити тіло коливатися, відтягнувши його на пружині. А спостерігати не просто, оскільки безпосередньо ми не бачимо ні заряду конденсатора, ні струму в котушці. Вільними називаються коливання в системі, що виникають після виведення її із стану рівноваги і надаючи їй стану спокою. Періодичні чи майже періодичні зміни заряду, сили струму і напруги називають електромагнітними коливаннями. Зазвичай ці коливання відбуваються з дуже великою частотою. Їх досліджують за допомогою спеціального приладу - осцилографа. Як і механічні коливання, електромагнітні коливання можуть бути вільними і вимушеними. Вільні електромагнітні коливання виникають під час розряджання конденсатора через котушку індуктивності. Вимушеними електромагнітними коливаннями називаються коливання в колі під дією зовнішньої періодичної ЕРС. Змінна ЕРС виникає під час обертання замкненого провідника в однорідному магнітному полі. Найпростіша система, в якій можуть виникнути вільні електромагнітні коливання, складається із послідовно з'єднаних конденсатора ємністю С і котушки індуктивності L, приєднаної до його обкладок. Таку систему називають коливальним контуром (рис.5.2.1).

Зарядимо конденсатор від зовнішнього джерела струму. При цьому конденсатор отримає енергію

.

Дано:

Знайти:Т

Розвязання:

Відповідь: Т = 4 суток.

Білет № 28