
- •Відповіді до екзамену з дисципліни «Фізика»
- •Обертальний рух твердого тіла.
- •Робота, енергія, потужність, імпульс. Закони збереження імпульсу та енергії.
- •Явища переносу. Значення коефієнта дифузії. Явища переносу. Значення коефієнта в’язкості. Явища переносу. Значення коефієнту теплопровідності.
- •Поняття ентропії та вільної енергії. Зміна ентропії в замкнутих системах (Зміна ентропії в циклі Карно).
- •Перший закон термодинаміки та його застосування до процесів у газах.
- •Характеристика кристалічного стану речовини. Симетрія кристалів. Дефекти в кристалах.
- •Статистичний і термодинамічний методи дослідження.
- •Теплова машина та її ккд.
- •Другий закон термодинаміки та його статистичний зміст.
- •Поняття електричного заряду. Закон Кулона.
- •Електрична індукція. Теорема Гауса.
- •Поняття електричного струму. Закони Ома та Кігхгофа. Електричний опір та його фізична суть.
- •Електрична ємність. Класифікація конденсаторів.
- •Електричне поле в діелектрику. Поляризація діелектриків.
- •Енергія електричного поля. Робота та енергія електричного струму.
- •Електричний струм в металах. Термоелектричні явища.
- •Електричний струм в електролітах. Електрична дисоціація. Закон електролізу Фарадея. Практичне застосування електролізу.
- •Електричний струм в газах. Іонізація газів. Самостійний і несамостійний розряди. Види розрядів у газах, їх практичне використання.
- •Діод. Транзистор. Фізичні основи роботи еом.
- •Електричний струм у напівпровідниках. Власна провідність напівпровідників. Домішкова провідність напівпровідників.
- •Утворення електронно-діркового переходу. Напівпровідникові прилади.
- •Енергія магнітного поля. Магнітне поле. Магнітна проникність. Магнітна стала. Характеристики магнітного поля. Закон Біо-Савара-Лапласа.
- •Взаємодія паралельних струмів. Закон Ампера. Індукція магнітного поля. Магнітний потік. Одиниці їх вимірювання. Магнітне поле прямого та кругового струмів та соленоїда.
- •Дія магнітного поля на провідник із струмом. Сила Ампера.
- •Електромагнітна індукція. Досліди Фарадея. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца. Індуктивність. Самоіндукція.
- •Генератор змінного струму, його будова, принцип дії. Миттєве, амплітудне та діюче значення е. Р.С., напруги та сили змінного струму.
- •Трансформатор, його будова, принцип дії. Використання трансформаторів для передачі електроенергії.
- •Механічні та електромагнітні коливання. Диференціальне рівняння коливального руху. Гармонічні коливання.
- •Вільні коливання. Затухаючі коливання. Дикремент затухання. Вимушені коливання. Явища резонансу та биття.
- •Генератор незатухаючих коливань. Складання коливання. Фігури Ліссажу.
- •Механічні хвилі та їх характеристики. Природа звуку. Характеристики звуку. Ультразвук та його застосування.
- •Історичний огляд вчення про світло. Електромагнітна природа світла.
- •Закони прямолінійного поширення світла. Оптичні прилади. Оптичні властивості ока.
- •2)При відбиванні світла кут падіння світлового променя дорівнює кутові його відбивання
- •Дисперсія світла. Випромінювання та поглинання світла.
- •Інтерференція світла. Способи здійснення інтерференції світла. Інтерференція світла при відбиванні від прозорих пластинок і плівок.
- •Поляризація світла. Поляризація світла при відбивання та заломлення. Закон Брюстера. Подвійне променезаломлення. Обертання площини поляризації. Властивості рідких кристалів та їх застосування.
- •Загальна характеристика теплового випромінювання. Величини, що характеризують властивості теплового випромінювання.
- •Закони випромінювання абсолютно чорного тіла.(Стефана-Больцмана, Віна). Розподіл енергії в спектрі випромінювання абсолютно чорного тіла. Формула Планка.
- •Фотоелектричний ефект. Дослідження Столєтова. Закони фотоефекту.
- •Внутрішній фотоефект. Фотоелементи та їх застосування в техніці. Фотони. Ефект Компотна.
- •Одержання рентгенівського проміння. Його основні властивості. Спектри рентгенівського випромінювання, їх особливості.
- •Ядерна модель атома. Постулати Бора. Правило квантування електронних орбіт.
- •Поняття про квантову механіку. Квантові числа. Принцип Паулі. Розподіл електронів по енергетичних рівнях. Квантові числа. Магнітний момент. Спін електрона.
- •Люмінесценція. Оптичні квантові генератори та їх застосування.
- •Структура ядер. Нуклони. Вплив кулонівських і ядерних сил на стабільність ядер. Заряд і маса ядра. Ізотопи.
- •Природна та штучна радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду.
- •Ядерні реакції ділення і синтезу. Дефект мас. Енергія зв’язку нуклонів.
- •Елементарні частинки. Поняття елементарної частинки. Типи взаємодій частинок. Частинки і античастинки та їх класифікація. Поняття кварків.
Дисперсія світла. Випромінювання та поглинання світла.
Дисперсією світла називають явище, зумовлене залежністю показника заломлення речовини від частоти (або довжини) світлової хвилі:Якщо із збільшенням частоти n світла показник заломлення n збільшується , дисперсію називають нормальною; якщо із збільшенням частоти світла показник заломлення зменшується - аномальною. Завдяки дисперсійним впливам середовища поняття швидкості світла істотно ускладнюється. Якщо у вакуумі швидкості світлових хвиль різних частот однакові, то у будь-якому середовищі вони для різних частот різні. Виникає необхідність розрізняти фазову і групову швидкості світла.Швидкість переміщення заданої фази хвилі у будь-якому напрямі називається фазовою швидкістю.
У реальних умовах дістати строго монохроматичну світлову хвилю неможливо. Виділяючи пучок світла одного кольору або розриваючи чи модулюючи хвилю для передачі сигналу, фактично дістаємо пучок хвиль близьких, але все ж різних частот.
Швидкість передачі енергії, а отже, і швидкість переміщення максимуму амплітуди світлового пучка називають груповою швидкістю світла. По суті в усіх раніше розглядуваних методах вимірювання швидкості світла йшлося про вимірювання групової швидкості світла.
Інтерференція світла. Способи здійснення інтерференції світла. Інтерференція світла при відбиванні від прозорих пластинок і плівок.
Інтерференцією називають накладання когерентних хвиль, при якому вони стабільно підсилюються або ослаблюються. Когерентні хвилі - це хвилі однакової частоти, стабільної різниці фаз (в точці додавання) та однакового напряму коливань відповідних векторів.
Інтерференція світла є наслідком прояву його хвильових властивостей. Світло являє собою електромагнітні хвилі дуже короткої довжини. В електромагнітній хвилі у двох взаємно перпендикулярних напрямах періодично змінюються вектор напруженості електричного поля Е і вектор напруженості магнітного поля Н. Проте дія світла на речовину визначається переважно впливом його електричного поля. Вектор напруженості електричного поля хвилі називають світловим вектором.
Рівняння плоскої світлової хвилі, що поширюється вздовж осі -, можна записати у вигляді: де E 0 - амплітудне значення вектора напруженості електричного поля хвилі.
Для світлових хвиль справджується принцип суперпозиції, тобто принцип незалежності хвиль при одночасному поширенні в даному середовищі. З принципу суперпозиції випливає, що результуючий світловий вектор двох світлових хвиль у даній точці дорівнює векторній сумі світлових векторів кожної хвилі окремо. Тому накладання світлових хвиль приводить до результатів, які аналогічні результатам накладання механічних хвиль. Інтерференція світла при відбиванні від прозорих пластинок і плівок. Світлова хвиля, попадаючи на поверхню прозорого середовища, частково відбивається, а частково проходить у прозоре середовище, зазнаючи заломлення. Далі таке роздвоєння світлової хвилі відбудеться на протилежній поверхні прозорого середовища і т.д. Явища відбивання і заломлення світла в тонких прозорих пластинках і плівках приводять до інтерференції світла.
Заслуговує уваги випадок, коли під плівкою міститься середовище, яке оптично густіше від плівки. В цьому випадку обидва промені зазнають зміни у фазі на п: промінь 1 в точці О, а промінь 2 в точці Якщо кути падіння світла малі, то буде існувати мінімум інтерференції світла. Інакше кажучи, від такої плівки світло практично не відбивається і повністю проходить в оптично густіше середовище під плівкою. Саме цей випадок інтерференції світла широко використовують у практиці для так званого просвітлення оптики.
Щоб усунути значне відбивання світла в оптичних приладах, яке веде до зменшення яскравості зображення і появи відблисків, поверхню лінз покривають прозорою плівкою, завтовшки —, з речовини, що має дещо менший показник заломлення, ніж скло лінзи. Як зазначалося вище, плівка істотно зменшує відбиття світла, тобто оптика просвітлюється і якість зображення поліпшується. Частіше на поверхню лінз наносять плівку з кремнезему або з фтористих солей. За методом І.В. Гребєнщикова, просвітлююча плівка утворюється безпосередньо на поверхні лінзи внаслідок оброблення її поверхні розчинами кислот.
Дифракція світла. Дифракція за Френелем. Дифракційна решітка
Прямолінійне поширення світла, як було з’ясовано, є інтерференційний процес в умовах “вільного” поширення світла, тобто в умовах, коли всі зони Френеля вільні і мають симетричне розміщення відносно ока спостерігача. Якщо ж чим-небудь порушується вільність і симетричність у розміщенні зон, то порушується і прямолінійність поширення світла. При цьому виникають явища дифракції - огинання світловими хвилями перешкод і інші зміни в їх поширенні, що виникають при наявності на шляху світла перешкод.
Розрізняють два види дифракції: дифракцію в розбіжних променях (на незначних відстанях від джерела світла), вивчену Френелем, і дифракцію в паралельних променях (на значних відстанях від джерела), вивчену Фраунгофером. Тому ці види дифракції іноді називають дифракцією Френеля і дифракцією Фраунгофера.
Дифракція Френеля від круглого отвору. Якщо на шляху поширення світла від джерела S (рис. 2) розмістити непрозорий екран з круглим отвором АВ значних розмірів, то за ним спостерігається світна пляма, обмежена тінню; коли ж розміри отвору весь час зменшувати, то контури тіні все більше стають розмитими і, нарешті, світна пляма перетворюється в сукупність світлих і темних кілець. Такий результат дифракції від круглого отвору.
Чіткість світлових смуг і дифракційних спектрів істотно поліпшується, якщо перейти від однієї щілини до системи близьких паралельних щілин. При цьому замість дифракційних світлих і темних смуг, що утворюються від кожної щілини зокрема, будуть спостерігатися більш істотні результати інтерференції всіх світлових хвиль, що виходять з системи щілин. Завдяки інтерференції сумарна енергія світла, що проходить через систему щілин, перерозподіляється і концентрується в напрямах, що задовольняють умову інтерференційних максимумів. Так утворюються головні дифракційні максимуми від систем щілин.
Систему близьких паралельних щілин називають дифракційною решіткою. Частіше для її виготовлення беруть відполіровану скляну пластинку і на її поверхні наносять за допомогою ділильної машини ряд паралельних рівновіддалених штрихів. Так, на 1 мм наносять від 100 до 1700 штрихів (в решітках Роуланда), Штрихи на склі дуже розсіюють світло і виконують роль непрозорих проміжків, між ними залишаються прозорі смужки скла, що відіграють роль щілин