Билет 1.

1) Научные методы познаний окружающего мира, роль эксперимента и теории в процессе познания природы, моделирование явлений и объектов природы. Научные гипотезы, физические законы и теории, границы их применяемости.

2) Электрическая емкость: электроемкость конденсатора, энергия электрического поля.

3) Задача.

1) Физика – наука о неживой природе. Любое явление в окружаемом нас мире имеет множество характеристик и признаков. Желание систематизировать их, понять причины различных проявлений, предсказать их, стимулируют научное познание.

Начало научному познанию в физике как науке положил итальянский ученый Галилео Галилей, поставивший первые физические эксперименты и предложивший теоретическое объяснение движения тел. Изучал падение тел разной массы, он впервые провел измерения физических величин при падении тел с высоты и получил количественные соотношения между ними.

Объем информации, получаемый человеком с помощью органов чувств, оказывается недостаточным для того, чтобы выявить ту или иную закономерность. Дополнительную информацию можно получить лишь с помощью экспериментальных установок. Суть любого эксперимента – наблюдение явления и получение данных, характеризующих результаты.

Физический закон – описание соотношений в природе проявляющихся при определенных условиях в эксперименте. Особенность закона состоит в том, что с его помощью можно описать другие явления, с которыми не были поставлены эксперименты.

Научная гипотеза – предположение о том, что существует связь между известным и вновь объясняемым явлении.

Галилей дал количественное описание падения тел на землю, но не выяснил причину их падения.

Исаак Ньютон, основоположник фундаментальной теории, высказал гипотезу: причина падения тел на землю – притяжение тел к Земле.

Научная теория содержит постулаты, определении, гипотезы закона, объясняющие явления.

Любая созданная теория должна быть подтверждена экспериментом. Особенно ценной в науке считается теория, предсказывающая новые экспериментальные данные.

Примером такой теории в физике является теория относительности А. Эйнштейна, описавшая явление, которое нельзя было объяснить в рамках теории классической физики.

Теория может иметь границы применимости. Например, классическая механика справедлива для описания движений тел, скорость которых много меньше скорости света, но с помощью законов Ньютона нельзя описать процессы в микромире.

Ни одна научная теория не может быть признана окончательной и верной навсегда. Всегда существует вероятность, что новые наблюдения потребуют поправок к теории.

2) Электрическая емкость конденсатора – физическая величина, равная отношению заряда одного из проводников к разности потенциалов между этими проводниками. С=Q/U

Электроемкость конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между ними, относительной диэлектрической проницаемости вещества, заполняющего пространство между пластинами, и не зависит от заряда на пластинах и разности потенциалов, приложений к ним. Также не зависит от электрического поля, не проникающего внутрь конденсатора.

Электроемкостью двух проводников называют отношение одного из проводников к разности потенциалов между этими проводниками. е=q/u

Чем меньше u между ними при сообщении им зарядов + |q| и электроемкость.

е ~ƐS/d

Электроемкость характеризует способность проводников накапливать электрический заряд.

Электроемкость двух проводников численно равна единице, если при сообщении им зарядов +1 Кл и -1 Кл, между ними возникает разность потенциалов 1.

Эту единицу называют фарад (Ф): 1Ф = 1 Кл / В. Фарад — очень большая ёмкость.

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Проводники в этом случае называются обкладками конденсатора.

Если заряды пластин одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то силовые линии электрического поля начинаются на положительно заряженной обкладке конденсатора и оканчиваются на отрицательно заряженной. Поэтому почти все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора и однородно. Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной обкладки.

Разность потенциалов увеличивается – емкость конденсатора уменьшается, разность потенциалов уменьшается – емкость конденсатора увеличивается.

С плоского= q/u~ ƐS/d

При наличии диэлектрика емкость увеличивается

ʛ= q/S (поверх. плотность заряда)

С = q/u= ʛ S/ Е d=ƐƐ₀ S/d, Е= ʛ/ ƐƐ₀

е= ƐƐ₀ S/ d – емкость плоского конденсатора