Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Иродов текст.docx
Скачиваний:
63
Добавлен:
28.09.2019
Размер:
1.73 Mб
Скачать

28. Некоторые внесистемные единицы

Время 1 г (год) = 3,1557-107 с

1 сут (сутки) = 86 400 с

Длина 1 А (ангстрем) = Ю-10 м

1 а. е. (астрономическая единица) = 1,456-10"

дюйм = 2,54 см (точно)

кабельтов = 185,2 м

миля морская = 1852 м

миля сухопутная = 1609,3 м

пк (парсек) = 3,1-Ю16 м

св. год (световой год) = 0,95-10" м

ферми = Ю-15 м = 1 фм

фут = 30,48 см (точно)

ярд = 91,44 см (точно)

Площадь 16 (барн) = Ю-28 м2 = Ю"24 см2

1 га (гектар) = ДО4 м2

Объем 1 баррель нефтяной (США) = 159 л

1 галлон для жидкости (США) = 3,8 л 1 пинта для жидкости (США) = 0,47 л 1 унция (США) = 30 см3

Скорость 1 уз (узел) = 0,514 м/с = 1,852 км/ч

Ускорение 1 Гал (гал) = 1 см/с2

Масса 1 а. е. м. (атомная единица массы) = 1,66-10

кар (карат) = 0,2 г (точно) т (тонна) = ДО3 кг фунт (русский) = 0,41 кг фунт (США) = 0,4536 кг

Сила 1 кгс (килограмм-сила) = 9,81 Н

Давление 1 атм = 101,3 кПа = 760 мм. рт. ст.

1 бар = 100 кПа (точно) 1 кгс/см2 = 98,07 кПа 1 мм. рт. ст. = 133,3 Па 1 пз (пьеза) = 1 кПа 1 торр = 133,3 Па

Энергия 1 Вт-ч (ватт-час) = 3,6 кДж

1 кал (калория) = 4,187 Дж 1 л-атм = 101,3 Дж

1 эВ (электроновольт) = 1,60-Ю"19 Дж

Мощность 1 л. с. (лошадиная сила) = 735,5 Вт

Вязкость

динамическая ... 1 П (пуаз) = 0,1 Па-с кинематическая . . 1 Ст (стокс) = Ю-4 м2

Яркость 1 нт (нит) = 1 кд/м2

1 JI6 (ламберт) = ЗД8-103 вд/мг Поглощенная доза . . 1 рад = 0,01 Гр (грей) Эквивалентная доза 1 бэр = 0,01 Дж/кг

Активность 1 Ки (кюри) = 3,7-Ю10 Бк (беккерель) (точно)

Экспозиционная доза рентгеновского

и -у-излучений 1 Р (рентген) = 2,58-Ю-4 Кл/кг (точно)

29. Основные формулы электродинамики в

СИ

и гауссовой системе

Наименование

СИ

Гауссова система

Напряженность поля

1 9

точечного заряда

4ite0 г2

т2

Напряженность поля плоского конденсатора

Е = о/е08

Е = 4я о/е

Потенциал поля

1 Ч 4яе0 т

г

точечного заряда

Связь между Е и <р

E = -V<p, <р

2

r<p2 = fBdt 1

Электрический диполь р

N = [pE],

W = -pE

в поле Е

Связь между Р и Е

Р = хе0Е

Р = хБ

Связь между о', Р и Е

о'= Р„

о' = Р=хЕп

Я Я

Определение вектора D

D = e0E + P

D = Е + 4яР

Связь между е и к

г = 1 + х

e=l + 4itx

Связь между D и Е

D = г0еЕ

D = eE

Теорема Гаусса для вектора D

^D dS = q

jj> dS=4nq

Емкость конденсатора

С =

q/U

Емкость плоского конденсатора

г BtS

с- 0 d

c- —

4 nd

Энергия системы зарядов

"'{Я*,*,

Энергия конденсатора

W=C U2/2

Плотность энергии электрического поля

w = ED/2

w = ED/Sit

Закон Ома

j =

а Б

Закон Джоуля-Ленца

w =

oE2

СИ

Наименование

Гауссова система

Магнитный момент контура с током

Магнитный диполь р„ в поле В

Закон Био-Савара

Индукция поля: а) прямого тока в) в центре витка в) в соленоиде

Определение вектора Н

Циркуляция вектора Н в постоянном поле

Связь между J и Н

Связь между ц и х

Связь между В и Н

Сила Лоренца

Закон Ампера

Сила взаимодействия параллельных токов

Э. д. с. индукции

Индуктивность

Индуктивность соленоида

Энергия магнитного поля тока

Плотность энергии магнитного поля

гг

S=(p0/4*)2//r U=(p0/4*)2*//r В = реи/

Н=В/ц0 J fn dt~I

1 +x

B = p0pH F = $[vB] d¥ = l[d\, B] Ho 2/Л

4я d 1 rff

L=9/I L = \i0ixn2V

Pm = *S

J = ZH

W"LI1I2 w = ВЯ/2 dB- 1 ^ с r3

В = (1/c) ZI/r В = (1/c) Inljr В = (Ait l с) nl

H = B - 4nJ ^H dt = — /

p =1+ 4я x B = pH

F = (9/c)[yB]

= B]

F.lBk

c2 d

г,-.!**

1 = сФ//

р*Щс

N = [p„B], W=-pMB

W = LI2/2c2 w « BH/SK

Наименование

СИ

Гауссова система

Плотность тока

. 3D

V — ——

■ i ав

4n dt

смещения

J at

Уравнения Максвелла в дифференциальной

VxE=-i» dt

VxE=-ilB

С dt

форме

VB = 0

VB = 0

„ „ . aD

vx H = i +

J dt

VxH = —fj + ——] с t 4« dt)

VD = p

VD = 4np

Уравнения Максвелла в интегральной форме

•> cJ dt

fBdS=0

$BdS=0

fHdt =

jHdi =

с J { 4n dt)

fDdS*jpdV

fDdS=4njpdV

Формулы преобразова­

E' = E + [v0B]

E' = E + [v0B]/c

ния Е и В при v0 « с

B' = B-[v0E]/c2

B' = B-[v0E]/c

Скорость электромагнит­

1

v =

v- C

ной волны в среде

/ёр

Связь между Е и Н в электромагнитной

волне

Плотность энергии электромагнитного

_ ED + BH

2 + 2

w_BP BH

8я 8n

поля

Вектор Пойнтинга

S =[EH]

S = —[EH] 4я 1 J

Мощность излучения диполя

* P>

6*c3

3

30. Формулы некоторых атомных величин в гауссовой системе и СИ

Величина

Гауссова система

СИ

Комптоновская длина

2пА

2пЬ

волны кс

тс

тс

Постоянная Ридберга

те4

( 1 ?тс4

R, с"1

2 А3

^««oj 3

R' = Л/2 я с, м1

те4 4 я cb3

j 1 Y те4

Первый боровский радиус г,

А2 тег

те1

Энергия связи электрона

те4

1 1 Уте*

в атоме водорода Еп

г

\4ite0J 2А2

Классический радиус

ег

1 е2

электрона ге

тс2

4яе0 тс1

Томсоновское сечение

8я 2

8я 2

рассеяния ае

Тг<

Тг<

Полстоянная тонкой

в2

1 в2

структуры «

Ас

4яе0 Ас

Магнетон Бора рв

eh

еЬ

2 тес

е

Ядерный магнетон

еЬ

eh

„с

2 тр

Пвдромагнитное

е

е

отношение g

2 тс

Постоянная Холла RH

1

_1_

сеп

еп

Квант магнитного

■к с А

nh

потока Ф„

е

е

Джозефсона отношение

е

е

я с А

пА

Уровень Ферми в метал­ле Ер при Т= 0 К

ii(3 я2 2т '

(3 я2 и)2" 2т '

Приложение 31

it

|ряды1

I

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

1

I

(Н)

II

III

IV

V

2

it

3 Ll литий

6,»41

4 Be

9 41218 бериллий

sop 5 В

It,81

углерод 1 С 12,611

азот 7N

14,(6(7

3

м

и Na натрий

22,98977

12 М[ ^магний 24,395

и А1

алюминий

2(,98154

14 Si

кремний

28,184

15 Р

фосфор

36,9737(

4

11 1с калий 39,6983

21 Са

44,98 кальций

21 Sc

44,9559 скандий

22 Tl титан

47,96

Я "V ванадий 56,9415

1

мвдь я Си 63,S4t

цинк 38 Zll

(5,38

31 Ga

галлий

(9,735

32 Ge

германий

72,59

зз As

мышьяк

74,92»

5

VI Y1I

37 Rb

«5,467 рубидий

si Sr

87 (2 стронций

31 Y иттрий 88,9659

41 Zr

я ц цирконий

41 Nb

92,96( НИОБИЙ

47 A g

СЕРЕБРО

167,868

4tCd

кадмий

112,41

«In

индий 114,82

58 Sn

олово

118,(9

51 Sb

СУРЬМА

121,75

6

VIII

5S CS ЦЕЗИЙ 1э2,905

58 Ва БАРИЙ 137,33

57 La*

138,9655 лантан

72 Hf ГАФНИЙ

178/49

73 Та ТАНТАЛ 186,947

П

78 Аи

золото

И Hg

ртуть 28.,5?

ТАЛЛИЙ 11Т1 264,37

12 РЬ

СВИНЕЦ M7J

13 Bi

висмут 298,9894

7

X

87 Fr

[223] франций

н Ra

224,0254 РАДИЙ

И Ас**

[227] актиний

114 Ки

(2(6| КУРЧАТОВИЙ

115

[2(61

*ЛАНТА

51 Се

ЦЕРИЙ

149,12

58 Рг

ПРАЗЕОДИМ 146,9977

и Nd

неодим 144,24

и Рт

ПРОМЕТИЙ |145|

12 Sm

САМАРИЙ 156,4

13 Ей

ЕВРОПИЙ 151,94

14 Gd

ГАДОЛИНИЙ 157,25

**А КТИ

иТЬ

ТОРИЙ 232,9381

81 Ра

ПРОТАКТИНИЙ 231,0359

82 U

УРАН 238,929

83 Np

НЕПТУНИЙ 237,9482

84 Pu

ПЛУТОНИЙ [2441

85 Am

АМЕРИЦИЙ |243)

88 Cm

ЮОРИЙ [2471

vn

VIII

VI

водород 1 н 1,1(79

гелий 2 Не 4,0(2(0

кислород lo 15,9994

фтор s F

18,998403

неон iiNe

20,179

сера 1G S

32,96

хлор ^

35,453

аргон 1! АГ

39,948

24 Or хром

51,996

25 Mil

54,9380 маканец

26 Fe железо 55,847

27 СО кобальт 58,9332

28 Nl никель 58,71

селен 34 Se

78,96

бром 35 Bl*

79,904

ЗЕ Кг

криптон

83,80

42 Mo

9594 молибден

43 ТС

98,90$ технеций

44 Ru

101,07 РУТЕНИЙ

45 Rh родий

102,9055

4В Р(1 палладий 106,4

52 Те

теллур

127,40

иод 53 I

126,9045

54 Хе

ксенон

131,30

74 W

183,85 вольфрам

75 R>e рений

186,207

7В 0s осмий

190,2

77 1г иридий

192,22

78 Pt платина 195,09

14 Ро

полоний [2М]

15 At

АСТАТ (2101

IE Rn

РАД0Н 1222]

атомный

11 Т1 таллий 204,37

НЕ

[263]

атомная масса _

ноиды

В5ТЪ

тербий 158,9254

BBDV

162,50

диспрозий

67 Но

гольмий 164,9304

61 Ег

эрбий 167,26

69 Тт

тулий 168,9342

7ЕУЬ

иттербий 173,04

71 Lu

лютеций 174,967

НОИДЫ

97 Вк

берклий [247]

18 Cf

калифорний

[251]

98 Es

эйнштейний [254]

ш Fm

фермий [257]

iBiMd

менделевий [258]

112 (No)

(нобелий) [259]

юз (Lr)

(лоуренсий) [260]

32. Таблица элементарных частиц

ЧАСТИЦА

СИМ­ВОЛ*

МАССА

ВРЕМЯ ЖИЗНИ,

МэВ

т.

т, с

Фотон

У

0

0

OS

м

Л

Я g

Нейтрино Электрон

V V

С в*

0

0,511

0 1

се 00

С

W

Мюон

ц- ^

105,66

206,77

2,2 • 10 "6

ч

Тау-лептон

т" Т*

1782

3490

3,5 • ИГ12

к

о

со W

Пи-мезоны Ка-мезоны

п* п-

к* к-

К° К0

139,6 135,0 493,8 498,0

273,2

  1. 974,5

2,55 • Ю-8 2 • 10"16 1,23 • Ю-8 10-ю _ ю-8

^

Эта-мезон

548,8

1074

2,4 • 10~w

Фи-мезон

1019

1995

-ю-19

Протон

ы

р Р

938,26

1836,1

00

Нейтрон

ы

п п

939,55

1838,6

1 • 103

Ламбда-гиперон

А0 А°

1115,4

2182,8

2,6 • Ю-10

Я о К

Сигма-гипероны

Е+ Е-

г- Ь

1189,4 1197

2328 2342

0,8 • Ю-10

1,6 • ю-10

1 w

YP Ь

2292

2333

< ю-14

Кси-гипероны

S" 3*

Ci А

1321 1314

2585 2572

1,7 • Ю-10 3 • Ю"10

Омега-гиперон

£Г О*

1675

3278

_ Ю-">

*Справа указаны символы соответствующих античастиц.

СПИН,

ЗАРЯДЫ

ИЗОТОП- СПИН

СТРАН­НОСТЬ,

ПРЕОБЛАДАЮ­ЩАЯ СХЕМА

h

Q

L

в

Т

Tz

5

РАСПАДА

1

0

0

0

1/2

0

+1

0

1/2

-1

+1

0

1/2

-1

+1

0

H'-s' + v^ + y,

1/2

-1

+1

0

0

+1

0

0

1

+1

0

0

0

0

0

1

0

0

я°- 2у

0

+1

0

0

1/2

+ 1/2

+1

0

0

0

0

1/2

-1/2

+1

0

0

0

0

0

0

0

х\ ~2у, Зя

1

0

0

0

0

0

0

<р - тс+ + к'

1/2

+1

0

+1

1/2

+ 1/2

0

1/2

0

0

+1

1/2

-1/2

0

и —р + е +ve

1/2

0

0

+1

0

0

-1

А°-р + it ~

1/2

+1

0

+ 1

1

+ 1

-1

T,*-N + it

1/2

-1

0

+ 1

1

-1

-1

E'-jV + n-

1/2

0

0

+ 1

1

0

-1

Г°-Л°+ у

1/2

-1

0

+1

1/2

-1/2

-2

1/2

0

0

+1

1/2

+ 1/2

-2

3° Л° + я°

3/2

-1

0

+1

0

0

-3

й -Е +я, A° + JT

ПРИМЕЧАНИЕ. Античастицы имеют тождественные с частицей значения массы, времени жизни, спина и изотопспина Т и противоположные по знаку значения электрического Q, лептонного L и барионного В зарядов, проекции изотопсина Tz и странности S.

33. Фундаментальные физические константы

Скорость света в вакууме

С = 2,99 792 458 • 10* м/с (точно)

Гравитационная постоянная

у= 6,672-10'11 м3/(кг-с2)

Стандартное ускорение свободного падения

g = 9,807 м/с2

Постоянная Авогадро

Na = 6,022 • 1023 моль"1

Стандартный объем моля газа

V0 = 22,41 л/моль

Молярная газовая постоянная

R = 8,314 ДжДК • моль)

Постоянная Больцмана

*= 1,3807 Ю-23 Дж/К

Постоянная Фарадея

F = 0,965 • 105 Кл/моль

Элементарный заряд

11,602 10"19 Кл е (4.803 10"10 СГСЭ

Масса электрона

ЛО^П-Ю'30 кг е (0,511 МэВ

Удельный заряд электрона

[l,76 10u Кл/кг ejm. = -j

(5.27 • 10" СГСЭ/г

Масса протона

m = 1,672 -10"27 кг

Р

Удельный заряд протона

(о,959 • 108 Кл/кг е/т„ = \

Р [2,87 • 10й СГСЭ/г

Постоянная Планка

h ~ 6,626 • 10"34 Дх с

h 11,0546 • 10"34 Дж • с 2я (0.659 • 10"15 эВ с

Постоянная Стефана —Больцмана

о = 5,67 • 10~8 Вт/(м24)

Постоянная закона смещения Вина

Ъ = 0,29 см К

Постоянная Ридберга

Я = 2,07• 1016 с"1

R' = R/2k с = 1,097• 105 см"1

Первый боровский радиус

г, = 0,529-Ю"10 м

Энергия связи электрона в атоме

Е = 13,56 эВ

водорода

Комптоновская длина волны

Хс = 2,426-10"12 м

электрона

*с= Ас/2я =3,86 10-13 м

Классический радиус электрона

гв= 2,82- ДО"15 м

Магнетон Бора

(о,9274 • 10"23 Дж/Тл \о,9274 -КГ20 эрг/Гс

Ядерный магнетон

(5,051 • 10'27 Дж/Тл [5,051 • 10"24 эрг/Гс

Магнитный момент протона

= 2,7928

" " нейтрона

ц„ = -1,913

Атомная единица массы

(1,660-Ю"27 кг 1 а. е. м. = <

[931,5 МэВ

Электрическая постоянная

е0= 0,885 -10"11 Ф/м 1/4 я е0 = 9-10® м/Ф

Магнитная постоянная

ц0= 1,257 '10"6 Гн/м ц0/4я = 10"7 Гн/м

• Закон Ома для неоднородного участка цепи:

l-VJR'^-^+g^R, (2.4а)

где Un - падение напряжения на данном участке.

  • Закон Ома в дифференциальной форме:

j = о (Е + Е*), (2.46)

где Е* - напряженность поля сторонних сил.

v 'vo i "V ' Р = »/«• (3.4 к)

" 1 -pcosft

к

0,40 0,Ь5 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 К,тн

Рис. 4.1

  • Сила света I и освещенность Е:

I = dQ[dQ, E=dQ>TaJdS. (4.1а)

  • Освещенность, создаваемая точечным изотропным источником:

Е = (//г2)cos a, E = d<bwldS, (4.16)

где а - угол между нормалью поверхности и направлением на источник.

• Угловая дисперсия дифракционной решетки:

0>d«/dX=*/Xcosft. (4.3 д)

  • Разрешающая способность дифракционной решетки:

Я = Л/«Л=*#, (4.3 е)

где N - число штрихов решетки.

  • Разрешающая сила объектива:

Л = 1/й* =D/1J22X, (4.3 ж)

где б ф — наименьшее угловое расстояние, разрешаемое объективом, D - его диаметр.

  • Формула Брэгга - Вульфа. Условие дифракционных максимумов:

2<fsina = ±к\, (4.3 з) где d — межплоскостное расстояние, а .- угол скольжения, к = 1,2,3,

da

Серия Бальмера

где я - число ядер фольги на единицу ее поверхности, dD * sinft dti dif.

кТ

1 поддерживается постоянная температура Г,=1700 К. Вычис­лить установившуюся температуру в полости 2.

1 Закон электромагнитной индукции Фарадея:

Щ = -d<S>ldt. (2.6а)

  • В случае соленоида и тороида:

(2.66)

где N — число витков, Ф, — магнитный поток через каждый виток.

  • Индуктивность соленоида:

£ = рр0л2К. (2.6в)

1 Светимость М и яркость L:

d<b

d<b

L —КН—.

dQ AS cost!

dS

• Светимость для ламбертовского источника:

M = nL

1 Обобщенная формула Бальмера:

1 Правила Хунда:

  1. наименьшая энергия у терма с максимальным значением S при данной электронной конфигурации и максимально возможным при этом S^xc значении квантового числа L;

  2. для основного (нормального) терма У = |i — S |, если подоболочка заполнена менее чем наполовину, и J = L+S в остальных случаях.

  • Схема возникновения рентгеновских спектров (рис. 5.11).

  • Закон Мозли для Kt -линий:

1 При излучении вдоль магнитного поля зеемановские компоненты, обусловленные переходами m,=m2, отсутствуют.

  • Вращательная энергия двухатомной молекулы:

Ег-ЬВт(т*\), B'h/21, (5.4 е)

где В — вращательная постоянная (с"1), I - момент инерции.

  • Колебательная энергия двухатомной молекулы:

Ev=hw(v + 1/2), (5.4 ж)

где ш — собственная частота колебаний молекулы.

1 Распределение Больцмана:

п = п0е~и/кт, (6.3 з)

где U — потенциальная энергия молекулы во внешнем поле.

  • Распределение Больцмана в случае дискретных уровней:

2 — . (6.3 ж)

m

1Указание. Иметь в виду, что абсолютно черное тело

2является косинусным излучателем.

1 -(А/2я)2 g

1 + (Л/2я)2 Д/' 4*mg Pmaco0cos(ti)0t - <р). 3.99. p = F0/2ma«. З-МО. aM(ua. = F()/rw = 5,0 см.

1 Здесь к= 1/4яе0 (СИ), * = 1 (СГС).

1 Здесь *-1/4«е0 (СИ), 1 (СГС).

1 + ехр (-АЕ/кТ)