Билет №1

1. Какая физ-ая величина определяет степень поляризации диэлектрика? Раскройте её физический смысл. Опишите механизмы электронной и дипольной поляризации. В каких диэлектриках наблюдаются эти виды поляризации. Как зависит поляризованность этих диэлектриков от температуры?

Физическая величина, определяющая степень поляризации диэлектрика,- дипольный момент единицы объём поляризованность (P) –векторная физическая величина. Для большего класса диэлектриков (кроме сегнетоэлектриков). Р линейно зависит от Е (напряжённости поля), где Х – диэлектрическая восприимчивость вещества.

Электронная (деформационная) поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счёт деформации электронных орбит.

Дипольная (ориентационная) поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов по полю.

Поляризованность неполярных диэлектриков не зависит от температуры.

Для полярных диэлектриков, тепловое движение препятствует полной ориентации молекул, но в результате совместного действия электрического поля и теплового движения возникает преимущественная ориентация дипольных моментов молекул по полю. Это ориентация тем сильнее, чем больше напряжённость электрического поля и ниже температура.

2. Опишите процесс взаимопревращения энергии, проходящий в колебательном контуре. Могут ли возникнуть электромагнитные колебания в контуре, состоящем из конденсатора и резистора, из катушки индуктивности и резистора? Ответ обоснуйте.

Колебательный контур – это цепь состоящая из последовательно включённых катушки индуктивностью L, конденсатора ёмкостью С и резистора сопротивлением R.

Если в идеальном колебательном контуре (R~0) предварительно зарядить конденсатор, то после того как мы замкнём ею на катушку он начнёт разряжаться и в контуре потечёт ток I. В результате энергия электрического поля будет уменьшаться и энергия магнитного поля - возрастать. По закону сохранения энергии в любой момент времени: . В момент времени, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля = 0, а магнитное поле максимальна. С этого момента ток начнёт убывать, т.к. в катушке индуцируется ток направленный по правилу Ленца также как и ток разрядки конденсатора и конденсатор начнёт разряжается и т.д.

В цепи, состоящей из конденсатора целиком пойдёт на нагревание поэтому колебаний не будет. По правилу Ленца ток, индуцируемый в катушке направлен так, чтобы компенсировать изменения в поля. Таким образом ток в цепи состоящей только из резистора и катушки протекать вообще не будет.

Билет №2

1.Какие силы удерживают электрон в металле? Чему равна работа выхода электрона? Нарисуйте вольтамперную характеристику вакуумного диода. Объясните все участки кривой.

В поверхностном слое металла должно быть задерживающее электрическое поле. Работу, которую нужно затратить для выделения электрона из металла в вакууме называется работой выхода. Две вероятные причины появления работы выхода, силы, удерживающие электрон металле: 1) в том месте, где с поверхности металла удаляется электрон появляется избыточный положительный заряд, который стремится вернуть электрон в метал. 2) отделённые электроны, выделившие с поверхности метал создают вместе с оставшимися положительными ионами двойной электрический слой, поле которое подобно полю конденсатора. Таким образом работа выхода: , где-поверхностный скачок потенциала – разность потенциалов в двойном электрическим слое.. 1эВ – это работа, совершаемая силами поля при перемещении заряда равного заряду электрон при прохождении им разности потенциалов в 1В.зависит от природы металла и химической чистоты его поверхности. Испускание электронов с поверхности металла называюттермоэлектрической эмиссией.

Вакуумный диод – откачанный баллон, содержащий катод и диод.

1) ВАХ – не линейна. Отсюда следует, что для вакуумного диода закон Ома не выполняется.2) Если изменять полярность цепи анода, то I станет =0=> носители заряда – электроны. 3) Зависимость I(U) при U малых > 0 описывается законом Богуславского – Ленгмюра. I=B. 4) Ток в цепи увеличивается до величины I насыщения, кот. соот-ет, что все электроны , покинувшие катод достигают анода, этот ток увел-ся с ростом температуры. 5) Сила тока анода = 0 при <0. При= 00.

2. Чему равен магнитный момент атома? Каково влияние магнитного поля на орбиту электронов в атоме? Какова природа диамагнетизма?

Магнитный момент атома(молекулы) = векторной сумме магнитных моментов (орбитальных и спиновых) входящих в атом (молекулу) электронов.

, где - орбитальный магнитный момент

, где - орбитальный механический момент

, - по правилу правого винта

, где - собственный механический момент импульса(спин)

- собственный магнитный момент, - гипомагнитное отношение спиновых моментов.

Если орбита электрона ориен-на относительно произвольным образом, составляя с ним угол, то она приходит в движение вокруг, при которомпри=const вращается вокруг с некоторой угловой скоростью.

Такое движение называется процессией. Это движение эквивалентно круговому току. Этот микроток индуцирован внешним => по правилу Ленца появится составляющая магнитного поля направленная противоположно внешнему полю. Эффект ослабления внешнего магнитного поля называется диамагнитным эффектом, он лежит в основе диамагнетизма.

Билет №3

1.Чему равна ёмкость проводника? Как влияет на ёмкость уединённого проводника приближение к нему другого незаряжённого проводника? Выведите формулу ёмкости проводника сферической формы.

Уединённый проводник – проводник, удалённый от другого проводников, тел и зарядов.

Ёмкость уединённого проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу. ,, С ~ размеры, форма.

Если к заряжённому проводнику приближать др. тела, то на них возникают индуцированные или связанные заряды, причём ближайшему к наводящему заряд Q будут заряды противоположностью знака. Эти заряды ослабляют поле, т.е. понижают потенциал проводника, что приводит к повышению его електроёмкости. (1) Ёмкость

проводника сферической формы. Потенциал уединённого шара: (2). (2) в (1).