Реферат: Билеты по физике

2.   2.   Деформация, растяжение и сжатие. Сила упругости. Закон Гука.

Деформация это процесс изменения формы и размеров тела. Деформация Е – это безразмерная величина, равная отношению размера изделия дельта эль к исходному размеру эль нулевое. Механическое напряжение – величина, характеризующая упругие силы на единицу площади, численно раная отношению силы упругости к площади поперечного сечения образца.

Закон Гука. Ряд растяжения или сжатия, характеризующегося вектором деформации (удлинения или сжатия) дельта l: сила упругости пропорциональна вектору деформации и противоположна   ему по направлению. Механическое напряжение возникающая в образце пропорциональна относительному удлинению сигма=EE.

Сигма=F/S,  F/S=E*дельтаl/l0  F=(ES/l0)*дельта l.   F=k*дельта l.

Жесткость K=ES/l0. Упругая деф. – деф, при котором при снятии нагрузки образец восстанавливает свою форму. Пластичная наоборот. Пластичная деформация происходит путем взаимных сдвигов соседних слоев материала, причем эти сдвиги имеют необратимый характер. Запас прочности величина, показывающая во сколько раз предел прочности больше допустимой нагрузки. Деформация: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.

Билет 15

1.   1.   ЭДС. Закон Ома для полной цепи. Определение сопротивления проводников.

2.   2.   Свободные колебания в механических и электрических колебательных системах. Частота свободных колебаний. Затухание свободных колебаний.

3.   3.   (Задача на использование графиков изопроцессов в газах)

1.   1.   Полная работа сил электростатического поля при движении зарядов по замкнутой цепи постоянного тока равна нулю. Следовательно, вся работа электрического тока в замкнутой электрической цепи совершается за сет сторонних сил, вызывающих разделение зарядов внутри источника тока и поддерживающих на его выходе постоянное напряжение.  ЭДС – величина, характеризующая способность источника тока совершать работу по разделению заряда, ч.р. отношению работы сторонних сил, совершаемой сторонними силами по перемещению заряда q вдоль цепи, к значению этого заряда. E=A/дельтаq. Выражается в тех же единицах, что и напряжение.

Если в резщультате прохождения тока в замкнутой электрической цепи происходит только нагревание проводнико, то по закону сохранения энергии полная работа электрического тока в замкнутой цепи, равная работе сторонних сил источника тока, равна количеству теплоты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи: А=Аст=Аполн. Так как Аст=дельтаq*(ЭДС), а полная Qполн=I^2(R+r)*дельтаt, то дельтаq*e=I^2*(R+r)*дельта t; дельтаq=I*дельта t. ЗНАЧИТ E=I(R+r) I=E/R+r. Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно полному сопротивлению цепи.

R=роl/s, где ро – удельное сопротивление проводника.

2.   2.   Свободные колебания в механических и электрических колебательных системах. Частота свободных колебаний. Затухание свободных колебаний.

Простейшая электрическая цепь, в которой могут возникать свободные электромагнитные колебания за счет первоначального сообщения й энергии, состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Такую систему называют  колебательным контуром. При присоединении к конденсатору катушки индуктивности он начиает разряжаться, в цепи появляется электрический ток. Сила тока возрастает постепенно, это обусловлено явлением самоиндкции. При появлении тока возникает переменное магнитное поле. Оно пораждает в проводнике вихревое электрическое поле. Оно при нарастании магнитного поля направлено против тока и и препятствует его мгновенному увеличению. По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но одновременно возрастает энергия магнитного поля тока. Конденсатор полностью разрядился, вся энергия в катушке. Но не смотря на то, что напряжение равно нулю, электрический ток не прекращается, препятставует явление самоиндукции. Как только сила тока и созданное им магнитное поле начнут уменьшаться, возникнет вихревое электрическое, которое будучи направленное по току, начнет его поддерживать. В результате конденсатор перезаряжается до тех пор, пока ток, постепенно уменьшаясь, не станет равным нулю.  Примером может служить переменный ток в осветительной эектросетях. Механические колебания – это поочередные периоические вижения тоела в двух противоположны положениях. Чатотой колебаий называют число колебаний, совершаемых телом за одну секунду - cобственная частота. Ню=1/T. Т=2п*корень из LC.

Все свободные колебания – затухающие.

Билет 16

1.   1.   Магнитное поле тока. Магнитная индукция. Сила Лоренца. Сила Ампера.

2.   2.   Термоядерная реакция. Перспективы и проблемы развития ядерной энергетики.

3.   3.   (Задача на использование зависимостей кинематических величин)

Подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле, в пространстве, окружающем проводники с током, возникает магнитное поле. Магнитное поле представляет собой особый вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися электрическими заряженными частицами. Основные свойства магнитного поля: магнитное поле порождается электрическим полем. Магнитное поле обнаруживается по действию на ток. Магнитное поле материально, оно действует на тела, а следовательно, обладает энергией. Экспериментальным доказательством реальности магнитного поля является факт существования электромагнитных волн. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера. Для характеристики способности магнитного поля оказывать силовое воздействие на проводник с током вводится векторная величина – магнитная индукция вектор В [Тл]. F=BILsin(альфа). Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют – силой Лоренца. F=B*q*V*sin(альфа).

2. Термоядерная реакция. Перспективы и проблемы развития ядерной энергетики.

Ядерную энергию можно получить двумя способами: делением тяжелых ядер и синтезом легких ядер. Ядерный синтез, происходящий в разогретом веществе, называют термоядерной реакцией. Прежде всего нужно нагреть термоядерное горючие до температуры, когда реакции синтеза могут происходить с заметной вероятностью. Необходимо, чтобы при синтезе выделялось больше энергии, чем затрачивается ее на нагрев вещества, или чтобы рождающиеся при синтезе быстрые частицы сами поддерживали требуемую температуру горючего. Для этого нужно, чтобы вступающее в синтез вещество было надежно теплоизолированно от окружающей холодной среды, те чтобы время остывания было достаточно велико. Легче всего осуществлять синтез между тяжелыми изотопами водорода – дейтерием 2/1Н и тритием 3/1Н. При этом получается ядро гелия и нейтрон 4/2Н + 1/0n. Так как тепловая скорость ионов водорода составляет 10^8 см/с, за 1 с ионы пролетают 1000 км, те нужны специальные устройства, предотвращающие попадание плазмы на стенки. Плазма – газ, состоящий из смеси электронов и ионов. На заряженные частицы, движущиеся поперек магнитного поля, действует сила, искривляющая их траекторию. Те магнитное поле может предотвратить уход заряженных частиц, но этого мало. Можно сделать «магнитные пробки» - области с более сильным магнитным полем, отражающие часть частиц. Но лучше всего «свернуть» силовые линии в кольцо, использовать тороидальное магнитное поле. Оно неоднородно в пространстве – его напряженность спадает по радиусу, а в неоднородном поле возникает медленное движение заряженных частиц – так называемый дрейф. Его можно ликвидировать, пропустив через плазму ток вдоль обхода тора. Тогда поле получится винтовым. Двигаясь по спирали вдоль силовых линий, заряженные частицы будут переходить из верхней полуплоскости тора в нижнюю и обратно. Именно так устроена магнитная система установок Токамак. Кроме термоизоляции плазмы необходимо обеспечить ее нагрев. В Токамаке для этой цели используется ток, протекающий по плазменному шнуру.

Билет 17

1.   1.   Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

2.   2.   Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Роль тепловых машин.

3.   3.   (Задача на выход ядерной реакции)

1.        1.        Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура. По правилу Ленца, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток направлен так, что создаваемый им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремиться препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток. Явление ЭИ находит широкое применение в технике. Оно используется в индукционных генераторах тока, индукционных плавильных печах, трансформаторах, в счетчиках электроэнергии и др. 

Закон ЭИ формулируется именно для ЭДС индукции, а не для силы индукционного тока: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром: Ei=модуль(дельта Ф/дельта t). С учетом правила Ленца: Ei=-дельта Ф/дельта t. При изменении магнитного потока в катушке, имеющей n одинаковых витков провода, общая ЭДС индукции в n раз больше ЭДС одного витка. 

2. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Роль тепловых машин.

Тепловым двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Сегодня один из самых распространенных тепловых двигателей является ДВС. Принцип действия заключается в том, что энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию поршня.

Только в идеальных условиях поная работа равна работе полезной. Отношение полезной работы к полной называется КПД. КПД любого мханизма всегда меньше 100%.

Билет 18

1.   1.   Электромагнитное поле и его материальность. Электромагнитные волны, их свойства. Радиолокация и ее применение.

2.    2.     Архимедова сила. Условие плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание. Измерьте выталкивающую силу используя динамометр.

3.   3.   Задача на уравнение состояния.

Два положения: 1. Изменение электрического поля всегда сопровождается магнитным полем. 2. Изменяющееся магнитное поле всегда сопровождается электрическим полем. Замкнутость магнитных и электрических силовых линий электромагнитного поля – весьма важное положение теории Максвелла. Электромагнитное поле материально. Физики знают две формы материи – вещество и поле (электромагнитное, гравитационное, внутриядерное). Скорость распространения электромагнитного поля равна скорости распространения света. Отсюда возникла идея, что и свет представляет собой электромагнитное поле. Электромагнитное поле – это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии. Материальность электромагнитного поля подтверждается тем, что в нем наблюдается действие сил, что оно является носителем и передатчиком энергии.

Все пространство пронизано электромагнитным излучением. Электромагнитные волны – это процесс распространения электромагнитных колебаний в пространстве с конечной скоростью. Представьте себе, что электрический заряд приведен в быстрые колебания вдоль некоторой прямой. Тогда начнет периодически изменяться и электрическое поле вокруг заряда. Причем период изменений будет равен периоду колебаний заряда. Переменное электрическое поле будет порождать периодически меняющееся магнитное поле, а последнее вызовет появление электрического поля уже на большем расстоянии от заряда. Их свойства: поглощение, отражение, преломление. Характерно явление интерференции (сложение волн) и дифракции (огибание препятствий).

Радиолокация – область науки и техники, занимающаяся наблюдением различных объектов воздухе, на воде, не земле и определением их местоположения , а также расстояния до них при помощи радио. Всем хорошо известно эхо: звук, отраженный от препятствия. В радиолокации происходит все также. Радиолокатор посылает импульс радиоволн в сторону объекта и обратно. Поскольку скорость распространения радиоволн известна, равна скорости света, то по интервалу между всплесками электронного луча на экране трубки можно определить расстояние до объекта. R=ct/2. С=3*10^8 м/с.

2. Архимедова сила. Условие плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание. Измерьте выталкивающую силу используя динамометр.

Архимедова сила – сила, выталкивающая погруженное в жидкость тело.  Fвыт.=Ржид=g*mж. Закон Архимеда : На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Fа=Рж=gm=gVро.

Положение тела в жидкости зависит от соотношения двух сил – тяжести и Архимедовой, при этом возможны три случая. Сила тяжести>архимедовой – тонет. Равны – плавает. Меньше – всплывает. Когда при всплывании тела сила тяжести сравнивается с Архимедовой, тело остановится и будет плавать на поверхности жидкости. Опытным путем доказано, что если тело плавает в жидкости, то вес  вытесненной им жидкости равен весу этого тела в воздухе. Глубину, на которую суд6но погружается в воду, называется осадкой. Ватерлиния. Размеры судна характеризуются в прежде всего его водоизмещением – весом вытесняемой судном воды при погружении до ватерлинии, равным силе тяжести, действующее на судно с грузом. Если из водоизмещения вычесть  вес самого судна, то получится его грузоподъемность.

Билет 19

1.   1.   Спектр электромагнитных излучений. Зависимость свойств электромагнитных излучений от частоты. Применение электромагнитных излучений.

2.   2.   Дисперсия света. Спектр. Спектроскоп.

3. «ПРОВЕРКА УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ РЫЧАГА»

1.   1.   Видимое излучение (свет) составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн или шкалы электромагнитных излучений. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет (оптический диапазон), ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и гамма – излучение. Наиболее коротковолновое гамма- излучение испускается атомами ядрами. Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые движущимися заряженными частицами. По мере уменьшения длины волны проявляются и существенные качественные различия электромагнитных волн. Излучения различных длин волн отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов) и методом регистрации, те по характеру взаимодействия с веществом. Применение: медицина, диагностика, лечение заболеваний, в других науках, криминалистика, искусствоведение.

2.   2.   Дисперсия света. Спектр. Спектроскоп.

Дисперсия- это зависимость показателя преломления света от частоты колебаний или длины волны. Спектр – это цветные полосы, получающиеся в результате разложения света призмой по длинам волн. Бывают: непрерывные, линейчатые и спектры поглощения.

Непрерывные спектры. Солнечный спектр, спектр электрической лампы являются непрерывными. В спектре нет разрывов, и на экране можно видеть сплошную цветную полоску. Такие спектры дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии. Для получения видимого непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры. Характер непрерывного спектра в сильной степени зависит от взаимодействия атомов друг с другом.

Линейчатые спектры. Их дают все вещества, находящиеся в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В этом случае свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный тип спектров. Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.

Спектры поглощения. Если пропускать белый свет сквозь холодный неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии. Газ поглощает наиболее свет как раз тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.

Опытным путем оказалось, что светящиеся пары любого химического элемента излучают только одному ему свойственный спектр – набор монохроматических излучении, каждому из которых в спектре принадлежит своя линия.

Спектроскоп – это прибор позволяющий получить информацию о составе и свойствах вещества, при помощи их спектра (прибор, выявляющий спектр вещества).

Билет 2

1.   1.   Первый з-н Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности в классической и релятивистской механике.

2.   2.   Основные принципы радиосвязи. Модуляция и детектирование. Простейший радиоприемник. Изобретение радио А.С. Поповым. Развитие средств связи.

3.   3.   (К=1/3 n mv2)

I закон Ньютона

·     ·     Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор пока внешнее воздействие не заставит его изменить это состояние.

·     ·     Инерция – стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

·     ·     Инерциальные системы отсчета – системы по отношению к которым выполняется I закон Ньютона.

I закон Ньютона утверждает существование и с.о.

! М.т. сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не выведет его из этого состояния.

Инерциальной системой отсчета можно считать гемеоцентрическую с.о.

Всякое изменение состояния, любое ускорение, есть результат действия на движущееся тело со стороны других тел.

·     ·     Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры.

·     ·     Масса тела – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик матери, определяющая ее инерциальные и гравитационные свойства.

4 вида воздействия.

1.   1.   Гравитационное (обусловленное всемирным тяготением)

2.   2.   Электромагнитное (осуществляется через магнитное или электрическое поле)

3.   3.   Сильное или ядерное (обеспечивающее связь части в атомном ядре)

4.   4.   Слабое взаимодействие (ответственные за многие процессы распада элемент. частиц).

·     ·     Физическое поле – особая форма материи, связывающая частицы вещества в единые системы и передающиеся с конечной скоростью действия одних частиц на другие.

Сила F полностью задана, если указаны ее модуль, направление в пространстве и точки приложения. Прямая вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы.

·     ·     Поле, действующее на мт с силой F, называется стационарным полем, если оно не изменяется с течением времени.

Для стационарного поля необходимо, чтобы создающие его тела покоились относительно инерциальной системы отсчета, использованной в данной задаче.

2.   2.   Основные принципы радиосвязи. Модуляция и детектирование. Простейший радиоприемник. Изобретение радио А.С. Поповым. Развитие средств связи.

Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 1913 году генератора незатухающих электромагнитных колебаний). Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов электромагнитных волн, стала возможна надежная и высококачественная радиотелефонная связь – передача речи или музыки с помощью электромагнитных волн. Принцип радиосвязи заключается в следующем. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электрическое поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне с помощью микрофона превращаются в электрические колебания той же формы. Колебания звуковой частоты представляют собой сравнительно медленные колебания, а электромагнитные волны низкой (звуковой) частоты почти совсем не излучаются.

Обнаружить радиоволны и извлечь из них передаваемую информацию можно с помощью радиоприемника.

Достигая антенны приемника, радиоволны пересекают ее провод и возбуждают (индуцируют) в ней очень слабые радиочастоты. В приемной антенне одновременно находятся высокочастотные колебания от многих радиопередатчиков. Поэтому один из важнейших элементов радиоприемника – селективное (избирательное) устройство, которое из всех принятых сигналов может отобрать нужные. Таким устройством является колебательный контур, позволяющий настраивать приемник на радиоволны определенной длины.

Колебания тока в контуре будут наиболее сильными, если частота колебаний подведенного сигнала совпадает с частотой колебаний контура. Назначение других элементов радиоприемника заключается в том, что бы усилить принятые или отраженные колебательным контуром высокочастотные модулированные колебания, выделить из них колебания звуковой частоты, уменьшить их и преобразовать в сигналы информации. Первую из этих функций выполняет усилитель колебаний радиочастоты, вторую – детектор, третью – усилитель колебаний звуковой частоты, четвертую – динамическая головка громкоговорителя или приемный телеграфный аппарат.

Билет 20

1.   1.   Законы отражения и преломления света. Полное отражение и его применение.

2.   2.   Электрический ток в металлах. Сопротивление. Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.

«ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ»

1.   1.  
Луч света в однородной среде прямолинеен. На границе двух сред он меняет свое направление: часть света или весь возвращается в первую среду. Это явление называется отражением света. Закон отражения: падающий луч, отраженный и перпендикуляр на границе двух сред, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.

Закон преломления: падающий луч, преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синуса угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред. sinальфа/sinбетта=n.  Постоянную величину n называют относительным показателем преломления, или показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе вещества из вакуума в данную среду. Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть  оптически менее плотной.

Полное отражение – явление, когда свет идет из более оптически плотной среды м в менее. Угол падения альфа нулевое, соответствующий углу преломления 90 градусов, называют предельным углом отражения. Явление полного отражения лежит в основе работы стеклянных волоконных световодов. Оно используется в призматических биноклях и перископах, этим явлением объясняются миражи в природе.

Страницы: 1, 2, 3, 4