Физика

Физика - учебный предмет

Основы специальной теории относительности

Основы специальной теории относительности.

1. Принцип относительности: любые физические процессы протекают одинаково в различных инерциальных системах отсчёта (при одинаковых начальных условиях).

2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника и наблюдателя.     с = 3·108 м/с
Следствия из постулатов теории относительности.

1) Относительность расстояний – длина тела сокращается в направлении движения.

Относительность расстояний – длина тела сокращается в направлении движения

а) υ≪с, то l = l0               б) υ ≈ с, то  l < l

2) Относительность промежутков времени – в движущихся системах отсчёта время течёт медленнее.Относительность промежутков времени – в движущихся системах отсчёта время течёт медленнее

а) υ≪с, то τ = τ0               б) υ ≈ с, то τ > τ

 

3) Релятивистский закон сложения скоростей.

Релятивистский закон сложения скоростейа) υ ≪ с и υ1 ≪с, то  Релятивистский закон сложения скоростей б) υ1 = с, то υ2 = с, где
υ – скорость подвижной системы отсчёта относительно неподвижной
υ1 – скорость тела относительно подвижной системы отсчёта
υ2 – скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта

4) Масса тела.Масса тела

а) υ ≪ с, то  m = m               б) υ ≈ с, то m > m

 

5) Импульс тела.Импульс тела

 

 

 

6) Связь между массой и энергией. Связь между массой и энергией

Энергия покоя тела  Е = mс2
Вещество имеет массу и обладает энергией; поле имеет энергию и обладает массой, и они могут переходить друг в друга.

Основной закон релятивистской динамики Основной закон релятивистской динамики

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Основы специальной теории относительности (ссылка на файл будет указана ниже).

Физика атома и атомного ядра

Физика атома и атомного ядра.

Опыты Резерфорда:

 Опыты РезерфордаПланетарная модель атома

Планетарная модель атома:

dядра ≈ 10-14 ÷ 10-15 мПланетарная модель атома

dатома ≈ 10-10 м

mp / mn ≈ 1836,1

MaMя

Постулаты Бора

1. Постулат стационарных состояний:

Атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия Еn; в стационарном состоянии атом не излучает.

2. Постулат об излучении (поглощении) света:Постулаты Бора

Излучение (поглощение) света происходит при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией Ek в другое стационарное состояние с энергией Еn. Энергия излученного (поглощённого) фотона равна разности энергий стационарных состояний.

Теоретическая модель атома водорода

 Теоретическая модель атома водорода

 

 

 

Правило частот:  |EkЕn|= hνkn

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Физика атома и атомного ядра (ссылка на файл будет указана ниже).

Квантовая физика

Квантовая физика.

Гипотеза Планка - атомы излучают электромагнитную энергию отдельными порциями квантами.

Фотон - световая частица, квант электромагнитного излучения

где Е – энергия фотона, h - постоянная Планка, h = 6,62∙10-34 Дж∙с

Свойства фотонов:

  • электрически нейтрален (q = 0);
  • существует только в движении  m0 = 0 (m0  - масса покоя фотона);
  • скорость движения равна скорости света (с = 3∙108 м/с).

Т. к.  Е = mс2   m = E / c2 = hν / c2 = h / cν ; р = mс = hν / c = h / λ; λ = h / p,  где

m - масса фотона, р - импульс фотона,  λ - длина волны фотона

Доказательства корпускулярных свойств света:

1. Фотоэффектявление вырывания электронов из вещества под действием света.

1) схема опыта Столетова.

 схема опыта Столетова

2) график зависимости фототока от приложенного напряжения

 график зависимости фототока от приложенного напряжения

1) кривая 2 соответствует большей интенсивности светового потока.

2) Iн1 и Iн2 – токи насыщения,

3) UЗ – запирающий потенциал.

Законы фотоэффекта.

I закон Столетова: cила фототока (число фотоэлектронов за 1с) прямопропорционально интенсивности падающего света.

IIзакон Столетова: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно зависит от частоты и не зависит от интенсивности света.

IIIзакон Столетова: каждому веществу соответствует минимальная частота света, называемая  красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.

уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: hν = АВ+ (meV2) / 2

АВ= h∙vmin = hc / λmах; vmin= A / h ,   λmах = c / vmin , где АВ - работа выхода электроновνmin (λmах)– частота (длина волны ) красной границы фотоэффекта

Eк = meV2 / 2 = eUз           

где Ек – кинетическая энергия фотоэлектронов
Uз – задерживающее напряжение - напряжение, при котором фототок прекращается

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Квантовая физика (ссылка на файл будет указана ниже).

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания и волны.

Электромагнитные колебания – это процесс периодического изменения электромагнитных величин, характеризующих ускоренное движение электрического заряда.

Амплитуда – это максимальное значение (по модулю) изменяющейся физической величины.
Период – это время совершения одного полного колебания.    СИ [Т]= 1 c
Частота – это число колебаний за одну секунду.                     СИ   [ν]= 1 c-1 = 1 Гц 

 Период и частота

Циклическая частота – это число колебаний тела за 2π секунд. [ω] = 1 рад/с

 ω = 2πν = 2π/T

Формула Томсона для колебательного контура Формула Томсона для колебательного контура

 колебательный контурГармонические колебания Wэ = (Cu2) / 2; Wм = (Li2) / 2; (Cu2) / 2 +  (Li2) / 2 = const; Wэ + Wм = Wэmax = Wмmax

Если R ≠ 0, то наблюдаются затухающие колебания.   Wэл = Q Если R=0, то наблюдаются гармонические колебания.

Гармонические колебания -  колебания заряда на конденсаторе, которые происходят по закону косинуса (или синуса).

q = qmcos ωt qm= CUm – амплитуда заряда

i = q´  производная

i = Im cos (ωt + π/2) Im = qmw - амплитуда силы тока

u = Umcos ωt         Um =qm/С - амплитуда напряжения

 

 

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Электромагнитные колебания и волны (ссылка на файл будет указана ниже).

RSS-материал