Учимся вместе

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 

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

 ω = 2πν = 2π/T

Формула Томсона для колебательного контура 

 W_э = (Cu²) / 2; W_м = (Li²) / 2; (Cu²) / 2 +  (Li²) / 2 = const; W_э + W_м = W_эmax = W_мmax

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

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

q = q_mcos ωt q_m= CU_m – амплитуда заряда

i = q´  производная

i = I_m cos (ωt + π/2) I_m = q_mw - амплитуда силы тока

u = U_mcos ωt         U_m =q_m/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).

Волновая оптика.

Свет – электромагнитные волны, длины волн которых удовлетворяют условию 
4,5·10^-7 м  <  λ света <  7,5·10^-7 м
Дисперсия – зависимость показателя преломления света от частоты колебаний. 
При переходе волны из одной среды в другую частота волны не изменяется: ν = const в вакууме:  λ = c / ν   в среде λ = v /ν ⇒ λ / λ = c / v = n

Следствием дисперсии является разложение белого (полихроматического) света в спектр.

Принцип Гюйгенса – Френеля:
 

• каждая точка среды, до которой дошло волновое возмущение, становится точечным источником вторичных волн (Гюйгенс).
• возмущение в любой точке пространства является результатом интерференции когерентных вторичных волн (Френель).

Интерференция света – сложение когерентных волн, в результате которого в пространстве возникает устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих колебаний.

Когерентные волны (источники) имеют одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз их колебаний (Δφ=const, ν₁=ν₂)

d₁ - путь волны от источника 1;
d₂ - путь волны от источника 2;
Δd - разность хода волн.

условие максимумов:     Δd = kλ = 2k (λ / 2) условие минимумов:    Δd = (2k+1) (λ / 2)

где k = 0; ±1; ±2; ±3; …  - порядок максимумов или минимумов.

Дифракция – огибание волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

Дифракционная решётка – оптический прибор, имеющий совокупность большого числа очень узких щелей.

d - период  решётки (ширина щели + расстояние между щелями)

d = 1 / N, где N- число щелей на единицу длины.

условие главных максимумов  d∙sinφ = kλ

условие минимумов     d∙sinφ = (2k+1) (λ / 2)

Поляризация - явление выделения поляризованного света из естественного. Свет (электромагнитные волны) содержит волны со всевозможными направлениями вектора Такой свет неполяризован.  Поляризация – доказательство поперечности электромагнитных волн.
 

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 Волновая оптика (ссылка на файл будет указана ниже).

Электромагнетизм.

Магнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами (или токами).

Источники магнитного потока:

• движущаяся заряженная частица
• проводник с током
• постоянный магнит
• вихревое электрическое поле

Способы обнаружения по действию на магнитное поле:

• магнитную стрелку
• рамку с током
• ориентируются в пространстве

Вектор магнитной индукции  [] - является силовой характеристикой магнитного поля

Направление:

правило буравчика 

Модуль: В 
 

Единицы измерения: 

Принцип суперпозиций полей: 

М – момент силы

Линии индукции магнитного поля - это непрерывные  линии, касательные к которым в любой точке совпадают с вектором

Графическая модель некоторых магнитных полей:

Свойства линий индукции:

• всегда замкнуты
• непрерывны
• не пересекаются
• гуще там, где магнитное поле сильнее
• направлены от N от S -перпендикулярно полюсам

Сила Ампера FА - это сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, помещенный в данное магнитное поле.
 

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 Электромагнетизм (ссылка на файл будет указана ниже).

Законы постоянного тока.

Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц (электронов и ионов).

За направление тока  условно принято направление движения положительных зарядов, т.е.  от  « + »  к  « - »

Условия, необходимые для существования электрического тока:

• Наличие свободных заряженных частиц;
• Наличие электрического поля, действующего на заряженные частицы с силой в определённом направлении;
• Наличие замкнутой электрической цепи.

Действия  тока:
Тепловое: проводник по которому течет ток нагревается.
Химическое: электрический ток может изменять химический состав проводника (электролита).

Магнитное: ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела. Вокруг проводника с током существует магнитное поле.

Закон Ома для участка цепи.

В 1826  году немецкий физик Георг Ом экспериментально установил, что  I ~ U;  I ~ 1 / R

Закон Ома для участка цепи: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U  и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.

Электродвижущая сила.
Если два заряженных тела соединить проводником, то через него пойдет кратковременный ток. Избыточные электроны с отрицательно заряженного тела перейдут на положительно заряженное. Потенциалы тел окажутся одинаковыми, значит, напряжение на концах проводника станет равно нулю, и ток прекратится. Для существования длительного тока в проводнике нужно поддерживать разность потенциалов на его концах неизменной. Этого можно достичь, перенося свободные электроны с положительного тела на отрицательное так, чтобы заряды тел не менялись со временем.

Силы электрического взаимодействия сами по себе не способны осуществлять подобное разделение зарядов. Они вызывают притяжение электронов к положительному телу и отталкивание от отрицательного. Поэтому внутри источника тока должны действовать сторонние силы, имеющие неэлектрическую природу и обеспечивающие разделение электрических зарядов.

Сторонние силы - любые силы, действующие на электрические заряженные частицы, за исключение сил, электростатического происхождения (т.е. кулоновских).

ЭДС – электродвижущая сила – физическая величина, определяемая работой , совершаемой сторонними силами при перемещении единичного  положительного заряда от «+» полюса к «-» полюсу внутри источника тока.  Является энергетической характеристикой  источника тока. 

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 Законы постоянного тока (ссылка на файл будет указана ниже).