Главные характеристики постоянного электрического тока. Электрический ток. Действие электрического тока. Условия существования электрического тока. Основные характеристики электрического тока
Электрическим током называется направленное (упорядоченное) движение электрических зарядов (рис.13.1). Сами эти частицы называются носителями тока.
Ток может идти в твёрдых телах, жидкостях и газах. Если среда является проводником с большим количеством свободных электронов, то течение электрического тока осуществляется за счёт дрейфа этих электронов. Дрейф электронов в проводниках, не связанный с перемещением вещества, называют током проводимости . К току проводимости относится упорядоченное движение электронов в проводниках, ионов в электролитах, электронов и дырок в полупроводниках, ионов и электронов в газах. Упорядоченное перемещение электрических зарядов, связанное с перемещением в пространстве заряженного тела, называют конвекционным током .
За направление тока принят дрейф положительных зарядов (электроны проводимости всегда движутся в направлении, противоположном направлению тока (от «+» к «-»)). Это может показаться неудобным, но зато теперь не нужно различать направление тока в проводнике и электростатического поля, вызывающего этот ток: эти направления всегда совпадают.
Сила тока – скалярная величина, равная отношению количества электричества dq, которое за время dt переносится через данное сечение проводника, ко времени dt:
Постоянным током называют электрический ток, сила и направление которого с течением времени не изменяются. Для постоянного тока
где q - электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника.
Единица силы тока – ампер (А).
Определим скорость, с которой осуществляется дрейф электронов в проводнике с током.
Путь за время Δt через сечение проводника S прошло N электронов с суммарным зарядом Δq = Nе. Если скорость направленного движения электронов равна υ, то за время Δt все они окажутся в пределах участка длиной ℓ = υ Δt и объёмом V=Sℓ. Таким образом,
выразив здесь число носителей тока через их концентрацию (N = nV= nSℓ)
Отношение силы тока І к площади поперечного сечения проводника S, перпендикулярного направленню тока – есть векторная величина называемая плотностью тока.
Тогда скорость
электронов в проводнике можно записать
,
отсюда
Плотность тока может быть вычислена по формуле
j = ne‹υ› (13.4)
Таким образом, плотность тока в проводнике пропорциональна концентрации свободных электронов в нём и скорости их движения.
Вектор j направлен вдоль направления тока, т.е. совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов.
Сила тока сквозь произвольную поверхность S определяется как поток вектора j, т.е.
(13.5)
где dS = n∙dS (n = единичный вектор нормали к площадке dS, составляющей с вектором j угол α).
Электрическое поле постоянного тока называется стационарным . В отличии от электростатического поля стационарное электрическое поле создаётся движущимися зарядами. Однако распределение этих зарядов в проводнике с постоянным током не меняется со временем: на место уходящих электрических зарядов непрерывно приходят новые. Поэтому электрическое поле, создаваемое этими зарядами, оказывается почти таким же, как и поле неподвижных зарядов.
Отличаются же они тем, что электростатическое поле внутри проводника отсутствует, в то время как стационарное поле постоянных токов существует и внутри проводников (иначе по ним не шёл бы ток).
План лекции
1. Электрический ток. Характеристики электрического тока
2. Законы Ома для участка цепи
2.1. Закон Ома в интегральной форме
2.2. Закон Ома в дифференциальной форме
3. Пример расчёта силы тока в проводящей среде
4. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах
Электрический ток. Характеристики электрического тока
Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц, в процессе которого происходит перенос электрического заряда .
В металлическом проводнике, например, такими частицами являются свободные электроны. Они находятся в постоянном тепловом движении. Это движение происходит с высокой средней скоростью, но в силу его хаотичности не сопровождается переносом заряда. Выделим мысленно в проводнике элемент поверхности dS : за любой промежуток времени число электронов преодолевших эту поверхность слева направо будет в точности равно числу частиц прошедших через эту поверхность в обратном направлении. Поэтому заряд, перенесённый через эту поверхность, окажется равным нулю.
Ситуация изменится, если в проводнике появится электрическое поле. Теперь носители заряда будут участвовать не только в тепловом, но и в упорядоченном, направленном движении. Положительно заряженные носители будут двигаться по направлению поля, а отрицательные - в противоположном направлении.
В общем случае в переносе заряда могут принимать участие носители обоих знаков (например, положительные и отрицательные ионы в электролите).
Скорость движения таких частиц будет складываться из скорости их теплового и направленного движений:
Среднее значение скорости частиц оказывается равным средней скорости направленного движения:
Хаотичность теплового движения приводит к тому, что среднее значение вектора скорости этого движения равно нулю . Ещё раз подчеркнём, что речь идёт о среднем значении вектора , но не модуля скорости теплового движения заряженных частиц.
Основной количественной характеристикой электрического тока является сила тока . Сила тока в проводнике численно равна величине заряда, переносимого через полное сечение проводника в единицу времени:
Сила тока в системе СИ измеряется в амперах. Это скалярная характеристика. Сила тока может быть как положительной, так и отрицательной. Если направление тока совпадает с условно принятым положительным направлением вдоль проводника, то сила такого тока I > 0. В противном случае сила тока отрицательна.
Часто за положительное направление вдоль проводника принимается направление, в котором перемещаются (или перемещались бы) положительные носители заряда.
Второй важной характеристикой электрического тока является плотность тока. Выделим мысленно в проводнике поверхность S , перпендикулярную скорости направленного движения носителей заряда. Построим на этой поверхности параллелепипед с высотой, численно равной скорости V н (рис. 6.1.). Все частицы, находящиеся внутри этого параллелепипеда за одну секунду пройдут через поверхность S . Число таких частиц:
где n - концентрация частиц, то есть число частиц в единице объёма. Заряд, который будет пронесён этими частицами через поверхность S , определит силу тока:
.
Здесь q 1 - заряд одного носителя. Разделив силу тока на площадь сечения S , получим заряд, который протекает за единицу времени через поверхность единичной площади. Это и есть плотность тока:
, . (6.2)
Поскольку скорость направленного движения заряженных частиц - векторная величина, это выражение записывают в векторном виде:
Уменьшая площадку S , приходим к локальной характеристике электрического тока - к плотности тока в точке:
Это модуль плотности тока, а направление вектора плотности тока в данной точке совпадает с направлением скорости движения частиц , или с направлением напряжённости электрического поля в данной точке. Силу тока, протекающего через элементарную площадку dS теперь можно записать в виде скалярного произведения двух векторов (рис. 6.2.):
Для того, чтобы вычислить силу тока через сечение S , нужно просуммировать все токи, протекающие через элементы этого сечения, то есть взять интеграл:
. (6.6)
Интеграл представляет собой поток вектора плотности тока , поэтому две основные характеристики электрического тока связывают иногда такой легко запоминающейся фразой: сила тока равна потоку вектора плотности тока .
Продолжим разговор о потоке вектора . Теперь в проводящей среде выделим замкнутую поверхность S (рис. 6.3.). Если известен вектор плотности тока в каждой точке этой поверхности, то легко вычислить заряд, покидающий объём, ограниченный этой поверхностью, в единицу времени:
Пусть внутри поверхности S
находится заряд q
, тогда за единицу времени
t
= 1 он уменьшится на величину 
. Изменение заряда связано с его истечением из объёма, то есть:
Это уравнение называется уравнением непрерывности . Оно представляет собой математическую запись закона сохранения электрического заряда.
Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. Различают два вида электрических токов – токи проводимости и конвекционные токи.
Током проводимости называют упорядоченное движение в веществе или вакууме свободных заряженных частиц – электронов проводимости (в металлах), положительных и отрицательных ионов (в электролитах), электронов и положительных ионов (в газах), электронов проводимости и дырок (в полупроводниках), пучков электронов (в вакууме). Этот ток обусловлен тем, что в проводнике под действием приложенного электрического поля напряженностью происходит перемещение свободных электрических зарядов (рис. 2.1, а ).
Конвекционным электрическим током называют ток, обусловленный перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела (рис. 2.1, б ).
Для возникновения и поддержания электрического тока проводимости необходимы следующие условия:
1) наличие свободных носителей тока (свободных зарядов);
2) наличие электрического поля, создающего упорядоченное движение свободных зарядов;
3) на свободные заряды, помимо кулоновских сил, должны действовать сторонние силы неэлектрической природы; эти силы создаются различными источниками тока (гальваническими элементами, аккумуляторами, электрическими генераторами и др.);
4) цепь электрического тока должна быть замкнутой.
За направление электрического тока условно принимают направление движения положительных зарядов, образующих этот ток.
Количественной мерой электрического тока является сила тока I - скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение S проводника в единицу времени:
Ток, сила и направление которого не изменяются с течением времени, называется постоянным (рис. 2.2, а ). Для постоянного тока
Электрический ток, изменяющийся с течением времени, называется переменным . Примером такого тока является синусоидальный электрический ток, применяемый в электротехнике и электроэнергетике (рис. 2.2, б ).
Единица силы тока – ампер (А). В СИ определение единицы силы тока формулируется следующим образом: 1 А – это сила такого постоянного тока, который при протекании по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, создает между этими проводниками силу, равную на каждый метр длины.
Для характеристики направления электрического тока проводимости в разных точках поверхности проводника и распределения силы тока по этой поверхности вводится плотность тока.
Плотностью тока называют векторную физическую величину, совпадающую с направлением тока в рассматриваемой точке и численно равную отношению силы тока dI , проходящего через элементарную поверхность, перпендикулярной направлению тока, к площади этой поверхности:
Единица плотности тока – ампер на квадратный метр (А/м 2 ).
Плотность постоянного электрического тока одинакова по всему поперечному сечению однородного проводника. Поэтому для постоянного тока в однородном проводнике с площадью поперечного сечения S сила тока равна
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
ОБЩИЙ КУРС ФИЗИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Владимирский государственный университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Основной закон электростатики
Закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов экспериментально установлен в 1785 г. французским физиком Ш. Кулоном с помощью крутильных весов. Поэтому силы электро
Электростатическое поле. Напряженность поля
Если в пространство, окружающее электрический заряд, внести другой заряд, то между ними возникнет кулоновское взаимодействие. Следовательно, в пространстве, окружающем электрические
Поля. Потенциал поля
Если в электростатическом поле точечного заряда из точки 1 в точку 2 вдоль произвольной траектории перемещаетс
Электростатического поля
Напряженность и потенциал – различные характеристики одной и той же точки поля. Следовательно, между ними должна существовать однозначная связь.
Работа по перемещению едини
Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
Вычисление напряженности поля большой системы электрических зарядов с помощью принципа суперпозиции электростатических полей
Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике
Диэлектриками называют вещества, которые при обычных условиях практически не проводят электрический ток. Согласно представлениям классической физики в диэлектриках в отличие
Проводники в электростатическом поле. Конденсаторы
Если поместить проводник во внешнее электростатическое поле, то это поле будет действовать на свободные заряды проводника, в результате чего они начнут перемещаться – положительные
Энергия электростатического поля
Электростатические силы взаимодействия консервативны, следовательно, система зарядов обладает потенциальной энергией.
Пусть имеется уединенный проводник, заряд емкос
1. Расстояние между зарядами и равно 10 см. Определить силу, действующую на
Закон Ома в дифференциальной форме
Если в цепи на носители тока действуют только силы электростатического поля, то происходит перемещение зарядов от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалом. Это при
Электроизмерительные приборы
Электрическая цепь представляет собой совокупность различных проводников и источников тока. В общем случае цепь является разветвленной и содержит участки, где проводники могут соеди
Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца
Рассмотрим однородный проводник, по концам которого приложено напряжение. За время dt через поперечное сечение прово
Закон Ома в интегральной форме
+
Для однородного участка цепи, т.е. для участка, на котором не действуют сторо
Расчет разветвленных цепей постоянного тока
Закон Ома в интегральной форме позволяет рассчитывать практически любую электрическую цепь. Однако непосредственный расчет разветвленных цепей, содержащих замкнутые контуры, достато
Задачи для самостоятельного решения
1. Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за время от 5 с до 10 с, если сила тока изменяется со временем по закону
Магнитное поле и его характеристики
I
Опыт показыв
Закон Био-Савара-Лапласа
После опытов Эрстеда начались интенсивные исследования магнитного поля постоянного тока. Французские физики Био и Савар в первой четверти XIX в. изучали магнитные поля, создаваемые
Магнитное поле движущегося заряда. Сила Лоренца
Любой проводник с током создает в окружающем пространстве магнитное поле. В свою очередь ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Отсюда следует, что каждый движущийся в
Проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера
Обобщая результаты действия магнитного поля на различные проводники с током, А. Ампер установил, что сила, с которой магнитное поле действ
Циркуляция вектора индукции магнитного поля в вакууме
Аналогично циркуляции вектора напряженности электростатического поля в магнитном поле вводится понятие циркуляции вектора магнитной индукци
Теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме
Потоком вектора магнитной индукции или магнитным потоком сквозь малую поверхность площадью dS называется скалярная физическая величина, равная
Магнитные свойства вещества
Не все вещества одинаково проводят силовые линии магнитного поля. Так, например, через железо магнитные силовые линии проходят во много раз легче, чем через воздух. Другими словами способность желе
Задачи для самостоятельного решения
1. По длинному прямому проводу течет ток силой 60 А. Определить индукцию магнитного поля в точке, удаленной от проводника на 5 см. (Ответ: 0,24 мТл).
Закон электромагнитной индукции
Как отмечалось, вокруг любого проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Английский физик М. Фарадей считал, что между электрическими и магнитными явлениями существует тесная взаимо
Явление самоиндукции. Индуктивность контура
Электрический ток, протекающий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция B которого по закону Био-Савара-Лапласа пропорциональна силе тока (B~I
Взаимная индукция
Если два контура расположены один возле другого и в каждом из них изменяется сила тока, то они будут взаимно влиять друг на друга. Изменение
Энергия магнитного поля
Магнитное поле, подобно электрическому полю, является носителем энергии. Естественно предположить, что энергия магнитного поля равна той работе, которая затрачивается электрическим током на создани
Практическое применение электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции используется, прежде всего, для преобразования механической энергии в энергию электрического тока. Для этой цели применяются генераторы переменн
Задачи для самостоятельного решения
1. В однородном магнитном поле с индукцией перпендикулярно полю движется проводник длиной
Вихревое электрическое поле
В 60-х годах XIX в. английский ученый Дж. Максвелл (1831-1879) обобщил экспериментально установленные законы электрического и магнитного полей и создал законченную единую теорию электромагнитног
Ток смещения
Ток смещения введен Максвеллом для установления количественных соотношений между переменным электрическим полем и вызываемы
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
Созданная Максвеллом единая макроскопическая теория электромагнитного поля позволила с единой точки зрения не только объяснить электрические и магнитные явления, но предсказать новы
Некоторые знаменательные события в истории развития электродинамики
Год
Событие
Ученый
Начаты опыты, приведшие к открытию электрического тока (опыты описаны в
Дивергенция векторного поля
Дивергенцией векторного поля (обозначается) называют следующую производну
Библиографический список
1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. – М.: Наука, 1989.
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высш. шк., 1989. – 608 с.
3. Курс физики: Учеб. для вузов: В 2 т. /
Электрический ток. Действие электрического тока. .
Действия тока:
Условия существования электрического тока.
Наличие электрического поля
Основные характеристики электрического тока
1.
I=g/t, кл/с=А
2. поля).
U=A/g, Дж/кл=В
З. Характеристика проводника. Электрическое сопротивление выражается в Омах.
Закон Ома для участка цепи. Вольт - амперная характеристика тока. Соединение проводников.
Когда по какому-либо участку протекает ток, то между силой тока и напряжением для этого участка существует определённая функциональная зависимость, которую называют вольт-амперной характеристикой.
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Соединение проводников
Последовательное соединение
1. При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одинакова
‘
2. При последовательном соединении напряжение на внешней цепи равно сумме напряжений на отдельных участках
U=U+U+U
З. Напряжение на отдельных участках цепи при последовательном соединении прямо пропорциональны сопротивлениям участков
UUU=RRR
4. При последовательном соединении эквивалентное сопротивление всей цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков цепи
R=R+R+R
Параллельное соединение
1. При параллельном соединении напряжения на отдельных ветвях и на всём разветвлении одинаково
U=U=U=U
2. Ток до и после разветвления равен сумме токов в отдельных ветвях
3. Токи в отдельных ветвях разветвления обратно пропорциональны сопротивлениям этих ветвей
I+I+I=1/R+1/R+1/R
4. Проводимость всего разветвления равна сумме проводимостей. отдельных ветвей
1/R=1/R+1/R+1/R
Закон Ома для полной цепи. Физический смысл ЭДС. Внутренней и внешнее сопротивление цепи. Соединение одинаковых источников электрической энергии в батарею.
Сила тока в электрической цепи с одним источником ЭДС прямо пропорциональна электродвижущей силе и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешней и внутренней цепей.
Величина, измеряемая отношением работы сторонних сил, совершаемой источником тока при перемещении заряда по замкнутой цепи, к величине заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС)
ɛ=A/g - ЭДС
численно равна энергии, полученной единичным электрическим зарядом во внутренней цепи, а напряжение равно той энергии, которую он теряет во внешней цепи.
Внутренней цепью является источник электрической энергии, а внешней - вся остальная часть.
Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило правой руки для индукционного тока.
Магнитный Поток - поток вектора магнитной индукции В через какую-либо поверхность. через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен. Для замкнутой поверхности магнитный поток равен нулю, что отражает отсутствие в природе магнитных зарядов - источников магнитного поля.
Закон электромагнитной индукции - ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
Правило правой руки. Направление индукционного тока, возникающего в прямолинейном проводнике при его движении в магнитном поле, определяется правилом правой руки: Если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы линии магнитной индук ции входила в ладонь, а отогнутый большой палец показывал направление движения проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.
Автоколебательные системы. Ток высокой частоты и его особенности.
Для того чтобы получить незатухающие колебания нужно иметь посторонний источник энергии.,
удовлетворяющий 2 условиям: Поступление энергии за период должно быть точно ее убыли из системы.
Внешняя сила должна действовать в «такт» с собственными колебаниями.
Производство электрической энергии. Генератор.
Индукционные генераторы.
Электрические машины, в которых механическая энергия превращается в электрическую с помощью явления электромагнитной индукции, называется индукционными генераторами.
Закон преломления света.
1. Преломленный луч лежит в той же плоскости, в которой лежат падающий луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе разделов двух сред.
2. При всех изменениях углов падения и преломления отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная, называется показателем преломления второй среды относительно первой. (относительный показатель преломления)Он показывает, насколько среда уменьшает скорость распространения света в себе.
Абсолютный показатель преломления- показатель преломления данного вещества по отношению к вакууму. Указывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данном веществе. N=
Явление при котором световое излучение полностью отражается от поверхности раздела прозрачных сред, называется полным отражением. Наименьший угол падения, при котором наступает полное отражение, называется предельным углом полного отражения. Используется в оптических приборах: бинокли, перископах.
Цвета тонких пленок.
Белый свет падает на тонкую пленку. Частично свет отражается от верхней поверхности пленки, частично, пройдя пленку, отражается от ее нижней поверхности. Обе отраженные волны отличаются разностью хода. Белый свет монохроматичен он содержит электромагнитные волны разной длин от 400 до 760нм. Из-за того что разность хода зависит от длины волны, максимумы интерференционной картины для разных длин волн получаются в разных точках приемника. Поэтому пленки имеют радужный окрас.
Голография и её применение.
Сущность идеи состояла в фиксации полной информации о предмете.. Изображения получаемые
в фотоаппаратах регистрируют интенсивность волны. Фаза волны теряется. Габорг предложил
использовать явление интерференции чтоб зафиксировать частотные соотношения в волне. Если фотография регистрирует 1 параметр волны –амплитуду то, по методу регистрации полная информации о всех параметрах волны –частоте фазы и амплитуде. Голографический метод состоит из 2 этапов. Сначала получают интерференционную картину, Оба потока которые отражаются от зеркала и от предмета образуют интерференционную картину., представляющую собой чередование темных и светлых пятен. Для восстановления голограммы ее освещают излучениями.
Достоинства: В обычной фотографии каждый участок эмульсии изображает отдельный участок предмета. В голограмме каждый участок содержит информацию о всей картине.Голограмму характеризует большая емкость информации по сравнению с фотоснимком.
Применяется в количественном исследовании воздушных потоков в аэродинамических трубах.
52. Виды излучения. Тепловое и люминесцентное излучение (основные характеристики с примерами).
Свет- Электромагнитные волны излучают при ускоренном движении заряженных частиц. Излучение переходит при переходе из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей.При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в состояние в большей энергией, Излучая атом теряет полученную энергию и для непрерывного свечения необходим приток энергии.
Тепловое излучение - электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии. Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.
Спектром люминесценции называют зависимость интенсивности люминесцентного излучения от длины
волны испускаемого света.
Квантовая оптика. Абсолютно чёрное тело. Закон Стефана - Больцмана. Распределение энергии в спектре. Квантовая гипотеза Планка.
Излучение испускаемое нагретыми телами наз. тепловым. Каждое тело может не только испускать но и поглощать. Опыты показали что чем больше энергии тело излучает тем сильнее оно поглощает излучение. Хар-кой любого тела является поглощательная способность(показывает какая доля энергии поглощается телом)
Тело которое при любой не разрушающей его температуре полностью поглощает всю энергию падающего на него света любой частоты наз абсолютно черным.(отверстие в ящике сферической формы)Абсолютно черное тело является наиболее интенсивным источником теплового излучения. При оной температуре черное тело испускает в единицу времени больше энергии чем любое другое тело.
Закон ст.б-интегральной светимостью тела наз отношение мощность излучения к площади поверхности излучателя. Спектральной светимостью наз отношение светимости в данном диапазоне длин волн к ширине диапазона.
Задача о распределении энергии излучения абсолютно черного тела между волнами разной длинны сыграла огромную роль.ее решение привело к созданию квантовой физики. на рисунке хар-ие распределение энергии в спектре при разных Темп. площадь ограниченная каждой кривой определяет интенсивность полного излучения. Площадь быстро растет с увелич темп. все кривые имеют максимумы. Длинна волны на которую приходится максимум энергии излучения обратно пропорциональная абсолютной температуре.
Планка- абсолютно черное тело испускает и поглощает свет не непрерывно а определенными порциями энергии –квантами
59. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Квантовая теория фотоэффекта. Фотон и его энергетические характеристики.
Явление выравнивания электронов из твердых и жидких тел под действием света наз внешним фотоэлектрическим эффектом. Фотоэффект создается ультрафиолетовыми лучами.
Законы: максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности,
Для каждого вещества сущ красная граница фотоэффекта
Число фотоэлектронов вырываемых из катода за 1 с прямо пропорционально интенсивности света
Ур Эйнштейна –h*v=Aв+m*vв2 /2 Красная граница фотоэффекта зависит только от работы выхода электрона.
Фотон его импульс направлен световому лучу.чем больше частота тем больше энергия фотона и тем отчетливее выражены корпускулярные свойства света.
Фотохимические законы
1. Каждый поглощенный веществом фотон вызывает превращение одной молекулы.
2. Молекула вступает в фотохимическую реакцию под действием фотона лишь в том случае, когда энергия фотона не меньше определеннного значения необходимого для разрыва молекулярных связей.
Световое давление. Прибор Лебедева представляет собой очень чувствительные крутильные весы подвижной частью является легкая рама с укрепленными на ней крылышками - светлыми и черными дисками. Так на черный диск почти вдвое меньше давления, чем на светлый. Плотность энергии Лебедев измерял с помощью специально сконструированного калориметра, направляя на него пучок света на определенное время и регистрируя повышение температуры.
Свет – это распространяющиеся в пространстве фотоны, то фотон обладает импульсом. Импульс фотона существенно отличается от импульса других элементарных частиц. Покоящихся фотонов не существует.Если распространяющуюся волну остановить то свет прекратит свое существование, значит фотоны будут поглощены атомами вещества, а их энергия перейдет в другой вид энергии.
Открытие нейтрона. Открытие протона. Протонно - нейтронная модель ядра. Нуклоны.
Открытие нейтрона.
В начале 30-х гг. были
обнаружены неизвестные ранее лучи. Они были названы бериллиевым излучением.
так как возникали при бомбардировке альфа - частицами бериллия.
В 1932 г английский учёный Джеймс Чедвик
(ученик Резерфорда) с помощью опытов, проведённых в камере Вильсона, доказал, что бериллиевое излучение представляет собой поток электрически нейтральных частиц, масса которых приблизительно равна массе протона. Отсутствие у исследуемых частиц электрического заряда следовало, в частности, из того, что они не отклонялись ни в электрическом, ни в магнитном поле. А массу частиц удалось оценить по их взаимодействию с другими частицами.
Эти частицы были названы нейтронами (ни тот, ни другой).
Открытие протона. В 1913 г. Э. Резерфорд выдвинул гипотезу о том, что одной из частиц, входящих в состав атомных ядер всех химических элементов, является ядро атома водорода.
Основание: массы атомов химических элементов превышают массу атома водорода в целое число раз (т.е. кратны ей).
В 1919 г. Резерфорд поставил опыт по исследованию взаимодействия альфа - частиц с ядрами атомов азота.
В этом опыте альфа - частица, летящая с огромной скоростью, при попадании в ядро атома азота выбивала из него какую- то частицу. По предположению Резерфорда, этой частицей было ядро атома водорода, которое Резерфорд назвал протоном (первый).
Нуклон. Так как протон и нейтрон по взаимодействию ядерными силами не отличаются друг от друга, их часто рассматривают как одну частицу нуклон в двух различных состояниях (ядро). Нуклон в состоянии без электрического заряда называется нейтроном, нуклон в состоянии с положительным электрическим зарядом называется протоном.
Одно из замечательных свойств ядерных сил - свойство насыщения - заключается в том, что нуклон оказывается способным к ядерному взаимодействию одновременно лишь с небольшим числом нуклонов-соседей. Свойство насыщения ядерных сил делает их в некоторой мере сходными с силами связи атомов в молекулах.
Электрический ток - это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
1. Направленное движение свободных зарядов в проводнике под действием сил тока называется электрическим током проводимости или электрическим током.
2. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц,которое совпадает с направлением электрического поля.
Действия тока:
Проводник, по которому течёт ток, нагревается.
Электрический ток может изменять химический состав проводника.
Ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела, что является основным свойством тока.
Условия существования электрического тока.
Наличие свободных заряженных частиц
Наличие электрического поля
Основные характеристики электрического тока
1. Характеристика тока (самая зависимая величина).
Величина, измеряемая отношением заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за какой-нибудь промежуток времени, к величине этого промежутка, называется силой тока. Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным.
I=g/t, кл/с=А
2. Характеристика источника питания(зависимая только от силы электрического поля). Напряжение - это физическая величина, характеризующая работу электрического поля по перемещению заряда
U=A/g, Дж/кл=В
З. Характеристика проводника. Электрическое сопротивление выражается в Омах.