Головні характеристики постійного електричного струму. Електричний струм. Дія електричного струму. Умови існування електричного струму. Основні характеристики електричного струму
електричним струмом називається спрямоване (впорядковане) рух електричних зарядів (рис.13.1). Самі ці частки називаються носіями струму.
Струм може йти в твердих тілах, Рідинах і газах. Якщо середовище є провідником з великою кількістю вільних електронів, то протягом електричного струму здійснюється за рахунок дрейфу цих електронів. Дрейф електронів в провідниках, не пов'язаний з переміщенням речовини, називають струмом провідності. До току провідності відноситься впорядкований рух електронів в провідниках, іонів в електролітах, електронів і дірок в напівпровідниках, іонів і електронів в газах. Впорядковане переміщення електричних зарядів, пов'язане з переміщенням в просторі зарядженого тіла, називають конвекційним струмом.
За напрямок струму прийнятий дрейф позитивних зарядів (Електрони провідності завжди рухаються в напрямку, протилежному напрямку струму (від «+» до «-»)). Це може здатися незручним, але зате тепер не потрібно розрізняти напрямок струму в провіднику і електростатичного поля, що викликає цей струм: ці напрямки завжди збігаються.
Сила струму - скалярна величина, що дорівнює відношенню кількості електрики dq, яке за час dt переноситься через дане перетин провідника, до часу dt:
постійним струмом називають електричний струм, сила і напрямок якого з часом не змінюються. для постійного струму
де q - електричний заряд, що проходить за час t через поперечний переріз провідника.
Одиниця сили струму - ампер (А).
Визначимо швидкість, з якою здійснюється дрейф електронів в провіднику з струмом.
Шлях за час Δt через перетин провідника S пройшло N електронів з сумарним зарядом Δq \u003d Nе. Якщо швидкість спрямованого руху електронів дорівнює υ, то за час Δt всі вони виявляться в межах ділянки довжиною ℓ \u003d υ Δt і об'ємом V \u003d Sℓ. Таким чином,
висловивши тут число носіїв струму через їх концентрацію (N \u003d nV \u003d nSℓ)
Ставлення сили струму І до площі поперечного перерізу провідника S, перпендикулярно напрямку струму - є векторна величина звана щільністю струму.
Тоді швидкість електронів в провіднику можна записати 
, звідси
Щільність струму може бути обчислена за формулою
j \u003d ne \u003cυ\u003e (13.4)
Таким чином, щільність струму в провіднику пропорційна концентрації вільних електронів в ньому і швидкості їх руху.
Вектор j направлений вздовж напрямку струму, тобто збігається з напрямком впорядкованого руху позитивних зарядів.
Сила струму крізь довільну поверхню S визначається як потік вектора j, тобто
(13.5)
де dS \u003d n ∙ dS (n \u003d одиничний вектор нормалі до площадки dS, що становить з вектором j кут α).
Електричне поле постійного струму називається стаціонарним . На відміну від електростатичного поля стаціонарне електричне поле створюється рухомими зарядами. Однак розподіл цих зарядів в провіднику з постійним струмом не змінюється з часом: на місце йдуть електричних зарядів безперервно приходять нові. Тому електричне поле, створюване цими зарядами, виявляється майже таким же, як і поле нерухомих зарядів.
Відрізняються ж вони тим, що електростатичне поле усередині провідника відсутній, в той час як стаціонарне поле постійних струмів існує і всередині провідників (інакше за ними не йшов би ток).
план лекції
1. Електричний струм. Характеристики електричного струму
2. Закони Ома для ділянки кола
2.1. Закон Ома в інтегральній формі
2.2. Закон Ома в диференціальній формі
3. Приклад розрахунку сили струму в провідному середовищі
4. Закон Джоуля-Ленца в диференціальній і інтегральній формах
Електричний струм. Характеристики електричного струму
Електричним струмом називається впорядкований рух заряджених частинок, в процесі якого відбувається перенесення електричного заряду.
У металевому провіднику, наприклад, такими частками є вільні електрони. Вони знаходяться в постійному тепловому русі. Цей рух відбувається з високою середньою швидкістю, але в силу його хаотичності не супроводжується перенесенням заряду. Виділимо подумки в провіднику елемент поверхні dS: За будь-який проміжок часу число електронів подолали цю поверхню зліва направо буде в точності дорівнює числу частинок пройшли через цю поверхню в зворотному напрямку. Тому заряд, перенесений через цю поверхню, виявиться рівним нулю.
Ситуація зміниться, якщо в провіднику з'явиться електричне поле. Тепер носії заряду будуть брати участь не тільки в тепловому, а й в упорядкованому, направленому русі. Позитивно заряджені носії будуть рухатися у напрямку поля, а негативні - в протилежному напрямку.
У загальному випадку в перенесенні заряду можуть брати участь носії обох знаків (наприклад, позитивні і негативні іони в електроліті).
Швидкість руху таких частинок буде складатися з швидкості їх теплового і спрямованого рухів:
Середнє значення швидкості частинок виявляється рівним середньої швидкості направленого руху:
Хаотичність теплового руху призводить до того, що середнє значення вектора швидкості цього руху дорівнює нулю. Ще раз підкреслимо, що мова йде про середнє значення вектора, але не модуля швидкості теплового руху заряджених частинок.
Основною кількісною характеристикою електричного струму є сила струму. Сила струму в провіднику чисельно дорівнює величині заряду, що переноситься через повний переріз провідника за одиницю часу:
Сила струму в системі СІ вимірюється в амперах. Це скалярная характеристика. Сила струму може бути як позитивною, так і негативною. Якщо напрямок струму збігається з умовно прийнятим позитивним напрямком уздовж провідника, то сила такого струму I \u003e 0. В іншому випадку сила струму негативна.
Часто за позитивний напрямок уздовж провідника приймається напрямок, в якому переміщаються (або переміщалися б) позитивні носії заряду.
Другою важливою характеристикою електричного струму є щільність струму. Виділимо подумки в провіднику поверхню S, Перпендикулярну швидкості спрямованого руху носіїв заряду. Побудуємо на цій поверхні паралелепіпед з висотою, чисельно дорівнює швидкості V н (рис. 6.1.). Всі частинки, що знаходяться всередині цього паралелепіпеда за одну секунду пройдуть через поверхню S. Число таких частинок:
де n - концентрація частинок, тобто число частинок в одиниці об'єму. Заряд, який буде пронесений цими частками через поверхню S, Визначить силу струму:
.
тут q 1 - заряд одного носія. Розділивши силу струму на площу перетину S, Отримаємо заряд, який протікає за одиницю часу через поверхню одиничної площі. Це і є щільність струму:
, . (6.2)
Оскільки швидкість спрямованого руху заряджених частинок - векторна величина, це вираз записують у векторному вигляді:
Зменшуючи майданчик S, Приходимо до локальної характеристиці електричного струму - до щільності струму в точці:
Це модуль щільності струму, а напрямок вектора щільності струму в даній точці збігаються з напрямом швидкості руху частинок, або з напрямком напруженості електричного поля в даній точці. Силу струму, що протікає через елементарну площадку dS тепер можна записати в вигляді скалярного добутку двох векторів (рис. 6.2.):
Для того, щоб обчислити силу струму через перетин S, Потрібно підсумувати все струми, що протікають через елементи цього перетину, тобто взяти інтеграл:
. (6.6)
Інтеграл являє собою потік вектора щільності струму, тому дві основні характеристики електричного струму пов'язують іноді такий, що легко запам'ятовується фразою : Сила струму дорівнює потоку вектора щільності струму.
Продовжуємо розмову про потік вектора. Тепер в провідному середовищі виділимо замкнуту поверхню S (Рис. 6.3.). Якщо відомий вектор щільності струму в кожній точці цієї поверхні, то легко обчислити заряд, який залишає обсяг, обмежений цією поверхнею, в одиницю часу:
Нехай всередині поверхні S знаходиться заряд q, Тоді за одиницю часу t \u003d 1 він зменшиться на величину 
. Зміна заряду пов'язане з його закінченням з обсягу, тобто:
Це рівняння називається рівнянням безперервності. Воно являє собою математичний запис закону збереження електричного заряду.
електричним струмом називають впорядкований рух заряджених частинок або заряджених макроскопічних тел. Розрізняють два види електричних струмів - струми провідності і конвекційні струми.
струмом провідності називають впорядкований рух в речовині або вакуумі вільних заряджених частинок - електронів провідності (в металах), позитивних і негативних іонів (в електролітах), електронів і позитивних іонів (в газах), електронів провідності і дірок (в напівпровідниках), пучків електронів (в вакуумі ). Цей струм обумовлений тим, що в провіднику під дією прикладеного електричного поля напруженістю відбувається переміщення вільних електричних зарядів (рис. 2.1, а).
Конвекційним електричним струмом називають струм, обумовлений переміщенням в просторі зарядженого макроскопічного тіла (рис. 2.1, б).
Для виникнення і підтримання електричного струму провідності необхідні наступні умови:
1) наявність вільних носіїв струму (вільних зарядів);
2) наявність електричного поля, що створює впорядкований рух вільних зарядів;
3) на вільні заряди, крім кулонівських сил, повинні діяти сторонні сили неелектричної природи; ці сили створюються різними джерелами струму (Гальванічними елементами, акумуляторами, електричними генераторами і ін.);
4) ланцюг електричного струму повинна бути замкнутою.
За направлення електричного струму умовно приймають напрямок руху позитивних зарядів, які складають цей струм.
кількісною мірою електричного струму є сила струму I - скалярна фізична величина, що визначається електричним зарядом, Що проходить через поперечний переріз Sпровідника за одиницю часу:
Струм, сила і напрямок якого не змінюються з плином часу, називається постійним (Рис. 2.2, а). Для постійного струму
Електричний струм, що змінюється з плином часу, називається змінним. Прикладом такого струму є синусоїдальний електричний струм, який застосовується в електротехніці і електроенергетиці (рис. 2.2, б).
Одиниця сили струму - ампер (А). В СІ визначення одиниці сили струму формулюється так: 1 А - це сила такого постійного струму, який при протіканні по двох паралельних прямолінійним провідникам нескінченної довжини і мізерно малого поперечного перерізу, розташованим у вакуумі на відстані 1 м один від іншого, створює між цими провідниками силу, рівну на кожен метр довжини.
Для характеристики напряму електричного струму провідності в різних точках поверхні провідника і розподілу сили струму по цій поверхні вводиться щільність струму.
щільністю струмуназивають векторну фізичну величину, яка співпадає з напрямком струму в даній точці і чисельно рівну відношенню сили струму dI, Що проходить через елементарну поверхню, перпендикулярній напряму струму, до площі цієї поверхні:
Одиниця щільності струму - ампер на квадратний метр (А / м 2).
Щільність постійного електричного струму однакова по всьому поперечним перерізом однорідного провідника. Тому для постійного струму в однорідному провіднику з площею поперечного перерізу S сила струму дорівнює
Кінець роботи -
Ця тема належить розділу:
ЗАГАЛЬНИЙ КУРС ФІЗИКИ ФІЗИЧНІ ОСНОВИ
державне освітній заклад... вищого професійної освіти... Володимирський державний університет ...
Якщо Вам потрібно додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:
Що будемо робити з отриманим матеріалом:
Якщо цей матеріал виявився корисним ля Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:
| Твитнуть |
Всі теми даного розділу:
Основний закон електростатики
Закон взаємодії нерухомих точкових електричних зарядів експериментально встановлений в 1785 р французьким фізиком Ш. Кулоном за допомогою крутильних терезів. Тому сили електро
Електростатичне поле. напруженість поля
Якщо в простір, що оточує електричний заряд, внести інший заряд, то між ними виникне кулонівської взаємодії. Отже, в просторі, що оточує електричні
Поля. потенціал поля
Якщо в електростатичному полі точкового заряду з точки 1 в точку 2 уздовж довільної траєкторії перемещаетс
електростатичного поля
Напруженість і потенціал - різні характеристики однієї і тієї ж точки поля. Отже, між ними повинна існувати однозначна зв'язок. Робота по переміщенню едини
Теорема Гаусса для електростатичного поля в вакуумі
Обчислення напруженості поля великої системи електричних зарядів за допомогою принципу суперпозиції електростатичних полів
Теорема Гаусса для електростатичного поля в діелектрику
Діелектриками називають речовини, які при звичайних умовах практично не проводять електричний струм. Згідно з уявленнями класичної фізики в діелектриках на відміну
Провідники в електростатичному полі. конденсатори
Якщо помістити провідник у зовнішнє електростатичне поле, то це поле буде діяти на вільні заряди провідника, в результаті чого вони почнуть переміщатися - позитивні
Енергія електростатичного поля
Електростатичні сили взаємодії консервативні, отже, система зарядів володіє потенційною енергією. Нехай є відокремлений провідник, заряд емкос
1. Відстань між зарядами і дорівнює 10 см. Визначити силу, що діє на
Закон Ома в диференціальній формі
Якщо в ланцюзі на носії струму діють тільки сили електростатичного поля, то відбувається переміщення зарядів від точок з великим потенціалом до точок з меншим потенціалом. Це при
електровимірювальні прилади
Електричне коло являє собою сукупність різних провідників і джерел струму. У загальному випадку ланцюг є розгалуженою і містить ділянки, де провідники можуть соеди
Робота і потужність струму. Закон Джоуля-Ленца
Розглянемо однорідний провідник, по кінцях якого прикладена напруга. За час dt через поперечний переріз прово
Закон Ома в інтегральній формі
+ Для однорідної ділянки кола, тобто для ділянки, на якому не діють сторо
Розрахунок розгалужених ланцюгів постійного струму
Закон Ома в інтегральній формі дозволяє розраховувати практично будь-яку електричну ланцюг. Однак безпосередній розрахунок розгалужених ланцюгів, що містять замкнуті контури, достато
Завдання для самостійного рішення
1. Який заряд пройде через поперечний переріз провідника за час від 5 с до 10 с, якщо сила струму змінюється з часом за законом
Магнітне поле і його характеристики
I Досвід покази
Закон Біо-Савара-Лапласа
Після дослідів Ерстеда почалися інтенсивні дослідження магнітного поля постійного струму. Французькі фізики Біо і Савар в першій чверті XIX ст. вивчали магнітні поля, створювані
Магнітне поле рухомого заряду. сила Лоренца
Будь-провідник з струмом створює в навколишньому просторі магнітне поле. У свою чергу ток є впорядкований рух електричних зарядів. Звідси випливає, що кожен рухомий в
Провідник зі струмом в магнітному полі. закон Ампера
Узагальнюючи результати дії магнітного поля на різні провідники зі струмом, А. Ампер встановив, що сила, з якою магнітне поле дійств
Циркуляція вектора індукції магнітного поля в вакуумі
Аналогічно циркуляції вектора напруженості електростатичного поля в магнітному полі вводиться поняття циркуляції вектора магнітної індукції
Теорема Гаусса для магнітного поля у вакуумі
Потоком вектора магнітної індукції або магнітним потоком крізь малу поверхню площею dS називається скалярна фізична величина, що дорівнює
Магнітні властивості речовини
Не всі речовини однаково проводять силові лінії магнітного поля. Так, наприклад, через залізо магнітні силові лінії проходять у багато разів легше, ніж через повітря. Іншими словами здатність желе
Завдання для самостійного рішення
1. По довгому прямому проводу тече струм силою 60 А. Визначити індукцію магнітного поля в точці, віддаленій від провідника на 5 см. (Відповідь: 0,24 мТл).
Закон електромагнітної індукції
Як зазначалося, навколо будь-якого провідника з електричним струмом виникає магнітне поле. Англійський фізик М. Фарадей вважав, що між електричними і магнітними явищами існує тісний взаємо
Явище самоіндукції. індуктивність контуру
Висока напруга, яка в замкнутому контурі, створює навколо себе магнітне поле, індукція B якого за законом Біо-Савара-Лапласа пропорційна силі струму (B ~ I
взаємна індукція
Якщо два контури розташовані один біля одного і в кожному з них змінюється сила струму, то вони будуть взаємно впливати один на одного. зміна
Енергія магнітного поля
Магнітне поле, подібно до електричного поля, є носієм енергії. Природно припустити, що енергія магнітного поля дорівнює тій роботі, яка витрачається електричним струмом на создани
Практичне застосування електромагнітної індукції
явище електромагнітної індукції використовується, перш за все, для перетворення механічної енергії в енергію електричного струму. Для цієї мети застосовуються генератори змінного
Завдання для самостійного рішення
1. В однорідному магнітному полі з індукцією перпендикулярно полю рухається провідник довжиною
Вихровий електричне поле
У 60-х роках XIX ст. англійський учений Дж. Максвелл (1831-1879) узагальнив експериментально встановлені закони електричного і магнітного полів і створив закінчену єдину теорію електромагнітног
струм зміщення
Струм зміщення введений Максвеллом для встановлення кількісних співвідношень між змінним електричним полем і визиваеми
Рівняння Максвелла для електромагнітного поля
Створена Максвеллом єдина макроскопічна теорія електромагнітного поля дозволила з єдиної точки зору не тільки пояснити електричні і магнітні явища, але передбачити нові
Деякі знаменні події в історії розвитку електродинаміки
Рік Подія Вчений Розпочато досліди, що призвели до відкриття електричного струму (досліди описані в
Дивергенція векторного поля
Дивергенцией векторного поля (позначається) називають таку похідні
бібліографічний список
1. Савельєв І.В. Курс загальної фізики: У 3 т. - М .: Наука, 1989. 2. Детлаф А.А., Яворський Б.М. Курс фізики. - М .: Вища. шк., 1989. - 608 с. 3. Курс фізики: Учеб. для вузів: У 2 т. /
Електричний струм. Дія електричного струму. .
Дії струму:
Умови існування електричного струму.
Наявність електричного поля
Основні характеристики електричного струму
1.
I \u003d g / t, кл / с \u003d А
2. поля).
U \u003d A / g, Дж / кл \u003d В
З. Характеристика провідника.електричний опірвиражається в Омах.
Закон Ома для ділянки кола. Вольт - амперна характеристика струму. З'єднання провідників.
Коли по якомусь ділянці протікає струм, то між силою струму і напругою для цієї ділянки існує певна функціональна залежність, яку називають вольт-амперної характеристикою.
Сила струму на ділянці ланцюга прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника і обернено пропорційна його опору.
з'єднання провідників
послідовне з'єднання
1. При послідовному з'єднанні сила струму в усіх ділянках ланцюга однакова‘
2. При послідовному з'єднанні напруга на зовнішньому ланцюзі дорівнює сумі напруг на окремих ділянках
U \u003d U + U + U
З. Напруга на окремих ділянках ланцюга при послідовному з'єднанні прямо пропорційні опорам ділянок
UUU \u003d RRR
4. При послідовному з'єднанні еквівалентний опір всього ланцюга дорівнює сумі опорів окремих ділянок ланцюга
R \u003d R + R + R
паралельне з'єднання
1. При паралельному з'єднанні напруги на окремих гілках і на всьому розгалуженні однаково
U \u003d U \u003d U \u003d U
2. Струм до і після розгалуження дорівнює сумі струмів в окремих гілках
3. Токи в окремих гілках розгалуження обернено пропорційні опорам цих гілок
I + I + I \u003d 1 / R + 1 / R + 1 / R
4. Провідність всього розгалуження дорівнює сумі провідностей. окремих гілок
1 / R \u003d 1 / R + 1 / R + 1 / R
Закон Ома для повного кола. Фізичний сенс ЕРС. Внутрішньої і зовнішнє опір ланцюга. З'єднання однакових джерел електричної енергії в батарею.
Сила струму в електричного кола з одним джерелом ЕРС прямо пропорційна електрорушійної силі і обернено пропорційна сумі опорів зовнішньої і внутрішньої ланцюгів.
Величина, яка вимірюється ставленням роботи сторонніх сил, яку здійснюють джерелом струму при переміщенні заряду по замкненого кола, До величини заряду, називається електрорушійної силою джерела (ЕРС)
ɛ \u003d A / g - ЕРСчисельно дорівнює енергії, отриманої одиничним електричним зарядом у внутрішній ланцюга, а напруга дорівнює тій енергії, яку він втрачає в зовнішньому колі.
внутрішньої ланцюгом є джерело електричної енергії, а зовнішньої - вся інша частина.
Магнітний потік. Закон електромагнітної індукції. Правило правої руки для індукційного струму.
Магнітний Потік - потік вектора магнітної індукції В через будь-яку поверхню. через малу площадку dS, в межах якої вектор В незмінний. Для замкнутої поверхні магнітний потік дорівнює нулю, що відображає відсутність в природі магнітних зарядів - джерел магнітного поля.
Закон електромагнітної індукції - ЕРС індукції в замкнутому контурі дорівнює по модулю швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром.
правило правої руки.Напрямок індукційного струму, що виникає в прямолінійній провіднику при його русі в магнітному полі, визначається правилом правої руки: Якщо праву руку розташувати уздовж провідника так, щоб лінії магнітної Індуктори ції входила в долоню, а відігнутий великий палець показував напрямок руху провідника, то чотири витягнутих пальці вкажуть напрямок індукційного струму в провіднику.
Автоколивальні системи. Струм високої частоти і його особливості.
Для того щоб отримати незгасаючі коливання потрібно мати стороннього джерела енергії.,
задовольняє 2 умов: Надходження енергії за період повинно бути точно її убутку з системи.
Зовнішня сила повинна діяти в «такт» з власними коливаннями.
Виробництво електричної енергії. Генератор.
Індукційні генератори.
Електричні машини, В яких механічна енергія перетворюється в електричну за допомогою явища електромагнітної індукції, називається індукційними генераторами.
Закон заломлення світла.
1. Заломлений промінь лежить в тій же площині, в якій лежать падаючий промінь і перпендикуляр, відновлений в точці падіння променя до межі розділів двох середовищ.
2. При всіх змінах кутів падіння і заломлення відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення для даних двох середовищ є величина постійна, називається показником заломлення другого середовища відносно першого. (Відносний показник заломлення) Він показує, наскільки середовище зменшує швидкість поширення світла в собі.
Абсолютний показник преломленія-показник заломлення даної речовини по відношенню до вакууму. Вказує у скільки разів швидкість світла у вакуумі більша за швидкість світла в даній речовині. N \u003d
Явище при якому світлове випромінювання повністю відбивається від поверхні розділу прозорих середовищ, називається повним відображенням. Найменший кут падіння, при якому настає повне відображення, називається граничним кутом повного відображення. Використовується в оптичних приладах: біноклі, перископах.
Кольори тонких плівок.
Білий світло падає на тонку плівку. Частково світло відбивається від верхньої поверхні плівки, частково, пройшовши плівку, відбивається від її нижньої поверхні. Обидві відбиті хвилі відрізняються різницею ходу. Білий світ монохроматічен він містить електромагнітні хвилі різної довжини від 400 до 760нм. Через те що різниця ходу залежить від довжини хвилі, максимуми інтерференційної картини для різних довжин хвиль виходять в різних точках приймача. Тому плівки мають райдужний забарвлення.
Голографія і її застосування.
Сутність ідеї полягала в фіксації повної інформації про предмет .. Зображення одержувані
в фотоапаратах реєструють інтенсивність хвилі. Фаза хвилі втрачається. Габорг запропонував
використовувати явище інтерференції щоб зафіксувати частотні співвідношення в хвилі. Якщо фотографія реєструє 1 параметр хвилі -амплітуда то, за методом реєстрації повна інформації про всі параметри хвилі -Частота фази і амплітуди. Голографічний метод складається з 2 етапів. Спочатку отримують інтерференційну картину, Обидва потоки які відбиваються від дзеркала і від предмета утворюють інтерференційну картину., Що представляє собою чергування темних і світлих плям. Для відновлення голограми її висвітлюють випромінюваннями.
Переваги: \u200b\u200bУ звичайній фотографії кожну ділянку емульсії зображує окрему ділянку предмета. У голограмі кожна ділянка містить інформацію про всю картіне.Голограмму характеризує велика ємність інформації в порівнянні з фотознімком.
Застосовується в кількісному дослідженні повітряних потоків в аеродинамічних трубах.
52. Види випромінювання. Теплове і люмінесцентне випромінювання (основні характеристики з прикладами).
Світло- Електромагнітні хвилі випромінюють при прискореному русі заряджених частинок. Випромінювання переходить при переході зі стаціонарного стану з більшою енергією в стаціонарне стан з меньшей.Прі поглинанні світла атом переходить з стаціонарного стану з меншою енергією в стан більшою енергією, Випромінюючи атом втрачає отриману енергію і для безперервного світіння необхідний приплив енергії.
Теплове випромінювання - електромагнітне випромінювання з безперервним спектром, що випускається нагрітими тілами за рахунок їх теплової енергії. Прикладом теплового випромінювання є світло від лампи розжарювання.
Спектром люмінесценції називають залежність інтенсивності люмінесцентного випромінювання від довжини
хвилі світла, що випускається.
Квантова оптика. Абсолютно чорне тіло. Закон Стефана - Больцмана. Розподіл енергії в спектрі. Квантова гіпотеза Планка.
Випромінювання випускається нагрітими тілами зв. тепловим. Кожне тіло може не тільки випускати а й поглинати. Досліди показали що чим більше енергії тіло випромінює тим сильніше воно поглинає випромінювання. Хар-кою будь-якого тіла є поглощательная здатність (показує яка частка енергії поглинається тілом)
Тіло яке при будь-який не руйнує його температурі повністю поглинає всю енергію падаючого на нього світла будь-якої частоти зв абсолютно чорним. (Отвір в ящику сферичної форми) Абсолютно чорне тіло є найбільш інтенсивним джерелом теплового випромінювання. При оной температурі чорне тіло випромінює в одиницю часу більше енергії ніж будь-яке інше тіло.
Закон ст.б-інтегральної світності тіла наз відношення потужність випромінювання до площі поверхні випромінювача. Спектральної світності зв відношення світності в даному діапазоні довжин хвиль до ширини діапазону.
Задача про розподіл енергії випромінювання абсолютно чорного тіла між хвилями різної довжини зіграла величезну роль.ее рішення привело до створення квантової фізики. на малюнку хар-ие розподіл енергії в спектрі при різних Темп. площа обмежена кожній кривій визначає інтенсивність повного випромінювання. Площа швидко зростає зі збільшенням темп. всі криві мають максимуми. Довжина хвилі на яку припадає максимум енергії випромінювання обернено пропорційна абсолютній температурі.
Планка- абсолютно чорне тіло випромінює і поглинає світло не безперервно а певними порціями енергії квантів
59. Фотоефект. Закони фотоефекту. квантова теорія фотоефекту. Фотон і його енергетичні характеристики.
Явище вирівнювання електронів з твердих і рідких тіл під дією світла зв зовнішнім фотоелектричним ефектом. Фотоефект створюється ультрафіолетовими променями.
Закони: максимальна початкова швидкість фотоелектронів визначається частотою світла і не залежить від його інтенсивності,
Для кожної речовини ім червона межа фотоефекту
Число фотоелектронів вириваються з катода за 1 з прямо пропорційно інтенсивності світла
Ур Ейнштейна -h * v \u003d АВ + m * vв2 / 2 Червона межа фотоефекту залежить тільки від роботи виходу електрона.
Фотон його імпульс спрямований світловому лучу.чем більше частота тим більше енергія фотона і тим виразніше виражені корпускулярні властивості світла.
фотохімічні закони
1. Кожен поглинений речовиною фотон викликає перетворення однієї молекули.
2. Молекула вступає в фотохимическую реакцію під дією фотона лише в тому випадку, коли енергія фотона не менш определеннного значення необхідного для розриву молекулярних зв'язків.
Світловий тиск.Прилад Лебедєва є дуже чутливі крутильні ваги рухомою частиною є легка рама з укріпленими на ній крильцями - світлими і чорними дисками. Так на чорний диск майже вдвічі менше тиску, ніж на світлий. Щільність енергії Лебедєв вимірював за допомогою спеціально сконструйованого калориметр, направляючи на нього пучок світла на певний час і реєструючи підвищення температури.
Світло - це що поширюються в просторі фотони, то фотон володіє імпульсом. Імпульс фотона істотно відрізняється від імпульсу інших елементарних частинок. Покояться фотони существует.Еслі поширюється хвилю зупинити то світло припинить своє існування, значить фотони будуть поглинені атомами речовини, а їх енергія перейде в інший вид енергії.
Відкриття нейтрона. Відкриття протона. Протонно - нейтронна модель ядра. Нуклони.
відкриття нейтрона. На початку 30-х рр. буливиявлені невідомі раніше промені. Вони були названі берилієвим випромінюванням.так як виникали при бомбардуванні альфа - частинками берилію.
У 1932 р англійський учений Джеймс Чедвік(Учень Резерфорда) за допомогою дослідів, проведених в камері Вільсона, довів, що берилієве випромінювання являє собою потік електрично нейтральних частинок, маса яких приблизно дорівнює масі протона. Відсутність у досліджуваних частинок електричного заряду випливало, зокрема, з того, що вони не відхилялися ні в електричному, ні в магнітному полі. А масу частинок вдалося оцінити по їх взаємодії з іншими частинками.
Ці частинки були названі нейтронами (ні той, ні інший).
Відкриття протона.У 1913 р Е. Резерфорд висунув гіпотезу про те, що однією з частинок, що входять до складу атомних ядер всіх хімічних елементів, Є ядро \u200b\u200bатома водню.
Підстава: маси атомів хімічних елементів перевищують масу атома водню в ціле число раз (тобто кратні їй).
У 1919 р Резерфорд поставив досвід по дослідженню взаємодії альфа - частинок з ядрами атомів азоту.
У цьому досвіді альфа - частка, що летить з величезною швидкістю, при попаданні в ядро \u200b\u200bатома азоту вибивала з нього якусь частку. За припущенням Резерфорда, цієї часткою було ядро \u200b\u200bатома водню, яке Резерфорд назвав протоном (перший).
Нуклон.Так як протон і нейтрон по взаємодії ядерними силами не відрізняються один від одного, їх часто розглядають як одну частинку нуклон в двох різних станах (ядро). Нуклон в змозі без електричного заряду називається нейтроном, нуклон в змозі з позитивним електричним зарядом називається протоном.
Одне з чудових властивостей ядерних сил - властивість насичення - полягає в тому, що нуклон виявляється здатним до ядерного взаємодії одночасно лише з невеликим числом нуклонів-сусідів. Властивість насичення ядерних сил робить їх в деякій мірі подібними з силами зв'язку атомів в молекулах.
Електричний струм - це впорядкована (спрямований) рух заряджених частинок.
1. Направлений рух вільних зарядів в провіднику під дією сил струму називається електричним струмом провідності або електричним струмом.
2. За напрямок струму беруть напрямок руху позитивно заряджених частинок, яке збігається з напрямком електричного поля.
Дії струму:
Провідник, по якому тече струм, нагрівається.
Електричний струм може змінювати хімічний склад провідника.
Струм робить силову дію на сусідні струми і намагнічені тіла, що є основною властивістю струму.
Умови існування електричного струму.
Наявність вільних заряджених частинок
Наявність електричного поля
Основні характеристики електричного струму
1. Характеристика струму (сама залежна величина).
Величина, яка вимірюється ставленням заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за який-небудь проміжок часу, до величини цього проміжку, називається силою струму. Якщо сила струму з часом не змінюється, то струм називають постійним.
I \u003d g / t, кл / с \u003d А
2. Характеристика джерела живлення (залежна тільки від сили електричного поля).Напруга - це фізична величина, що характеризує роботу електричного поля по переміщенню заряду
U \u003d A / g, Дж / кл \u003d В
З. Характеристика провідника.електричний опірвиражається в Омах.