веществе, но и в вакууме. Поэтому должно быть возможным распространение
электромагнитных волн в вакууме.
Впервые опытным путем получил электромагнитные волны физик Генрих
Герц, использовав приэтом высокочастотный искровой разрядник (вибратор
Герца). Герц опытным путем определил также скорость электромагнитных волн.
Она совпала с теоретическим определением скорости волн Максвеллом.
Простейшие электромагнитные волны — это волны, в которых электрическое и
магнитное поля совершают синхронные гармонические колебания.
Конечно, электромагнитные волны обладают всеми основными свойствами
волн.
Они подчиняются закону отражения волн:
угол падения равен углу отражения. При переходе из одной среды в другую
преломляются и подчиняются закону преломления волн: отношение синуса угла
падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных
сред и равная отношению скорости электромагнитных волн в первой среде к
скорости электромагнитных волн во второй среде и называется показателем
преломления второй среды относительно первой.
Явление дифракции электромагнитных волн, т. е. отклонение направления их
распространения от прямолинейного, наблюдается у края преграды или при
прохождении через отверстие. Электромагнитные волны способны к
интерференции. Интерференция — это способность когерентных волн к
наложению, в результате чего волны в одних местах друг друга усиливают, а в
других местах — гасят. (Когерентные волны — это волны, одинаковые по
частоте и фазе колебания.) Электромагнитные волны обладают дисперсией, т.
е. когда показатель преломления среды для электромагнитных волн зависит от
их частоты. Опыты с пропусканием электромагнитных волн через систему из
двух решеток показывают, что эти волны являются поперечными.
При распространении электромагнитной волны векторы напряженности Е и
магнитной индукции В перпендикулярны направлению распространения волны и
взаимно перпендикулярны между собой (рис. 32).
С помощью радиоволн осуществляется передача на расстояние не только
звуковых сигналов, но и изображения предмета. Большую роль в современном
морском флоте, авиации и космонавтике играет радиолокация. В основе
радиолокации лежит свойство отражения волн от проводящих тел. (От
поверхности диэлектрика электромагнитные волны отражаются слабо, а от
поверхности металлов почти полностью.)
2) Архимедова сила, объяснение причины её возникновения. Условия плавания
тел. Плавание судов. Измерить выталкивающую силу с помощью динамометра.
Зависимость давления в жидкости и газе от глубины приводит к возникновению
выталкивающей силы, действующей на любое тело, погруженное в жидкость или
газ. Эту силу называют архимедовой силой. Если в жидкость погрузить тело,
то давления на боковые стенки сосуда уравновешиваются друг другом, а
равнодействующая давлений снизу и сверху является архимедовой силой. [pic]
т.е. силы, выталкивающая погруженное в жидкость (газ) тело, равна весу
жидкости (газа), вытесненной телом. Архимедова сила направлена
противоположно силе тяжести, поэтому при взвешивании в жидкости вес тела
меньше, чем в вакууме. На тело, находящееся в жидкости, действует сила
тяжести и архимедова сила. Если сила тяжести по модулю больше – тело тонет,
меньше – всплывает, равны – может находиться в равновесии на любой глубине.
Эти отношения сил равны отношениям плотностей тела и жидкости (газа). На
воде держатся громадные речные и морские суда, изготовленные из сьтали,
плотность которой почти в 8 раз больше плотности воды. Объясняется это тем,
что из сьтали делают лишь сравнитльтно тонкий корпус судна, а большая часть
его объёма занята воздухом. Среденее значение плотности судна при этом
оказывается значительно меньше плотности воды, поэтому оно не только не
тонет, но и может перевозить болшое количество грузоав.
Билет №19
1) Спектр электромагнитных излучений от их частоты. Применение
электромагнитных излучений на практике.
Узкий параллельный пучок белого света при прохождении сквозь призму
разлагается на пучки света разного цвета. Цветная полоса, видимая при этом,
называется сплошным спектром. Явление зависимости скорости света от длины
волны (частоты) называют дисперсией света. Этот эффект объясняется тем, что
белый свет состоит из ЭМ-волн разных длин волны, от которых и зависит
показатель преломления. Наибольшее значение он имеет для самой короткой
волны – фиолетовой, наименьшее – для красно. В вакууме скорость света
независимо от его частоты одинакова. Если источником спектра является
разреженный газ, то спектр имеет вид узких линий на черном фоне. Сжатые
газы, жидкости и твердые тела испускают сплошной спектр, где цвета плавно
переходят друг в друга. Природа возникновения спектра объясняется тем, что
каждому элементу присущ свой специфический набор излучаемого спектра. Это
свойство позволяет применять спектральный анализ для выявления химического
состава вещества. Спектроскопом называется прибор, с помощью которого
исследуется спектральный состав света, испускаемого некоторым источником.
Разложение производится с помощью дифракционной решетки(лучше) или призмы,
для исследования ультрафиолетовой области применяется кварцевая оптика.
2) Дисперсия света. Спектроскоп.
Узкий параллельный пучок белого света при прохождении через стеклянную
призму разлагается на пучки света разного цвета, при этом наибольшее
отклонение к основанию призмы имеют лучи фиолетового цвета. Объясняется
разложение белого света тем, что белый свет состоит из электромагнитных
волн с разной длиной волны, а показатель преломления света зависит от длины
его волны. Показатель преломления связан со скоростью света в среде,
следовательно, скорость света в среде зависит от длины волны. Это явление и
называют дисперсией света.
Прибор для разложения сложного света и наблюдения спектров называется
спектроскопом. Спектроскоп состоит из 2 труб: коллиматорной и зрительной,
укрепл1нной на подставке и стеклыной призмы под крышкой. Спектр можно
наблюдать через окуляр, использукемый в качестве лупы.
Билет №20
1) Закон отражения и преломления света. Полное отражение, его применение.
Прямая, указывающая направление распространения света, называется световым
лучом. На границе двух сред свет может частично отразиться и
распространяться в первой среде по новому направлению, а также частично
пройти через границу и распространиться во второй среде. Луч падающий,
отраженный и перпендикуляр к границе двух сред, восстановленный в точке
падения, лежат в одной плоскости. Угол отражения равен углу падения. Этот
закон совпадает с законом отражения волн любой природы и доказывается
принципом Гюйгенса. При прохождении светом границы раздела двух сред
отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина
постоянная для двух данных сред [pic]. . Величина n называется
показателем преломления. Показатель преломления среды относительно вакуума
называется абсолютным показателем преломления этой среды [pic]. При
наблюдении эффекта преломления можно заметить, что в случае перехода среды
из оптически более плотной среды в менее плотную, при постепенном
увеличении угла падения можно достигнуть такой его величины, что угол
преломления станет равен [pic]. При этом выполняется равенство [pic]. Угол
падения (0 называется предельным углом полного отражения. При углах,
больших (0, происходит полное отражение.
2) Электрический ток в металлах. Сопротивление металлического проводника.
Удельное сопротивление.
При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос
электрического заряда с одного места в другое. Однако если заряженные
частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как, например, свободные
электроны в металле, то переноса заряда не происходит. Электрический заряд
перемещается через поперечное сечение проводника лишь в том случае, если
наряду с беспорядочным движением электроны участвуют в упорядоченном
движении.
Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение
заряженных частиц.
Электрический ток возникает при упорядоченном перемещении свободных
электронов или ионов. Если перемещать нейтральное в целом тело, то,
несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атомных
ядер, электрический ток не возникнет. Полный заряд, переносимый через любое
сечение проводника, будет при этом равным нулю, так как заряды разных
знаков перемещаются с одинаковой средней скоростью.
Электрический ток имеет определенное направление. За направление тока
принимают направление движения положительно заряженных частиц. Если ток
образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока
считают противоположным направлению движения частиц.
Единица сопротивления 0 ом, сопротивлением в 1 ом обладает такой участок
цепи, в котором при силе тока 1 ампер напряжение равно 1 вольту.
Сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально площади
поперечного сечения [pic], где ( – удельное электрическое сопротивление,
величина постоянная для данного вещества при данных условиях. При
нагревании удельное сопротивление металлов увеличивается по линейному
закону [pic], где (0 – удельное сопротивление при 0 0С, ( – температурный
коэффициент сопротивления, особый для каждого металла. При близких к
абсолютному нулю температурах сопротивление веществ резко падает до нуля.
Это явление называется сверхпроводимостью. Прохождение тока в
сверхпроводящих материалах происходит без потерь на нагревание проводника.
Билет №21
1) Волновые свойства света. Интерференция света и её применение в технике.
Дифракция света. Дифракционная решётка.
Свет — это электромагнитные волны в интервале частот 63 • 1014 - 8 •
1014 Гц, воспринимаемых человеческим глазом, т. е. длин волн в интервале
380 - 770 нм.
Свету присущи все свойства электромагнитных волн: отражение,
преломление, интерференция, дифракция, поляризация. Свет может оказывать
давление на вещество, поглощаться средой, вызывать явление фотоэффекта.
Имеет конечную скорость распространения в вакууме 300 000 км/с, а в среде
скорость убывает.
Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях
интерференции и дифракции. Интерференцией света называют пространственное
перераспределение светового потока при наложении двух (или нескольких)
когерентных световых волн, в результате чего в одних местах возникают
максимумы, а в других минимумы интенсивности (интерференционная картина).
Интерференцией света объясняется окраска мыльных пузырей и тонких масляных
пленок на воде, хотя мыльный раствор и масло бесцветны. Световые волны
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
