Реферати українською » Физика » Шпаргалка з усього курсу фізики (як його викладають в Дніпропетровському Державному Технічне Університеті Залізничного Транспорту)


Реферат Шпаргалка з усього курсу фізики (як його викладають в Дніпропетровському Державному Технічне Університеті Залізничного Транспорту)

Страница 1 из 3 | Следующая страница

15. Сила Лоренса. Рух зарядів у магнітному полі.

Сила Лоренса діє дижущуюся у магнітному полі заряджену частку, змінюючи у своїй лише напрямок швидкості (т.к. вона перпендикулярна до швидкості). Fл = q B V sin (a). Коли частку у магнітному полі діє сила Лоренса, вона починає закручуватися (чи іти у спіралі) з R = mV/qB і періодом T = 2m/qB;


16. Ефект Голла.

Эффектом Голла називають виникнення поперечного електричного поля була в провіднику чи полупроводнике із течією при приміщенні їх у магнітне полі. Це зумовлено впливом сили Лоренса на рух носіїв струму. Напруженість установивщегося поперечного електричного поля Є = R [B*j], де B-индукция, j-вектор щільності струму, R-постоянная Холла.Холловская різницю потенци U=RIB/d, де d - лінійний розмір провідника у бік вектора У.


17. Взаємодія рухомих зарядів.

Сила, діюча на рухомий заряд q2 із боку магнітного поля іншого рушійної заряду q1, називається силою магнітного взаємодії. Якщо два однойменних заряду рухаються в вакуумі з швидкостями, малими порівняно з швидкістю світла у вакуумі, то сили їх магнітного взаємодії явл. силами притягування й чисельно рівні Fm = Mоq1q2V2/(4r2), сила кулонівського ооталкивания - Fе = q1*q2/4pi*ео*r*r. Т.к. еоМо = 1/с2, то ставлення цих сил одно Fm/Fe = V22; Отже, при швидкостях зарядів, малих порівняно з швидкістю світла у вакуумі, магнітне взаємодія між рухливими зарядами значно слабше їх електростатичного взаємодії. Але якщо заряди рухаються в прводнике, який загалом електрично нейтральний, електричні сили виявляються скомпенсироваными, отже залишається тільки магнітне взаємодія. Цим пояснюється магнітне взаємодія провідників з струмами.


18. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца.

Электромагнитной індукцією називається виникнення э.д.с. в провіднику за його переміщенні у магнітному полі або у замкнутому проводяться контурі внаслідок його руху на магнітному полі бою або зміни самого поля. Ця э.д.с. назыв. електрорушійної силою електромагнітної індукції. Під її впливом у замкненому прводнике виникає эл. струм, званий индукционным струмом. Закон Фарадея : э.д.с. електромагнітної індукції пропорційна і протилежна за сигналом швидкості зміни магнітного потоку Фм крізь поверхню, натягнуту цей контур - Є інд = -dФ/dt; Знак мінус у правій частині закону эл.-магн. індукції відповідає правилу Ленца : при усякому зміні магнітного потоку крізь поверхню, натягнуту на прводящий контур, в контурі виникає индуционный струм такого напрями, що його власне магнітне полі протидіє зміни магнітного потоку, яка викликало индуционный струм.


19. Явище самоиндукции. Индуктивность.

Самоиндукцией зв. виникнення э.д.с. електромагнітної індукції в електричної ланцюга через зміну у ній електричного струму. Ця э.д.с. зв. електрорушійної силою самоиндукции. Власний магнітний потік прпорционален току : Фс = LI, де коефіцієнт пропорційності L називають индуктивностью. Индуктивность залежить від ж розмірів та форми провідника із течією і зажадав від властивостей окруж. середовища ( L = про n2V, де V=lS). Э.Д.С. самоиндукции - Ес = -LdI/dt;


20. Экстратоки.

Це струми, які творяться у момент включення / чи вимикання соленоида. При размыкании : I = Iо*e -Rt/ L, де R-активное сопративление контуру, L - його индуктивность. T = R/L - час релаксації. Під час замикання : I = Iо - Iо*e-Rt/L


21. Взаємна індукція.

Взаимной індукцією називається явище порушення э.д.с. електромагнітної індукції лише у эл. ланцюга за зміни эл. струму на другий ланцюга або за зміні взаємного розташування цих двох ланцюгів. У соотв. із головною законом электромагитной індукції э.д.с. взаємної індукції під другий ланцюга через зміну потоку Ф У першій ланцюга. Взаємні індуктивності двох контурів рівні, тоді як середовищі немає ферромагнитиков.


22. Енергія магнітного поля.

Під час створення у замкненому проводяться контурі електричного струму необхідно зробити роботу з подоланню э.д.с. самоиндукции, перпятствующей наростання струму в контурі. За законом збереження енергії робота А визначає власну енергію струму в контурі - W = LI2/2; Разом зі зростанням струму у подальшому ланцюгу зростає й магнітне полі цього струму. Власна енергія струму у ланцюзі є нічим іншим, як енергію його магнітного поля. Объемной щільністю енергії магнітного поля називається енергія цього поля, віднесена для її обсягу : w = dW/dV, де dW - енергія, ув'язнена у малому об'ємі dV поля, який обраний в такий спосіб, щоб її межах полі можна було однорідним. У ізотропного і неферромагнитной середовищі w=BH/2;


23. Магнитомеханические явища.

Магнитный момент створюваного эл-ном тока(вращение можна взяти як струм) дорівнює Pm = IS (P.S - площа орбіти) Pm = eVr/2; Момент обумовлений рухом эл-на орбітою, вледствие чого назыв. орбітальним моментом эл-на. Напрям вектора Pm утворює з наступним спрямуванням руху эл-на левовинтовую систему. Движущийся орбітою електрон має моментом імпульсу M = mVr. Вектром М назыв. орбітальним механ. моментом эл-на. Він утворює і розсилання їх руху эл-на правовинтовую систему. Отже напрями векторів Pm і M протилежні. Ставлення магнітного моменту елементарної частки до її механ. моменту назыв. магнитомеханическим ставленням. Для эл-на воно одно : Pm/M = - e/2m. У результаті обертання навколо ядра эл-н виявляється подібним вовчку. Ця обставина є основою про магнитомеханических явищ, яке у тому, що намагнічування магнетика призводить до його обертанню і, навпаки, обертання магнетика викликає його намагнічування.


24. Досвід Энштейна-Де Хааза. Досвід Барнета.

Існування першого явища (вопр. 23) було доведено експериментально Ейнштейна і де Хаазом, а другого - Барнетом. Досвід 1 : якщо намагнітити стрижень з магнетика, то магнітні моменти електронів встановляться в напрямі поля, а механич. моменти - проти. Через війну сумарний механічний момент эл-нов стане відмінними від нуля. Момент імпульсу системи стержень-электроны має залишитися не змінювалась. Тому стрижень преобретает момент імпульсу і отже розпалюється під обертання. Зміна напрями намагниченности призведе зміну напрями обертання стрижня. Досвід Ейнштейна і де Хааза здійснювався так : тонкий залізний стрижень підвішували на пружною нитки і поміщали всередину соленоида. Закручування нитки при намагничивании стрижня постійним м.п. виходило невеликим. Для посилення ефекту застосували метод резонансу - соленоид харчувався змінним струмом, частота к-рого підбиралася рівної власної частоті механич. коливань системи.

Досвід 2 : якщо встановити гіроскоп, закріплений в карданном підвісі, на диск відцентровій машини та привести його в обертання, то вісь гироскопа встановиться за вертикаллю, причому отже напрям обертання гироскопа співпаде і розсилання їх обертання диска. При зміні напрямку обертання відцентровій машини вісь гироскопа поварачивается на 180 градусів, тобто. те щоб напрями обох обертань знову збіглися. Барнет наводив залізний стрижень на вельми швидке обертання навколо його осі і вимірював виникає у своїй намагнічування. З результатів цього досвіду Барнет отримав для магнитомеханического відносини величину, вдвічі перевищує значення -e/2m (т.к. крім орбітальних моментів, эл-н має власними механич. Ms і магнітним Pms моментами, для к-рых магнитомеханическое ставлення одно -e/2m, тобто. соотв. досвіду)


25. Диамагнетизм.

Диамагнетиками зв. в-ва, магнітні моменти атомов(молекул) що у відсутності зовнішнього магнітного поля рівні нулю, т.к. магнітні моменти всіх електронів атома (молекули) взаємно компенсовані. Таким властивістю мають, наприклад, речовини, в атомах(молекулах) к-рых є лише повністю заповнені електронні верстви - інертні гази, водень, азот NaCl та інших. При внесенні диамагнитного в-ва у зовнішнє магнітне його атоми презнаходять наведені магнітні моменти. Магнітна проникність< 1.


26. Парамагнетики.

Парамагнетиками зв. в-ва, атоми (молекули) що у відсутність зовнішнього магнітного поля мають відмінний від нуля магнітний момент. Існування цього магнітного моменту може пов'язуватися і з орбітальним рухом електронів в атомах (мол-х) парамагнетика, і зі спиновыми магнітними моментами цих електронів. Прикладами парамагнетиков є лужні і щелочноземельные метали. У отсутсвие зовнішнього магн. поля вектори магнітних моментів різних атомів парамагнетика, які роблять теплове рух, орієнтовані у просторі цілком безладно, отже намагниченность парамагнетика дорівнює нулю. Магнітна проникність > 1.


27. Ферромагнетики. Природа ферромагнетиков.

Ферромагнетиками називаються тверді в-ва ( зазвичай перебувають у твердому стані), які мають при дуже високих температур мимовільної (спонтанної) намагниченностью, яка сильно змінюється під впливом зовнішніх впливів - магнітного поля, деформації, зміни температури. Ферромагнетики є сильномагнитными середовищами : внутрішнє магнітне полі може у сотні й тисячі раз перевершувати зовнішнє. Кожен ферромагнетика є така темпера t, звана точкою Кюрі, вище до-рій речовина втрачає свої особливі магнітні св-ва і як звичайний парамагнетик. Виміри гиромагнитного відносини для ферромагнетиков показали, що елементарними носіями магнетизму у яких є спінові магнітні моментів електронів. Область спонтанної орієнтації магн. моментів зв. доменом. Магнітна проникність ферромагнетика > > 1.


28. Струми Фуко.

Індукційні струми, які творяться у суцільних провідниках, зв. вихровими струмами чи струмами Фуко. У товщах суцільних провідників виникає багато замкнутих ліній таких струмів. Струми Фуко сприяють нагріванню провідника, усе веде до втрат енергії. Для їх зниження сердечники трансформаторів, магнітні ланцюга эл. машин виготовляють не суцільними, та якщо з окремих ізольованих пластин, пов-ти к-рых розташовуються паралельно лініях магнітної індукції.


29. Робота перемагничивания ферромагнетика.

( Нк - коэрцитивная сила, це напруженість, повністю размагничивающая ферромагнетик). dA = V H dB, де V-объем ферромагнетика. При намагничивании ферромагнетика робота може бути прирівняно збільшенню енергії магн. поля. Після закінчення циклу перемагнич., М і У, отже, і магн. енергія матимуть первонач. величину. Працюємо на увелич. внутр. енергії ферромагнетиков, тобто. на нагрівання. При скоєнні одного циклу перемагнич. ферромагн. робота затрачиваемая, для еденицу обсягу, чисельно дорівнює площі петлі гистерезиса( криволин. інтеграл від HdB). Ця робота триває на нагрівання ферромагнетика.


30. Вихревое електричне полі.

Струм можна подати як інтеграл від щільності струму не більше малого ділянки площею dS у всій площі. Тому відповідно до теоремі Стокса, на закон повного струму слід, що магнітна індукція у будь-якій точці магнітного поля була в вакуумі пов'язані з щільністю струму співвідношенням : rot B = о*j. Отже магнітне полі є безвихревым (rot B = 0) у всіх галузях простору, де немає електричних струмів, і вихровим скрізь, де ті струми є.


31. Струм усунення.

Максвелл узагальнив закон повного струму, припустивши, що змінне електричне полі, як і і електричний струм, є джерелом магнітного поля. Количественной мірою магнітного дії змінного електричного поля служить струм усунення. Бігом усунення крізь замкнуту поверхню називається фізична величина, рівна потоку вектора щільності струму усунення крізь цю пов-ть (j=dD/dt, де j - щільність струму усунення, D - вектор електричного усунення. Облік струмів усунення призводить до того, що ланцюга непостійних струмів стають замкнутими. Струми усунення "проходять" у його ділянках, де немає провідників, наприклад, між обкладками заряжающегося чи разряжающегося конденсатора.


32. Система рівнянь Максвелла : диффер. форма. Матеріальні рівняння.


Теорією Максвелла називається послідовна теорія єдиного електромагнітного поля, створюваного довільній системою електричних зарядів і струмів. Теоретично Максвелла вирішується основне завдання електродинаміки : по заданому розподілу зарядів і струмів знаходяться характеристики створюваних ними електричного і магнітного полів. Якщо ми із системи 4-х рівнянь перейдемо в проэкции на осі ( E - Ex Ey Ez, B - Bx By Bz), то ми не зможемо розв'язати цю проблему, через великі кол-ва невідомих. Для їх перебування користуються так званими матеріальними рівняннями, котрі характеризують електричні і магнітні св-ва середовища.


33. Аналіз рівнянь Максвелла.

1-е рівняння зазначає, що полі є вихровим (вопр. 30). 2-ге рівняння - Максвелл узагальнив теорему Остроградского-Гаусса для електростатичного поля. Він вважає, що вона справедлива нічого для будь-якого електричного поля як стаціонарного, і змінного. 3-тє рівняння : Див. струм усунення. У інтегральної формі показує, що циркуляція вектора напруженості магнітного поля по произвольному замкненому контуру дорівнює алгебраїчній сумі макротоков і струму усунення крізь поверхню, натягнуту цей контур. 4-те рівняння - теорема Остроградского-Гаусса справедлива нічого для будь-якого магнітного поля.

Якщо електричні і магнітні поля стаціонарні (dD/dt = dB/dt = 0), то ці поля існують незалежно друг від друга. Електричне полі описується двома рівняннями электростатики : rot E = 0 і div D = p, а магнітне полі - двома рівняннями магнитостатики : rot H = j і div B = 0;


34. Електромагнітні хвилі як вирішення рівнянь Максвелла.


Переменное электр. полі породжує магнітне, яке виявляється теж змінним, й у свою очредь породжує эл. полі. Якщо порушити з допомогою движ. зарядів електромагнітне полі, то просторі навколо зарядів виникне послідовність взаємних перетворень электрич. і магнітних полів, поширювана від точки до точки. Цей процес відбувається буде переодическим в часі та у просторі і, отже, є хвилю. Рівняння Максвелла дозволяють електромагнітні хвилі.


35. Енергія і імпульс електромагнітного поля. Вектор Умова-Пойтинга.

Объемная щільність енергії электромагнитног поля (енергія эл.-магн. хвилі) W = o E2/2 + o H2/2, якщо хвиля поширюється в вакуумі, те з соотнош. між H і E енергія W = EH/c, де з

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація