Электрический ток в металлах

2 Электрический ток в металлах.

Электрический ток- упорядоченное движение свободных электронов. Если внутри металла нет электрического поля, то движение электронов хаотично и в каждый момент скорости различных электронов имеют разную величину и направление. Как только оно появляется, на каждый электрон начинает действовать сила, направленная в сторону, противоположную полю. Двигаясь под действием сил электрического поля, электроны приобретают некоторую кинетическую энергию. При соударениях она частично передается атомам и ионам решетки. Из-за этого происходит более интенсивное выделение тепла. При наличии тока происходит переход энергии упорядоченного движения электронов в энергию хаотического движения атомов, ионов и электронов (то есть во внутреннюю энергию тела). При наличии тока внутренняя энергия тока увеличивается.

Сверхпроводимость- явление исчезновения сопротивления некоторых веществ (металлов, растворов солей) при понижении температуры почти до абсолютного нуля. Сверхпроводимость

В 1911 г. нидерландский ученый Камерлинг-Оннес обнаружил, что при понижении температуры ртути до 4,1 К ее удельное сопротивление скачком уменьшается до нуля. Явление уменьшения удельного сопротивления до нуля при температуре, отличной от абсолютного нуля, называется сверхпроводимостью. Материалы, обнаруживающие способность переходить при некоторых температурах, отличных от абсолютного нуля, в сверхпроводящее состояние, называются сверхпроводниками.

Прохождение тока в сверхпроводнике происходит без потерь энергии, поэтому однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце электрический ток может существовать неограниченно долго без изменения.

Сверхпроводящие вещества уже используются в электромагнитах. Однако получить сколь угодно сильное магнитное поле с помощью сверхпроводящего магнита нельзя, т. к. очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние. Поэтому для каждого проводника в сверхпроводящем состоянии существует критическое значение силы тока, превзойти которое, не нарушая сверхпроводящего состояния, нельзя.

Объяснение сверхпроводимости возможно только на основе квантовой теории. Оно было дано лишь в 1957 г.

В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпроводимость керамик – соединений лантана, бария, меди и кислорода. Сверхпроводимость таких керамик сохраняется до температур около 100 К.

Закон Ома для участка цепи

Рассмотрим простейшую электрическую цепь постоянного тока, составленную из одного гальванического элемента и проводника. На внешнем участке цепи электрические заряды движутся под действием сил электрического поля. Перемещение зарядов внутри проводника не приводит к выравниванию потенциалов всех точек проводника, т. к. в каждый момент времени источник тока доставляет к одному концу цепи точно такое же количество заряженных частиц, какое из него перешло к другому концу внешней электрической цепи. Поэтому сохраняется неизменным напряжение между началом и концом внешнего участка электрической цепи; напряженность электрического поля внутри проводников такой цепи отлична от нуля и постоянна во времени.

Немецкий физик Георг Ом в 1826 г. обнаружил, что отношение напряжение между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока в цепи есть величина постоянная. Эту величину называют электрическим сопротивлением проводника.

Экспериментально установленную зависимость силы тока от напряжения и электрического сопротивления участка цепи называют законом Ома для участка цепи:

­ I=q/t ;I=[S под I(t)]Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению участка цепи.

Зависимость сопротивления проводника от температуры.

Если пропустить ток от аккумулятора через стальную спираль, то амперметр покажет уменьшение силы тока. Это означает, что с сопротивлением температуры сопротивление проводника меняется.

Если при температуре, равной 0°С, сопротивление проводника равно R₀, а при температуре t оно равно R, то относительное изменение сопротивления, как показывает опыт, прямо пропорционально изменению температуры t:  (1)

Коэффициент  называется температурным коэффициентом сопротивления. Он характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры.

Температурный коэффициент сопротивления численно равен относительному изменению сопротивления проводника при повышении температура на 1 К.

Для всех металлов >0 и незначительно меняется с изменением температуры. У растворов электролитов сопротивление с ростом температуры не уменьшается, а увеличивается. Для них <0. При нагревании проводника его геометрические размеры меняются незначительно. Сопротивление проводника меняется в основном за счет изменения его удельного сопротивления. Можно найти зависимость этого удельного сопротивления от температуры, если в формулу (1) подставить значения  и : Так как  мало меняется при изменении температуры, то можно считать, что удельное сопротивление проводника линейно зависит от температуры.

С приближением температуры к абсолютному нулю удельное сопротивление монокристаллов становится очень малым. Этот факт свидетельствует о том, что в идеальной кристаллической решетке металла электроны перемещаются под действием электрического поля, не взаимодействуя с ионами решетки. Электроны взаимодействуют лишь с ионами, не находящимися в узлах кристаллической решетки.

При повышении температуры возрастает число дефектов кристаллической решетки из-за тепловых колебаний ионов, – и это приводит к возрастанию удельного сопротивления кристалла.

Билет № 4

Первый закон Ньютона.

Существуют такие системы отсчёта, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела(или действия других компенсируются)

Всякое тело продолжает оставаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока приложенные силы не заставят его изменить это состояние. Само явление сохранения скорости постоянной называется инерцией.

Понятие об инерциальных и неинерциальных системах отсчета.

Инерциальная система отсчета- система, в которой всякое тело бесконечно удалено от других тел и не испытывает ускорения. Она должна быть условно неподвижной или движущейся равномерно и прямолинейно. Неинерциальная система отсчета- система отсчета, которая движется ускоренно относительно какой-то другой, инерциальной системы.

2Электрический ток в электролитах.

Электролитами являются растворы солей, кислот и щелочей. Заряженные частицы образуются в результате электролитической диссоциации. Молекулы растворяемых веществ распадаются на ионы. В отсутствии внешнего электрического поля все частицы находятся в хаотическом тепловом движении. Если ионы находятся во внешнем поле, то начинается их упорядоченное движение двумя встречными потоками: положительные ионы устремляются к катоду, отрицательные- к аноду. Суммарный ток через раствор складывается из обоих потоков.

Закон электролиза (закон Фарадея).

Электролиз- процесс выделения вещества на электродах и его перехода с одного на другой. Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося при электролизе, пропорциональна суммарному заряду всех ионов, прошедших через электролит. m=kDq=kIDt, где k- электрохимический эквивалент вещества. Второй закон Фарадея устанавливает связь между химическим и электрохимическим эквивалентами вещества: k=M/FZ, где M- молярная масса вещества, Z- валентность вещества, F- постоянная Фарадея. F=9,65 10⁴ Кл/моль.

Определение заряда электрона формулу m=M/neN_a*IDt можно использовать для определения заряда e. e=M/mn*I Dt.

Принцип относительности Тело находиться в состоянии покоя (отностительно Земли), если действие на него других тел скомпенсированы. В классической механике u, путь , движение относительны. Если по отношению к одной системе отсчёта тело покоится, то относительно других тел С.О. тело может двигаться это приводит к одному из основных законов механики 1 закону Ньютона.

Инерция- это явление сохранения u тела, если на него не действуют другие тела или действия этих тел скомпенсированы.

ИСО- это С.О., которые либо покоится либо движется прямолинейно и равномерно(Земля вокруг Солнца).

НИСО-это С.О. , кот. Движется с ускорением.

Классическая механика справедлива для u<<c

u, путь, покой, движение – относительны; m, длина тела, время – абсолютны. Принцип относительности Галилея. Никакими механическими опытами, проведенными внутри данной системы отсчета, нельзя установить, находится ли данная система в покое или равномерно прямолинейно движется. СТО- все законы механики протекают совершенно одинаково в любой НСО. Это новое учение о пространстве и времени, пришедшее на смену клас. Представлениям в физике. Создана Эйнштейном: 1 постулат: “постулат относительности все законы визики протекают совершенно одинаково в любой ИСО. 2 Скорость света в вакууме одинакова для всех ИСО. Она не зависит ни от источника, ни от скорости приемника светового сигнала. Следствия СТО (справедливы для тех, u =с )1) уменьшение длины.2)увеличение m.3)замедление t. Причиной несамостоятельности клас. представлений о пр-ве и t явл. Неправильное представление о возможности мгновенной передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пр-ва другую.

Билет № 5

1. Действие одного тела на другое, действие кот. Вызывает ускорение, назыв. силой. Сила определяет а, а не u. Это значит, что сила не есть причина движения. Сила – это величина изменения движения, т.е. изменения u движения. Различные опыты показывают, что если на разные тела действуют одна и таже сила, то величина, равная произведению m тела на его a, остаётся одной и той же. Это и позволило Ньютону сформулировать важнейший закон движения, называемый 2 з-м Ньютона. Второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета. Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические величины – масса тела m и сила а также способы их измерения. Первая из этих величин – масса m – является количественной характеристикой инертных свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие. Вторая – сила – является количественной мерой действия одного тела на другое. Второй закон Ньютона – это фундаментальный закон природы; он является обобщением опытных фактов, которые можно разделить на две категории: 1)Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения, приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональными массам: 2)Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенным силам: Обобщая подобные наблюдения, Ньютон сформулировал основной закон динамики: Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение. Это и есть второй закон Ньютона. Он позволяет вычислить ускорение тела, если известна его масса m и действующая на тело сила : В Международной системе (СИ) за единицу силы принимается сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с². Эта единица называется ньютоном (Н). Ее принимают в СИ за эталон силы. Если на тело одновременно действуют несколько сил (например, и то под силой в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил

Ускорение, сообщенное телу, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе тела.F=am.

На тело может действовать несколько сил. Сила, равная геом. Сумме всех приложенных к телу сил назыв. результирующей силой. 1 Н- сила, вызывающая единичное ускорение единичной массы. [Н]=[кг м/с²]

Сложение сил.

Силы складываются по правилу сложения векторов (следствие опыта). Сила, равная геометрической сумме всех приложенных к телу сил, называется равнодействующей или результирующей.

2Электрический ток в газах.

В обычном состоянии газы не проводят электрический ток, так как в газе нет свободных заряженных частиц. Чтобы газ стал проводящим, в нем создают заряженные частицы. Заряд ионов газа бывает маленьким, а масса- большая, Þ законы Фарадея не выполняются, закон Ома не выполняется при протекании тока по газу.

Самостоятельный и несамостоятельный разряды.

Если постепенно увеличивать напряжение на электродах, то сила тока вначале растет до определенного момента, а затем ток остается постоянным. Такой ток называется током насыщения. На этом участке существует несамостоятельный разряд (так как при отключении ионизатора ток прекращается). Но начиная с некоторого напряжения сила тока снова начинает расти, в газе появляются сильно выраженные световые и тепловые эффекты. Ионы создаются самим разрядом, который уже будет самостоятельным.

Билет № 6

Третий закон Ньютона. Действия тел друг на друга всегда имеют хр-р взаимодействия. Каждое из тел действует на другое и сообщает силу а. Отношение модулей ускорений взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс: а₁/a₂=m₂/m₁, или m₁a₁=m₂a₂. ускорения обоих тел направлены в противоположные стороны. Получаем: F₁=-F₂. тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Из-за взаимодействия тел друг на друга силы всегда появляются парами. Так же первый, второй и третий законы Ньютона справедливы, когда движение рассматривается относительно ИСО. Эти силы, кот. появляются одновременно всегда одной и той же природы, но они приложены к разным телам. Поэтому нельзя сказать, что сумма сил, приложенных к каждому телу, равна 0, что эти силы уравновешиваются. Уравновешиваться могут лишь силы, приложенные к одному и тому же телу. Третий закон Ньютона объясняет, как вообще возникает сила. Согласно этому закону, сила возникает при взаимодействии тел. При этом на каждое из взаимодействующих тел действует сила, и каждое получает ускорение. Действия двух тел друг на друга равны, но противоположны по направлению. Этот закон показывает, что из-за взаимодействия тел силы всегда появляются парами. ÞСила возникает при взаимодействии тел. Возьмём две одинаковые тележки, к одной из которых прикреплена упругая стальная пластина. Согнём пластинку и свяжем её ниткой, а второю тележку приставим к первой так, чтобы она плотно соприкасалась с другим концом пластинки. Перережем теперь нить, удерживающую пластинку в согнутом виде. Пластинка начнёт выпрямляться, и мы увидим, что обе тележки придут в движение. Это значит, что обе они получили ускорение. Так как масса тележек одинаковы, то одинаковы по модулю их ускорения, а следовательно и скорости, о чём можно судить по одинаковой длине перемещений тележек за одинаковое время. Если на одну из тележек положить какой-нибудь груз, то мы увидим, что перемещение тележек будут неодинаковы. Это значит, что и ускорение их неодинаковы: ускорение нагруженной тележки меньше, но её масса больше. Произведение же массы на ускорение т.е. сила, действующая на каждую из тележек по модулю одинаково. В этом примере как и в любых других можно отметить ещё одну особенность тех двух сил, которые, согласно третьему закону Ньютона, появляются одновременно, при взаимодействии: силы эти всегда одной и той же природы. Если, например, как и в нашем примере, на одно из тел со стороны другого действует сила упругости то оно отвечает это другому телу тоже силой упругости.

2 Ток в вакууме. Термолектронная эмиссия Откачивая газ их сосуда, можно достичь такой его концентрации, при которой молекулы успевают пролететь от одной стенки сосуда до другой, ни разу не испытав соударений друг с другом. Такое состояние газа в трубке называют вакуумом. Для существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц. В вакууме таких частиц нет, следовательно, чтобы электрический ток существовал в вакууме, необходимо внести в трубку источник заряженных частиц. Действие такого источника основано на свойстве тел, нагретых до высокой температуры, испускать электроны. Это процесс называется термоэлектронной эмиссией. Его можно рассматривать как испарение электронов с поверхности металла. У многих твердых веществ термоэлектронная эмиссия начинается при температурах, при которых испарение самого вещества не происходит. Такие вещества используются для изготовления катодов. Явление термоэлектронной эмиссии приводит к тому, что нагретый металлический электрод в отличие от холодного непрерывно испускает электроны, которые образуют вокруг проводника электронное облако. При этом электрод заряжается положительно, и под влиянием электрического поля заряженного облака электроны частично возвращаются на электрод. В равновесном состоянии число электронов, покинувших электрод, равно числу электронов, вернувшихся на электрод. При подключении нагретого и холодного электродов к источнику тока между ними устанавливается электрическое поле. Если положительный полюс источника тока соединен с холодным электродом (анодом), а отрицательный – с нагретым (катодом), то напряженность электрического поля направлена к нагретому электроду. Следовательно, электроны под действием этого поля движутся к холодному электроду, устанавливается электрический ток. При противоположном включении источника тока, напряженность поля направлена к холодному электроду, электроны отталкиваются от холодного электрода, и электрический ток не устанавливается, т. к. вокруг холодного электрода электронного облака не существует. Следовательно, устанавливается одностороння проводимость электрического тока между электродами.

Диод

Свойства односторонней проводимости используется в электронных приборах с двумя электродами – вакуумных диодах. Вакуумный диод (электронная лампа) состоит из баллона из стекла или металлокерамики, из которого откачан воздух до давления 10^-6 – 10^-7 мм рт. ст., внутри которого размещены два электрода. Катод имеет вид вертикального металлического цилиндра, покрываемого обычно слоем оксидов щелочноземельных металлов (оксидный катод испускает больше электронов, чем из чистого металла). Внутри катода расположен изолированный проводник, нагреваемый переменным током. Нагретый катод испускает электроны, достигающие анод, если потенциал анода больше, чем потенциал катода. Анод лампы представляет собой круглый или овальный цилиндр, имеющий общую ось с катодом.

Вольтамперная характеристика диода

Свойства любого электронного устройства отражает его вольтамперная характеристика, т. е. зависимость силы тока через это устройства от напряжения на его выводах.

Получить вольтамперную характеристику диода можно с помощью цепи, изображенной на рисунке. В отличие от характеристики металлического проводника эта характеристика нелинейная. Основная причина нелинейности вольтамперной характеристики вакуумного диода в том, что электроны испускаются катодом в ограниченном количестве. Кроме того, на движение электронов наряду с полем, созданным зарядами на электродах, существенное влияние оказывает поле пространственного заряда электронного облака у катода. Чем выше напряжение между катодом и анодом, тем большее количество электронов достигает анода, следовательно тем больше сила тока в лампе. При некотором напряжении все электроны, испускаемые катодом, попадут на анод, и при дальнейшем увеличении напряжения сила тока не меняется, ток достигает насыщения. Если повысить температуру катода (это можно сделать, изменив сопротивление в цепи накала), то катод начнет испускать больше электронов, и ток насыщения наступит при большем напряжении.

Электронно-лучевая трубка

Если в аноде вакуумного диода сделать отверстие, то часть электронов, испущенных катодом, пролетит сквозь отверстие и образует в пространстве за анодом поток параллельно летящих электронов – электронный луч. Электровакуумный прибор, в котором используется такой поток электронов, называется электронно-лучевой трубкой. Внутренняя поверхность стеклянного баллона электронно-лучевой трубки против анода покрыта тонким слоем кристаллов, способных светиться при бомбардировке электронами (люминофоров). Эту часть трубки называют экраном. В узком конце трубки помещен источник быстрых электронов – электронная пушка. Она состоит из катода, управляющего электрода и анода. На пути к экрану пучок последовательно проходит между двумя парами управляющих пластин, подобным пластинам плоского конденсатора. Если электрического поля между пластинами нет, то луч не отклоняется и светящаяся точка располагается в центре экрана. При сообщении разности потенциалов пластинам, луч отклоняется. Таким образом можно заставить электронный луч «рисовать» любую картинку на экране. Эта способность электронного луча используется для создания изображений на экране электронно-лучевой трубки телевизора, называемой кинескопом. Изменение яркости свечения пятна на экране достигается путем управления интенсивностью пучка электронов с помощью дополнительного электрода, расположенного между катодом и анодом и работающего по принципу управляющей сетки электровакуумного

Билет № 7

Импульс (количество движения) материальной точки.

Импульс материальной точки- величина, равная произведению массы тела на его скорость. p=mu.

Импульс силы.

Импульс силы- изменение импульса тела. Направление его вектора всегда совпадает с направлением вектора приложенной силы. Ft=mu-mu₀, где Ft- импульс силы.

Связь между приращением импульса материальной точки и импульсом силы.

F=ma=mDu/Dt

FDt=mDu Þ p_C=p.

Импульс тела.

Импульс тела- величина, равная произведению массы тела на его скорость. p=m_iu_i. Одна и та же сила за одно и то же время вызывает у любого тела одно и то же изменение импульса. Вектор импульса тела направлен так же, как вектор скорости. F=ma=m(v-v₀)/t Þ Ft=mv-mv₀. Ft- импульс силы. Его направление такое же, как и у вектора силы.

Закон сохранения импульса.

Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы. Замкнутая система тел- совокупность тел, взаимодействующих между собой, но не взаимодействующих с другими телами. Импульс- одна из немногих сохраняющихся величин.

Реактивное движение- движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть. Типичным примером реактивного движения может служить движение ракет. Пример – движение ракет. В головной части ракеты помещается полезный груз. В след. части нах. Запас топлива и разл. сис-мы управления. Топливо подаётся в камеру сгорания, где оно сгорает и превращается в газ высокой t и высокой p. Через реактивные сопла газ вырывается наружу и образует реактивную струю. Газ – это и есть отделяющаяся часть ракеты. Перед стартом ракеты её импульс отн- но Земли = 0. вырывающийся газ получает некот. импульс. Ракета представляет собой замкнутую систему, и общий её импульс должен оставаться = 0. Поэтому ракета получает импульс, равный по модулю импульсу газа, но противоположен по направлению. m_г u_г - m _р u_р = 0. или

m_г u_г= m _р u_р. u_р= m_г/ m _р*u_г.

m_г/ m _р – было получено по формуле Циолковского.

2 Полупроводники

Многие вещества в кристаллическом состоянии не являются такими хорошими проводниками электрического тока, как металлы, но не могут быть отнесены и к диэлектрикам, т. к. не являются хорошими изоляторами. Такие вещества называются полупроводниками. Они долгое время не привлекали к себе внимания. Одним из первых начал исследования полупроводников выдающийся советский физик Абрам Федорович Иоффе. Полупроводники оказались не просто «плохими проводниками», а особым классом со многими замечательными физическими свойствами, отличающими их как от металлов, так и от диэлектриков. Чтобы понять свойства полупроводников, необходимо разобраться в их строении. Рассмотрим природу связей, удерживающих атомы полупроводникового кристалла друг возле друга на примере кристалла кремния. Кремний – четырехвалентный элемент, следовательно, во внешней оболочке атома имеются четыре электрона, сравнительно слабо связанные с ядром. Число ближайших соседей каждого атома кремния также равно четырем. Взаимодействие пары соседних атомов осуществляется с помощью парноэлектронной (ковалентной) связи. В образовании этой связи от каждого атома участвуют по одному валентному электрону, которые отщепляются от атомов (коллективизируются кристаллом) и при своем движении большую часть времени проводят в пространстве между соседними атомами. Их отрицательный заряд удерживает положительные ионы кремния друг возле друга. Коллективизированная пара электронов не принадлежит лишь двум атомам. Каждый атом образует четыре связи с соседними, и любой валентный электрон может двигаться по одной из них. Дойдя до соседнего, он может перейти к следующему атому, а затем дальше вдоль всего кристалла. Валентные электроны принадлежат всему кристаллу. Аналогичное строение имеют другие полупроводниковые кристаллы, например германий.

Электропроводность, собственная проводимость полупроводников

Парноэлектронные связи кремния достаточно прочны и при низких температурах не разрываются. Поэтому кремний при низкой температуре не проводит электрический ток. Участвующие в связи атомов электроны прочно привязаны к кристаллической решетке, и внешнее электрическое поле не оказывает существенного влияния на их движение.

При нагревании кремния кинетическая энергия валентных электронов повышается, и наступает разрыв отдельных связей. Некоторые электроны покидают связи и становятся свободными, подобно электронам в металле. В электрическом поле они перемещаются между узлами решетки, образую электрический ток. Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью. При повышении температуры число разорванных связей, а значит, и свободных электронов увеличивается. Это приводит к уменьшению сопротивления.

При разрыве связи образуется вакантное место с недостающим электроном. Его называют дыркой. В дырке имеется избыточный положительный заряд по сравнению с другими, нормальными, связями. Положение дырки в кристалле не фиксировано. Непрерывно происходит процесс перескакивания электронов, образующих связь атомов, на место дырок, восстанавливая связь, и образуя дырку на исходном месте. Таким образом дырка может перемещаться по всему кристаллу. Если электрического поля в кристалле нет, то перемещение дырок происходит беспорядочно, электрический ток не создается. Если же возникает электрическое поле, то возникает упорядоченное движение дырок, и, таким образом, к электрическому току свободных электронов добавляется электрический ток, связанный с перемещением дырок. Направление движения дырок противоположно движению электронов. Проводимость полупроводников, обусловленную наличием дырок, называют дырочной проводимостью. Мы рассмотрели механизм проводимости идеальных полупроводников. Проводимость при этих условиях называют собственной проводимостью полупроводников.

Примесная проводимость полупроводников

Собственная проводимость полупроводников обычно невелика из-за малого числа свободных электронов. Но проводимость полупроводников очень сильно зависит от примесей. Именно это свойство сделало проводники тем, чем они являются в современной технике. При наличие примесей в полупроводнике наряду с собственной проводимостью возникает дополнительная – примесная проводимость. Изменяя концентрацию примеси, можно значительно изменить число носителей заряда того или иного знака. Благодаря этому можно создавать полупроводники с преимущественной концентрацией либо отрицательно, либо положительно заряженных носителей.

Донорные примеси

При добавлении в полупроводник атомов пятивалентных элементов, например мышьяка, даже при очень малой их концентрации, число свободных электронов возрастает во много раз. Четыре валентные электрона участвуют в создании ковалентной связи, а пятый валентный электрон оказывается слабо связан с атомом. Он легко покидает атом мышьяка и становится свободным. Примеси, легко отдающие электроны и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов, называются донорными примесями. Поскольку полупроводники, обладающие донорными примесями имеют большее число электронов (по сравнению с числом дырок), их называют полупроводниками n‑типа.

 В полупроводнике n‑типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки – неосновными.

Акцепторные примеси

Если в качестве примеси использовать трехвалентный элемент, например индий, то характер проводимости полупроводника меняется. Теперь для образования ковалентных связей атому индия не хватает электрона. В результате образуется дырка. Такого рода примеси называют акцепторными. При наличии электрического поля дырки начинают перемещаться, возникает дырочная проводимость. Полупроводники с преобладанием дырочной проводимости над электронной называют полупроводниками p-типа.

Основными носителями заряда в полупроводнике p-типа являются дырки, а неосновными – электроны.

Электрический ток через контакт полупроводников p- и n-типов

Наиболее важные свойства полупроводников происходят при контакте полупроводников n- и p-типов. Рассмотрим полупроводник, одна часть которого содержит донорные примеси, и поэтому является полупроводником n-типа, а другая – акцепторные примеси и представляет собой полупроводник p-типа. При включении полупроводника с p-n переходом в электрическую цепь так, чтобы потенциал полупроводника p-типа был положительным, а n-типа – отрицательным. При этом ток через p-n переход будет осуществляться основными носителями: из области n в область p – электронами, а из области p в область n – дырками. Следовательно, проводимость проводника велика. Такой переход называют прямым. Вольтамперная характеристика прямого перехода изображена сплошной линией. Если переключить полюсы батареи, то переход через контакт будет осуществляться неосновными зарядами. Следовательно, проводимость будет маленькой. Такой переход называют обратным. Вольтамперная характеристика обратного перехода изображена пунктирной линией.

Полупроводниковый диод.

Полупроводниковый диод- прибор, в котором используется один p-n переход. Бывает точечным и плоскостным. Диод- представитель нелинейных проводников.

Транзистор.

Транзистор- полупроводниковый прибор, в котором использовано два p-n перехода. Бывает точечным и плоскостным. Их можно использовать для усиления электрических сигналов.

Билет № 8

Закон всемирного тяготения – все тела во вселенной притягивают друг друга Fтяготения = G(m1m2)/R² m1 – масса 1 тела m2 – масса 2 тела R – расстояние между центрами масс взаимодействующих тел G – гравитационная постоянная

Закон всемирного тяготения.

Тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. F=Gm₁m₂/R²; G- гравитационная постоянная. Гравитация- явление взаимного притяжения тел. Гравитационные силы- силы, действующие между всеми телами. Направление этих сил всегда совпадает с линией, соединяющей взаимодействующие тела. Их можно считать только при условии далекого расположения тел.

Гравитационная постоянная и способы ее измерения.

Гравитационная постоянная - коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел. Она численно равна силе притяжения двух тел массой 1 кг каждое при расстоянии между ними 1 м. G=6, 67 10^-11 Н м²/кг². Численное значение получено опытным путем. Направление силы совпадает с линией, соединяющей взаимодействующие тела.

Сила тяжести.

Сила тяжести- одно из проявлений гравитационной силы- силы притяжения к Земле. Она направлена к центру Земли. F=GM_Зm_Т/R²; F=mg Þg=GM_З/R

Зависимость силы тяжести от высоты.

Если тело находится недалеко от поверхности Земли, то сила тяжести находится по формуле F=GM_Зm_Т/R_З², а ускорение свободного падения равно g. Если тело находится на некоторой высоте над поверхностью Земли, то сила тяжести определяется по формуле F=GM_Зm_Т/R²; а ускорение свободного падения- по формуле g=GM_З/(R_З+h)².

Вес тела – это сила, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле, действует на опору или растягивает подвес.

Невесомость объясняется тем, что сила всемирного тяготения, а значит и F_т сообщают телам одинаковое ускорение g. Поэтому всякое тело, на которое действует только F_т или вообще сила всемирного тяготения, находятся в состоянии невесомости. Именно в таких условиях находится всякое свободно падаюшее тело. Исчезает вес, а F_т осталась, и именно она – причина свободного падения.

Движение тел под действием силы тяжести. Тело, падая, движется с а ускорением потому, что на него действует F_т , направленная вниз. а постоянно, т.к. постоянна действующая на него сила. а не зависит от m тела потому, что сама F зависит от m. а ускорение падающего тела не изменится, если толкнуть тело вниз, сообщив ему начальную скорость u₀. если сообщить телу начальную скорость u₀, направленную вверх, то это не изменит ни направление, ни численного значения а ускорения тела, потому, что толчок вверх не может изменить F_т. в обоих случаях траектория тела – вертикальная прямая. Высота: h=h_oy+ u_oy+g_yt²/2. скорость тела в любой момент времени:

 u_y=u_oy+ g_yt; скорость тела в любой точке траектории: u_y²= u_oy²+2g_y(h-h₀)

Движение под углом к горизонту.

Скорость по оси ОХ:Скорость по оси ОУ:Максимальное время подъема:; t_полн = 2t;

Расстояние : S = V_xt_полн. ;; Максимальная высота: ; Движение тела, брошенного горизонтально:

; ;

 

2Электромагнитные колебания. ; ; - собственна частота колебаний в контуре; ; ;; ; ; - фаза колебаний; - амплитуда тока; ;

С – скорость в ваакуме; n – абс. показатель преломления среды;

Колебательный контур.

Колебательный контур- простейшая система, в которой могут возникать свободные электромагнитные колебания. Он представляет собой соединенные последовательно конденсатор и катушку. В закрытом колебательном контуре электромагнитных колебаний не возникает.

Свободные электромагнитные колебания в контуре.

Свободные электромагнитные колебания- периодически повторяющиеся изменения силы тока в электрической цепи, сопровождающиеся периодическими превращениями энергии электрического поля в энергию магнитного поля (или обратно), происходящие без потребления энергии от внешних источников. Простейшая система- колебательный контур (последовательно соединенные конденсатор и катушка).

Превращение энергии в колебательном контуре.

t=0: зарядка конденсатора от батареи, вся энергия в конденсаторе; E=q_m²/2c.

t=T/8: возникновение тока I, энергия распределена по контуру.

t=T/4: конденсатор разрядился, вся энергия в катушке, I достигает мах.

t=3T/8: конденсатор начинает перезаряжаться, энергия распределена.

t=T/2: конденсатор полностью перезарядился, энергия распределена, I=0.

Уравнение, описывающее процессы в колебательном контуре, и его решение.

В колебательном контуре роль ЭДС играет ЭДС самоиндукции. I(R+r)+U_C=E_L=-LI¢=-LDI/Dt; R+r®0 Þ I(R+r)®0; -LI¢=UC=q/C; I¢=q/LC. Пусть 1/LC=w₀², тогда q¢¢=-w₀²q- это основное уравнение собственных электромагнитных колебаний. Его решением является уравнение вида q=q₀cos(w₀t+j₀).

Формула Томсона для периода колебаний.

T=2pÖLC¢- формула Томсона. В колебательном контуре роль ЭДС играет ЭДС самоиндукции. I(R+r)+U_C=E_L=-LI¢=-LDI/Dt; (R+r)®0 Þ I(R+r)®0; -LI¢=UC=q/C; I¢=q/LC. Пусть 1/LC=w₀²; T=2p/w₀=2pÖLC¢.

Затухающие электромагнитные колебания.

Собственные колебания в контуре быстро затухают, то есть происходит уменьшение амплитуды колебаний, так как значительная часть энергии при каждом колебании превращается в теплоту из-за наличия электрического сопротивления цепи и некоторая часть энергии излучается в окружающее пространство.

Билет № 9

Силы упругости – силы, восстанавливающие то состояние тела, которое было до деформации. Эта сила возникает из-за взаимодействия частиц (притяжения и отталкивания). Но и F_упр возникает также, когда тело изгибают или скручивают, сл-но, F_упр возникает при деформациях тела, она направлена к поверхности соприкосновения взаимодействующих тел. Все тела состоят из атомов или молекул. Расстояние между ними очень малы, как и сами частицы. Частицы взаимодействуют между собой. K=l/l₀ – коэффициент жёсткости. Диаграмма рас-ния – это график зависимости s от e (s=F(e)). ОА – область упругой деформации;(з-н Гука); т.А - s_n – предел пропорциональности(это maxs, при котором ещё выполняется з-н Гука); АВ – область остаточных деформаций, деф-ция » 0,1%. Т.B-s_упр – предел упругости (maxs, при котором ещё не возникают заметные остаточные деформации); ВС – область текучести; т.С ­- предел текучести; СD- течёт материал; т.D-s_nч – предел прочности; после т.D – разрушение материала;

Понятие о деформациях.

Деформации- это растяжение, сжатие, изгиб, кручение и т. д. При любом виде деформации, если она не велика, возникает сила упругости, восстанавливающая то состояние, в котором тело находилось до деформации.

Закон Гука.

Сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению тела и направлению перемещения частиц тела относительно других частиц при деформации. Fупр.=-kx. k- коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. [Fупр.]=[Н/м].

Модуль Юнга.

Модуль Юнга- величина, характеризующая упругость материала. Dl/l=e- относительное удлинение, F/S=s- напряжение. s= Fe.

2 Незатухающие вынужденные колебания поддерживаются в цепи действием внешнего периодического U. Но возможны и другие способы получения незатухающих колебаний. Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счёт поступления энергии от источника внутри системы, называются автоколебательными . Незатухающие колебания, существующие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил, назыв. автоколебаниями. Примером автоколебательной системы может служить генератор на транзисторе. Он содержит колебательный контур с конденсатором ёмкостью C, катушкой индуктивностью L, источник энергии и транзистор. Авто-я возбуждаются кол. кон. Генератора на транзисторе за счёт энергии источника постоянного U. В генераторе используются транзистор, устройство, сост. из эмиттера, базы и коллектора и имеющее 2 p-n перехода – прямой(эмиттерный) и обратный(коллекторный переход). Колебания тока в кол. кон. вызвают колебания U между эмиттером и базой, которые в свою очередь управляет I в цепи кол. кон.(обратная связь). Обратная связь - индуктивная (L_св) от источника U в кол. кон. Поступает энергия, компенсирующая потери энергии в контуре на резисторе. Частота кол-й в кол. кон. Определяется L и C: w₀=1/ÖLC. При малых L и C n кол-й велика. Генераторы на транзисторах широко применяются во множестве радиотехнических устройств: в радиоприёмниках, усилителях и т.д. Широко они применяются в современных электронно-вычислительных машинах. На примере генератора на транзисторе можно выделить основные эл-ты, хар-ые для многих автоколебательных систем: 1) источник энергии (источник пост. U), за счёт которого поддерживаются незатухающие кол-ния. 2)колеб. сис-ма, т.е. та часть автоколебательной системы, в которой происходят колебания. 3)устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колеб. систему, - “клапан”(транзистор). 4)устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которого кол. сис-ма управляет “клапаном” (индукт. связь катушки кол. кон.)с катушкой в цепи эмиттер- база.

Билет № 10

1. F_тр возникает при соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Этими она отличается от F_упр, направленной перпендикулярно пов-ти. F_тр препятствует перемещению соприкасающих тел. F_тр покоя равна по модулю и противоположна по направлению силе, направленной к покоящемуся телу. Сущ-т max F_тр покоя – (F_тр)max. только тогда, когда сила F станет больше, чем

(F_тр)max, тело получит ускорение. (F_тр) max=mN. m- коэф. трения. N-сила реакции опоры. Если тело скользит по какой-либо пов-ти, то его движению препятствует сила трения скольжения. По модулю она почти (F_тр) max. Направлена всегда в сторону, противоположную направлению движения тела относительно того тела, с кот. оно соприкасается. Направление F_тр противоположно направлению движения тела. Это значит, что а, сообщаемое телу F_тр, направленно против движения тела. Поэтому F_тр приводит к уменьшению u тела. Как и (F_тр) max. F_{тр or}=mN. m зависит от материалов, из которых изготовлены тела, как обработаны их пов-ти и т.д. m не зависит от S сопр-я пов-й тел, от положения тел. Трение между соприкасающими телами назыв. сухим трением. Когда тело движется, соприкасаясь с жидкостью или газом тоже возникает F_тр (сила жидкого трения). Сила жидкого трения << F сухого трения. В жидкости и газе нет F_тр покоя. Даже самая малая сила, приложенная к телу в жидкости или газе сообщает ему а. Сила жидкого трения зависит не только от направления движения тела но и от его u(F_тр жидкости зависит u). Форму тела, при котором F_{тр жид} мала называют обтекаемой формой. F_тр увеличивается при увеличении F_тяж. В быту часто полезное трение усиливают, а вредное ослабляют(применяют смазку, заменяют трение скольжения трением качения).

2) вынужденные кол-я – кол-я в цепи под действием внешнего периодического ЭДС. Переменный электрический ток – это ток, кот. меняется по величине и направлению по гармон. закону. Пер. эл. ток представляет собой не что иное, как вынужденные ЭМК. I и U меняются по гармон. закону: i=I_msin wt; u=U_msinwt; проволочную рамку, вращающуюся в пост. однородном магн. Поле можно рассматривать, как простейшую модель генератора перем. эл. тока. Ф=ВScosa;

Ei=-DФ/Dt.=-Ф¹(t); a= wt; e=-Ф¹(t)=-(BScosa)=-(-BSwsinwt);

e_i=E_msin wt – ур-е Г.К. ЭДС. I=ÖI²=I_m/Ö2 – действующее значение перемен. эл. тока, величина, равная кв. корню из среднего значения квадрата I. U=ÖU²=U_m/Ö2; p=I_mU_m/2 – мощность. Мощность в цепи перем. Э.Т. опред. действ. значениями I и U; Сопротивление R назыв. активным, потому что при наличии нагрузки, обладающей этим R(резистора), цепь поглощает энергию, поступающюю от генератора. Эта энергия превращается во внутр. энергию проводников – они нагреваются. P=I²R; R=P/I² – активное R. При небольших значениях n пер Э.Т. R проводника не зависит от n и практич. совпадает с его электрическим сопр. В цепи пост. тока. ; рассмотрим эл. цепь, сост. Из последовательно соед-х резистора, конденсатора и катушки. U=U_R +U_L+U_C; (сумма магнитных значений напряжений на послед-но включённых эл-х цепи = магн. Значению приложенного напряжения); i=I_mcoswt; (кол-я I во всех эл-х цепи происходят по закону i=I_mcos wt). Кол-я U на резисторе по фазе совп. c кол-ми I; кол-я U на конденсаторе отстают от кол-й I на p/2; кол-я U на катушке опережают кол-я I на p/2.)Поэтому u=U_Rmcoswt+U_Cmcos(wt-p/2)+U_Lmcos(wt+p/2); U_m- ?Закон ома для эл цепи пер тока

Билет № 11

2Эл ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовать почти без потерь энергии. Преобразование перем. тока, при кот U увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потерь мощности, осуществляется с помощью трансформатора. Трансформатор сост. Из стального сердечника, на кот. надеты 2 или более катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, назыв. первичной, подключается к источнику перем. U. Вторая обмотка присоед. “нагрузку”, назыв. вторичной.- условное обозначение трансформатора. В основу работы трансформатора положено явление ЭМИ. Включив одну из обмоток в сеть перем. тока, мы получим ток другой обмотки, если она замкнута. Е в проводах вторичной обмотки придут в движение под действием вихревого ЭП. При прохождении тока по первичной обмотки в сердечнике появляется магн. Поток, кот. возбуждает Е_i в каждой обмотке. Магнитный поток сущ-т только внутри сердечника. е_i в любом витке первичной или вторичной обмотки одинаково и определяется формулой е_i=-DФ(t), т.к Е_i=

-DФ/Dt==-Ф(t). Ф=BScosa; a=wt; e_i=-(BScoswt)=-(-BSwsinwt)=E_msinwt; E_m=wBS-амплитуда ЭДС в одном витке. 1) трансформатор, понижающий U: k=N₁/N₂;k=N₁/N₂=U₁/U₂; N-число витков в катушке; k-коэф. трансформации. N₁>N₂; U₁>U₂ Þ k>1. 2) тр, повышающий U: N₁<N₂;U₁<U₂; Þ k<1; p₁»p₂; I₁U₁»I₂U₂;

передача электроэнергии на знач расстояния с малыми потерями – сложная научно-техническая проблема. Потеря энергии нагревания проводов равна квадрату I в линии электропередачи: Q=I²RT; Для уменьшения потерь необходимо уменьшить I, но p=IU. Чтобы при уменьшении I не уменьшилась передаваемая мощность, следует во столько же раз увеличить U. Для этого используют повышающие трансформаторы. Для исп-я электроэнергии, U нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов. Уменьшение потерь можно также достичь, увеличить уд. сопр. (r) и длину линии электропередачи, сечения проводников увеличивать невозможно из-за возрастания m проводов.

1) Рычаг представляет собой тв. тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры т.О- точка опоры, А и В- точки приложения сил. Силы F₁ и F₂, действующие на рычаг направлены в одну сторону. Кратчайшее расстояние, между точкой опоры и прямой, вдоль кот. действует на рычаг сила, называется плечом силы; ОА – плечо силы F₁, ОВ-плечо силы F₂. Условие равновесия рычага: Рычаг н6аходится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил F₁/F₂=l₂/l₁. правило равновесия рычага было установлено Архимедом. Из этого правила видно, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу. F₁l₁=F₂l₂; Произведение модуля силы на его плечо называют моменом силы. M=FL- момент силы.

Правило моментов: рычаг находиться в равновесии, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке = моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.[M]= 1Hм. Момент силы хар-т действие силы, показывыает, что оно зависит одновременно и от модуля силы и от её плеча.

Билет № 12

1Механическая работа.

Работа постоянной силы (или механическая работа) равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между этими векторами. Если на тело действует несколько сил, то берут их равнодействующую. A=Fscosa. За 1 Дж принимают работу, совершаемую силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].

Мощность.

Мощность- величина, равная отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена. [Ватт]=[Дж/с]. N=A/t=FS/t=Fu.

Энергия.

Энергия- способность тела совершать работу. Она бывает кинетическая (у движущегося тела) и потенциальная (у тела, поднятого над землей). В замкнутых системах энергия никуда не исчезает, а просто превращается из одного вида в другой и обратно. Сумма этих двух энергий составляет полную энергию тела.

Единицы измерения работы и мощности.

Работа измеряется в Джоулях (Дж). 1 Дж- работа, совершаемая силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].

Мощность измеряется в Ваттах (Вт). 1 Вт- мощность при совершенной работе в 1 Н за время 1 с.

Кинетическая энергия.

Кинетическая энергия- изменение половины произведения массы тела на квадрат его скорости. E_K=mv²/2. Кинетическая энергия тела массы m, движущегося со скоростью v, равна работе, которую нужно совершить, чтобы сообщить телу эту скорость. Кинетическая энергия- физическая величина, характеризующая движущееся тело; изменение этой величины равно работе силы, приложенной к телу. Теорема о кинетической энергии: работа силы (или равнодействующих сил) равна изменению кинетической энергии. A=E_K1-E_K2.

Связь между приращением кинетической энергии тела и работой приложенных к нему сил.

Изменение кинетической энергии материальной точки равно работе действующих на нее сила. Dx=u_НDt+a(Dt)²/2= u_НDt+Fcosa(Dt)²/2m= u_Н(mu_К-mu_Н)/Fcosa+ Fcosa( mu_К-mu_Н)²/2m(Fcosa)². DA= FDxcosa= mu_К²/2-mu_Н²/2= K_К-K_Н=DK Для этого использовали следующие формулы: a= Fcosa/m, FcosaDt= mu_К-mu_Н ÞDt= (mu_К-mu_Н)/Fcosa.

Потенциальная энергия тела.

Потенциальная энергия тела- энергия, зависящая от положения тела или частиц тела относительно друг друга. Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=E_P=mgh. Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx²/2.

Потенциальная энергия тел вблизи поверхности Земли.

Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=E_P=mgh.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела.

Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx²/2.

2Закон сохранения механической энергии.

Энергия превращается из одного вида в другой. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы. Полная энергия тела- сумма потенциальной и кинетической энергии тела. E_K2+E_P2=E_K1+E_P2.

2

2Электромагнитные волны. Их свойства.

Электромагнитная волна- процесс распространения электромагнитного поля (происходит со скоростью света). Однажды начавшийся в некоторой ты=очке пространства процесс изменения электромагнитного поля охватывает все новые и новые области окружающего пространства (Максвелл). u=1/Öee₀mm₀¢. Электромагнитные волны- волны, направление колебаний которых перпендикулярно направлению их распространения (поперечные волны). Они отражаются, преломляются, поляризуются, то есть ведут себя идентично другим волнам. Мех. волны распространяются в в-ве: газе, жидкости, тв. теле. Однако сущ-т один вид волн, кот. не нуждается в каком-либо в-ве. Это ЭМВ, к кот., относятся радиоволны и свет. Несмотря на сущ-е отличие ЭМВ от мех. волн, ЭМВ при своём распространении ведут себя подобно мех. ЭМВ – это распространяющиеся во времени переменные эл. и магн. Поля. Условие возникновения ЭМВ – это движение q с ускорением. ЭМВ возникает благодаря тому, что перем. эл. поле порождает перем. магн. поле. Это перем. магн. поле в свою очередь порождает перем. эл. поле.

Для образования интенсивных ЭМВ необходимо создать эл. магн. кол-я достаточно высокой n. Именно при этом условии Е эл. поля и В магн. поля будут меняться быстро. Кол-я высокой n можно получить с помощью колеб. контура. w₀=1/ÖLC. Частота кол-й будет тем выше, чем меньше L и C колеб. контура. ЭМВ были впервые экспериментально обнаружены Герцем. Опыты Герца.

Герц проводил опыты с разрядом мощной индукционной катушки. Ему удалось получить сверхбыстрые колебания электрического тока прямолинейном отрезке проводника. Продолжая опыты, Герц установил, что быстрые колебания тока в одном проводнике способны вызвать колебания тока в другом проводнике, удаленном от первого на некоторое расстояние. К открытому колеб. контуру можно перейти от закрытого, раздвигать пластины конденсатора. В конце концов получится прямой провод. C и L вибратора Герца мала. Поэтому и частота кол-й весьма велика.

Свойства ЭМВ: ЭМВ поглощаются и преломляются подобно всем другим видам волн. ЭМВ волны явл. поперечными волнами. Это означает, что векторы Е и В ЭМП ^ к направлению её распространения. Интерференция- сложение в пространстве 2-х волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих кол-й; дифракция- явление отклонения света от прямолинейного направления. Поляризация - док-т, что свет ь- поперечная волна. В опытах Герца l сост. несколько десятков см. Вычислив n ЭМК вибратора, Герц смог определить скорость ЭМВ по ф-ле u=ln(она » с»300000км/с).

Дифракция- интерференция вторичных волн. Френель первым открыл это явление, проведя опыт: в центре тени от шара получено светлое пятно. Световые волны, огибая края шара, заходят в область тени и, достигая центра тени на экране, проходят одинаковые расстояния независимо от какой точки на краю шара они идут. В этом случае они достигают центра тени в одинаковой фазе и в результате интерференции усиливают друг друга, поэтому и получается светлое пятно. В остальных частях тени происходит поочередное наложение волн в противоположных и одинаковых фазах и мы видим концентрические темные и светлые пятна.

Билет № 13