Теории (Теория к экзамену), страница 3

Сила Ампера – Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле

Сила Лоренца – Сила, действующая на заряж. Движущуюся частицу в магнитном поле

Магнитное давление
Рассмотрим соленоид, по которому течёт ток I . Используя метод виртуальной работы, увеличим мысленно радиус сечения соленоида на dr.
= => =

В ихревые токи.
Вихревые токи или токи Фуко – электрические токи возникающие вследствие электромагнитной индукции в проводящей среде при изменение пронизывающего ее магнитного потока.

Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его. Кроме того, они вызывают нагрев сердечника, что является бесполезной тратой энергии.

Применение: Индукционная закалка металлов, электрические индукционные печи

Вихревое электрическое поле.

Вихревое электрическое поле- электрическое поле ,которое порождается переменными магнитными полем и линии напряженности замкнуты.

и ;

Ток смещения. Закон полного тока.
Ток смещения, или абсорбционный ток, — величина, прямо пропорциональная скорости изменения электрической индукции
Закон полного тока

– Ток смещения

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Их свойства и физический смысл.Материальные уравнения.
Интегральная форма => Дифф. форма
Изменение магнитной индукции порождает вихревое электрическое поле -> выражение закона электормагнитной индукции

Интегральная форма => Дифф. Форма
Поток магнитной индукции через замкнутую поверхность равен нулю (магнитные заряды не обнаружены).

Интеграл. форма => Дифф. Форма
Электрический ток и изменение электрической индукции порождают вихревое магнитное поле

Интеграл. форма => Дифф. Форма
Электрический заряд является источником электрической индукции.
Материальные уравнения – уравнения , связывающие попарно векторы электромагнитного поля

Уравнения Максвелла в интегральной форме. Их свойства и физический смысл.

Материальные уравнения.

Вектор Пойнтинга. Теорема Пойнтинга.
Вектором Умова - Пойнтинга называют физическую величину, определяющую поток энергии электромагнитного поля, который равен

Теорема Пойнтинга— теорема, описывающая закон сохранения энергии электромагнитного поля.

Где w — плотность энергии
S — вектор Пойнтинга
J — плотность тока и E — напряженность электрического поля.

Теорема Пойнтинга в интегральной форме

Волновое уравнение для электромагнитного поля. Скорость распространения электромагнитных волн.

Волновое уравнение для электромагнитного поля
Векторы E и H зависит только от одной координаты

=>
=>

-волновое уравнение
-скорость распространения электромагнитных волн

Плоская электромагнитная волна. Волновое уравнение для плоской электромагнитной волны и его общее решение. Поперечность электромагнитных волн.
Плоская электромагнитная волна
Под плоской электромагнитной волной понимают волну, векторы H ̅ и E ̅ которой расположены в плоскости xOy, перпендикулярной направлению распространения волны (ось z), и изменяются только в функции координаты z и времени t.
Волновое уравнение
для вакуума и для среды
Решение

П оперечность электромагнитных волн

Энергия и импульс электромагнитного поля.

Плотность энергии электромагнитного поля

И в другом виде

Поток энергии и импульс в единице объёма электромагнитной волны связаны
плоская электромагнитная волна с плотностью энергии имеет импульс в единице объёма, переносимый плоской электромагнитной волной за единицу времени
Давление электромагнитной волны
-среднее значение плотности энергии
k- коэфф. отражения

Шкала электромагнитных излучений

Гамма излучение
Высокая проникающая способностьж силное биологическое воздействие.

Рентгеновское излучение
Высокая проникающая способность, интерференция и дифракция рентген лучей на кристалл. решетке

УФ излучение
Высокая проникающая способность, высокая химическая активность

Видимое излучение
Воздействие на лаз

ИК излучение
Производит химическое действие на фотопластинки; нагревает вещество при поглощении

Радиоволны

Понятие о рентгеноструктурном анализе

Рентгеноструктурный анализ это метод исследования строения тел, использующий явление дифракции рентгеновских лучей, метод исследования структуры вещества по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентгеновского излучения.

Phân tích cấu trúc bằng tia X là phương pháp nghiên cứu cấu trúc của các vật thể bằng hiện tượng nhiễu xạ tia X, phương pháp nghiên cứu cấu trúc của một chất theo sự phân bố trong không gian và cường độ bức xạ tia X tán xạ trên vật thể được phân tích.

Оптическое излучение, его интенсивность.
Оптическое излучение – электромагнитные волны с длиной в диапазоне
(Видимое+ ИК + УФ)
Свойства оптическог излучения : дифракцияж интерференция; поляризация.

Интенсивность излучения – энергия излучения по всем направлениям в единицу времени

Спектральные характеристики дифракционных решёток.

Угловая дисперсия – физ. Величина, характерует степень пространственного разделенния волн с различными длинами

Разрешающая способность R - физ. Величина, характерует способность оптических приборов давать разделенное изображение 2-x близких друг к другу точек обьекта

Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Электронная теория дисперсии

Дисперсия света - это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты света

Нормальная и аномальная дисперсия

Области значения ν, в которых или соответствуют нормальной дисперсии света . Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для света.

Дисперсия называется аномальной, если

Аномальная дисперсия наблюдается в областях частот, соответствующих полосам интенсивного поглощения света в данной среде.

Электронная теория дисперсии
В классической электронной теории дисперсии каждый атом среды можно рассматривать как систему зарядов, имеющих возможность совершать колебания с различными собственными частотами и коэффициентами затухания

и
связь поляризованности Р с концентрацией атомов N и дипольным моментом атома р
тогда или

=>

Когерентность. Пространственная и временная когерентность.
Когерентность - согласованность нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении.

Когерентные волны– это волны, которые имеют одинаковые частоты, постоянную во времени в данной точке разность фаз

Пространственная когерентность — когерентность колебаний, которые совершаются в один и тот же момент времени в разных точках плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Временная когерентность - состояние, при котором световые волны на протяжении своего периода проходят данную область в пространстве за одно и то же время

Кольца Ньютона.

К ольца Ньютона — это кольцевые полосы равной толщины, наблюдаемые при отражении света от поверхностей зазора между стеклянной пластинкой и соприкасающейся с ней выпуклой линзой

Условие максимальной интенсивности MAX
Условие минимальной интенсивности MIN

если м четное – радиус светлых колец, а нечетное - темных

Интерференция электромагнитных волн. Расчёт интерференционной картины от двух источников. Ширина полосы интерференции.
Интерференция электромагнитных волн
Электромагнитными волнами называется процесс распространения в пространстве переменного электромагнитного поля.
Интерференция волн - это явление устойчивого увеличения или уменьшения результирующей амплитуды колебаний при суперпозиции двух или более когерентных волн.
=> колебания одинокового направления

– амплитуд результат. Волн

Расчёт интерференционной картины от двух источников.

Разность фаз излучаемых источниками волн в точке наблюдения

=> с
с

Ширина полосы интерференции.
Ширина интерференционных полос - это расстояние на экране между двумя соседними светлыми или двумя темными полосами.

Интерференция света в тонких плёнках. Интерференционные полосы равной толщины и равного наклона.