БИЛЕТЫ (1000739), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Одним из первых применений голографической интерферометрии было исследование механических деформаций. Голография применяется для хранения и обработки информации.

Билет №12

1. Электростатическое поле в диэлектрике. Электрический диполь в электростатическом поле. Поляризованность. Свободные и связанные заряды. Вектор электрического смещения.

П ри попадании диэлектрика в электрическое поле (создается заряженными плоскостями с поверхностной плотностью зарядов σ) происходит его поляризация. При этом на его гранях появляются связанные заряды σ’. Поверхностная плотность связанных зарядов меньше, чем плотность свободных. Результирующее поле внутри диэлектрика E=E₀ – E’=(σ – σ’)/ε₀.

На помещенный в электрическое поле диполь действуют две силы, равные по модулю и противоположные по направлению (|F|=qE). Так как они приложены к разным концам диполя, который схематично представляет собой два разноименных заряда q, соединенных на расстоянии l друг с другом, создается вращательный момент M=2qE* =qE* =p*E* , где р – дипольный момент.

Чтобы произвести количественное описание поляризации диэлектрика вводят векторную величину — поляризованность, которая определяется как дипольный момент единицы объема диэлектрика:

Для описания электрического поля, в частности, в диэлектрике, вводят в рассмотрение вектор электрического смещения (вектор электростатической индукции) =εε₀

В проводниках (например, в металлах) существуют свободные заряды, которые можно разделить. В диэлектриках заряды смещаются лишь в пределах отдельных молекул, поэтому их разделить нельзя. Это связанные заряды.

1. Уравнение плоской электромагнитной волны в диэлектрике. Скорость распространения электромагнитных волн.

У электромагнитной волны, распространяющейся в диэлектрике, векторы и перпендикулярны. Из уравнений Максвела следует: E_y= H_z.

Скорость распространения волны v= =

1. Решение:

; ; r₄= ;

Билет №13

1. Работа электростатического поля при перемещении зарядов. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала. Уравнение Пуассона.

Работа при перемещении Q₀ из точки 1 в точку 2.

не зависит от траектории перемещения. Следовательно эл.стат. поле точечного заряда является потенциальным, а эл.стат. силы консервативными.

Потенциал поля.

Потенциальная энергия заряда Q₀ в поле заряда Q на расстоянии r

Если поле создано системой точечных зарядов то энергия заряда Q₀ равна сумме его потенциальных энергий создаваемых каждым зарядом в отдельности.

Потенциал в какой либо точке эл.стат. поля есть физическая величина, определяемая потенциальной энергией положительного заряда, помещённого в эту точку.

Разность потенциалов двух точек равна работе при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.

Связь напряженности и потенциала.

Работа по перемещению единичного положительного заряда вдоль оси Х равна повторив это для осей y,z получим

Эквипотенциальная поверхность – поверхность во всех точках которой потенциал имеет одно и тоже значение.

Уравнение Пуассона

, где ²- div grad скаляр

1. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. Энергия и плотность магнитного поля.

ЭМ индукция – явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, охватываемого этим контуром.

З-н Фарадея:

Правило Ленца: индукционный ток направлен так, чтобы создаваемое им магнитное поле компенсировало изменение магнитного потока.

Дифференциальная форма з-на Фарадея: из интегральной формы

с помощью теор. Стокса:

При изменении силы тока I в контуре будет изменяться и магнитный поток через площадку контура Ф, поэтому в контуре появится индукционный ток, направление которого определяется правилом Ленца. Это явление называется самоиндукцией.

, где L – индуктивность – коэффициент пропорциональности в выражении

.

Энергия магнитного поля, создаваемая в катушке индуктивности L электрическим током силой I, определяется формулой . Индуктивность катушки , индукция магнитного поля в катушке , напряженность магнитного поля . Тогда . Объемная плотность энергии

Явление возникновения ЭДС в одном из контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией. Рассмотрим два неподвижных контура (1 и 2), расположенных достаточно близко друг от друга. Обозначим через ту часть потока, которая пронизывает контур 2. Тогда . Если ток изменяется, то в контуре 2 индуцируется ЭДС , которая по закону Фарадея равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока , созданного током в первом контуре и пронизывающего второй:

1. Решение:

; E*2 ; E= .

Билет 14

1)Вектор индукции магнитного поля. Закон Био-Савара Лапласса. Принцип суперпозиции магнитных полей. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах.

Магнитное поле имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной. Этой характеристикой является вектор магнитной индукции В.

Принцип суперпозиции: магнитное поле, создаваемое нескольколькими движущимися зарядами или токами, равно векторной сумме магнитных полей, создваемых каждым зарядом или током в отдельности: .

Напряженностью магнитного поля называется физическая величина, определяемая соотношением [H]=А/м .теорема о циркуляции: циркуляция вектора напряженности магнитного поля по некоторому контуру равна алгебраической сумме макроскопических токов, охватываемых этим контуром. : . Если макроскопические токи распределены в пространстве с плотностью j, тогда ф-ла циркуляции: , где S – произвольная поверхность, ограниченная контуром, по которому берется циркуляция.

Диф. форма теоремы о циркуляции вектора Н: т е ротор вектора Н равен плотности тока проводимости в той же точке в-ва.

2 проводника действуют друг на друга

Закон Био-Савара Лапласса :dB ,dB - ф-лы нахождения магнитного поля, создаваемого постоянными электрическими токами.

2 ) Отражение и преломление плоской монохроматической волны на границе раздела двух диэлектриков в случае нормального падения.

Отражение и преломление света на границе раздела двух сред

После прохождения границы раздела двух сред падающая плоская волна (луч i) разделяется на две волны: проходящую во вторую среду (луч t) и отраженную (луч r) Угол падения , преломления ', отражения

Закон преломления: =n₂₁

Закон отражения

П олное внутреннее отражение Если угол падения невелик, то часть поля отражается, а часть преломляется. Однако, при переходе из более плотной среды в менее плотную n>n', при некотором угле падения синус угла преломления по закону преломления должен быть больше единицы, что невозможно. Поэтому в таком случае преломления не происходит, а происходит полное внутреннее отражение

Условие полного внутреннего отражения: sin >=n'/n

3 ) , ⫠=m_pa= , =

, v⫠= ; v_||= ; ; T= ; v_||= . ; E= .

Билет 15

1. Электрический заряд. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля.

Принцип суперпозиции для электростатического поля.

®Электрический заряд. Наряду с массой, одним из свойств частиц вещества яв-ся электрический заряд. Различают два вида электрического заряда: положительный и отрицательный. О наличии заряда у тела судят по его взаимодействию с другими заряженными частицами. При этом одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименные притягиваются.

Элементарным зарядом наз-ся абсолютная величина электрического заряда электрона или ядра атома водорода-протона. В СИ величина элементарного заряда равна е=1.6* Кл. Любой электрический заряд кратен элементарному заряду.

Электрические заряды могут появляться или исчезать только попарно. Отсюда следует: закон сохранения электрического заряда – сумма зарядов в замкнутой(изолированной) системе остается постоянной.

Точечным электрическим зарядом наз-ся заряженное тело, размерами которого(в условиях данной задачи) можно пренебречь.

Закон Кулона. Опыт показывает, что взаимодействие точечных зарядов определяется законом Кулона: F=k , где k= -постоянный коэффициент.

Для закона Кулона справедливо утверждение: вектор силы, действующий на точечный заряд со стороны остальных зарядов равен векторной сумме сил, действующих со стороны каждого заряда в отдельности = .

®Напряженность электростатического поля. По современным представлениям электрические заряды взаимодействуют посредством некоторой материальной субстанции, которая наз-ся электрическое поле и яв-ся одной из форм проявления электромагнитного поля.

Электрическое поле характеризуется силовой характеристикой – вектором напряженности, который определяется как отношение вектора силы, действующей на точечный заряд q, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда .Величина напряженности измеряется или . Зная напряженность в данной точке можно найти силу, действующую на заряд . Отсюда видно, что на положительно заряженные частицы сила действует по направлению вектора напряженности электрического поля, а на отрицательно заряженные – против.

Правило: чтобы найти направление вектора напряженности электрического поля в данной точке, надо поместить в эту точку положительный заряд. Тогда вектор напряженности будет направлен так же как и вектор силы, действующей на заряд.

®Принцип суперпозиций для электрического поля: Вектор напряженности поля, создаваемого системой зарядов, равен векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности: .

Это следует из того, что силы складываются как векторы , поэтому

Характеристики

Список файлов вопросов/заданий