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

Текст из файла (страница 5)

Электроёмкость конденсаторов:

Если проводник не уединен, то его емкость будет существенно увеличиваться при приближении к нему других тел. Это обусловлено тем, что поле данного проводника вызывает перераспределение зарядов на окружающих телах — появление индуцированных зарядов. Пусть заряд проводника . Тогда отрицательные индуцированные заряды оказываются ближе к проводнику, нежели положительные. Поэтому потенциал проводника, являющийся алгебраической суммой потенциала собственных зарядов и зарядов, индуцированных на других телах, уменьшится при приближении к нему других незаряженных тел. А значит, его емкость увеличится.

Это позволило создать систему проводников, которая обладает емкостью, значительно большей, чем уединенный проводник, и притом не зависящей от окружающих тел. Такую систему называют конденсатором.

Чтобы внешние тела не оказывали влияния на емкость конденсатора, его обкладки располагают так относительно друг друга, чтобы поле, создаваемое накапливающимися на них зарядами, было сосредоточено практически полностью внутри конденсатора. Это означает, что линии вектора , начинающиеся на одной обкладке, должны заканчиваться на другой, т.е. заряды на обкладках должны быть одинаковы по модулю и противоположны по знаку ( и ).

Основной характеристикой конденсатора является его емкость. В отличие от емкости уединенного проводника под емкостью конденсатора понимают отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между обкладками (эту разность называют напряжением):

Под зарядом конденсатора имеют в виду заряд, расположенный на положительно заряженной обкладке.

Расчёт ёмкости плоского конденсатора:

Этот конденсатор состоит из двух параллельных пластин, разделенных зазором шириной . Если заряд конденсатора , то напряженность поля между его обкладками , где , – площадь каждой пластины. Следовательно, напряжение между обкладками

Тогда

Сферического:

Пусть радиусы внутренней и внешней обкладок конденсатора равны соответственно и . Если заряд конденсатора , то напряженность поля между обкладками определяется по теореме Гаусса:

Напряжение на конденсаторе:

Тогда, ёмкость сферического конденсатора:

Полезно убедиться, что в случае малого зазора между обкладками, т. е. при условии (или ), полученное выражение переходит в выражение для емкости плоского конденсатора

Цилиндрического:

Рассуждая так же, как и в случае со сферическим конденсатором, получим

Где – длина конденсатора; и – радиусы внутренней и наружной цилиндрических обкладок. Здесь так же, как и в предыдущем случае, при малом зазоре между обкладками полученное выражение переходит в выражение для емкости плоского конденсатора.

Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа – Бреггов:

Дифракцию рентгеновского излучения в кристалле можно рассматривать как результат зеркального отражения от системы параллельных кристаллических плоскостей, т.е. плоскостей, в которых лежат узлы кристаллической решётки. Вторичные волны, отразившись от разных атомных плоскостей, когерентны и будут интерферировать между собой. Показатель преломления всех веществ для рентгеновских лучей близок к единице, поэтому разность хода двух волн, отразившихся зеркально от соседних кристаллических плоскостей, равна, как видно из рисунка 7.2, , где d – межплоскостное расстояние, α- угол скольжения. При этом направления, в которых возникают фраунгоферовы дифракционные максимумы определяются формулой Брэгга-Вульфа:

(Рисунок 7.2)

Понятие о рентгеноструктурном анализе:

Рентгеноструктурный анализ – это метод исследования атомно-молекулярного строения веществ, преимущественно с кристаллической структурой, основанный на изучении дифракционной картины, полученной при взаимодействиях с исследуемым образцом рентгеновского излучения.

3) Решение:

Радиус темных колец

Тогда

Ответ:

Билет 8

1) Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле:

Когда контур с током находится во внешнем магнитном поле – мы будем предполагать, что оно постоянное, – на отдельные элементы контура действуют амперовы силы, а поэтому при перемещении контура эти силы будут совершать работу. Работа, которую совершают амперовы силы при элементарном перемещении контура с током , определяется как , где – приращение магнитного потока сквозь контур при данном перемещении.

Доказательство этой формулы проведем в три этапа.

1. Сначала рассмотрим частный случай: контур (рисунок 8.1) с подвижной перемычкой длины находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура и направленном за плоскость рисунка. На перемычку действует амперова сила . При перемещении перемычки вправо на эта сила совершает положительную работу

где – приращение площади, ограниченной контуром. Для определения знака магнитного потока условимся всегда брать нормаль к поверхности, ограниченной контуром, так, чтобы она образовывала с направлением тока в контуре правовинтовую систему (рисунок 8.1). При этом ток будет всегда величиной положительной. Поток же может быть как положительным, так и отрицательным. Но в нашем случае как , так и являются величинами положительными.

(Рисунок 8.1)

2. Полученный результат справедлив и для произвольного направления поля . Чтобы убедиться в этом, разложим вектор на три составляющие: . Составляющая – вдоль перемычки – параллельна току в ней и поэтому не оказывает на перемычку силового действия. Составляющая — вдоль перемещения – дает силу, перпендикулярную перемещению, работы она не совершает. Остается лишь составляющая – перпендикулярная плоскости, в которой перемещается перемычка. Поэтому в формуле вместо надо брать только . Но , и мы опять приходим к формуле .

3. Теперь перейдем к рассмотрению любого контура при произвольном перемещении его в постоянном неоднородном магнитном поле (контур может при этом и произвольным образом деформироваться). Разобъем мысленно данный контур на бесконечно малые элементы тока и рассмотрим бесконечно малые перемещения их. В этих условиях магнитное поле, в котором перемещается каждый элемент тока, можно считать однородным. Для такого перемещения к каждому элементу тока применимо выражение для элементарной работы, где под надо понимать вклад в приращение потока сквозь контур от данного элемента контура. Сложив такие элементарные работы для всех элементов контура, снова получим выражение , где есть приращение магнитного потока сквозь весь контур.

Чтобы найти работу амперовых сил при полном перемещении контура с током от начального положения 1 до конечного 2, достаточно проинтегрировать выражение :

Если при этом перемещении поддерживать ток постоянным, то

2) Поглощение рассеяние света:

Прохождение световой волны через вещество сопровождается потерей энергии, затрачиваемой на возбуждение колебаний электронов. Частично это энергия возвращается в изучение в виде вторичных волн, порождаемых колеблющимися электронами, поэтому интенсивность света при прохождении через обычное вещество уменьшается - свет поглощается в веществе.

Закон Бугера:

Пусть через однородное вещество распространяется параллельный световой пучок. Выделим в этом веществе бесконечно тонкий плоский слой толщины (рисунок 8.2).

(Рисунок 8.2)

При прохождении этого слоя интенсивность свет уменьшиться, её убыль можно представить

Тогда величина пропорциональна интенсивности в данном слое:

После интегрирования , где – коэффициент поглощения, характеризующий поглощающие свойства вещества.

Это и есть закон Бугера. Интенсивность света при прохождении однородного вещества уменьшается по экспоненциальному закону.

Рассеяние света:

Световая волна, проходящая через вещество, вызывает колебания электронов в атомах. Электроны возбуждают вторичные волны, распространяющиеся по всем направлениям. При этом вторичные волны оказывается когерентными между собой и поэтому интерферируют. В случае однородной среды вторичные волны полностью гасят друг друга во всех направлениях, кроме направления распространения первичной волны. В силу этого перераспределения света по направлениям, то есть рассеяние света в однородной среде не происходит. При распространении света в неоднородной среде, дифрагируя на мелких неоднородностях среды, световые волны дают дифракционную картину в виде равномерного распределения интенсивности по всем направлениям. Это явление называют рассеянием света. Примерами таких сред служат с явно выраженной оптической неоднородностью могут служить так называемые мутные среды (аэрозоли, коллоидные растворы, матовые стекла).

3) Решение:

(Рисунок 8.3) (Стрелки это радиусы)

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)