16-30 (802132), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

или

Из этого и Намагниченность.

Следовательно, объемный молекулярный ток,

Поверхностный ток получается с использованием эквивалентности плотности поверхностного тока к

, это приводит к плотности поверхностного тока в z-направлении -

Поверхностный молекулярный ток

Оба тока имеют противоположные знаки

Билет 19

1) В магнитном отношении все вещества можно разделить на слабомагнитные (парамагнетики и диамагнетики) и сильномагнитные (ферромагнетики). Пара- и диамагнетики при отсутствии магнитного поля не намагничены и характеризуются однозначной зависимостью J=xH намагниченности J от Н.Ферромагнетиками называют вещества (твердые), которые могут обладать спонтанной намагниченностью, т. е. намагничены уже при отсутствии внешнего магнитного поля. Типичные представители ферромагнетиков — это железо, кобальт и многие их сплавы.

Условие для вектора В:

Взяв обе проекции вектора В на общую нормаль n, получим:

и предыдущее уравнение после сокращения на ΔS примет следующий вид:

Условия для вектора Н:

, где - проекция i на нормаль N к контуру. Взяв обе проекции вектора Н на общий орт касательнойτ (в среде 2), получим

, и после сокращения на I предыдущее уравнение примет вид:

Преломление линий вектора В. На границе раздела двух магнетиков линии вектора В испытывают преломление (рис.). Найдем отношение тангенсов углов α1 и α2:

= . Ограничимся случаем, когда на границе раздела тока проводимости нет:

, С учетом последних соотношений получим закон преломления линий В (а значит, и линий Н): = .

2) Импульс электромагнитного поля. Поскольку электромагнитная волна оказывает давление на вещество, последнее приобретает определенный импульс. Но в замкнутой системе, состоящей из вещества и электромагнитной волны, возникло бы нарушение закона сохранения импульса, если бы импульсом обладало только вещество. Импульс такой системы может сохраняться лишь при условии, что электромагнитное поле (волна) также обладает импульсом: вещество приобретает импульс за счет импульса, передаваемого ему электромагнитным полем. Введем понятие плотности импульса G электромагнитного поля как величину, численно равную импульсу поля в единице объема. G=П/с², где П – вектор Пойнтинга. Для электромагнитной волны в вакууме , поэтому плотность энергии w и модуль П вектора Пойнтинга равны соответственно: w=

П=EH= E². Отсюда следует, что П= , а так как = , то П=wc, тогда для эмв в вакууме G=w/c.

Если говорить об энергии электромагнитного поля, то его полная энергия в данном объеме будет изменяться как за счет вытекания ее из объема, так и за счет того, что поле передает свою энергию веществу (заряженным частицам), т. е. производит работу над веществом. Макроскопически это утверждение можно записать так: , где dS-элемент поверхности. Это уравнение выражает теорему Пойнтинга: убыль энергии за единицу времени в данном объеме равна потоку энергии сквозь поверхность, ограниченную этим объемом, плюс мощность Р, которую силы поля производят над зарядами вещества внутри данного объема.

Если среда не содержит сегнетоэлектриков и ферромагнетиков (т. е. нет явления гистерезиса), то плотность энергии электромагнитного поля w= .
Плотность же потока энергии электромагнитного поля — вектор П, называемый вектором Пойнтинга, — определяется как П=[EH].

3) Сила взаимодействия токов которые текут по двум параллельным длинным проводникам на единицу длины проводов определяется по формуле:

F= (1).

μ0 = 4∙π∙10^-7 Н/А² – магнитная постоянная.
Запишем формулу для определения работы по перемещению одного проводника с током в магнитном поле, создаваемого другим проводником с током:

A= , I₁=I₂=I, R₂=2⋅R₁

A= ln2 (2).

А = 50,0∙10^-7 Дж.
Токи в проводниках текут в одну сторону, проводники притягиваются, работа отрицательная.

Билет 20

1) 1) Электрический диполь в электростатическом поле:

Электрический диполь – это система из двух одинаковых по модулю разноименных точечных зарядов и , находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

Сила, действующая на диполь:

Сила, действующая на диполь. Поместим диполь во внешнее неоднородное электрическое поле. Пусть и – напряженности внешнего поля в точках, где расположены положительный и отрицательный заряды диполя. Тогда результирующая сила , действующая на диполь, равна (рисунок 20.1):

(Рисунок 20.1)

. Разность — это приращение вектора на отрезке, равном длине диполя , в направлении вектора . Вследствие малости этого отрезка можно записать:

После подстановки этого выражения в формулу для получим, что сила, действующая на диполь: , где – электрический момент диполя. Входящую в это выражение производную принято называть производной вектора по направлению. Знак частной производной подчеркивает, что эта производная берется по определенному направлению – направлению, совпадающему с вектором или .

Момент сил, действующих на диполь:

(Рисунок 20.2)

Рассмотрим, как ведет себя электрический диполь во внешнем электрическом поле . Как видно из рисунка 20.2 , силы, действующие на положительный и отрицательный заряды диполя, образуют пару и , плечо которой равно , т.е. зависит от ориентации диполя относительно поля . Модуль каждой из этих сил равен , и на диполь будет действовать механический момент , определяемый произведением на плечо пары, т.е. , где – электрический момент диполя. Полученную формулу можно представить в векторном виде как .

Этот момент сил стремится повернуть диполь так, чтобы его электрический момент установился по направлению внешнего поля . Такое положение диполя является устойчивым.

Рассмотрим светящуюся нить А, которая испускает цилиндрическую волну. На рисунке показана стадия записи, нить перпендикулярна плоскости рисунка. Пусть плоская опорная волна 2 падает нормально на фотопластинку, а предметная волна 1, когерентная с 2, наклонно(а). Колебания опорной волны достигают пластинки все в одной фазе, а предметной – с разными. Вследствие интерференции в тех местах, куда колебаний придут в одной фазе с колебаниями опорной волны, возникнут максимумы интенсивности, следовательно, и максимумы почернения. После химической обработки голограмма имеет вид чередующихся светлых и темных прямых полос, представляющих зонную пластинку Френеля, только с другой формой зон.

На стадии восстановления изображения голограмму освещают только опорной волной 2(б). В результате дифракции максимально усиливать друг друга будут только те колебания, разность хода между которыми от соседних зон равна длине волны λ. Есть 2 возможности выполнения этого условия: или в направлении продолжения лучей падавшей предметной волны, или симметрично относительно нормали. В первом случае будем наблюдать мнимое изображение А`, а во втором – действительное А``. Наибольший интерес для голографии играет волна, дающая мнимое изображение.

Наиболее широкое применение голография находит в науке и технике. Голографическими методами контролируют точность изготовления изделий сложной формы, исследуют их деформации и вибрации. Для этого деталь, подлежащую контролю, облучают светом лазера, и отраженный свет пропускают сквозь голограмму эталонного образца. При отклонении размеров от эталонных, искажении формы и появлении поверхностных напряжений возникают полосы интерференции, число и расположение которых характеризует степень отличия изделия от образца или величину деформаций. Аналогичным образом исследуют обтекание тел потоками жидкости и газа: голограммы позволяют не только увидеть в них вихри и области уплотнений, но и оценить их интенсивность.

Методами акустической голографии удается получать объемные изображения предметов в мутной воде, где обычная оптика бессильна.

Голограммы музейных редкостей уже сделались довольно обычной вещью: они не только экспонируются на выставках, но и продаются в сувенирных ларьках. Начинают появляться, объемные книжные иллюстрации.

3)

Воздушный зазор между линзой и стеклянной пластиной есть функция радиуса:

h= ;

Наложим условие малой толщины зазора R>>r: h= ; h(r)= ;

Оптическая разность хода первоотраженного луча и луча, отраженного от стеклянной пластины: δ=2h; Радиус К-го светового кольца соответствует разности хода: δ= ; 2 = ;

r_k= ; r₆=3.759*10^-3м

Билет 21

1) Если в магнитное поле, образованное токами в проводах, ввести то или иное вещество, поле изменится. Это объясняется тем, что всякое вещество является магнетиком, т. е. способно под действием магнитного поля намагничиваться — приобретать магнитный момент. Намагниченное вещество создает свое магнитное поле , которое вместе с первичным полем ,обусловленным токами проводимости, образует результирующее поле . Поле , как и поле токов проводимости, не имеет источников (магнитных зарядов), поэтому для результирующего поля В при наличии магнетика справедлива теорема Гауссa: .

При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты молекул ориентированы беспорядочно, поэтому обусловленное ими результирующее магнитное поле равно нулю, как и суммарный магнитный момент вещества. Последнее относится и к тем веществам, молекулы которых при отсутствии внешнего поля не имеют магнитных моментов.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)