Работа перемещения заряда в электрическом поле. Потенциал

Многие живые организмы ведут себя подобно электрическим диполям. Электрическим диполем называют систему из двух равных по модулю зарядов противоположного знака, находящихся на расстоянии l друг от друга. Вектор , проведенный от отрицательного заряда к положительному называется плечом диполя. Основной характеристикой диполя является электрический дипольный момент – векторная физическая величина, равная произведению модуля одного из его зарядов на плечо Электростатическое поле является потенциальным. Это означает, что работа по перемещению заряда в электростатическом поле не зависит от формы траектории, по которой перемещается заряд, а определяется только начальным и конечным положением заряда. На всякий заряд, помещенный в электростатическое поле, действует сила, которая может переместить его. Любой электрический заряд, находящийся в электростатическом поле, обладает некоторой потенциальной энергией. Поэтому работа А, совершаемая при перемещении электрического заряда из одной точки поля в другую равна убыли потенциальной энергии W этого заряда A = W₁ – W₂ где W₁ и W₂ – потенциальные энергии заряда в начальной и конечной точках соответственно. Важнейшей энергетической характеристикой электрического поля является потенциал. Потенциалом электрического поля φ называется скалярная физическая величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда

, помещенного в данную точку поля Из данной формулы

следует единица измерения потенциала – вольт (В): 1В = 1 Дж/Кл. Под действием сил поля положительный заряд будет стремиться переместиться из точки с более высоким потенциалом в точку с более низким потенциалом, а отрицательный заряд наоборот. Численное значение и знак потенциала зависят от выбора нулевого уровня. В физике обычно полагают, что потенциал равен нулю на бесконечности. На практике в электротехнике, за нулевой потенциал обычно выбирают потенциал поверхности Земли или проводника соединенного с Землей. При расчетах важно знать не абсолютные значения потенциалов, в каких либо двух точках поля, а разность потенциалов Δφ. Разность потенциалов определяется следующим выражением Δφ = φ₁ – φ₂ где φ₁ – потенциал точки 1, φ₂ – потенциал точки 2. При перемещении заряда q из одной точки электрического поля в другую совершается работа A = q (φ₁ – φ₂) Тела, в которых могут перемещаться электрические заряды, называются проводниками. Перенесение зарядов в проводниках первого рода (металлах) обусловлено перемещением электронов, второго рода (газах и жидкостях) перемещением ионов. В диэлектриках перемещение электрических зарядов невозможно. Электростатическое поле это особый вид материи, заполняет все пространство, окружающее покоящиеся заряды. Заряды, обусловленные избытком или недостатком электронов в каждом элементе объема заряженного тела, называются свободными. Заряды, обусловленные поляризацией диэлектрика, называют связанными. Потенциал данной точки поля есть величина, равная работе, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечно удаленную. Разность потенциалов между двумя точками, определяется работой, совершаемой при перемещении единичного заряда между этими точками. Эквипотенциальная поверхность это геометрическое место точек постоянного потенциала.

35.Электроемкость. Конденсаторы. Величина С называется электроемкостью проводника. Электроемкость характеризует способность проводников накапливать электрические заряды. Единицей электроемкости является фарад (Ф) емкость такого уединенного проводника, которому заряд в 1 Кл сообщает потенциал в 1 В: 1Ф = 1Кл/В. 1 фарад это очень большая электроемкость. Земной шар, например, обладает электроемкостью ≈ 711 мкФ. Однако учеными были созданы устройства, которые при относительно небольших размерах способны накапливать достаточно большой электрический заряд. Они получили название – конденсаторы. Конденсатор состоит из двух проводников, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга, разделенных слоем диэлектрика. Процессы обмена, непрерывно происходящие в живом организме, приводят к перераспределению зарядов в тканях и возникновению разностей потенциалов, названных биопотенциалами. К настоящему времени установлено, что все клетки животных и растительных организмов обладают тем или иным видом электрической активности. Электрострикция - явление возникновения напряжений в диэлектрике под действием электрического поля. Электроемкость тела есть физическая величина, равная количеству электричества, повышающего потенциал этого тела на единицу. Тела, служащие для накопления электрических зарядов, называются конденсаторами. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Состоит из двух электродов в форме пластин, разделённых диэлектриком. Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь, по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.

36. Электростатическая защита. Электростатическое поле это особый вид материи, заполняет все пространство, окружающее покоящиеся заряды. Свойство - передача действия одних наэлектризованных тел на другие; такое действие проявляется в возникновении сил между заряженными телами. Точечные заряды - такие заряженные тела, размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними. Каждая точка электростатического поля характеризуется напряженностью. Вектор электростатической индукции есть величина, пропорциональная вектору напряженности электростатического поля, причем коэффициентом пропорциональности служит диэлектрическая проницаемость среды, показывающая во сколько раз напряженность электрического поля в диэлектрике меньше, чем напряженность поля в вакууме.

37. Сила тока. ЭДС. Напряженность Напряженность это физическая величина, пропорциональная силе, с которой действует поле на единичный положительный заряд; направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы. Измеряется в В/м, Н/Кл. Линия напряженности это линия, в каждой точке которой вектор напряженности, характеризующий эту точку, направлен по касательной к рассматриваемой линии. Линии напряженности выходят из положительного электрического заряда и входят в отрицательный или уходят в бесконечность. Число линий напряженности, называется потоком напряженности через поверхность. Сила тока, протекающего через данную площадку проводника, есть физическая величина, измеряемая количеством электричества, переносимым через эту площадку в единицу времени. Измеряется в А. Электрический ток, величина которого не изменяется во времени, называется постоянным. Электродвижущей силой источника электрического тока является величина, определяемая как алгебраическая сумма скачков потенциала, встречающихся при обходе цепи, в которую 'включен только этот источник тока. Она равна разности потенциалов на зажимах разомкнутого источника. Электрическим током называется направленное движение электрически заряженных частиц. За направление тока принято считать направление движения положительных зарядов. Основной характеристикой

электрического тока является сила тока I, численно равная

заряду, протекающему через поперечное сечение проводника

в единицу времени: Единицей измерения силы тока в СИ

является ампер (А): 1А=1Кл/с. Если сила тока и его направление с течением времени не изменяются, такой ток называют постоянным. Первым необходимым условием существования электрического тока является наличие разности потенциалов Δφ не равной нулю. Для ее поддержания необходимо специальное устройство, с помощью которого будет происходить разделение зарядов на концах проводника. Такое устройство называют генератором или источником тока. В качестве источника тока используются гальванические элементы, аккумуляторы, термоэлементы, фотоэлементы и т.д. Источник тока выполняет одновременно и второе условие возникновения электрического тока – он замыкает электрическую цепь, по которой можно было бы осуществлять непрерывное движение зарядов. Ток течет по внешней части цепи – проводнику и по внутренней – источнику тока. Источник тока имеет два полюса: положительный (+) с более высоким потенциалом и отрицательный (–) с более низким потенциалом. На отрицательном полюсе создается избыток электронов, а на положительном – недостаток. Разделение зарядов в источнике тока производится с помощью сил имеющих неэлектрическую природу (механическую, химическую, тепловую и т.д.), так как электрические силы могут только соединять, но не разделять разноименные заряды. Поэтому эти силы называют сторонними, работа А сторонней силы по разделению зарядов равна: А = А_ист + А^' где А_ист = q(φ₁– φ₂ ) работа против сил электрического поля; А^' – работа совершаемая против механических сил сопротивления среды источника. Работа, совершаемая сторонней силой по перемещению вдоль данного участка цепи единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) и обозначается ε. В

частности для источника тока: ,для источника тока получим:

Если полюса источника разомкнуты,

то А^'=0 и ε = φ₁– φ₂ т.е. ЭДС источника тока при разомкнутой внешней цепи равна разности потенциалов, которая создается на его полюсах.

Разность потенциалов на полюсах источника тока, замкнутого внешней электрической цепью называется напряжением источника тока U. Напряжение источника тока меньше ЭДС

на величину : Кроме того, на любом участке

внешней электрической цепи существует некая разность потенциалов, она называется падением напряжения (напряжением) U на данном участке, напряжение и ЭДС измеряются также как и разность потенциалов в вольтах.

38.Ток в металлах. В металле ток возникает благодаря направленному движению электронов, имеющихся в нем в свободном состоянии в виде электронного газа. Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. При протекании тока по металлическому проводнику переноса вещества не происходит, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.Все металлы в твердом и жидком состоянии являются проводниками электрического тока. При прохождении электрического тока масса металлических проводников остается постоянной, не изменяется и их химический состав. Под действием электрического поля свободные электроны, кроме хаотического движения, приобретают упорядоченное движение в одном направлении, и в проводнике возникает электрический ток. Свободные электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки, отдавая им при каждом столкновении кинетическую энергию. Как известно носителями зарядов в металлах являются свободные электроны. Таким образом, ток в металлических проводниках это направленное движение свободных электронов (несмотря на то, что за направление тока принято направление движения положительно заряженных частиц). Еще в 1826 году немецкий физик Ом опытным путем установил, что сила тока в проводнике пропорциональна напряжению U между концами проводника: I = kU где k – коэффициент пропорциональности, называемый электропроводностью или проводимостью

проводника. Величина обратная проводимости, называется

электрическим сопротивлением проводника. Тогда законом

Ома для участка цепи (не содержащего источник тока). Единица измерения сопротивления получила название Ом. Из следует, что: 1 Ом = 1 В/А Сопротивление, оказываемое току металлическим проводником, обусловлено столкновением свободных электронов с ионами металла. Оно зависит от

формы, размеров и вещества проводника: где l – длина

проводника, S – площадь его поперечного сечения, ρ - удельное сопротивление, коэффициент пропорциональности, характеризующий материал из которого изготовлен материал. Единица измерения удельного сопротивления Ом·м. Опыт показывает, что ток всегда вызывает некоторое нагревание проводника. Нагревание обусловлено переходом кинетической энергии движущихся по проводнику электронов с ионами кристаллической решетки в теплоту. Данное количество теплоты определяется законом Джоуля – Ленца где I – сила тока в проводнике, R – сопротивление, t – время прохождения тока через проводник. Именно на тепловом действии тока основана работа ламп накаливания, электропечей, электросварки, бытовых электронагревательных приборов и т.д

39.Ток в жидкостях. Ток в газах. Электрический ток в жидкостях. Электрический ток проводят растворы многих веществ в воде. Чистая вода не проводит электрический ток, в ней нет свободных носителей электрических зарядов. Не проводят электрический ток и кристаллы поваренной соли, хлорида натрия. При прохождении по раствору электрического тока происходят химические изменения, в результате которых выделяется газ. Проводники второго рода называются электролитами, а явление, происходящее в электролите при прохождении через него электрического тока — электролизом. Металлические пластины, опущенные в электролит, называются электродами; одна из них, соединенная с положительным полюсом источника тока, называется анодом, а другая, соединенная с отрицательным полюсом,— катодом. Частицы молекулы, обладающие электрическим зарядом, называются ионами. Явление электролиза было открыто в 1837 г. Б. С. Якоби, который производил многочисленные опыты по исследованию и усовершенствованию химических источников тока. Якоби установил, что один из электродов, помещенных в раствор медного купороса, при прохождении через него электрического тока покрывается медью. Это явление, названное гальванопластикой, напримеров покрытие металлических предметов тонким слоем других металлов - золочение, серебрение. Электрический ток в газах.

В газах существуют несамостоятельные и самостоятельные электрические разряды. Явление протекания электрического тока через газ, называется несамостоятельным электрическим разрядом. Процесс отрыва электрона от атома называется ионизацией атома. Минимальная энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома, называется энергией ионизации. Частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов одинаковы, называется плазмой. Носителями электрического тока при несамостоятельном разряде являются положительные ионы и отрицательные электроны. Искровой разряд возникает между двумя электродами заряженными разными зарядами и имеющие большую разность потенциалов.. Искровой разряд кратковременный, его механизм - электронный удар. Молния - вид искрового разряда. Между проводом линии электропередачи и поверхностью Земли, возникает особая форма самостоятельного разряда в газах, называемая коронным разрядом. Носителями электрического тока в дуге являются положительно заряженные ионы и электроны. Разряд, возникающий при пониженном давлении, называется тлеющим разрядом

40.Магнитное поле и его характеристики. В пространстве, окружающем электрический ток, возникает магнитное поле. Оно проявляется по силам, действующим на внесенные в него проводники с током. Магнитное поле создается только движущимися зарядами и действует только на движущиеся в этом поле электрические заряды. Магнитное поле характеризуется вектором магнитной индукции. Индукция магнитного поля есть величина, равная моменту сил, действующих на рамку с током, имеющую единичный магнитный момент. Единица измерения индукции магнитного поля – тесла (Тл). Магнитное поле является вихревым (работа, совершаемая при обходе заряда тока по замкнутому пути, не равна нулю). Магнитное поле прямого постоянного магнита аналогично магнитному полю соленоида (силовые линии выходят из северного полюса и входят в южный). Магнитные свойства некоторых железных руд (способность притягивать к себе железные предметы) известны с глубокой древности и получили применение в устройстве магнитного компаса. Выяснилось, что постоянный магнит имеет два полюса – северный (обозначается буквой N) и южный (обозначается S). разноименные полюсы магнитов взаимно притягиваются, а одноименные отталкиваются, в науке возникло представление о существовании магнитных зарядов (положительных и отрицательных). Разделить полюса магнита невозможно. В 1820 году датский физик Эрстед установил, что провод, по которому течет электрический ток, воздействует на расположенную вблизи него магнитную стрелку. Магнитная стрелка поворачивается перпендикулярно проводу, французский физик Ампер обнаружил магнитное взаимодействие двух проводников с током вокруг движущихся электрических зарядов (электрических токов) возникает еще один вид поля – магнитное поле, порождается движущимися электрическими зарядами и переменным электрическим полем. Магнитное поле является силовым полем – оно действует с некоторой силой на движущиеся заряды, проводники с током, постоянные магниты, изображают графически посредством силовых линий. Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты они не имеют ни начала, ни конца. Поэтому магнитное поле является вихревым. Касательная к магнитной силовой линией в любой ее точке совпадает по направлению с так называемым вектором магнитной индукции . Поэтому силовые линии магнитного поля обычно называют линиями магнитной индукции. Вектор магнитной индукции - основная силовая характеристика магнитного поля: пропорциональна силе, которая действует на северный конец бесконечно маленькой магнитной стрелки, помещенной в

данную точку магнитного поля. Единицей магнитной индукции является тесла (Тл): Индукция (при прочих равных условиях) зависит от свойств среды (вещества). Индукция в веществе и индукция в вакууме связаны между собой следующим соотношением где µ – магнитная проницаемость вещества, безразмерная физическая величина, характеризующая магнитные свойства среды. Для вакуума µ = 1. Наряду с индукцией существует другая характеристика магнитного поля – напряженность , связанная с магнитной индукцией соотношением где µ₀ – магнитная постоянная, зависящая от выбора системы единиц. Она не имеет физического смысла также как и ε₀ в электростатике. В международной системе единиц Величина не зависит от свойств среды и является характеристикой магнитного поля, создаваемого внешними по отношению к рассматриваемому объекту источниками. Единица измерения напряженности магнитного поля – А/м.

41. Ампера Закон — закон взаимодействия постоянных токов. Установлен Андре Мари Ампером в 1820. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. F = BI l sina (a - угол между направлением тока и индукцией магнитного поля). Эта формула закона Ампера оказывается справедливой для прямолинейного проводника и однородного поля. Если проводник имеет произвольную формулу и поле неоднородно, то Закон Ампера принимает вид: dF = I*B*dlsina Сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы dl и B. Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется правило левой руки. Направление силы определяется по правилу вычисления векторного произведения, которое удобно запомнить при помощи правила правой руки.Модуль силы Ампера можно найти по формуле:

42.Магнитные свойства веществ. Природа магнетизма. Вещество, способное влиять на магнитное поле, называется магнетиком. Молекулярный ток - это круговой ток, текущий в молекулах вещества. Молекулярные токи существуют в молекулах и возбуждаются под действием внешнего магнитного поля. Появление в веществе дополнительного магнитного поля под действием внешнего магнитного поля называется намагничиванием.Вектор намагничивания есть величина, характеризующаяся намагничиванием среды и равная магнитному моменту единицы ее объема. Отношение вектора намагничивания к вектору напряженности внешнего поля называется восприимчивостью магнетика. Вещества, поле намагничивания которых обусловливается ориентацией существующих в молекулах молекулярных токов, называются парамагне­тиками. Диамагнетики это вещества, в которых поле намагничивания обусловливается токами, возникающими в результате прицессии молекулярных токов под действием внешнего поля. Вещества, в которых поле намагничивания возникает путем ориентации доменов намагничивания называются ферромагнитными. Магнитные свойства некоторых железных руд (способность притягивать к себе железные предметы) известны с глубокой древности и получили применение более чем за тысячу лет до нашей эры в устройстве магнитного компаса. Выяснилось, что постоянный магнит имеет два полюса – северный (обозначается буквой N) и южный (обозначается S). Северным полюсом магнит, которому предоставлена возможность свободно ориентироваться, поворачивается на север, а южным – на юг, разноименные полюсы магнитов взаимно притягиваются, а одноименные отталкиваются. В результате, в науке возникло представление о существовании магнитных зарядов (положительных и отрицательных), из разрезанного магнита всегда получается два новых магнита. Разделить полюса магнита невозможно. В 1820 году датский физик Эрстед установил, что провод, по которому течет электрический ток, воздействует на расположенную вблизи него магнитную стрелку. Магнитная стрелка поворачивается перпендикулярно проводу. Тогда же французский физик Ампер обнаружил магнитное взаимодействие двух проводников с током (взаимное притяжение или отталкивание в зависимости от направления протекающих в них токов). Последующие опыты показали, что магнитными свойствами обладает и ток в жидкостях, газах, любой движущийся электрический заряд. Таким образом, выяснилось, что вокруг движущихся электрических зарядов (электрических токов) возникает еще один вид поля – магнитное поле. Никаких магнитных зарядов не существует, магнитное поле порождается движущимися электрическими зарядами и переменным электрическим полем. Магнитное поле является силовым полем – оно действует с некоторой силой на движущиеся заряды, проводники с током, постоянные магниты. Так как магнитное поле является силовым полем, то его изображают графически посредством силовых линий также как и электрическое поле. Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты они не имеют ни начала, ни конца. Поэтому магнитное поле является вихревым.

43.Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца - это сила, действующая на заряженную частицу при ее движении в магнитном поле. Отношение заряда частицы (электрона, иона) к ее массе называется удельным зарядом этой частицы. Зная направление силы Лоренца и направление вызываемого ею отклонения заряженной частицы в магнитном поле можно найти знак заряда частиц, которые движутся в магнитных полях.
Если заряженная частица в магнитном поле движется со скоростью v вдоль линий магнитной индукции, то угол α между векторами v и В равен 0 или π. Сила Лоренца равна нулю, т. е. магнитное поле на частицу не действует и она движется равномерно и прямолинейно. Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v, которая перпендикулярна вектору В, то сила Лоренца F=Q[vB] постоянна по модулю и перпендикулярна к траектории частицы. По второму закону Ньютона, сила Лоренца создает центростремительное ускорение. Значит, что частица будет двигаться по окружности. Период вращения частицы, т. е. время Т, за которое она совершает один полный оборот. Также как и на проводник с током, магнитное поле действует и на движущийся в нем отдельный заряд. Процесс взаимодействия движущихся зарядов с внешним магнитным полем исследовался датским физиком Лоренцем. В результате обобщения опытных данных он вывел формулу для расчета силы, действующей со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Данная сила получила название сила Лоренца: где q – заряд частицы, v – ее скорость, В – магнитная индукция, α – угол между векторами и . Будучи перпендикулярна скорости, сила Лоренца изменяет только направление скорости движения частицы и не изменяет ее величину. Если частица влетает в однородное магнитное поле параллельно линиям магнитной индукции, то она продолжает двигаться по прямой линии с первоначальной скоростью (α=0, sinα=0 и следовательно F_л=0). Если вектор начальной скорости частицы перпендикулярен линиям магнитной индукции, то в этом поле частица будет двигаться по окружности некоторого радиуса с постоянным периодом. При этом период обращения зависит только от удельного заряда q/m частицы. Если частица влетает в однородное магнитное поле под неким углом α к вектору магнитной индукции , то ее траектория представляет собой винтовую спираль. Особенности движения заряженных частиц в магнитном и электрическом полях широко используются в современной технике. Они лежат в основе работы радиолокатора, электронного микроскопа, телевизоров и мониторов с электроннолучевыми трубками, ускорителей заряженных частиц и т.д. На этих же физических явлениях основана и масс-спектрометрия – метод определения масс частиц и их относительного содержания в сложных веществах, который широко используется в химии и биологии.

44.Явление электромагнитной индукции. Явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через площадь, ограниченную этим контуром, называется электромагнитной индукцией. Возникающий при этом ток называется индукционным. Индукционный ток имеет такое направление, что создаваемый им поток магнитной индукции компенсирует изменение потока магнитной индукции, вызвавшее этот ток. Электродвижущая сила

(ЭДС) индукционного тока называется ЭДС индукции. Она пропорциональна изменению потока магнитной индукции во времени.

45.Взаимная индукция и самоиндукция. Возникновение в контуре ЭДС индукции, обусловленной изменением тока в том же контуре, называется самоиндукцией. Токи самоиндукции, возникающие в проводниках при включении и выключении электрического тока, называются соответственно экстратоками замыкания и размыкания. Свойство контура обладать более или менее выраженной самоиндукцией характеризуется коэффициентом самоиндукции. Коэффициент самоиндукции равен ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении в нем тока на единицу в единицу времени. Явление возникновения индукционного тока в контуре, обусловленное изменением электрического тока в соседнем контуре, называется взаимоиндукцией. Она характеризуется коэффициентом взаимоиндукции, который определяется геометрической формой, размерами и взаимным расположением контуров, а при наличии ферромагнитных тел - и силой тока в контуре. Индукционные токи, возникающие в сплошных проводниках, которые нельзя рассматривать как линейные контуры, называются токами Фуко. Явление самоиндукции токов Фуко в проводниках, по которым течет переменный ток, называется скин-эффектом.

46. Переменный ток. Переменный ток это ток, величина которого со временем изменяется по закону косинуса или синуса. Переменный ток, величина которого в каждый данный момент времени одинакова для всех участков рассматриваемой цепи, называется квазистационарным. Сопротивление цепи постоянному току называется омическим или активным. Электрические цепи, оказывают переменному току индуктивное и емкостное сопротивления, обусловленные наличием в этих цепях конденсаторов и катушек индуктивности. Индуктивное сопротивление равно произведению индуктивности цепи на круговую частоту тока, емкостное сопротивление обратно пропорционально произведению емкости на частоту тока. Сопротивление, оказываемое электрической цепью переменному току, называется импедансом цепи.

Эффективная сила переменного тока равна силе постоянного тока, тепловое действие которого эквивалентно действию рассматриваемого переменного ток

47. Понятие о электромагнитном поле. Электромагнитные волны. Наличие электрических колебаний в колебательном контуре вызывает в окружающем пространстве изменяющееся со временем магнитное поле. Электрическое и магнитное поля, возникающие при электрических колебаниях, существуют неразрывно друг от друга и называются электромагнитным полем. Электромагнитное поле, возникающее в каком-либо месте пространства, со временем распространяется на все остальные участки пространства, если оно периодически изменяется, то эти изменения передаются в окружающее пространство. Это и называется электромагнитной волной. В электромагнитной волне векторы напряженности электрического и магнитного полей, а также вектор, указывающий направление распространения волны, взаимно перпендикулярны. Такая волна называется поперечной. Электромагнитные волны используются для беспроволочной передачи различных сигналов, что применяется в радиотехнике, телевидении, радиолокации.

48. Электрические колебания. Машины, служащие для получения электричества путем использования явления электромагнитной называются генераторами; они превращают механическую энергию в электрическую. Машины, превращающие электрическую энергию в механическую, называются электродвигателями. Колебательный контур есть замкнутая цепь, состоящая из емкости, индуктивности и неизбежно присутствующего омического сопротивления, в которой могут происходить электрические колебания. Электрические колебания в таком контуре совершаются благодаря переходам электрической энергии конденсатора в магнитную энер­гию катушки индуктивности. Наличие электрических колебаний в колебательном контуре вызывает в окружающем пространстве изменяющееся со временем магнитное поле, которое является вихревым.

49 О природе света. Свет одновременно обладает волновыми и корпускулярными свойствами. Он распространяется в виде коротких электромагнитных волн. Энергия волны-частицы (кванта света или фотона) пропорциональна частоте света. Коэффициентом пропорциональности служит постоянная Планка. Энергия фотона уменьшается с уменьше­нием частоты. Скорость света в пустоте не зависит от состояния движения систем отсчета. Она является универсальной мировой константой с = 3,8×10^-8 м/с.Попадая на границу раздела двух сред, световой луч частично отражается, частично проходит в новую среду (преломляется). Углы, составленные нормалью, проведенной к границе раздела сред, с падающим, отраженным и преломленным лучами, называются соответствено углами падения, отражения и преломления.

50.Отражение и преломление света. Отноше­ние синуса угла падения к синусу угла преломления называется относительным показателем преломления вещества. Если луч первоначально распространялся в пустоте, то показатель преломления называется абсолютным. Оптическая плотность вещества определяет его пока­затель преломления. Явление, состоящее в отражении всей падающей на границу раздела сред энергии (преломленный луч отсут­ствует), называется явлением полного внутреннего отра­жения. Оно возникает при прохождении света в оптиче­ски более плотной среде на границе с оптически менее плотной средой. Угол падения, при котором наступает полное внутреннее отражение, называется предельным углом полного внутреннего отражения. При зеркальном отражении угол отражения равен углу падения. Поверхность, равномерно во все стороны рассеивающая падающий на нее свет, называется абсо­лютно матовой.

51.Тонкие линзы. Линза — деталь из оптически прозрачного однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения. Если толщина самой линзы мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой. Линзы бывают собирающими и рассеивающими. Собирающая линза в середине толще, чем у краев, рассеивающая линза, наоборот, в средней части тоньше В случае тонких линз можно считать, что главная оптическая ось пересекается с линзой в одной точке, которую принято называть оптическим центром линзы O. Все прямые, проходящие через оптический центр, называются побочными оптическими осями. Если на линзу направить пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после прохождения через линзу лучи соберутся в одной точке F, которая называется главным фокусом линзы. У тонкой линзы имеются два главных фокуса, симметрично расположенных относительно линзы на главной оптической оси. У собирающих линз фокусы действительные, у рассеивающих мнимые. Свойство линз способность давать изображения предметов. Единица измерения оптической силы 1 диоптрия. Тонкие линзы обладают рядом недостатков, не позволяющих получать высококачественные изображения.

52.Интерференция световых волн. Дифракция света. Интерференция света - явление усиления или ослаб­ления интенсивности света при сложении когерентных световых пучков. Когерентные источники – это источники волн, имеющие колебания, одинаковой длины волны. Интерференционные полосы равного наклона образу­ются при интерференции параллельных пучков, возника­ющих при отражениях от поверхностей плоскопараллель­ной пластины. Они расположены в «бесконечности». Интерференционное полосы равной толщины образу­ются при интерференции пучков, возникающих при отражениях от пластины, толщина которой непрерывно изменяется. Они локализованы на поверхности отражаю­щей пластины. Явление загибания света в область геометрической тени называется дифракцией. Принцип Гюйгенса – Френеля, позволяю­щий определить как положение фронта световой волны после прохождения преграды, так и найти ее амплитуду. Дифракционная решетка – это ряд одинаковых прозрачных щелей, разделенных одинаковыми непрозрачными полосами. Симметричные полосы, ближайшие к центральной, называются полосами первого порядка, следующие – второго, третьего т.д. Центральная полоса назыв