Ускорение точечного тела (материальной точки) прямо пропорционально сумме сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела




a ⃗ = Fm, (1)

здесь F ⃗ - результирующая сила, то есть векторная сумма всех сил, действующих на тело.

3 закон Ньютона подчеркивает, что причиной ускорения является взаимное действие тел друг на друга. Поэтому силы, действующие на взаимодействующие тела, являются характеристиками одно и того же взаимодействия. С этой точки зрения нет ничего удивительного в третьем законе Ньютона (рис. 41):

точечные тела (материальные точки) взаимодействуют с силами равными по величине и противоположными по направлению и направленными вдоль прямой, соединяющей эти тела:

F ⃗ 12=− F ⃗ 21, (2)

где F ⃗ 12 - сила, действующая на первое тело, со стороны второго, а F ⃗ 21 - сила, действующая на второе тело, со стороны первого.

Принцип суперпозиции сил. Результирующая сила, действующая на тело, равна векторной сумме всех сил, действующих на тело. Силы складываются. (Примеры из профессии).

4.2. Внешний фотоэлектрический эффект. Внешним фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Внешний фотоэффект наблюдается в твердых телах (металлах, полупроводниках, диэлектриках), а также в газах на отдельных атомах и молекулах (фотоионизация). Фотоэффект обнаружен (1887 г.) Г. Герцем, наблюдавшим усиление процесса разряда при облучении искрового промежутка ультрафиолетовым излучением. Опыты А.Г. Столетова. Внешний фотоэффект был открыт в 1887 г. Г. Герцем, а исследован детально в 1888-1890 гг. А. Г. Столетовым. В стеклянный баллон, из которого выкачан воздух (для того, чтобы столкновения электронов с молекулами газа не вносили осложнения в наблюдаемые явления, а также для того, чтобы предохранить пластинки от окисления), помещаются два электрода

Внутрь баллона на один из электродов поступает свет через кварцевое «окошко», прозрачное не только для видимого света, но и для ультрафиолетового излучения. На электроды подается напряжение, которое можно менять с помощью потенциометра R и измерять вольтметром V. К освещаемому электроду (катод К) присоединяют отрицательный полюс батареи. Под действием света этот электрод испускает электроны, которые при движении в электрическом поле образуют электрический ток. При малых напряжениях не все вырванные светом электроны достигают другого электрода (анод А). Если, не меняя интенсивности излучения, увеличивать разность потенциалов между электродами, то сила тока так же увеличивается. При некотором напряжении она достигает максимального значения, после чего перестает изменяться. В результате проведенных в воздухе экспериментов Столетов пришел к следующим выводам:

«1. Лучи вольтовой дуги, падая на поверхность отрицательно заряженного тела, уносят с него заряд...

2. Это действие лучей есть строго униполярное, положительный заряд лучами не уносится.

3. Разряжающим действием обладают — если не исключительно, то с громадным превосходством перед прочими — лучи самой высокой преломляемости, недостающие в солнечном спектре (λ = 295•10–6 мм). Чем спектр обильнее такими лучами, тем сильнее действие.

4. Для разряда лучами необходимо, чтобы лучи поглощались поверхностью тела...

5. Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени.

6. Разряжающее действие, при одинаковых условиях, пропорционально энергии активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность.

7. Каков бы ни был механизм активно-электрического разряда, мы вправе рассматривать его как некоторый ток электричества...

8. Активно-электрическое действие усиливается с повышением температуры»

Законы внешнего фотоэффекта. I. При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света(сила тока насыщения пропорциональна энергетической освещенности Ee катода).

II. Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой ν.

III. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота света (зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект невозможен.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Если энергия фотона W0 равна или превышает работу выхода, то электрон вылетает из металла. При этом часть энергии фотона тратится на совершение работы выхода Ав, а остальная часть переходит в кинетическую энергию фотоэлектрона:

уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Применение фотоэффекта в технике. Приборы, принцип действия которых основан на явлении фотоэффекта, называют фотоэлементами. Фотоэлементы, действие которых основано на внешнем фотоэффекте, имеют следующее устройство (рис. 19.6). Внутренняя поверхность стеклянного баллона, из которого выкачан воздух, по крыта светочувствительным слоем К с небольшим прозрачным для света участком — "окном" О для доступа света внутрь баллона. В центре баллона находится металлическое кольцо А. От электродов К к А сделаны выводы для подключения фотоэлемента к электрической цепи. В качестве светочувствительного слоя обычно используют напыленные покрытия из щелочных металлов, имеющих малую работу выхода, т.е. чувствительных к видимому свету (изготовляют и фотоэлементы, чувствительные только к ультрафиолетовым лучам).

Фотоэлементы, действие которых основано на внешнем фотоэффекте, преобразуют в электрическую энергию лишь незначительную часть энергии излучения. Поэтому в качестве источников электроэнергии их не используют, зато широко применяют в различных схемах автоматики для управления электрическими цепями с помощью световых пучков.

4.3. Задача на применение закона Джоуля - Ленца.

Б.5.1. Силы в природе: упругость, трения, силы тяжести Сила тяжести - это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, находящиеся вблизи ее поверхности (). Сила тяжести приложена к самому телу и направлена вертикально вниз (рис. 1а). Сила упругости возникает при деформации тела (рис. 1б), она направлена перпендикулярно по­верхности соприкосновения взаимодействующих тел. Сила упругости пропорциональна удлинению: . Знак «-» показывает, что сила упругости на­правлена в сторону, противоположную удлинению, k - жесткость (пружины) зависит от ее геометриче­ских размеров и материала. Сила, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному перемеще­нию, называется силой трения. Если тело скользит по какой-либо поверхности, то его движению препят­ствует сила трения скольжения , где N - сила реакции опоры (рис. 2), m - коэффициент тре­ния скольжения. (примеры).

5.2. Гипотеза Планка о квантах. Гипотеза, выдвинутая 14 декабря 1900 года Максом Планком и заключающаяся в том, что при тепловом излучении энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Каждая такая порция-квант имеет энергию, пропорциональной частоте ν излучения:

где h или — коэффициент пропорциональности, названный впоследствии постоянной Планка. На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка.

Позднее гипотеза Планка была подтверждена экспериментально. Внутренний фотоэффект. Перераспределение электронов по энергетическим состояниям в конденсированной среде, происходящее при поглощении электромагнитного излучения. В неметаллических телах Ф. в. проявляется в изменении электропроводности, диэлектрической проницаемости среды или в возникновении на ее границах электродвижущей силы. В металлах из-за их высокой электропроводности Ф. в. неощутим. Ф. в. используется для изучения электрических свойств веществ и неравновесных электронных процессов в них. Исследование Ф. в. позволяет определять ширину запрещенной зоны веществ, времена жизни электронов проводимости и дырок, механизмы и параметры процессов рекомбинации неравновесных носителей заряда, свойства примесей и др. Ф. в. используется в фотоэлектронных приборах и в устройствах для преобразования солнечной энергии в электрическую Фотоны.

5.3.. Задача на поверхностное натяжение жидкости

Б.6.1. Закон всемирного тяготения. Невесомость.

6.2. Строение атомного ядра. Энергия связи. Связь массы и энергии.

6.3. Задача на определение показателей преломления прозрачной среды.

Б.7.1. Внутренняя энергия и работа газа. Первый закон термодинамики.

7.2. Строение атома: планетарная модель и модель Бора. Поглощение и испускание света атомом.

7.3. Задача по применению закона сохранения импульса.

Б.8.1. Закон сохранения импульса и реактивное движение (примеры).

8.2. Необратимость тепловых процессов. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. КПД

тепловых двигателей. Примеры.

8.3. Задача по применению уравнения Эйнштейна для фотоэффекта

Б.9.1. Закон сохранения механической энергии. Работа и мощность. Примеры.

9.2. Вихревое электрическое поле. Правило Ленца. Самоиндукция.

9.3. Задача на газовые законы.

Б.10.1. Механические колебания (свободные и вынужденные). Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Резонанс. Примеры.

10.2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый

диод. Полупроводниковые приборы.

10.3. Задача на применение закона Кулона.

Б.11.1. Механические волны. Свойства механических волн. Длина волны.

11.2. Электроёмкость. Конденсаторы и их соединения (схемы, формулы). Применение конденсаторов.

Энергия электрического поля.

11.3. Задача на применение электромагнитной индукции.

Б.12.1. Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.

Закон Кулона.

12.2. Квантование энергии. Принцип действия и использование лазера.

12.3. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.

Б.13.1. Модель идеального газа. Связь между давлением и средней кинетической энергией молекул газа.

13.2. Принцип действия электрогенератора. Переменный ток, характеристики, графики.

13.3. Задача на применение закона сохранения энергии.

Б.14.1. Основные положения молекулярно-кинетической теории, наблюдения и опыты, подтверждающие

атомно-молекулярное строение вещества. Масса и размеры молекул. Тепловое движение.

14.2. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии

в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре. Формула Томсона.

14.3. Задача на применение закона всемирного тяготения.

Б.15.1. Ближний порядок. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления в природе, быту

и технике (примеры).

15.2. Принцип радиосвязи и телевидения. Радиопередатчик (схема и принцип работы). Модуляция.

15.3. Задача на применение первого закона термодинамики.

Б.16.1. Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей.

16.2. Модель строения твердых тел. Монокристаллы, поликристаллы, аморфные тела. Полимеры.

Механические свойства твердых тел. Закон Гука.

16.3. Задача на уравнение состояния идеального газа.

Б.17.1. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость среды.

17.2. Волновые и корпускулярные свойства света (дуализм света). Гипотеза Планка о квантах.

17.3. Задача на основы термодинамики.

Б.18.1.. Ядерная энергетика. Деление тяжелых ядер. Управляемая цепная реакция. Ядерный реактор.

18.2. Потенциал и разность потенциалов. Связь между напряжённостью и разностью потенциалов.

18.3. Лабораторная работа: «Определение относительной влажности воздуха».

Б.19.1..Механические колебания. Гармонические колебания и их характеристики. Уравнение

гармонического колебания. Примеры.

19.2. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.

19.3. Задача на законы постоянного тока.

Б.20.1. Трансформатор. Мощность переменного тока. Производство, передача и потребление

электроэнергии. Проблемы энергосбережения.

20.2.. Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Получение радиоактивных

изотопов и их применение в медицине, промышленности, сельском хозяйстве.

20.3. Задача на применение графиков изопроцессов.

Б.21.1. Дифракция световых волн. Дифракционная решетка. Применение дифракционной решетки.

21.2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение его к изопроцессам.

21.3. Задача на движение или заряженной частицы в электрическом поле.

Б.22.1. Свет как электромагнитная волна. Скорость света (опыты измерения). Зависимость между

длиной волны и частотой электромагнитных колебаний. Принцип Гюйгенса.

22.2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Полупроводниковый диод. Полупроводниковые приборы.

22.3. Задача на применение энергии электростатического поля.

Б.23.1. Магнитное поле. Постоянные магниты и магнитное поле тока. Вектор индукции. Закон Ампера.

23.2. Насыщенные и ненасыщенные пары. Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы

(приборы для определения). Взаимодействие атмосферы и гидросферы.

23.3. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

Б.24.1. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии частиц.

24.2. Интерференция света (на тонких пленках, в клине). Использование интерференции в науке и технике.

24.3. Лабораторная работа: «Определение Э.Д.С и внутреннего сопротивления источника электрической энергии».

Б.25.1. Вынужденные электромагнитные колебания. Действующие значение силы тока и напряжения.

Закон Ома для электрической цепи переменного тока.

25.2.. Радиоактивные излучение и их воздействие на живые организмы. Альфа-распад, бета - распад.

Правило смещения. Гамма- излучение.

25.3. Задача на основы термодинамики.

Б.26.1. Физические принципы радиосвязи. Модулирование и детектирование сигналов.

26.2. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Температура как мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул.

26.3. Задача на применение уравнений Эйнштейна для фотоэффекта.

Б.27.1. Различные виды электромагнитных излучений, их свойства и практическое применение.

27.2. Первый закон термодинамики, применение первого начала термодинамики к изопроцессам для

идеального газа. Адиабатический процесс.

27.3. Задача на закон Кулона.

Б.28.1. Индукция магнитного поля. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции и закон

электромагнитной индукции Фарадея. Индуктивность.

28.2. Газовые законы и их графики. Уравнение Клапейрона - Менделеева.

28.3. Задача на расчет электрической ёмкости конденсатора.

Б.29.1. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Скорость электромагнитных волн.

29.2. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Температура и её измерение.

Объяснение агрегатных состояний вещества на основе атомно-молекулярных представлений.

29.3. Задача на закон Ома для полной цепи.

Б.30.1. Активное сопротивление. Конденсатор и катушка в цепи переменного тока. Электрический резонанс.

30.2. Оптические приборы Разрешающая способность оптических приборов.

30.3. Задача на уравнение состояния идеального газа.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: