Формирование изображения в линзах

• Собирающая линза преобразует расходящийся сферический волновой фронт от точечного источника в сходящийся в точке за линзой волновой фронт, если d > F;

• При d < F - расходящийся сферический волновой фронт от точечного источника в расходящийся волновой сферический фронт, как бы распространяющийся от мнимого точечного источника;

• При d = F –расходящуюся сферическую волну, излучаемую точечным источником, в плоскую преломлённую волну.

• Рассеивающая линза в результате преломления преобразует падающие на неё световые пучки в расходящиеся.

• -1/F=1/2-1/5

47.Когерентность и монохроматичность.Интерференция света, ее проявление в природе и применение в технике.

• когерентность, т.е. согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов

• монохроматические волны – неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты.

• В современной науке и технике интерференция света широко используется для точных измерений, для определения качества обработки поверхностей, что особенно важно при изготовлении оптических, стекол для приборов, и во многих других случаях

48. Дифракция света. Дифракционная решетка. Понятие о поляризаций света.

• Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.

• Дифракционная решётка — оптический прибор, действие которого основано на использовании явления дифракции света. Представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность.

• ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА - физ. характеристика оптич. излучения, описывающая поперечную анизотропию световых волн, т. е. неэквивалентность разл. направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу.

49. Дисперсия света. Цвет тел. Спектр. Виды спектров. Спектральный анализ и его применение в технике.

• Дисперсия света (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны

• Цвет тела, являющегося самостоятельным источником света, определяется его составом, строением, внешними условиями и процессами, протекающими в этом теле.Поскольку цвет такого тела связан с составом распространяющегося от него излучения, то, изучив особенности его спектра, можно получить много важных сведений о нем. Цвет вторичных источников света зависит еще и от состава падающего на них излучения.

• Спектр в физике — распределение значений физической величины

• Непрерывные спектры.

• Солнечный спектр или спектр дугового фонаря является непрерывным. Это означает, что в спектре представлены волны всех длин.

• Линейчатые спектры.

• Внесем в бледное пламя газовой горелки кусочек асбеста, смоченного раствором обыкновенной поваренной соли.

• Полосатые спектры.

• Полосатый спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками.

• Спектры поглощения.

• Все вещества, атомы которых находятся в возбужденном состоянии, излучают световые волны, энергия которых определенным образом распределена по длинам волн.

• Спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др

• Спектральный анализ — чувствительный метод и широко применяется в аналитической химии, астрофизике, металлургии, машиностроении, геологической разведке, археологии и других отраслях науки.

50. Шкала электромагнитных излучений. Свойства и применение электромагнитных излучений:радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение.

• Низкочастотные волны представляют собой электромагнитные волны, частота колебаний которых не превышает 100 КГц. Именно этот диапазон частот традиционно используется в электротехнике.

• Радиоволны представляют собой электромагнитные волны, длины которых превосходят 1 мм (частота меньше 3 10¹¹гц = 300 Ггц) и менее 3 км (выше 100 кГц).

• Инфракрасное, световое, включая ультрафиолетовое, излучения составляют оптическую область спектра электромагнитных волн в широком смысле этого слова. Близость участков спектра перечисленных волн обусловило сходство методов и приборов, применяющихся для их исследования и практического применения

• Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов.

•

• Гамма излучение является следствием явлений, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате ядерных реакций. Граница между рентгеновским и гамма излучением определяются условно по величине кванта энергии , соответствующего данной частоте излучения.

• Низкочастотные волны; • Радиоволны; • Инфракрасное излучение; • Световое излучение; • Рентгеновское излучение; • Гамма излучение.

51. Фотоэлектрический эффект, Опыты А. Г. Столетова. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

• Фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света (или любого другого электромагнитного излучения). В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

• Законы Столетова для фотоэффекта:

• Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.

• Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

• 3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света (или максимальная длина волны λ₀), при которой ещё возможен фотоэффект, и если, то фотоэффект уже не происходит.

• Для того чтобы получить о фотоэффекте более полное представление, нужно выяснить, от чего зависит число вырванных светом с поверхности вещества электронов (фотоэлектронов) и чем определяется их скорость или кинетическая энергия. С этой целью были проведены экспериментальные исследования, которые состояли в следующем. 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 (рис. 1).

• 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

•

•

52. Внутренний фотоэффект, его осбенности. Применение фотоэффекта в технике.

• Внутренний фотоэффект, наблюдается в диэлектриках и полупроводниках. Он заключается в обусловленном действием света перераспределении электронов по энергетическим уровням. Если энергия кванта превышает ширину запрещенной зоны, поглотивший квант электрон переходит из валентной зоны в зону проводимости.

• Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта.

• Фотопроводимостью называется увеличение электрической проводимости вещества под действием излучения

• Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами.

53. Давление света. Опыты Лебедева. Химическое действие света, его применение. Понятие о фотосинтезе.

• давление света — давление, которое оказывает световое излучение, падающее на поверхность тела.

• Для проведения своего опыта Лебедев создал специальный прибор, который представлял собой стеклянный сосуд. Внутрь сосуда помещался лёгкий стерженёк на тонкой стеклянной нити. По краям этого стерженька были прикреплены тонкие лёгкие крылышки из различных металлов и слюды. Из сосуда выкачивался воздух. С помощью специальных оптических систем, состоящих из источника света и зеркал, пучок света направлялся на крылышки, расположенные с одной стороны стерженька. Под воздействием светового давления стерженёк поворачивался, и нить закручивалась на какой-то угол. По величине этого угла и определяли величину светового давления.

• Улавливание и преобразования энергии света в энергию химических связей органических веществ называется фотосинтезом.

54. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома

• Эрнест Резерфорд — уникальный ученый в том плане, что свои главные открытия он сделал уже после получения Нобелевской премии. В 1911 году ему удался эксперимент, который не только позволил ученым заглянуть вглубь атома и получить представление о его строении, но и стал образцом изящества и глубины замысла.

• Планетарная модель атома, или модель Резерфорда — историческая модель строения атома, которую предложил Эрнест Резерфорд в результате эксперимента с рассеиванием альфа-частиц. По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца.

55.Строение атома водорода по Бору. Постулаты Бора. Излучение и поглощение энергии атомом.

• I постулат

• Электрон в атоме водорода вращается вокруг протона, не излучая, по замкнутым круговым орбитам, удовлетворяя теории квантов.

• II постулат

• При переходе с одной орбиты на другую электрон поглощает или излучает квант энергии.

• При переходе электрона с первой орбиты на более высокую орбиту (с n > 1) поглощается квант световой энергии. Этот переход называется возбуждением электрона.

При переходе электрона с высокого уровня на более низкий (с n > 1 на n = 1) происходит выделение кванта световой энергии.

56. Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц,

• Газоразрядные счетчики. Приборы, применяемые для регистрации ядерных излучений, называются детекторами ядерных излучений

• Сцинтилляционные счетчики. Устройство простейшего прибора, предназначенного для регистрации альфа-частиц,- спинтарископа

57. Естественная радиоактивность и её виды. Закон радиоактивного распада. Биологическое действие радиоактивных излучений

• Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад атомных ядер, встречающихся в природе.

• лучи первого типа отклоняются так же, как поток положительно заряженных частиц; их назвали α-лучами;

• лучи второго типа обычно отклоняются в магнитном поле так же, как поток отрицательно заряженных частиц, их назвали β-лучами (существуют, однако, позитронные бета-лучи, отклоняющиеся в противоположную сторону);

• лучи третьего типа, которые не отклоняются магнитным полем, назвали γ-излучением.

• Закон распада: Во всех случаях, когда отделяли один из радиоактивных продуктов и исследовали его активность независимо от радиоактивности вещества, из которого он образовался, было обнаружено, что активность при всех исследованиях уменьшается со временем по закону геометрической прогрессии.

• На организм влияет только та часть радиоактивного излучения, которая поглощается его тканями. Поэтому биологическое действие излучений характеризуется поглощенной дозой излучения. Поглощенной дозой излучения D называют величину, равную отношению энергии ионизующего излучения, поглощенной облучаемым веществом, к массе этого вещества:

58. Изотопы. Получение радиоактивных изотопов и их применение в медицину промышленности, сельском хозяйстве

• Изото́пы — разновидности атомов (и ядер) какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный (порядковый) номер, но при этом разные массовые числа

• Известны три основных пути получения радиоактивных изотопов: переработка руд урана и тория, в которых в результате радиоактивного распада ²³⁸U, ²³⁵U и ²³²Th образуются радиоактивные изотопы элементов с порядковыми номерами от 81 до 91; проведение ядерных реакций на различного рода установках с последующим извлечением изотопов из облученных мишеней; извлечение изотопов из продуктов деления урана.

• С помощью изотопов были раскрыты механизмы развития (патогенез) ряда заболеваний; их применяют также для изучения обмена веществ и диагностики многих заболеваний.

• Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса и др.) небольшими дозами гамма-лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному увеличению урожайности

• Одним из примеров может служить следующий способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания. Облучая поршневое кольцо нейтронами, вызывают в нем ядерные реакции и делают его радиоактивным.

59. Состав атомных ядер. Открытие позитрона и нейтрона.Ядерныесилы. Дефект массы.Энергия связи атомных ядер.

• Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия

• Открытие нейтрона (1932) принадлежит физику Джеймсу Чедвику, который объяснил результаты опытов В. Боте и Г. Беккера (1930), в которых обнаружилось, что - частицы, вылетающие при распаде полония, воздействуя на лёгкие элементы, приводят к возникновению сильно проникающего излучения

• Существование позитрона впервые было предположено в 1928 году ^{HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD"[1]} Полем Дираком. Теория Дирака описывала не только электрон с отрицательным электрическим зарядом, но и аналогичную частицу с положительным зарядом.

• ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ

силы взаимодействия между нуклонами; обеспечивают большую величину энергии связи ядер посравнению с др. системами.

• Дефект массы — разность между массой покоя атомного ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа

• ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНЫХ ЯДЕР
Ядра атомов представляют собой сильно связанные системы из большого числа нуклонов.
Для полного расщепления ядра на составные части и удаление их на большие расстояния друг от друга необходимо затратить определенную работу А.

60. Деление тяжелых атомных ядер, цепная реакция деления.

• Деление ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления

• При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны. Например, при каждом делении ядра урана ₉₂U²³⁵ в среднем возникает 2.4 нейтрона. Часть этих нейтронов снова может вызвать деление ядер. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией.

61. Управляемаяцепная реакция.Ядерные реакторы. Развитие ядерной энергетики в РФ. Экологические проблемы, связанные с мирнымиспользованием атомнойэнергии и строительством АЭС.

• Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах или атомных котлах.

• Устройство, в котором осуществляется управляемая реакция, называется ядерным реактором.

• Безопасность реакторов. Все современные типы реакторов ставят человечество под угрозу риска глобальной аварии, подобной Чернобыльской

• Снижение эмиссии диоксида углерода. Считается, что вытеснение тепловых электростанций атомными поможет решить проблему снижения выбросов диоксида углерода, одного из главных парниковых газов, способствующих потеплению климата на планете

• Снятие с эксплуатации реакторов на АЭС. К 2010 г. половина из работающих в мире АЭС имела возраст 25 лет и более. После этого предполагается процедура снятия с эксплуатации реакторов.

• Опасность использования АЭС для распространения ядерного оружия. Каждый реактор производит ежегодно плутоний в количестве, достаточном для создания нескольких атомных бомб.

62. Термоядерныйсинтез и условия его осуществления.Баланс энергии при термоядерныхреакциях. Проблема термоядернойэнергетики.

• Управляемый термоядерный синтез (УТС) — синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии, который, в отличие от взрывного термоядерного синтеза (используемого в термоядерных взрывных устройствах), носит управляемый характер.

Управляемый термоядерный синтез возможен при одновременном выполнении двух условий:

• Скорость соударения ядер соответствует температуре плазмы:

T > 10⁸ K (для реакции D-T).

• Соблюдение критерия HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B9_%D0%9B%D0%BE%D1%83%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0"Лоусона:

n τ > 10¹⁴ см⁻³·с (для реакции D-T),

• В термоядерном реакторе реакция синтеза должна происходить медленно, должна быть возможность управлять ею. Изучение реакций, происходящих в высокотемпературной дейтериевой плазме, является теоретической основой получения искусственных управляемых термоядерных реакций. Основной трудностью является поддержание условий, необходимых для получения самоподдерживающейся термоядерной реакции. Для такой реакции необходимо, чтобы скорость выделения энергии в системе, где происходит реакция, была не меньше, чем скорость отвода энергии от системы.

63. Механическое движение. Относительность движения.Система отсчета. Элементы кинематики материальной точки.Преобразование координат Галилея. Механический принцип относительности. Классический закон сложения скоростей

• Механи́ческим движе́нием тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. При этом тела взаимодействуют по законам механики.

• Относительность — зависимость механического движения тела от системы отсчёта. Система отсчета представляет собой совокупность системы координат для определения положения тела в пространстве и часов для определения времени. Не указав систему отсчёта, не имеет смысла говорить о движении.

• Преобразова́ния Галиле́я — в классической механике и нерелятивистской квантовой механике преобразования координат и скорости при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой

• Механический принцип относительности свидетельствует о том, что в рамках классической механики все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны.

• w = и + v

Эта формула носит название классического закона сложения скоростей

64. Экспериментальные основы специальной теории относительности.Постулаты Эйнштейна.Относительностьодновременности событий. Относительность понятий длины и промежутка времени. Понятие релятивистской массы. Основной закон релятивистскойдинамики материальной точки. Закон взаимосвязи массы и энергии

• Специальная теория относительности (СТО; также частная теория относительности) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света.

• 1 постулат Эйнштейна или принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают во всех инерциальных системах отсчета одинаково.

• 2 постулат или принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме постоянна и одинакова по отношении» к любым инерциальным системам отсчета. Она не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости его приемника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Более того, пи одна частица вещества, т.е. частица с массой покоя, отличной от нуля, не может достичь скорости света в вакууме, с такой скоростью могут двигаться лишь полевые частицы, т.е. частицы с массой покоя, равной нулю.

Относительность одновременности событий

• В рамках одной системы отсчета можно установить одну меру длительности для всех процессов и явлений, утверждать, что существует одно единое время. Однако, как показано в теории относительности, одновременные события, происходящие в разных местах одной системы отсчета, будут происходить в разные моменты времени, если рассматривать их относительно другой движущейся системы отсчета.

• В классической механике считается очевидным, что длина стержня имеет одинаковое значение во всех ИСО. Согласно же теории относительности длина тела не является абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно ИСО

• Релятивистская масса мера полной (включая кинетическую) энергии тела.

• Масса движущихся релятивистских частиц зависит от их скорости

• Полную энергию свободного тела можно определить как произведение его релятивистской массы на квадрат скорости света в вакууме:

• E=mc²

65. Основная задача динамики. Сила.Масса. Законы Ньютона, Закон всемирного тяготения. Сила тяжести.Вес и невесомость.

• По заданному характеру движения определить равнодействующую сил, действующих на тело.

• Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей.

• Ма́сса — скалярная физическая величина, одна из важнейших величин в физике. Первоначально она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте

• 1 закон: Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакиесилы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

• 2 закон: В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

• 3 закон: Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению

• ЗВТ Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

• Сила тяжести — сила, действующая на любое материальное тело, находящееся вблизи поверхности Земли или другого астрономического тела.

• Вес — сила воздействия тела на опору, препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести

• Невесомость — состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, действием других массовых сил, в частности силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела, отсутствует

66. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

• Импульс — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела

• Закон сохранения импульса - векторная сумма импульсов всех тел системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю.

• Реактивная тяга — сила, возникающая в результате взаимодействия двигательной установки с истекающей из сопла струёй расширяющейся жидкости или газа, обладающей кинетической энергией

67. Работа и мощное. Механическаяэнергия и ее виды. Законсохранения энергии.

• Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы.

• Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек), тела или системы^[1].

• Полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остаётся постоянной.