"Zgjidhja e problemit në provim në matematikë" - Përparësitë e manualit tonë. Aksesueshmëria e pjesës teorike. Përmbledhje e sondazhit. Fazat kryesore të veprimtarisë. Shkruani një udhëzues për t'u përgatitur për provimin. Zona e trapezit. rëndësinë dhe rëndësi praktike. Përdorimi i bankës së hapur. Përcaktoni temperatura maksimale. Ndarja me mbetje. Rezultatet e eksperimentit. Rekomandime të shkurtra për përdorimin e manualit.

"B8 në provimin e matematikës" - Derivati ​​i funksionit është negativ. Vija është tangjente me grafikun e funksionit. Pikat maksimale. Gjeni abshisën e pikës së kontaktit. kuptimi gjeometrik derivatore. Pika të ulëta. Vlera e derivatit të funksionit. Koha. Numri i pikave ekstreme të funksionit. Zgjidhja e detyrave B8 PËRDORIMI në matematikë. Vlera e derivatit në pikën e kontaktit.

“Detyrë në matematikë B9” – Aftësi në CT. sipërfaqja. Niveli i lëngshëm. Vëllimi i poliedrit. Sheshi. Këndet dihedrale. Vëllimi i topit. Sipërfaqja e një sfere. kërkesat e verifikueshme. Detyrat për vendim të pavarur. Zgjidhja e problemit B9. Vëllimi i konit. Vëllimi i cilindrit. vëllimi i piramidës. Përmbajtja e detyrës. Sipërfaqja e një koni.

"Zgjidhja e detyrave B11" - Gjeni vlerën më të vogël të funksionit në segment. Detyrat për vendim të pavarur. Detyrat. Gjeni vlerën më të vogël të funksionit. Gjeni vlerën më të madhe të funksionit në segment. Prototipi i punës B11. Gjeni vlerën më të lartë. Fillimet e analizës matematikore. aftësitë e CT. Gjeni vlerën më të madhe të funksionit.

“B1 në Provimin e Unifikuar të Shtetit në Matematikë” – Promovimi. Simite. Biletë. makinë amerikane. Sasia më e vogël. Anije motorike. Klienti. Dita. Terminali i pagesës. Fletore e përgjithshme. Pensionistët. Matësi i rrjedhës ujë i nxehtë. Bar. Biletë hekurudhore. Detyrat B1. Kazan elektrik.

"Detyrat e Unifikuara të Provimit të Shtetit në Matematikë" - Pas shiut, niveli i ujit në pus mund të rritet. Punë e pavarur. Detyra B 13. Detyra B 1. Detyra B 6. Duhet të zgjidhim edhe disa shembuj të tjerë. Përgatitja për provim. Sa duhet të rritet niveli i ujit pas shiut? Detyra B 5. Detyra B 12. Detyra B 3. Gjeni zonën. Gjeni shpejtësinë e motoçiklistit.

Gjithsej në temë 33 prezantime

Lëvizja mekanike konsiderohet për pika materiale dhe për trup i fortë.

Lëvizja e një pike materiale

lëvizje përkthimore e një trupi absolutisht të ngurtë është një lëvizje mekanike, gjatë së cilës çdo segment vije i lidhur me këtë trup është gjithmonë paralel me vetveten në çdo moment në kohë.

Nëse lidhni mendërisht çdo dy pika të një trupi të ngurtë me një vijë të drejtë, atëherë segmenti që rezulton do të jetë gjithmonë paralel me vetveten në procesin e lëvizjes përkthimore.

Në lëvizje përpara të gjitha pikat e trupit lëvizin në të njëjtën mënyrë. Kjo do të thotë, ata udhëtojnë të njëjtën distancë në të njëjtën kohë dhe lëvizin në të njëjtin drejtim.

Shembuj të lëvizjes përkthimore: lëvizja e një kabine të ashensorit, kupat e peshores mekanike, një slitë që vrapon në tatëpjetë, pedale për biçikleta, një platformë treni, pistonët e motorit në lidhje me cilindrat.

lëvizje rrotulluese

Gjatë rrotullimit, të gjitha pikat trup fizik duke lëvizur në rrathë. Të gjithë këta rrathë shtrihen në plane paralele me njëri-tjetrin. Dhe qendrat e rrotullimit të të gjitha pikave janë të vendosura në një vijë të drejtë fikse, e cila quhet boshti i rrotullimit. Rrathët e përshkruar me pika shtrihen në plane paralele. Dhe këto plane janë pingul me boshtin e rrotullimit.

Lëvizja rrotulluese është shumë e zakonshme. Kështu, lëvizja e pikave në buzën e një rrote është një shembull i lëvizjes rrotulluese. Lëvizja rrotulluese përshkruan helikën e ventilatorit, etj.

Lëvizja rrotulluese karakterizohet nga këto madhësi fizike: shpejtësia këndore e rrotullimit, periudha e rrotullimit, frekuenca e rrotullimit, shpejtësia lineare e një pike.

shpejtësia këndore një trup me rrotullim uniform quhet një vlerë e barabartë me raportin e këndit të rrotullimit me intervalin kohor gjatë të cilit ka ndodhur ky rrotullim.

Koha që i duhet një trupi për të udhëtuar një të tillë kthesë e plotë, quhet periudha e rrotullimit (T).

Numri i rrotullimeve që bën një trup për njësi të kohës quhet shpejtësia (f).

Frekuenca e rrotullimit dhe periudha janë të lidhura nga relacioni T = 1/f.

Nëse pika është në një distancë R nga qendra e rrotullimit, atëherë shpejtësia e saj lineare përcaktohet nga formula:

Lëvizja mekanike e një trupi është ndryshimi i pozicionit të tij në hapësirë ​​në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës. Ai studion lëvizjen e trupave të një mekaniku. Lëvizja e një trupi absolutisht të ngurtë (i pa deformuar gjatë lëvizjes dhe ndërveprimit), në të cilin të gjitha pikat e tij janë në ky moment lëvizja e kohës në të njëjtën mënyrë quhet lëvizje përkthimore, për përshkrimin e saj është e nevojshme dhe e mjaftueshme të përshkruhet lëvizja e një pike të trupit. Lëvizja në të cilën trajektoret e të gjitha pikave të trupit janë rrathë të përqendruar në një vijë të drejtë dhe të gjitha rrafshet e rrathëve janë pingul me këtë vijë të drejtë quhet lëvizje rrotulluese. Një trup, forma dhe dimensionet e të cilit mund të neglizhohen në kushte të caktuara quhet pikë materiale. Kjo është neglizhencë

Lejohet të bëhet zvogëlimi kur përmasat e trupit janë të vogla në krahasim me distancën që kalon ose largësinë e trupit të caktuar me trupat e tjerë. Për të përshkruar lëvizjen e një trupi, duhet të dini koordinatat e tij në çdo kohë. Kjo është detyra kryesore e mekanikës.

2. Relativiteti i lëvizjes. Sistemi i referencës. Njësitë.

Për të përcaktuar koordinatat e një pike materiale, është e nevojshme të zgjidhni një trup referencë dhe të lidhni një sistem koordinativ me të dhe të vendosni origjinën e kohës. Sistemi i koordinatave dhe treguesi i origjinës së referencës kohore formojnë sistemin e referencës në lidhje me të cilin merret parasysh lëvizja e trupit. Sistemi duhet të lëvizë me një shpejtësi konstante (ose të jetë në qetësi, që në përgjithësi është e njëjta gjë). Trajektorja e trupit, distanca e përshkuar dhe zhvendosja varen nga zgjedhja e sistemit të referencës, d.m.th. lëvizja mekanike është relative. Njësia e gjatësisë është metri, që është distanca e përshkuar nga drita në vakum në sekonda. Një sekondë është një njësi kohore, e barabartë me periudhat e rrezatimit të një atomi cezium-133.

3. Trajektorja. Rruga dhe lëvizja. Shpejtësia e menjëhershme.

Trajektorja e një trupi është një vijë e përshkruar në hapësirë ​​nga një pikë materiale lëvizëse. Shtegu - gjatësia e seksionit të trajektores nga zhvendosja fillestare në fund të pikës materiale. Vektori i rrezes - një vektor që lidh origjinën dhe një pikë në hapësirë. Zhvendosja është një vektor që lidh pikat e fillimit dhe të fundit të seksionit të trajektores së kaluar në kohë. Shpejtësia - sasi fizike, i cili karakterizon shpejtësinë dhe drejtimin e lëvizjes në një kohë të caktuar. Shpejtësia mesatare përcaktuar si. Shpejtësia mesatare e tokës është e barabartë me raportin e shtegut të përshkuar nga trupi në një periudhë kohore me këtë interval. . Shpejtësia e menjëhershme (vektori) është derivati ​​i parë i vektorit të rrezes së pikës lëvizëse. . Shpejtësia e menjëhershme drejtohet në mënyrë tangjenciale në trajektoren, shpejtësia mesatare drejtohet përgjatë sekantit. Shpejtësia e menjëhershme e tokës (skalar) - derivati ​​i parë i shtegut në lidhje me kohën, i barabartë në madhësi me shpejtësinë e menjëhershme

4. Lëvizje drejtvizore uniforme. Grafikët e varësisë së madhësive kinematike nga koha në lëvizje uniforme. Shtimi i shpejtësive.

Lëvizja me një modul konstant dhe shpejtësi drejtimi quhet lëvizje drejtvizore uniforme. Në lëvizje drejtvizore uniforme, një trup përshkon distanca të barabarta në çdo interval të barabartë kohe. Nëse shpejtësia është konstante, atëherë distanca e përshkuar llogaritet si. Ligji klasik i mbledhjes së shpejtësive është formuluar si më poshtë: shpejtësia e një pike materiale në lidhje me kornizën e referencës, e marrë si fikse, është e barabartë me shuma vektoriale shpejtësitë e një pike në një sistem lëvizës dhe shpejtësia e lëvizjes së një sistemi në lëvizje në raport me një sistem të palëvizshëm.

5. Nxitimi. Lëvizje drejtvizore e përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme. Grafikët e varësisë së madhësive kinematike nga koha në lëvizje të përshpejtuar uniformisht.

Lëvizja në të cilën një trup bën lëvizje të pabarabarta në intervale të barabarta kohore quhet lëvizje jo uniforme. Me lëvizje të pabarabartë përkthimore, shpejtësia e trupit ndryshon me kalimin e kohës. Nxitimi (vektor) është një madhësi fizike që karakterizon shpejtësinë e ndryshimit të shpejtësisë në vlerë absolute dhe në drejtim. Nxitimi i menjëhershëm (vektor) - derivati ​​i parë i shpejtësisë në lidhje me kohën. .Në mënyrë të njëtrajtshme të përshpejtuara është lëvizja me nxitim, konstante në madhësi dhe drejtim. Shpejtësia gjatë lëvizjes së përshpejtuar njëtrajtësisht llogaritet si.

Nga këtu, formula për shtegun me lëvizje të përshpejtuar njëtrajtësisht rrjedh si

Janë të vlefshme edhe formulat e nxjerra nga ekuacionet e shpejtësisë dhe rrugës për lëvizje të përshpejtuar uniformisht.

6. Rënia e lirë e trupave. Nxitimi renie e lire.

Rënia e një trupi është lëvizja e tij në fushën e gravitetit (???) . Rënia e trupave në vakum quhet rënie e lirë. Është vërtetuar eksperimentalisht se në rënie të lirë trupat lëvizin në të njëjtën mënyrë, pavarësisht nga karakteristikat e tyre fizike. Nxitimi me të cilin trupat bien në tokë në vakum quhet nxitim i rënies së lirë dhe shënohet

7. Lëvizje uniforme në rreth. Nxitimi gjatë lëvizjes uniforme të një trupi në një rreth (nxitimi centripetal)

Çdo lëvizje në një pjesë mjaft të vogël të trajektores mund të konsiderohet përafërsisht si një lëvizje uniforme përgjatë një rrethi. Në procesin e lëvizjes uniforme në një rreth, vlera e shpejtësisë mbetet konstante dhe drejtimi i vektorit të shpejtësisë ndryshon.<рисунок>.. Vektori i nxitimit kur lëviz përgjatë një rrethi është i drejtuar pingul me vektorin e shpejtësisë (drejtuar në mënyrë tangjenciale), në qendër të rrethit. Intervali kohor gjatë të cilit trupi bën një rrotullim të plotë në një rreth quhet periudhë. . Reciproku i një periudhe, që tregon numrin e rrotullimeve për njësi të kohës, quhet frekuencë. Duke zbatuar këto formula, ne mund të nxjerrim përfundimin se , ose . Shpejtësia këndore (shpejtësia rrotulluese) përcaktohet si . Shpejtësia këndore e të gjitha pikave të trupit është e njëjtë dhe karakterizon lëvizjen e trupit rrotullues në tërësi. Në këtë rast, shpejtësia lineare e trupit shprehet si , dhe nxitimi - si .

Parimi i pavarësisë së lëvizjeve e konsideron lëvizjen e çdo pike të trupit si shumën e dy lëvizjeve - përkthimore dhe rrotulluese.

8. Ligji i parë i Njutonit. Sistemi i referencës inerciale.

Dukuria e mbajtjes së shpejtësisë së një trupi në mungesë të ndikimeve të jashtme quhet inerci. Ligji i parë i Njutonit, i njohur gjithashtu si ligji i inercisë, thotë: "ka korniza të tilla referimi, në lidhje me të cilat trupat që lëvizin në mënyrë progresive e mbajnë shpejtësinë e tyre konstante nëse nuk veprojnë trupa të tjerë mbi to". Kornizat e referencës, në lidhje me të cilat trupat në mungesë të ndikimeve të jashtme lëvizin në një vijë të drejtë dhe uniforme, quhen sistemet inerciale referencë. Sistemet e referencës që lidhen me tokën konsiderohen inerciale, me kusht që rrotullimi i tokës të neglizhohet.

9. Meshë. Forcë. Ligji i dytë i Njutonit. Përbërja e forcave. Qendra e gravitetit.

Arsyeja e ndryshimit të shpejtësisë së një trupi është gjithmonë ndërveprimi i tij me trupat e tjerë. Kur dy trupa ndërveprojnë, shpejtësitë ndryshojnë gjithmonë, d.m.th. fitohen përshpejtuesit. Raporti i nxitimeve të dy trupave është i njëjtë për çdo bashkëveprim. Vetia e një trupi nga e cila varet nxitimi i tij kur ndërvepron me trupa të tjerë quhet inerci. Një masë sasiore e inercisë është pesha e trupit. Raporti i masave të trupave ndërveprues është i barabartë me raportin e anasjelltë të moduleve të nxitimit. Ligji i dytë i Njutonit vendos një marrëdhënie midis karakteristikës kinematike të lëvizjes - nxitimit, dhe karakteristikat dinamike ndërveprimet janë forca. , ose, më saktë, , d.m.th. shpejtësia e ndryshimit të momentit të një pike materiale është e barabartë me forcën që vepron mbi të. Me veprimin e njëkohshëm të disa forcave në një trup, trupi lëviz me një nxitim, që është shuma vektoriale e nxitimeve që do të lindnin nën ndikimin e secilës prej këtyre forcave veç e veç. Forcat që veprojnë në trup, të aplikuara në një pikë, shtohen sipas rregullit të mbledhjes së vektorëve. Kjo dispozitë quhet parimi i pavarësisë së veprimit të forcave. Qendra e masës është një pikë e tillë e një trupi të ngurtë ose sistemi i trupave të ngurtë që lëviz në të njëjtën mënyrë si pika materiale një masë e barabartë me shumën e masave të të gjithë sistemit në tërësi, mbi të cilën vepron e njëjta forcë rezultante si në trup. . Duke e integruar këtë shprehje me kalimin e kohës, mund të merren shprehje për koordinatat e qendrës së masës. Qendra e gravitetit është pika e aplikimit të rezultatit të të gjitha forcave të gravitetit që veprojnë në grimcat e këtij trupi në çdo pozicion në hapësirë. Nëse dimensionet lineare të trupit janë të vogla në krahasim me madhësinë e Tokës, atëherë qendra e masës përkon me qendrën e gravitetit. Shuma e momenteve të të gjitha forcave elementare të gravitetit rreth çdo boshti që kalon nëpër qendrën e gravitetit është e barabartë me zero.

10. Ligji i tretë i Njutonit.

Në çdo bashkëveprim të dy trupave, raporti i moduleve të nxitimeve të fituara është konstant dhe i barabartë me raportin e anasjelltë të masave. Sepse kur trupat bashkëveprojnë, vektorët e nxitimit kanë drejtim të kundërt, mund ta shkruajmë atë . Sipas ligjit të dytë të Njutonit, forca që vepron në trupin e parë është , dhe në të dytin. Në këtë mënyrë, . Ligji i tretë i Njutonit lidh forcat me të cilat trupat veprojnë mbi njëri-tjetrin. Nëse dy trupa ndërveprojnë me njëri-tjetrin, atëherë forcat që lindin midis tyre zbatohen në trupa të ndryshëm, janë të barabartë në madhësi, të kundërta në drejtim, veprojnë përgjatë së njëjtës vijë të drejtë dhe kanë të njëjtën natyrë.

11. Forcat e elasticitetit. Ligji i Hukut.

Forca që lind nga deformimi i trupit dhe drejtohet në drejtim të kundërt me zhvendosjen e grimcave të trupit gjatë këtij deformimi quhet forcë elastike. Eksperimentet me shufrën treguan se për deformime të vogla në krahasim me dimensionet e trupit, moduli i forcës elastike është drejtpërdrejt proporcional me modulin e vektorit të zhvendosjes së skajit të lirë të shufrës, i cili në projeksion duket si . Kjo marrëdhënie është vendosur nga R. Hooke, ligji i tij është formuluar si më poshtë: forca elastike që lind nga deformimi i trupit është proporcionale me zgjatjen e trupit në drejtim të kundërt me drejtimin e lëvizjes së grimcave të trupit gjatë deformim. Koeficient k quhet ngurtësi e trupit, dhe varet nga forma dhe materiali i trupit. Shprehet në njuton për metër. Forcat elastike janë për shkak të ndërveprimeve elektromagnetike.

12. Forcat e fërkimit, koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes. Fërkimi viskoz (???)

Forca që lind në kufirin e bashkëveprimit të trupave në mungesë të lëvizjes relative të trupave quhet forca statike e fërkimit. Forca statike e fërkimit është e barabartë në vlerë absolute me forcën e jashtme të drejtuar në mënyrë tangjenciale në sipërfaqen e kontaktit të trupave dhe në drejtim të kundërt me të. Kur një trup lëviz në mënyrë të njëtrajtshme mbi sipërfaqen e një tjetri, nën ndikimin e një force të jashtme, një forcë e barabartë në vlerë absolute vepron në trup. forca lëvizëse dhe e kundërta në drejtim. Kjo forcë quhet forca e fërkimit rrëshqitës. Vektori i forcës së fërkimit rrëshqitës drejtohet kundër vektorit të shpejtësisë, kështu që kjo forcë çon gjithmonë në një ulje të shpejtësisë relative të trupit. Forcat e fërkimit, si dhe forca elastike, janë të një natyre elektromagnetike dhe lindin për shkak të ndërveprimit midis ngarkesat elektrike atomet e trupave kontaktues. Është vërtetuar eksperimentalisht se vlera maksimale e modulit të forcës statike të fërkimit është proporcionale me forcën e presionit. Gjithashtu, vlera maksimale e forcës së fërkimit statik dhe e forcës së fërkimit të rrëshqitjes janë afërsisht të barabarta, si dhe koeficientët e proporcionalitetit ndërmjet forcave të fërkimit dhe presionit të trupit në sipërfaqe.

13. Forcat gravitacionale. Ligji gravitetit. Graviteti. Pesha e trupit.

Nga fakti që trupat, pavarësisht nga masa e tyre, bien me të njëjtin nxitim, rezulton se forca që vepron mbi ta është në përpjesëtim me masën e trupit. Kjo forcë tërheqëse që vepron në të gjithë trupat nga ana e Tokës quhet gravitacion. Forca e gravitetit vepron në çdo distancë midis trupave. Të gjithë trupat tërhiqen nga njëri-tjetri, forca e gravitetit është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Vektorët e forcave të gravitetit universal drejtohen përgjatë një vije të drejtë që lidh qendrat e masës së trupave. , G – Konstanta gravitacionale, e barabartë me . Pesha e trupit është forca me të cilën trupi, për shkak të gravitetit, vepron në mbështetëse ose e shtrin pezullimin. Pesha e trupit është e barabartë në vlerë absolute dhe e kundërt në drejtim me forcën elastike të mbështetjes sipas ligjit të tretë të Njutonit. Sipas ligjit të dytë të Njutonit, nëse mbi trup nuk vepron asnjë forcë tjetër, atëherë forca e gravitetit të trupit balancohet nga forca e elasticitetit. Si rezultat, pesha e trupit në një mbështetje horizontale fikse ose uniforme lëvizëse e barabartë me forcën gravitetit. Nëse mbështetja lëviz me nxitim, atëherë sipas ligjit të dytë të Njutonit , nga e cila rrjedh. Kjo do të thotë se pesha e një trupi drejtimi i nxitimit të të cilit përkon me drejtimin e nxitimit të rënies së lirë është më i vogël se pesha e një trupi në qetësi.

14. Lëvizja e një trupi nën veprimin e rëndesës përgjatë vertikales. Trafiku satelitët artificialë. Papeshë. Shpejtësia e parë kozmike.

Kur e hedh trupin paralelisht sipërfaqen e tokës diapazoni i fluturimit do të jetë më i madh, aq më e madhe është shpejtësia fillestare. Me shpejtësi të lartë, është gjithashtu e nevojshme të merret parasysh sfericiteti i tokës, i cili reflektohet në ndryshimin e drejtimit të vektorit të gravitetit. Me një vlerë të caktuar shpejtësie, trupi mund të lëvizë rreth Tokës nën ndikimin e forcës gravitacionale universale. Kjo shpejtësi, e quajtur shpejtësia e parë kozmike, mund të përcaktohet nga ekuacioni i lëvizjes së një trupi në një rreth. Nga ana tjetër, nga ligji i dytë i Njutonit dhe ligji i gravitetit universal rrjedh se. Kështu, në distancë R nga qendra trup qiellor peshë M shpejtësia e parë kozmike është e barabartë me. Kur shpejtësia e trupit ndryshon, forma e orbitës së tij ndryshon nga një rreth në një elips. Me të arritur në të dytën shpejtësia hapësinore e barabartë me orbitën bëhet parabolike.

15. Vrulli i trupit. Ligji i ruajtjes së momentit. Propulsion reaktiv.

Sipas ligjit të dytë të Njutonit, pavarësisht nëse trupi ishte në pushim apo në lëvizje, një ndryshim në shpejtësinë e tij mund të ndodhë vetëm kur ndërvepron me trupa të tjerë. Nëse në një trup me masë m per nje kohe t vepron një forcë dhe shpejtësia e lëvizjes së saj ndryshon nga në , atëherë nxitimi i trupit është i barabartë me . Bazuar në ligjin e dytë të Njutonit, forca mund të shkruhet si . Madhësia fizike e barabartë me produktin e forcës dhe kohën e veprimit të saj quhet impuls i forcës. Impulsi i forcës tregon se ekziston një sasi që ndryshon në mënyrë të barabartë për të gjithë trupat nën ndikimin e forcave të njëjta, nëse kohëzgjatja e forcës është e njëjtë. Kjo vlerë, e barabartë me produktin e masës së trupit dhe shpejtësisë së lëvizjes së tij, quhet momenti i trupit. Ndryshimi i momentit të trupit është i barabartë me momentin e forcës që e ka shkaktuar këtë ndryshim.Le të marrim dy trupa, masa dhe , që lëvizin me shpejtësi dhe . Sipas ligjit të tretë të Njutonit, forcat që veprojnë mbi trupat gjatë bashkëveprimit të tyre janë të barabarta në vlerë absolute dhe të kundërta në drejtim, d.m.th. ato mund të shënohen si . Për ndryshimet në momentin gjatë ndërveprimit, mund të shkruajmë . Nga këto shprehje marrim se , domethënë, shuma vektoriale e impulseve të dy trupave para bashkëveprimit është e barabartë me shumën vektoriale të impulseve pas bashkëveprimit. Në më shumë pamje e përgjithshme ligji i ruajtjes së momentit tingëllon kështu: Nëse, atëherë.

16. punë mekanike. Fuqia. Kinetike dhe energji potenciale.

puna POR forca konstante është një sasi fizike e barabartë me produktin e moduleve të forcës dhe zhvendosjes, shumëzuar me kosinusin e këndit midis vektorëve dhe. . Puna është një sasi skalare dhe mund të jetë negative nëse këndi ndërmjet vektorëve të zhvendosjes dhe forcës është më i madh se . Njësia e punës quhet xhaul, 1 xhaul është e barabartë me punë kryhet nga një forcë prej 1 njuton kur lëviz pika e aplikimit të tij me 1 metër. Fuqia është një sasi fizike e barabartë me raportin e punës me periudhën kohore gjatë së cilës është kryer kjo punë. . Njësia e fuqisë quhet vat, 1 vat është e barabartë me fuqinë me të cilën bëhet puna prej 1 xhaul në 1 sekondë. Le të supozojmë se në një trup me masë m vepron një forcë (e cila në përgjithësi mund të jetë rezultat i disa forcave), nën ndikimin e së cilës trupi lëviz në drejtim të vektorit. Moduli i forcës sipas ligjit të dytë të Njutonit është ma, dhe moduli i vektorit të zhvendosjes lidhet me nxitimin dhe shpejtësinë fillestare dhe përfundimtare si. Prej këtu, merret formula për të punuar . Një sasi fizike e barabartë me gjysmën e produktit të masës së trupit dhe katrorit të shpejtësisë quhet energji kinetike. Puna e forcave rezultante të aplikuara në trup është e barabartë me ndryshimin e energjisë kinetike. Sasia fizike e barabartë me produktin e masës trupore me modulin e nxitimit të rënies së lirë dhe lartësia në të cilën trupi është ngritur mbi sipërfaqen me potencial zero quhet energji potenciale e trupit. Ndryshimi i energjisë potenciale karakterizon punën e gravitetit në lëvizjen e trupit. Kjo punë është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, marrë me shenjën e kundërt. Një trup nën sipërfaqen e tokës ka një energji potenciale negative. Jo vetëm trupat e ngritur kanë energji potenciale. Merrni parasysh punën e bërë nga forca elastike kur susta deformohet. Forca elastike është drejtpërdrejt proporcionale me deformimin, dhe vlera mesatare e saj do të jetë e barabartë me , puna është e barabartë me produktin e forcës dhe deformimit , ose . Një sasi fizike e barabartë me gjysmën e produktit të ngurtësisë së trupit dhe katrorit të deformimit quhet energji potenciale e trupit të deformuar. Një karakteristikë e rëndësishme e energjisë potenciale është se një trup nuk mund ta zotërojë atë pa ndërvepruar me trupa të tjerë.

17. Ligjet e ruajtjes së energjisë në mekanikë.

Energjia potenciale karakterizon trupat ndërveprues, kinetike - lëvizëse. Si kjo ashtu edhe një tjetër lindin si rezultat i ndërveprimit të trupave. Nëse disa trupa bashkëveprojnë me njëri-tjetrin vetëm nga forcat gravitacionale dhe forcat elastike, dhe asnjë forcë e jashtme nuk vepron mbi to (ose rezultati i tyre është zero), atëherë për çdo ndërveprim të trupave, puna e forcave elastike ose gravitacionale është e barabartë me ndryshimin. në energji potenciale, marrë me shenjën e kundërt. Në të njëjtën kohë, sipas teoremës së energjisë kinetike (ndryshimi i energjisë kinetike të një trupi është i barabartë me punën e forcave të jashtme), puna e të njëjtave forca është e barabartë me ndryshimin e energjisë kinetike. . Nga kjo barazi rrjedh se shuma e energjive kinetike dhe potenciale të trupave që përbëjnë një sistem të mbyllur dhe ndërveprojnë me njëri-tjetrin nga forcat e gravitetit dhe elasticitetit mbetet konstante. Shuma e energjive kinetike dhe potenciale të trupave quhet energji totale mekanike. Kompletuar energji mekanike i një sistemi të mbyllur trupash që ndërveprojnë me njëri-tjetrin nga forcat e gravitetit dhe elasticitetit, mbetet i pandryshuar. Puna e forcave të gravitetit dhe elasticitetit është e barabartë, nga njëra anë, me një rritje të energjisë kinetike, dhe nga ana tjetër, me një ulje të energjisë potenciale, domethënë puna është e barabartë me energjinë që është kthyer. nga një formë në tjetrën.

18. mekanizma të thjeshtë(rrafsh i pjerrët, levë, bllok) aplikimi i tyre.

Një plan i pjerrët përdoret në mënyrë që një trup me masë të madhe të mund të lëvizet nga veprimi i një force që është shumë më e vogël se pesha e trupit. Nëse këndi plan i pjerrëtështë e barabartë me a, atëherë për të lëvizur trupin përgjatë rrafshit, është e nevojshme të zbatohet një forcë e barabartë me . Raporti i kësaj force me peshën e trupit, duke neglizhuar forcën e fërkimit, është i barabartë me sinusin e këndit të pjerrësisë së rrafshit. Por me një fitim në forcë, nuk ka fitim në punë, sepse rruga është shumëfishuar. Ky rezultat është pasojë e ligjit të ruajtjes së energjisë, pasi puna e gravitetit nuk varet nga trajektorja e ngritjes së trupit.

Leva është në ekuilibër nëse momenti i forcave që e rrotullon atë në drejtim të akrepave të orës është i barabartë me momentin il që rrotullon levën në drejtim të kundërt. Nëse drejtimet e vektorëve të forcave të aplikuara në levë janë pingul me vijat e drejta më të shkurtra që lidhin pikat e zbatimit të forcave dhe boshtin e rrotullimit, atëherë kushtet e ekuilibrit marrin formën. Nëse, atëherë leva siguron një fitim në forcë. Një fitim në forcë nuk jep fitim në punë, pasi kur rrotullohet përmes një këndi a, forca funksionon dhe forca funksionon. Sepse sipas gjendjes , atëherë .

Blloku ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës. Armët e forcave të aplikuara për pika të ndryshme blloku i paluajtshëm është i njëjtë, dhe për këtë arsye blloku i paluajtshëm nuk jep një fitim në forcë. Kur ngrihet një ngarkesë me ndihmën e një blloku të lëvizshëm, fitohet një fitim i dyfishtë në forcë, sepse. krahu i gravitetit është gjysma e krahut të tensionit të kabllit. Por kur tërhiqni kabllon në një gjatësi l ngarkesa rritet l/2, prandaj, një bllok fiks gjithashtu nuk jep një fitim në punë.

19. Presioni. Ligji i Paskalit për lëngjet dhe gazet.

Sasia fizike e barabartë me raportin e modulit të forcës që vepron pingul me sipërfaqen me sipërfaqen e kësaj sipërfaqeje quhet presion. Njësia e presionit është paskali, i cili është i barabartë me presionin e ushtruar nga një forcë prej 1 njuton në një sipërfaqe prej 1 metër katror. Të gjitha lëngjet dhe gazrat transmetojnë presionin e prodhuar mbi to në të gjitha drejtimet.

20. Enët komunikuese. Shtypja hidraulike. Presioni i atmosferës. ekuacioni i Bernulit.

Në një enë cilindrike, forca e presionit në fund të enës është e barabartë me peshën e kolonës së lëngshme. Presioni në fund të enës është , prej nga vjen presioni në thellësi h barazohet . I njëjti presion vepron në muret e enës. Barazia e presioneve të lëngjeve në të njëjtën lartësi çon në faktin se në enët komunikuese të çdo forme, sipërfaqet e lira të një lëngu homogjen në qetësi janë në të njëjtin nivel (në rastin e forcave kapilare paksa të vogla). Në rastin e një lëngu johomogjen, lartësia e një kolone të një lëngu më të dendur do të jetë më e vogël se lartësia e një lëngu më pak të dendur. Makina hidraulike punon në bazë të ligjit të Paskalit. Ai përbëhet nga dy enë komunikuese të mbyllura me piston. zona të ndryshme. Presioni i prodhuar nga një forcë e jashtme në një piston transmetohet sipas ligjit të Pascal në pistonin e dytë. . Një makinë hidraulike jep një fitim në fuqi aq herë sa sipërfaqja e pistonit të saj të madh është më e madhe se sipërfaqja e asaj të vogël.

Në lëvizjen e palëvizshme të një lëngu të pakompresueshëm, ekuacioni i vazhdimësisë është i vlefshëm. Për një lëng ideal në të cilin viskoziteti (d.m.th., fërkimi midis grimcave të tij) mund të neglizhohet, shprehja matematikore për ligjin e ruajtjes së energjisë është ekuacioni i Bernulit. .

21. Përvoja e Torricellit. Ndryshimi i presionit atmosferik me lartësinë.

Nën ndikimin e gravitetit, shtresat e sipërme të atmosferës ushtrojnë presion mbi shtresat e poshtme. Ky presion, sipas ligjit të Paskalit, transmetohet në të gjitha drejtimet. Vlera më e lartë ky presion është në sipërfaqen e Tokës dhe është për shkak të peshës së kolonës së ajrit nga sipërfaqja në kufirin e atmosferës. Me një rritje të lartësisë, masa e shtresave të atmosferës që shtyp në sipërfaqe zvogëlohet, prandaj presioni atmosferik zvogëlohet me lartësinë. Në nivelin e detit, presioni atmosferik është 101 kPa. Ky presion ushtrohet nga një kolonë merkuri 760 mm e lartë. Nëse një tub ulet në merkur të lëngshëm, në të cilin krijohet një vakum, atëherë nën ndikimin e presionit atmosferik, merkuri do të rritet në të në një lartësi të tillë në të cilën presioni i kolonës së lëngshme bëhet i barabartë me atë të jashtëm. presioni atmosferik në sipërfaqen e ekspozuar të merkurit. Kur presioni atmosferik ndryshon, lartësia e kolonës së lëngshme në tub do të ndryshojë gjithashtu.

22. Forca arkimediane e ditës së lëngjeve dhe gazeve. Kushtet e lundrimit tel.

Varësia e presionit në një lëng dhe gaz nga thellësia çon në shfaqjen e një force lëvizëse që vepron në çdo trup të zhytur në një lëng ose gaz. Kjo forcë quhet forca e Arkimedit. Nëse një trup është i zhytur në një lëng, atëherë presionet në muret anësore të enës balancohen nga njëra-tjetra, dhe rezultanti i presioneve nga poshtë dhe nga lart është forca e Arkimedit. , d.m.th. Forca që shtyn një trup të zhytur në një lëng (gaz) është e barabartë me peshën e lëngut (gazit) të zhvendosur nga trupi. Forca e Arkimedit drejtohet e kundërta me forcën e gravitetit, prandaj, kur peshoni në një lëng, pesha e një trupi është më e vogël se në një vakum. Një trup në një lëng ndikohet nga graviteti dhe forca e Arkimedit. Nëse forca e gravitetit është më e madhe në modul - trupi fundoset, nëse është më pak - noton, i barabartë - mund të jetë në ekuilibër në çdo thellësi. Këto raporte forcash janë të barabarta me raportet e dendësisë së trupit dhe të lëngut (gazit).

23. Dispozitat kryesore të teorisë molekularo-kinetike dhe të tyre vërtetim eksperimental. Lëvizja Browniane. Pesha dhe madhësisë molekulat.

Teoria molekulare-kinetike është studimi i strukturës dhe vetive të materies, duke përdorur konceptin e ekzistencës së atomeve dhe molekulave si grimcat më të vogla të materies. Dispozitat kryesore të MKT: substanca përbëhet nga atome dhe molekula, këto grimca lëvizin rastësisht, grimcat ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Lëvizja e atomeve dhe molekulave dhe ndërveprimi i tyre i nënshtrohet ligjeve të mekanikës. Në fillim, në bashkëveprimin e molekulave kur afrohen me njëra-tjetrën, mbizotërojnë forcat tërheqëse. Në një distancë të caktuar midis tyre, lindin forca refuzuese, duke tejkaluar forcën e tërheqjes në vlerë absolute. Molekulat dhe atomet bëjnë dridhje të rastësishme rreth pozicioneve ku forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes balancojnë njëra-tjetrën. Në një lëng, molekulat jo vetëm që lëkunden, por edhe kërcejnë nga një pozicion ekuilibri në tjetrin (fluiditeti). Në gazrat, distancat midis atomeve janë shumë më shumë madhësi molekulat (kompresueshmëria dhe shtrirja). R. Brown në fillim të shekullit të 19-të zbuloi se grimcat e ngurta lëvizin rastësisht në një lëng. Ky fenomen mund të shpjegohej vetëm nga MKT. Molekulat që lëvizin rastësisht të një lëngu ose gazi përplasen me një grimcë të ngurtë dhe ndryshojnë drejtimin dhe modulin e shpejtësisë së lëvizjes së saj (ndërsa, natyrisht, ndryshojnë drejtimin dhe shpejtësinë e tyre). Sa më e vogël të jetë madhësia e grimcave, aq më i dukshëm bëhet ndryshimi i momentit. Çdo substancë përbëhet nga grimca, prandaj sasia e një substance konsiderohet të jetë proporcionale me numrin e grimcave. Njësia e sasisë së një lënde quhet nishan. Një mol është i barabartë me sasinë e një lënde që përmban aq atome sa ka në 0,012 kg karbon 12 C. Raporti i numrit të molekulave me sasinë e substancës quhet konstante Avogadro: . Sasia e një lënde mund të gjendet si raport i numrit të molekulave me konstanten Avogadro. masë molare M quhet një sasi e barabartë me raportin e masës së një lënde m në sasinë e substancës. Masa molare shprehet në kilogramë për mol. masë molare mund të shprehet me masën e molekulës m0 : .

24. Gaz ideal. Ekuacioni themelor i teorisë kinetike molekulare gaz ideal.

Të shpjegojë vetitë e materies në gjendje e gaztë duke përdorur modelin ideal të gazit. Ky model supozon si vijon: molekulat e gazit janë të papërfillshme në madhësi në krahasim me vëllimin e enës, nuk ka forca tërheqëse midis molekulave dhe kur ato përplasen me njëra-tjetrën dhe me muret e enës, veprojnë forcat refuzuese. Një shpjegim cilësor i fenomenit të presionit të gazit është se molekulat e një gazi ideal, kur përplasen me muret e enës, ndërveprojnë me to si trupa elastikë. Kur një molekulë përplaset me murin e enës, projeksioni i vektorit të shpejtësisë në boshtin pingul me murin ndryshon në atë të kundërt. Prandaj, gjatë një përplasjeje, projeksioni i shpejtësisë ndryshon nga –mv x përpara mv x, dhe ndryshimi i momentit është . Gjatë përplasjes, molekula vepron në mur me një forcë të barabartë, sipas ligjit të tretë të Njutonit, me një forcë të kundërt në drejtim. Ka shumë molekula, dhe vlera mesatare e shumës gjeometrike të forcave që veprojnë nga ana e molekulave individuale formon forcën e presionit të gazit në muret e enës. Presioni i gazit është i barabartë me raportin e modulit të forcës së presionit me zonën e murit të anijes: p=F/S. Supozoni se gazi është në një enë kub. Momenti i një molekule është 2 mv, një molekulë vepron në mur mesatarisht me një forcë 2mv/Dt. Koha D t lëvizja nga një mur anijeje në tjetrën 2l/v, Rrjedhimisht, . Forca e presionit në murin e enëve të të gjitha molekulave është proporcionale me numrin e tyre, d.m.th. . Për shkak të rastësisë së plotë të lëvizjes së molekulave, lëvizja e tyre në secilin nga drejtimet është e barabartë dhe e barabartë me 1/3 e numri total molekulat. Në këtë mënyrë, . Meqenëse presioni ushtrohet në faqen e një kubi me një sipërfaqe l 2, atëherë presioni do të jetë i njëjtë. Ky ekuacion quhet ekuacioni themelor i teorisë kinetike molekulare. Duke treguar për energjinë mesatare kinetike të molekulave, marrim.

25. Temperatura, matja e saj. Shkalla absolute e temperaturës. Shpejtësia e molekulave të gazit.

Ekuacioni bazë MKT për një gaz ideal vendos një marrëdhënie midis parametrave mikro dhe makroskopikë. Kur dy trupa vijnë në kontakt, parametrat e tyre makroskopikë ndryshojnë. Kur ky ndryshim ka pushuar, thuhet se është vendosur ekuilibri termik. Një parametër fizik që është i njëjtë në të gjitha pjesët e një sistemi trupash në gjendje ekuilibri termik quhet temperatura e trupit. Eksperimentet kanë treguar se për çdo gaz në gjendje ekuilibri termik, raporti i produktit të presionit dhe vëllimit me numrin e molekulave është i njëjtë. . Kjo lejon që vlera të merret si masë e temperaturës. Sepse n=N/V, atëherë, duke marrë parasysh ekuacionin bazë të MKT, prandaj, vlera është e barabartë me dy të tretat e energjisë mesatare kinetike të molekulave. , ku k– koeficienti i proporcionalitetit, në varësi të shkallës. Parametrat në anën e majtë të këtij ekuacioni janë jonegativë. Prandaj, temperatura e gazit në të cilën është presioni i tij vëllim konstant e barabartë me zero quhet temperatura zero absolute. Vlera e këtij koeficienti mund të gjendet nga dy gjendje të njohura të materies me presion të njohur, vëllim, numër molekulash dhe temperaturë. . Koeficient k, e quajtur konstanta e Boltzmann-it, është e barabartë me . Nga ekuacionet e lidhjes ndërmjet temperaturës dhe energjisë mesatare kinetike, d.m.th. mesatare energjia kinetike Lëvizja e rastësishme e molekulave është proporcionale me temperaturë absolute. , . Ky ekuacion tregon se në të njëjtën temperaturë dhe përqendrim të molekulave, presioni i çdo gazi është i njëjtë.

26. Ekuacioni i gjendjes së një gazi ideal (ekuacioni Mendeleev-Klapeyron). Proceset izotermike, izokore dhe izobarike.

Duke përdorur varësinë e presionit nga përqendrimi dhe temperatura, mund të gjendet një marrëdhënie midis parametrave makroskopikë të një gazi - vëllimi, presioni dhe temperatura. . Ky ekuacion quhet ekuacioni i gjendjes së gazit ideal (ekuacioni Mendeleev-Clapeyron).

Një proces izotermik është një proces që ndodh në temperaturë konstante. Nga ekuacioni i gjendjes së një gazi ideal, rezulton se në një temperaturë konstante, masë dhe përbërje të gazit, produkti i presionit dhe vëllimit duhet të mbetet konstant. Grafiku i një izotermi (kurba e një procesi izotermik) është një hiperbolë. Ekuacioni quhet ligji Boyle-Mariotte.

Një proces izokorik është një proces që ndodh në një vëllim, masë dhe përbërje konstante të gazit. Në këto kushte , ku është koeficienti i temperaturës së presionit të gazit. Ky ekuacion quhet ligji i Charles. Grafiku i ekuacionit të një procesi izokorik quhet izokorë dhe është një vijë e drejtë që kalon nga origjina.

Një proces izobarik është një proces që ndodh në një presion konstant, masë dhe përbërje të gazit. Në të njëjtën mënyrë si për procesin izokorik, mund të marrim ekuacionin për procesin izobarik . Ekuacioni që përshkruan këtë proces quhet ligji Gay-Lussac. Grafiku i ekuacionit të një procesi izobarik quhet izobar dhe është një vijë e drejtë që kalon nga origjina.

27. Energjia e brendshme. Puna në termodinamikë.

Nëse energjia potenciale e bashkëveprimit të molekulave është zero, atëherë energjia e brendshmeështë e barabartë me shumën e energjive kinetike të lëvizjes së të gjitha molekulave të gazit . Prandaj, kur ndryshon temperatura, ndryshon edhe energjia e brendshme e gazit. Duke zëvendësuar ekuacionin e gjendjes së një gazi ideal në ekuacionin e energjisë, marrim se energjia e brendshme është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e presionit dhe vëllimit të gazit. . Energjia e brendshme e një trupi mund të ndryshojë vetëm kur ndërvepron me trupa të tjerë. Në rastin e bashkëveprimit mekanik të trupave (ndërveprimi makroskopik), masa e energjisë së transferuar është puna POR. Në transferimin e nxehtësisë (ndërveprimi mikroskopik), masa e energjisë së transferuar është sasia e nxehtësisë P. Në një sistem termodinamik jo të izoluar, ndryshimi i energjisë së brendshme D U e barabartë me shumën e sasisë së nxehtësisë së transferuar P dhe puna e forcave të jashtme POR. Në vend të punës POR kryer nga forcat e jashtme, është më i përshtatshëm të merret në konsideratë puna A` kryhet nga sistemi në trupa të jashtëm. A=-A`. Atëherë ligji i parë i termodinamikës shprehet si, ose. Kjo do të thotë se çdo makinë mund të punojë në trupa të jashtëm vetëm duke marrë nxehtësi nga jashtë. P ose ulje e energjisë së brendshme D U. Ky ligj përjashton krijimin e një makine me lëvizje të përhershme të llojit të parë.

28. Sasia e nxehtësisë. Nxehtësia specifike substancave. Ligji i ruajtjes së energjisë në proceset termike (ligji i parë i termodinamikës).

Procesi i transferimit të nxehtësisë nga një trup në tjetrin pa kryer punë quhet transferim i nxehtësisë. Energjia e transferuar në trup si rezultat i transferimit të nxehtësisë quhet sasia e nxehtësisë. Nëse procesi i transferimit të nxehtësisë nuk shoqërohet me punë, atëherë në bazë të ligjit të parë të termodinamikës. Prandaj, energjia e brendshme e trupit është në proporcion me masën e trupit dhe temperaturën e tij . Vlera Me quhet kapacitet specifik i nxehtësisë, njësia është . Kapaciteti specifik i nxehtësisë tregon se sa nxehtësi duhet të transferohet për të ngrohur 1 kg të një lënde me 1 gradë. Kapaciteti specifik i nxehtësisë nuk është një karakteristikë e paqartë dhe varet nga puna e bërë nga trupi gjatë transferimit të nxehtësisë.

Në zbatimin e transferimit të nxehtësisë midis dy trupave në kushte të barazisë me zero të punës së forcave të jashtme dhe në izolimin termik nga trupat e tjerë, sipas ligjit të ruajtjes së energjisë. . Nëse ndryshimi i energjisë së brendshme nuk shoqërohet me punë, atëherë , ose , prej nga . Ky ekuacion quhet ekuacioni i bilancit të nxehtësisë.

29. Zbatimi i ligjit të parë të termodinamikës në izoproceset. procesi adiabatik. Pakthyeshmëria e proceseve termike.

Një nga proceset kryesore që kryen punë në shumicën e makinave është zgjerimi i një gazi për të kryer punë. Nëse gjatë zgjerimit izobarik të gazit nga vëllimi V 1 deri në vëllim V 2 zhvendosja e pistonit të cilindrit ishte l, pastaj punoni A gazi i përsosur është i barabartë me , ose . Nëse krahasojmë zonat nën izobarin dhe izotermën, që janë vepra, mund të konkludojmë se me të njëjtin zgjerim të gazit në të njëjtin presion fillestar, në rastin e një procesi izotermik, do të punohet më pak. Përveç isobarike, izokorik dhe proceset izotermike ekziston një i ashtuquajtur procesi adiabatik. Një proces quhet adiabatik nëse nuk ka transferim të nxehtësisë. Procesi i zgjerimit ose ngjeshjes së shpejtë të gazit mund të konsiderohet i afërt me adiabatik. Në këtë proces, puna bëhet për shkak të ndryshimit të energjisë së brendshme, d.m.th. , kështu që kur procesi adiabatik temperatura ulet. Meqenëse temperatura e gazit rritet gjatë ngjeshjes adiabatike të një gazi, presioni i gazit rritet më shpejt me një ulje të vëllimit sesa gjatë një procesi izotermik.

Proceset e transferimit të nxehtësisë ndodhin spontanisht vetëm në një drejtim. Nxehtësia transferohet gjithmonë në një trup më të ftohtë. Ligji i dytë i termodinamikës thotë se është e pamundur procesi termodinamik, si rezultat i të cilit nxehtësia do të transferohej nga një trup në tjetrin, më i nxehtë, pa asnjë ndryshim tjetër. Ky ligj përjashton krijimin e një makine me lëvizje të përhershme të llojit të dytë.

30. Parimi i funksionimit të motorëve me ngrohje. efikasiteti termik motorri.

Në motorët me nxehtësi, puna zakonisht kryhet nga gazi në zgjerim. Gazi që funksionon gjatë zgjerimit quhet lëng pune. Zgjerimi i një gazi ndodh si rezultat i rritjes së temperaturës dhe presionit të tij kur nxehet. Një pajisje nga e cila lëngu i punës merr një sasi nxehtësie P quhet ngrohës. Pajisja në të cilën makina lëshon nxehtësi pas një goditjeje pune quhet frigorifer. Së pari, presioni rritet në mënyrë izohorike, zgjerohet në mënyrë izobarike, ftohet në mënyrë izokorike, tkurret në mënyrë izobarike.<рисунок с подъемником>. Si rezultat i ciklit të punës, gazi kthehet në gjendjen e tij fillestare, energjia e tij e brendshme merr vlerën e tij origjinale. Do të thotë që. Sipas ligjit të parë të termodinamikës,. Puna e bërë nga trupi për cikël është e barabartë me P. Sasia e nxehtësisë së marrë nga trupi për cikël është e barabartë me diferencën midis asaj që merret nga ngrohësi dhe që i jepet frigoriferit. Rrjedhimisht,. Koeficient veprim i dobishëm makinë quhet raporti i energjisë së dobishme të përdorur me energjinë e shpenzuar .

31. Avullimi dhe kondensimi. Të ngopur dhe avujt e pangopur. Lagështia e ajrit.

Shpërndarja e pabarabartë e energjisë kinetike të lëvizjes termike çon në këtë. Që në çdo temperaturë energjia kinetike e disa molekulave mund të tejkalojë energjinë potenciale të lidhjes me pjesën tjetër. Avullimi është procesi me të cilin molekulat largohen nga sipërfaqja e një lëngu ose të ngurtë. Avullimi shoqërohet me ftohje, sepse molekulat më të shpejta largohen nga lëngu. Avullimi i një lëngu në një enë të mbyllur në një temperaturë konstante çon në një rritje të përqendrimit të molekulave në gjendje të gaztë. Pas njëfarë kohe, ndodh një ekuilibër midis numrit të molekulave që avullohen dhe kthehen në lëng. Substanca e gaztë në ekuilibër dinamik me lëngun e saj quhet avull i ngopur. Avulli me një presion nën presion avull i ngopur, quhet i pangopur. Presioni i avullit të ngopur nuk varet nga vëllimi (nga ) në temperaturë konstante. Në një përqendrim konstant të molekulave, presioni i avullit të ngopur rritet më shpejt se presioni i një gazi ideal, sepse numri i molekulave rritet me temperaturën. Raporti i presionit të avullit të ujit në një temperaturë të caktuar ndaj presionit të avullit të ngopjes në të njëjtën temperaturë, i shprehur në përqindje, quhet lageshtia relative ajri. Sa më e ulët të jetë temperatura, aq më i ulët është presioni i avullit të ngopur, kështu që kur ftohet në një temperaturë të caktuar, avulli bëhet i ngopur. Kjo temperaturë quhet pika e vesës. tp.

32. Kristal dhe trupa amorfë. Vetitë mekanike të trupave të ngurtë. Deformime elastike.

Trupat amorfë janë ata, vetitë fizike të të cilëve janë të njëjta në të gjitha drejtimet (trupat izotropikë). Izotropia e vetive fizike shpjegohet me renditjen e rastësishme të molekulave. Lëndët e ngurta në të cilat renditen molekulat quhen kristale. Vetitë fizike trupa kristalorë nuk janë të njëjta në drejtime të ndryshme (trupat anizotropë). Anizotropia e vetive të kristaleve shpjegohet me faktin se me një strukturë të renditur, forcat e ndërveprimit nuk janë të njëjta në drejtime të ndryshme. Veprimi i jashtëm mekanik në trup shkakton zhvendosjen e atomeve nga pozicioni i ekuilibrit, gjë që çon në ndryshimin e formës dhe vëllimit të trupit - deformim. Deformimi mund të karakterizohet nga zgjatim absolut, i barabartë me diferencën midis gjatësive para dhe pas deformimit, ose me zgjatim relativ. Kur trupi deformohet, lindin forca elastike. Një sasi fizike e barabartë me raportin e modulit të elasticitetit me zonën e prerjes tërthore të trupit quhet stres mekanik. Në deformime të vogla, sforcimi është drejtpërdrejt proporcional me zgjatjen relative. Faktori i proporcionalitetit E në ekuacion quhet moduli elastik (moduli i Young). Moduli i elasticitetit është konstant për një material të caktuar , ku. Energjia potenciale e një trupi të deformuar është e barabartë me punën e shpenzuar në tension ose ngjeshje. Nga këtu .

Ligji i Hukut është i kënaqur vetëm për deformime të vogla. Tensioni maksimal në të cilin kryhet ende quhet kufi proporcional. Përtej këtij kufiri, tensioni ndalon të rritet proporcionalisht. Deri në një nivel të caktuar stresi, trupi i deformuar do të rivendosë dimensionet e tij pasi të hiqet ngarkesa. Kjo pikë quhet kufiri elastik i trupit. Kur tejkalohet kufiri elastik, fillon deformimi plastik, në të cilin trupi nuk rikthen formën e mëparshme. Në rajonin e deformimit plastik, stresi pothuajse nuk rritet. Ky fenomen quhet rrjedhje materiale. Përtej pikës së rendimentit, stresi rritet në një pikë të quajtur forca përfundimtare, pas së cilës stresi zvogëlohet derisa trupi të thyhet.

33. Vetitë e lëngjeve. Tensioni sipërfaqësor. dukuritë kapilare.

Mundësia e lëvizjes së lirë të molekulave në një lëng përcakton rrjedhshmërinë e lëngut. trupi në gjendje e lëngshme nuk ka një formë të përhershme. Forma e lëngut përcaktohet nga forma e enës dhe forcat tensioni sipërfaqësor. Brenda lëngut, forcat tërheqëse të molekulave kompensohen, por jo afër sipërfaqes. Çdo molekulë afër sipërfaqes tërhiqet nga molekulat brenda lëngut. Nën veprimin e këtyre forcave, molekulat tërhiqen në sipërfaqe derisa sipërfaqja e lirë të bëhet minimumi i të gjitha të mundshmeve. Sepse Nëse një top ka një sipërfaqe minimale për një vëllim të caktuar, atëherë me një veprim të vogël të forcave të tjera, sipërfaqja merr formën e një segmenti sferik. Sipërfaqja e lëngut në skajin e enës quhet menisk. Fenomeni i lagështimit karakterizohet nga këndi i kontaktit ndërmjet sipërfaqes dhe meniskut në pikën e kryqëzimit. Madhësia e forcës së tensionit sipërfaqësor në një seksion me gjatësi D lështë e barabartë me . Lakimi i sipërfaqes krijon një presion të tepërt në lëng, i barabartë me këndin dhe rrezen e njohur të kontaktit . Koeficienti s quhet koeficienti i tensionit sipërfaqësor. Një kapilar është një tub me një diametër të vogël të brendshëm. Me lagështimin e plotë, forca e tensionit sipërfaqësor drejtohet përgjatë sipërfaqes së trupit. Në këtë rast, ngritja e lëngut përmes kapilarit vazhdon nën veprimin e kësaj force derisa forca e gravitetit të balancojë forcën e tensionit sipërfaqësor, tk. , pastaj .

34. Ngarkesa elektrike. Ndërveprimi i trupave të ngarkuar. Ligji i Kulombit. Ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike.

As mekanika dhe as MKT nuk janë në gjendje të shpjegojnë natyrën e forcave që lidhin atomet. Ligjet e bashkëveprimit të atomeve dhe molekulave mund të shpjegohen në bazë të konceptit të ngarkesave elektrike.<Опыт с натиранием ручки и притяжением бумажки>Ndërveprimi i trupave të gjetur në këtë eksperiment quhet elektromagnetik dhe përcaktohet nga ngarkesat elektrike. Aftësia e ngarkesave për të tërhequr dhe zmbrapsur shpjegohet me supozimin se ekzistojnë dy lloje ngarkesash - pozitive dhe negative. organet e ngarkuara. të njëjtën pagesë, zmbraps, ndryshe - tërheq. Njësia e ngarkesës është varëse - ngarkesa që kalon nëpër seksionin kryq të përcjellësit në 1 sekondë me një forcë aktuale prej 1 amper. AT sistem i mbyllur, në të cilin ngarkesat elektrike nuk hyjnë nga jashtë dhe nga të cilat ngarkesat elektrike nuk dalin për asnjë ndërveprim, shuma algjebrike e ngarkesave të të gjithë trupave është konstante. Ligji bazë i elektrostatikës, i njohur gjithashtu si ligji i Kulombit, thotë se moduli i forcës së ndërveprimit ndërmjet dy ngarkesave është drejtpërdrejt proporcional me produktin e moduleve të ngarkesave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Forca drejtohet përgjatë vijës së drejtë që lidh trupat e ngarkuar. Është forca e zmbrapsjes ose e tërheqjes, në varësi të shenjës së ngarkesave. Konstante k në shprehjen e ligjit të Kulonit është i barabartë me . Në vend të këtij koeficienti, i ashtuquajturi. konstante elektrike e lidhur me koeficientin k shprehje nga ku. Ndërveprimi i ngarkesave elektrike fikse quhet elektrostatik.

35. Fusha elektrike. tensioni fushe elektrike. Parimi i mbivendosjes së fushave elektrike.

Rreth çdo ngarkese, bazuar në teorinë e veprimit me rreze të shkurtër, ekziston një fushë elektrike. Fusha elektrike është një objekt material që ekziston vazhdimisht në hapësirë ​​dhe është në gjendje të veprojë në ngarkesa të tjera. Fusha elektrike përhapet në hapësirë ​​me shpejtësinë e dritës. Një sasi fizike e barabartë me raportin e forcës me të cilën fusha elektrike vepron në një ngarkesë testuese (një ngarkesë e vogël pikë pozitive që nuk ndikon në konfigurimin e fushës) me vlerën e kësaj ngarkese quhet forca e fushës elektrike. Duke përdorur ligjin e Kulombit, është e mundur të merret një formulë për forcën e fushës së krijuar nga ngarkesa q në distancë r nga ngarkesa . Forca e fushës nuk varet nga ngarkesa mbi të cilën ajo vepron. Nëse është në ngarkim q fushat elektrike të disa ngarkesave veprojnë njëkohësisht, atëherë forca që rezulton është e barabartë me shumën gjeometrike të forcave që veprojnë nga secila fushë veç e veç. Ky quhet parimi i mbivendosjes së fushave elektrike. Linja e forcës së fushës elektrike është linja, tangjentja e së cilës në çdo pikë përkon me vektorin e forcës. Linjat e tensionit fillojnë me ngarkesa pozitive dhe përfundojnë në ato negative, ose shkojnë në pafundësi. Një fushë elektrike, intensiteti i së cilës është i njëjtë për të gjithë në çdo pikë të hapësirës quhet fushë elektrike uniforme. Përafërsisht homogjene mund të konsiderohet fusha midis dy paraleleve të ngarkuara në mënyrë të kundërt pllaka metalike. Me një shpërndarje uniforme të ngarkesës q në sipërfaqen e zonës S dendësia e ngarkesës sipërfaqësore është . Për një plan të pafund me një densitet ngarkese sipërfaqësore s, forca e fushës është e njëjtë në të gjitha pikat e hapësirës dhe është e barabartë me .

36. Puna fushë elektrostatike kur lëviz ngarkesa. Diferencë potenciale.

Kur një ngarkesë lëviz nga një fushë elektrike në një distancë, puna e bërë është e barabartë me . Ashtu si në rastin e punës së gravitetit, puna e forcës së Kulonit nuk varet nga trajektorja e ngarkesës. Kur drejtimi i vektorit të zhvendosjes ndryshon me 180 0, puna e forcave të fushës ndryshon shenjën në të kundërtën. Kështu, puna e forcave të fushës elektrostatike kur lëviz ngarkesa përgjatë një qarku të mbyllur është e barabartë me zero. Fusha, puna e forcave të së cilës përgjatë një trajektoreje të mbyllur është e barabartë me zero, quhet fushë potenciale.

Ashtu si një trup në masë m në fushën e gravitetit ka një energji potenciale proporcionale me masën e trupit, një ngarkesë elektrike në një fushë elektrostatike ka një energji potenciale Wp, proporcionale me tarifën. Puna e forcave të fushës elektrostatike është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale të ngarkesës, marrë me shenjën e kundërt. Në një pikë në fushën elektrostatike, ngarkesa të ndryshme mund të kenë energji të ndryshme potenciale. Por raporti i energjisë potenciale ndaj ngarkimit për një pikë të caktuar është një vlerë konstante. Kjo sasi fizike quhet potencial i fushës elektrike, nga ku energjia potenciale e ngarkesës është e barabartë me produktin e potencialit në një pikë të caktuar dhe ngarkesën. Potencial - vlerë skalare, potencial i disa fushave është e barabartë me shumën potencialet e këtyre fushave. Masa e ndryshimit të energjisë gjatë bashkëveprimit të trupave është puna. Kur ngarkesa lëviz, puna e forcave të fushës elektrostatike është e barabartë me ndryshimin e energjisë me shenjën e kundërt, pra. Sepse puna varet nga diferenca e potencialit dhe nuk varet nga trajektorja ndërmjet tyre, atëherë diferenca e potencialit mund të konsiderohet karakteristikë energjetike e fushës elektrostatike. Nëse potenciali në një distancë të pafundme nga ngarkesa merret i barabartë me zero, atëherë në një distancë r nga ngarkesa, përcaktohet nga formula .

37. Tensioni. Kapaciteti elektrik. Kondensatorë.

Raporti i punës së kryer nga çdo fushë elektrike gjatë lëvizjes ngarkesë pozitive nga një pikë e fushës në tjetrën, deri në vlerën e ngarkesës quhet tensioni ndërmjet këtyre pikave, nga ku puna. Në një fushë elektrostatike, voltazhi midis çdo dy pikash është i barabartë me diferencën e potencialit midis këtyre pikave. Njësia e tensionit (dhe ndryshimi i potencialit) quhet volt, . 1 volt është voltazhi në të cilin fusha bën 1 xhaul punë për të lëvizur një ngarkesë prej 1 kulomb. Nga njëra anë, puna e lëvizjes së ngarkesës është e barabartë me produktin e forcës dhe zhvendosjes. Nga ana tjetër, mund të gjendet nga voltazhi i njohur midis seksioneve të trasesë. Nga këtu. Njësia e fuqisë së fushës elektrike është volt për metër ( une jam).

Kondensator - një sistem i dy përçuesve të ndarë nga një shtresë dielektrike, trashësia e së cilës është e vogël në krahasim me dimensionet e përçuesve. Midis pllakave, forca e fushës është e barabartë me dyfishin e forcës së secilës prej pllakave; jashtë pllakave, është e barabartë me zero. Një sasi fizike e barabartë me raportin e ngarkesës së njërës prej pllakave me tensionin midis pllakave quhet kapaciteti i kondensatorit. Njësia e kapacitetit elektrik është farad, një kondensator ka një kapacitet prej 1 farad, midis pllakave të të cilit tensioni është 1 volt kur pllakat ngarkohen me 1 varëse. Fuqia e fushës midis pllakave të një kondensatori të ngurtë është e barabartë me shumën e forcës së pllakave të tij. , dhe që nga ajo kohë për fushë uniforme kryhet, atëherë , d.m.th. Kapaciteti është drejtpërdrejt proporcional me sipërfaqen e pllakave dhe në përpjesëtim të kundërt me distancën midis tyre. Kur një dielektrik futet midis pllakave, kapaciteti i tij elektrik rritet me një faktor e, ku e është konstanta dielektrike materiali hyrës.

38. Konstanta dielektrike. Energjia e fushës elektrike.

Permitiviteti dielektrik është një sasi fizike që karakterizon raportin e modulit të fushës elektrike në vakum me modulin e fushës elektrike në një dielektrik homogjen. Puna e fushës elektrike është e barabartë, por kur kondensatori është i ngarkuar, tensioni i tij rritet nga 0 përpara U, kjo është arsyeja pse . Prandaj, energjia potenciale e kondensatorit është e barabartë me .

39. Rryma elektrike. Forca aktuale. Kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike.

Rryma elektrike është lëvizja e rregullt e ngarkesave elektrike. Drejtimi i rrymës merret si lëvizja e ngarkesave pozitive. Ngarkesat elektrike mund të lëvizin në mënyrë të rregullt nën ndikimin e një fushe elektrike. Prandaj, një kusht i mjaftueshëm për ekzistencën e një rryme është prania e një fushe dhe transportuesit e lirë të ngarkesës. Një fushë elektrike mund të krijohet nga dy trupa të lidhur me ngarkesë të kundërt. Raporti i karikimit D q, transferuar përmes seksionit kryq të përcjellësit për intervalin kohor D t në këtë interval quhet forca aktuale. Nëse fuqia aktuale nuk ndryshon me kalimin e kohës, atëherë rryma quhet konstante. Që një rrymë të ekzistojë në një përcjellës për një kohë të gjatë, është e nevojshme që kushtet që shkaktojnë rrymën të jenë të pandryshuara.<схема с один резистором и батареей>. Forcat që bëjnë që ngarkesa të lëvizë brenda burimit aktual quhen forca të jashtme. Në një qelizë galvanike (dhe ndonjë bateri - p.sh.???) ato janë forcat e një reaksioni kimik, në një makinë rrymë e vazhdueshmeështë forca e Lorencit.

40. Ligji i Ohmit për një seksion zinxhir. rezistenca e përcjellësit. Varësia e rezistencës së përçuesve nga temperatura. Superpërçueshmëri. Lidhja serike dhe paralele e përcjellësve.

Raporti i tensionit midis skajeve të një seksioni të një qarku elektrik ndaj fuqisë së rrymës është një vlerë konstante dhe quhet rezistencë. Njësia e rezistencës është 0 ohm, rezistenca prej 1 ohm ka një seksion të tillë të qarkut në të cilin, me një forcë aktuale prej 1 amper, voltazhi është 1 volt. Rezistenca është drejtpërdrejt proporcionale me gjatësinë dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me zonën e prerjes tërthore, ku r është specifika rezistenca elektrike, vlera është konstante për një substancë të caktuar në kushte të dhëna. Kur nxehet rezistenca metalet rriten në mënyrë lineare, ku r 0 është rezistenca në 0 0 С, a është koeficienti i temperaturës së rezistencës, specifik për çdo metal. Në temperatura afër zeros absolute, rezistenca e substancave bie ndjeshëm në zero. Ky fenomen quhet superpërçueshmëri. Kalimi i rrymës në materialet superpërcjellëse ndodh pa humbje duke ngrohur përcjellësin.

Ligji i Ohmit për një seksion të qarkut quhet ekuacion. Kur përçuesit janë të lidhur në seri, forca e rrymës është e njëjtë në të gjithë përçuesit, dhe tensioni në skajet e qarkut është i barabartë me shumën e tensioneve në të gjithë përçuesit e lidhur në seri. . Kur përçuesit janë të lidhur në seri, rezistenca totale është e barabartë me shumën e rezistencave të komponentëve. Në lidhje paralele Tensioni në skajet e çdo seksioni të qarkut është i njëjtë, dhe rryma degëzohet në pjesë të veçanta. Nga këtu. Kur përçuesit janë të lidhur paralelisht, reciproku i rezistencës totale është i barabartë me shumën e reciprokeve të rezistencave të të gjithë përcjellësve të lidhur paralelisht.

41. Puna dhe fuqia aktuale. Forca elektromotore. Ligji i Ohmit për zinxhir i plotë.

Puna e forcave të fushës elektrike që krijon elektricitet, quhet puna e rrymës. Puna POR rrymë në zonën me rezistencë R në kohën D tështë e barabartë me . Fuqia e rrymës elektrike është e barabartë me raportin e punës me kohën e përfundimit, d.m.th. . Puna shprehet, si zakonisht, në xhaul, fuqia - në vat. Nëse nuk punohet në pjesën e qarkut nën veprimin e një fushe elektrike dhe nr reaksionet kimike, atëherë puna çon në ngrohjen e përcjellësit. Në këtë rast, puna është e barabartë me sasinë e nxehtësisë së lëshuar nga përcjellësi që mbart rrymë (Ligji Joule-Lenz).

Në një qark elektrik, puna kryhet jo vetëm në pjesën e jashtme, por edhe në baterinë. Rezistenca elektrike e një burimi aktual quhet rezistencë e brendshme r. Në pjesën e brendshme të qarkut, lëshohet një sasi nxehtësie e barabartë me. Punë e plotë forcat e fushës elektrostatike kur lëvizin përgjatë një qarku të mbyllur është zero, kështu që e gjithë puna kryhet për shkak të forcave të jashtme që mbajnë një tension konstant. Raporti i punës së forcave të jashtme me ngarkesën e kryer quhet forca elektromotore burimi, ku D q- tarifë e transferueshme. Nëse si rezultat i kalimit të rrymës së drejtpërdrejtë ka ndodhur vetëm ngrohja e përcjellësve, atëherë sipas ligjit të ruajtjes së energjisë , d.m.th. . Rryma në një qark elektrik është drejtpërdrejt proporcionale me EMF dhe anasjelltas proporcionale me rezistencën e plotë të qarkut.

42. Gjysem percjellesit. Përçueshmëria elektrike e gjysmëpërçuesve dhe varësia e saj nga temperatura. Përçueshmëria e brendshme dhe e papastërtisë së gjysmëpërçuesve.

Shumë substanca nuk përcjellin rrymë si metalet, por në të njëjtën kohë nuk janë dielektrikë. Një nga ndryshimet midis gjysmëpërçuesve është se kur nxehen ose ndriçohen, rezistenca e tyre nuk rritet, por zvogëlohet. Por prona e tyre kryesore praktikisht e zbatueshme doli të ishte përçueshmëria e njëanshme. Për shkak të shpërndarjes së pabarabartë të energjisë së lëvizjes termike në një kristal gjysmëpërçues, disa atome jonizohen. Elektronet e liruara nuk mund të kapen nga atomet përreth, sepse lidhjet e tyre valente janë të ngopura. Këto elektrone të lira mund të lëvizin në metal, duke krijuar një rrymë përcjellëse të elektroneve. Në të njëjtën kohë, një atom, nga guaska e së cilës doli një elektron, bëhet një jon. Ky jon neutralizohet duke kapur një atom të një fqinji. Si rezultat i një lëvizjeje të tillë kaotike, ndodh një lëvizje e një vendi me një jon që mungon, i cili nga jashtë është i dukshëm si një lëvizje e një ngarkese pozitive. Kjo quhet rryma e përcjelljes së vrimës. Në një kristal gjysmëpërçues ideal, rryma gjenerohet nga lëvizja e një numri të barabartë elektronesh dhe vrimash të lira. Ky lloj përçueshmërie quhet përçueshmëri e brendshme. Me uljen e temperaturës, numri i elektroneve të lira, i cili është proporcional me energjinë mesatare të atomeve, zvogëlohet dhe gjysmëpërçuesi bëhet i ngjashëm me një dielektrik. Në një gjysmëpërçues ndonjëherë shtohen papastërti për të përmirësuar përçueshmërinë, të cilat janë dhurues (rrisin numrin e elektroneve pa rritur numrin e vrimave) dhe pranues (rrisin numrin e vrimave pa rritur numrin e elektroneve). Gjysmëpërçuesit ku numri i elektroneve e kalon numrin e vrimave quhen gjysmëpërçues elektronikë, ose gjysmëpërçues të tipit n. Gjysmëpërçuesit ku numri i vrimave tejkalon numrin e elektroneve quhen gjysmëpërçues vrimash, ose gjysmëpërçues të tipit p.

43. Diodë gjysmëpërçuese. Transistor.

Një diodë gjysmëpërçuese përbëhet nga pn tranzicioni, d.m.th. nga dy gjysmëpërçues të lidhur lloj të ndryshëm përçueshmëri. Kur kombinohen, elektronet shpërndahen në R- gjysmëpërçues. Kjo çon në shfaqjen në gjysmëpërçues elektronik të pakompensuar jone pozitive papastërtia e dhuruesit, dhe në vrimë - jonet negative të papastërtisë së pranuesit, të cilat kapën elektronet e shpërndara. Një fushë elektrike zhvillohet midis dy shtresave. Nëse një ngarkesë pozitive aplikohet në rajonin me përçueshmëri elektronike, dhe një ngarkesë negative aplikohet në rajonin me përçueshmëri vrimash, atëherë fusha bllokuese do të rritet, forca aktuale do të bjerë ndjeshëm dhe është pothuajse e pavarur nga voltazhi. Kjo metodë e ndezjes quhet bllokim, dhe rryma që rrjedh në diodë quhet e kundërt. Nëse një ngarkesë pozitive aplikohet në rajonin me përçueshmëri vrimash, dhe një ngarkesë negative aplikohet në rajonin me elektronikë, atëherë fusha bllokuese do të dobësohet, rryma përmes diodës në këtë rast varet vetëm nga rezistenca e qarkut të jashtëm. Kjo metodë e ndezjes quhet xhiros, dhe rryma që rrjedh në diodë quhet e drejtpërdrejtë.

Një tranzistor, i njohur gjithashtu si një triodë gjysmëpërçuese, përbëhet nga dy pn(ose n-p) tranzicionet. Pjesa e mesme e kristalit quhet baza, ato ekstreme janë emetuesi dhe kolektori. Transistorët në të cilët baza ka përçueshmëri vrimash quhen transistorë. p-n-p tranzicionit. Për të drejtuar një tranzistor p-n-p-lloj, një tension i polaritetit negativ në lidhje me emetuesin aplikohet në kolektor. Tensioni bazë mund të jetë pozitiv ose negativ. Sepse ka më shumë vrima, atëherë rryma kryesore përmes kryqëzimit do të jetë fluksi i difuzionit të vrimave nga R- zona. Nëse një tension i vogël përpara aplikohet në emetues, atëherë një rrymë vrime do të rrjedhë nëpër të, duke u shpërndarë nga R- zonat në n-zona (bazë). Por që kur baza është e ngushtë, pastaj vrimat fluturojnë nëpër të, të përshpejtuara nga fusha, në kolektor. (???, diçka këtu e kam keqkuptuar ...). Transistori është në gjendje të shpërndajë rrymën, duke e përforcuar atë. Raporti i ndryshimit të rrymës në qarkun e kolektorit me ndryshimin e rrymës në qarkun bazë, duke qenë të gjitha gjërat e tjera të barabarta, është një vlerë konstante, e quajtur koeficienti integral i transferimit të rrymës bazë. Prandaj, duke ndryshuar rrymën në qarkun bazë, është e mundur të merren ndryshime në rrymën në qarkun e kolektorit. (???)

44. Rryma elektrike në gaze. Llojet e shkarkimeve të gazit dhe aplikimin e tyre. Koncepti i plazmës.

Gazi nën ndikimin e dritës ose nxehtësisë mund të bëhet një përcjellës i rrymës. Dukuria e kalimit të rrymës përmes një gazi nën kushtet e ndikimit të jashtëm quhet shkarkesë elektrike jo e qëndrueshme. Procesi i formimit të joneve të gazit nën ndikimin e temperaturës quhet jonizimi termik. Shfaqja e joneve nën ndikimin e rrezatimit të dritës është fotojonizimi. Një gaz në të cilin një pjesë e konsiderueshme e molekulave jonizohen quhet plazma. Temperatura e plazmës arrin disa mijëra gradë. Elektronet dhe jonet e plazmës janë në gjendje të lëvizin nën ndikimin e një fushe elektrike. Me një rritje të forcës së fushës, në varësi të presionit dhe natyrës së gazit, në të ndodh një shkarkim pa ndikimin e jonizuesve të jashtëm. Ky fenomen quhet shkarkesë elektrike e vetëqëndrueshme. Në mënyrë që një elektron të jonizojë një atom kur e godet atë, ai duhet të ketë një energji jo më të vogël se puna e jonizimit. Kjo energji mund të merret nga një elektron nën ndikimin e forcave të një fushe elektrike të jashtme në një gaz në rrugën e tij të lirë, d.m.th. . Sepse Rruga mesatare e lirë është e vogël, vetë-shkarkimi është i mundur vetëm në forca të larta të fushës. Në presion të ulët të gazit, formohet një shkarkesë shkëlqimi, e cila shpjegohet me një rritje të përçueshmërisë së gazit gjatë rrallimit (rruga mesatare e lirë rritet). Nëse forca aktuale në vetë-shkarkimin është shumë e lartë, atëherë ndikimet e elektroneve mund të shkaktojnë ngrohjen e katodës dhe anodës. Elektronet emetohen nga sipërfaqja e katodës në temperaturë të lartë, e cila ruan shkarkimin në gaz. Ky lloj shkarkimi quhet hark.

45. Rryma elektrike në vakum. Emetimi termionik. Tub me rreze katodë.

Nuk ka transportues pa pagesë në vakum, pra pa ndikimi i jashtëm nuk ka rrymë në vakum. Mund të ndodhë nëse njëra nga elektrodat nxehet temperaturë të lartë. Katoda e nxehtë lëshon elektrone nga sipërfaqja e saj. Dukuria e emetimit të elektroneve të lira nga sipërfaqja e trupave të nxehtë quhet emetim termionik. Pajisja më e thjeshtë që përdor emetimin termionik është një diodë elektrovakum. Anoda përbëhet nga një pllakë metalike, katoda është bërë nga një tel i hollë i mbështjellë. Një re elektronike krijohet rreth katodës kur ajo nxehet. Nëse e lidhni katodën me terminalin pozitiv të baterisë dhe anodën me terminalin negativ, atëherë fusha brenda diodës do t'i zhvendosë elektronet drejt katodës dhe nuk do të ketë rrymë. Nëse lidhni të kundërtën - anodën në plus, dhe katodën me minus - atëherë fusha elektrike do t'i lëvizë elektronet drejt anodës. Kjo shpjegon vetinë e përcjelljes së njëanshme të diodës. Rrjedha e elektroneve që lëvizin nga katoda në anodë mund të kontrollohet duke përdorur fushë elektromagnetike. Për ta bërë këtë, dioda modifikohet dhe shtohet një rrjet midis anodës dhe katodës. Pajisja që rezulton quhet triodë. Nëse një potencial negativ aplikohet në rrjet, atëherë fusha midis rrjetit dhe katodës do të parandalojë lëvizjen e elektronit. Nëse aplikoni pozitiv, atëherë fusha do të parandalojë lëvizjen e elektroneve. Elektronet e emetuara nga katoda mund të përshpejtohen në shpejtësi të mëdha me anë të fushave elektrike. Aftësia e rrezeve elektronike për të devijuar nën ndikimin e fushave elektromagnetike përdoret në një CRT.

46. ​​Ndërveprimi magnetik i rrymave. Një fushë magnetike. Forca që vepron në një përcjellës që mbart rrymë në një fushë magnetike. Induksioni i fushës magnetike.

Nëse një rrymë kalon nëpër përcjellës në të njëjtin drejtim, atëherë ata tërheqin, dhe nëse janë të barabartë, atëherë zmbrapsen. Rrjedhimisht, ekziston një ndërveprim midis përçuesve, i cili nuk mund të shpjegohet me praninë e një fushe elektrike, pasi. Në përgjithësi, përçuesit janë elektrikisht neutral. Një fushë magnetike krijohet duke lëvizur ngarkesat elektrike dhe vepron vetëm në ngarkesat lëvizëse. Fusha magnetike është një lloj i veçantë i materies dhe është i vazhdueshëm në hapësirë. Kalimi i një rryme elektrike përmes një përcjellësi shoqërohet me krijimin e një fushe magnetike, pavarësisht nga mediumi. Ndërveprimi magnetik i përcjellësve përdoret për të përcaktuar madhësinë e forcës së rrymës. 1 amper - forca e rrymës që kalon përmes dy përcjellësve paralelë ¥ të gjatësisë, dhe e seksionit kryq të vogël, të vendosur në një distancë prej 1 metër nga njëri-tjetri, në të cilin fluksi magnetik shkakton një forcë ndërveprimi poshtë të barabartë me çdo metër gjatësi. . Forca me të cilën një fushë magnetike vepron në një përcjellës me rrymë quhet forca e amperit. Për të karakterizuar aftësinë e një fushe magnetike për të ndikuar në një përcjellës me rrymë, ekziston një sasi e quajtur induksion magnetik. Moduli i induksionit magnetik është i barabartë me raportin e vlerës maksimale të forcës së Amperit që vepron në një përcjellës që mbart rrymë me forcën e rrymës në përcjellës dhe gjatësinë e tij. Drejtimi i vektorit të induksionit përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë (në dorë është një përcjellës, në gishtin e madh është forca, në pëllëmbë është induksion). Njësia e induksionit magnetik është tesla, e cila është e barabartë me induksionin e të tillëve fluksi magnetik, në të cilën forca maksimale e Amperit prej 1 Njutoni vepron në 1 metër përcjellës me një forcë rryme prej 1 amper. Një vijë në çdo pikë të së cilës vektori i induksionit magnetik drejtohet tangjencialisht quhet vijë e induksionit magnetik. Nëse në të gjitha pikat e një hapësire vektori i induksionit ka të njëjtën vlerë në vlerë absolute dhe të njëjtin drejtim, atëherë fusha në këtë pjesë quhet homogjene. Në varësi të këndit të pjerrësisë së përcjellësit rrymë në raport me vektorin e induksionit magnetik, forca e Amperit ndryshon në proporcion me sinusin e këndit.

47. Ligji i Amperit. Veprimi i një fushe magnetike mbi një ngarkesë në lëvizje. Forca e Lorencit.

Veprimi i një fushe magnetike në një rrymë në një përcjellës tregon se ajo vepron në ngarkesat lëvizëse. Forca aktuale I në përcjellës lidhet me përqendrimin n grimcat e ngarkuara falas, shpejtësia v lëvizjen dhe zonën e tyre të rregullt S prerja tërthore e përcjellësit me shprehjen , ku qështë ngarkesa e një grimce. Duke e zëvendësuar këtë shprehje në formulën e forcës Amper, marrim . Sepse nSlështë e barabartë me numrin e grimcave të lira në një përcjellës me gjatësi l, atëherë forca që vepron nga ana e fushës në një grimcë të ngarkuar që lëviz me një shpejtësi v në një kënd a ndaj vektorit të induksionit magnetik Bështë e barabartë me . Kjo forcë quhet forca e Lorencit. Drejtimi i forcës së Lorencit për një ngarkesë pozitive përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë. Në një fushë magnetike uniforme, një grimcë që lëviz pingul me vijat e induksionit të fushës magnetike fiton nxitim centripetal nën veprimin e forcës së Lorencit. dhe lëviz në një rreth. Rrezja e rrethit dhe periudha e revolucionit përcaktohen nga shprehjet . Pavarësia e periudhës së revolucionit nga rrezja dhe shpejtësia përdoret në përshpejtuesin e grimcave të ngarkuara - ciklotron.

48. Vetitë magnetike të materies. Ferromagnetët.

Ndërveprimi elektromagnetik varet nga mjedisi në të cilin ndodhen ngarkesat. Nëse varni një spirale të vogël pranë një spirale të madhe, ajo do të devijojë. Nëse një bërthamë hekuri futet në një të madhe, atëherë devijimi do të rritet. Ky ndryshim tregon se induksioni ndryshon me futjen e bërthamës. Substancat që rrisin ndjeshëm fushën magnetike të jashtme quhen feromagnet. Një sasi fizike që tregon se sa herë ndryshon induktiviteti i një fushe magnetike në një mjedis nga induktiviteti i një fushe në vakum quhet përshkueshmëri magnetike. Jo të gjitha substancat e përforcojnë fushën magnetike. Paramagnetët krijojnë një fushë të dobët që përkon në drejtim me atë të jashtme. Diamagnetët dobësojnë fushën e jashtme me fushën e tyre. Ferromagnetizmi shpjegohet me vetitë magnetike të elektronit. Një elektron është një ngarkesë lëvizëse dhe për këtë arsye ka fushën e vet magnetike. Në disa kristale ekzistojnë kushte për orientimin paralel të fushave magnetike të elektroneve. Si rezultat i kësaj, zona të magnetizuara, të quajtura domene, shfaqen brenda kristalit të ferromagnetit. Ndërsa fusha magnetike e jashtme rritet, domenet renditin orientimin e tyre. Në një vlerë të caktuar të induksionit, ndodh renditja e plotë e orientimit të domeneve dhe vendoset ngopja magnetike. Kur një ferromagnet hiqet nga një fushë magnetike e jashtme, jo të gjitha fushat humbasin orientimin e tyre dhe trupi bëhet magnet i përhershëm. Renditja e orientimit të domenit mund të prishet nga dridhjet termike të atomeve. Temperatura në të cilën një substancë pushon së qeni një ferromagnet quhet temperatura Curie.

49. Induksioni elektromagnetik. fluksi magnetik. Ligji induksioni elektromagnetik. Rregulli i Lenz-it.

Në një qark të mbyllur, kur fusha magnetike ndryshon, lind një rrymë elektrike. Kjo rrymë quhet rrymë induktive. Dukuria e shfaqjes së rrymës në një qark të mbyllur me ndryshime në fushën magnetike që depërton në qark quhet induksion elektromagnetik. Shfaqja e një rryme në një qark të mbyllur tregon praninë e forcave të jashtme të një natyre joelektrostatike ose shfaqjen Induksioni EMF. Një përshkrim sasior i fenomenit të induksionit elektromagnetik është dhënë në bazë të vendosjes së një marrëdhënieje midis EMF të induksionit dhe fluksit magnetik. fluksi magnetik F nëpër sipërfaqe quhet një sasi fizike e barabartë me produktin e sipërfaqes S për modulin e vektorit të induksionit magnetik B dhe nga kosinusi i këndit a ndërmjet tij dhe normales me sipërfaqen . Njësia e fluksit magnetik është weberi, i barabartë me fluksin, i cili, kur zvogëlohet në mënyrë uniforme në zero në 1 sekondë, shkakton një emf prej 1 volt. Drejtimi rryma e induksionit varet nëse fluksi që depërton në kontur rritet apo zvogëlohet, si dhe nga drejtimi i fushës në lidhje me konturin. Formulimi i përgjithshëm i rregullit të Lenz-it: rryma induktive që ndodh në një qark të mbyllur ka një drejtim të tillë që fluksi magnetik i krijuar prej tij përmes zonës së kufizuar nga qarku tenton të kompensojë ndryshimin e fluksit magnetik që shkakton këtë rrymë. Ligji i induksionit elektromagnetik: EMF e induksionit në një qark të mbyllur është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik nëpër sipërfaqen e kufizuar nga ky qark dhe është e barabartë me shpejtësinë e ndryshimit të këtij fluksi, duke marrë parasysh Lenz. rregull. Kur ndryshoni EMF në një spirale të përbërë nga n kthesa identike, emf total në n herë më shumë EMF në një spirale të vetme. Për një fushë magnetike uniforme, bazuar në përkufizimin e fluksit magnetik, rrjedh se induksioni është 1 tesla nëse fluksi përmes një qarku prej 1 metër katror është 1 weber. Shfaqja e një rryme elektrike në një përcjellës fiks nuk shpjegohet me ndërveprim magnetik, sepse Fusha magnetike vepron vetëm në ngarkesat lëvizëse. Fusha elektrike që ndodh kur fusha magnetike ndryshon quhet fushë elektrike e vorbullës. Puna e forcave të fushës së vorbullës në lëvizjen e ngarkesave është EMF e induksionit. Fusha e vorbullës nuk është e lidhur me ngarkesa dhe është një vijë e mbyllur. Puna e forcave të kësaj fushe përgjatë një konture të mbyllur mund të jetë e ndryshme nga zero. Fenomeni i induksionit elektromagnetik ndodh gjithashtu kur burimi i fluksit magnetik është në qetësi dhe përcjellësi është në lëvizje. Në këtë rast, shkaku i EMF-së së induksionit është i barabartë me , është forca e Lorencit.

50. Dukuria e vetëinduksionit. Induktiviteti. Energjia e fushës magnetike.

Një rrymë elektrike që kalon përmes një përcjellësi krijon një fushë magnetike rreth tij. fluksi magnetik F përmes konturit është proporcional me vektorin e induksionit magnetik AT, dhe induksioni, nga ana tjetër, forca e rrymës në përcjellës. Prandaj, për fluksin magnetik, mund të shkruajmë . Koeficienti i proporcionalitetit quhet induktivitet dhe varet nga vetitë e përcjellësit, dimensionet e tij dhe mjedisi në të cilin ndodhet. Njësia e induktancës është henri, induktanca është 1 henri, nëse me një forcë rryme prej 1 amper fluksi magnetik është 1 weber. Kur forca e rrymës në spirale ndryshon, fluksi magnetik i krijuar nga kjo rrymë ndryshon. Një ndryshim në fluksin magnetik shkakton shfaqjen e një induksioni EMF në spirale. Fenomeni i shfaqjes së një induksioni EMF në një spirale si rezultat i një ndryshimi në fuqinë aktuale në këtë qark quhet vetë-induksion. Në përputhje me rregullin Lenz, EMF i vetë-induksionit parandalon rritjen kur qarku është i ndezur dhe zvogëlohet kur qarku fiket. EMF i vetë-induksionit që lind në një spirale me induktivitet L, sipas ligjit të induksionit elektromagnetik është i barabartë me . Supozoni se kur rrjeti shkëputet nga burimi, rryma zvogëlohet sipas një ligji linear. Atëherë EMF e vetë-induksionit ka një vlerë konstante të barabartë me . Gjatë t në një ulje lineare në qark, do të kalojë një ngarkesë. Në këtë rast, puna e rrymës elektrike është e barabartë me . Kjo punë është bërë për dritën e energjisë W m fusha magnetike e spirales.

51. Dridhjet harmonike. Amplituda, periudha, frekuenca dhe faza e lëkundjeve.

Dridhjet mekanike janë lëvizjet e trupave që përsëriten saktësisht ose afërsisht të njëjtat në intervale të rregullta. Forcat që veprojnë ndërmjet trupave brenda sistemit të konsideruar të trupave quhen forca të brendshme. Forcat që veprojnë në trupat e sistemit nga trupat e tjerë quhen forca të jashtme. Dridhjet e lira quhen dridhje që kanë lindur nën ndikimin e forcat e brendshme, për shembull - një lavjerrës në një fije. Lëkundjet nën veprimin e forcave të jashtme janë lëkundje të detyruara, për shembull, një pistoni në një motor. Një tipar i përbashkët i të gjitha llojeve të lëkundjeve është përsëritshmëria e procesit të lëvizjes pas një intervali të caktuar kohor. Lëkundjet e përshkruara nga ekuacioni quhen harmonike. . Në veçanti, dridhjet që ndodhin në një sistem me një forcë rivendosëse proporcionale me deformimin janë harmonike. Intervali minimal nëpër të cilin lëvizja e trupit përsëritet quhet periudha e lëkundjes. T. Madhësia fizike që është reciproke e periudhës së lëkundjes dhe karakterizon numrin e lëkundjeve për njësi të kohës quhet frekuencë. Frekuenca matet në herc, 1 Hz = 1 s -1. Përdoret gjithashtu koncepti i frekuencës ciklike, i cili përcakton numrin e lëkundjeve në 2p sekonda. Moduli i zhvendosjes maksimale nga pozicioni i ekuilibrit quhet amplitudë. Vlera nën shenjën e kosinusit është faza e lëkundjeve, j 0 është faza fillestare e lëkundjeve. Derivatet gjithashtu ndryshojnë në mënyrë harmonike, dhe , dhe energjia totale mekanike me një devijim arbitrar X(këndi, koordinata etj.) është , ku POR dhe AT janë konstante të përcaktuara nga parametrat e sistemit. Duke e diferencuar këtë shprehje dhe duke marrë parasysh mungesën e forcave të jashtme, është e mundur të shkruhet se çfarë, prej nga.

52. Lavjerrësi matematik. Dridhja e një ngarkese në një burim. Periudha e lëkundjes së një lavjerrës matematikor dhe një peshë në një sustë.

Një trup me përmasa të vogla, i varur në një fije të pazgjatshme, masa e të cilit është e papërfillshme në krahasim me masën e trupit, quhet lavjerrës matematikor. Pozicioni vertikal është pozicioni i ekuilibrit, në të cilin forca e gravitetit balancohet nga forca e elasticitetit. Me devijime të vogla të lavjerrësit nga pozicioni i ekuilibrit, lind një forcë rezultante, e drejtuar drejt pozicionit të ekuilibrit, dhe lëkundjet e tij janë harmonike. Periudha e lëkundjeve harmonike të lavjerrësit matematik në një kënd të vogël lëkundjeje është e barabartë me . Për të nxjerrë këtë formulë, ne shkruajmë ligjin e dytë të Njutonit për lavjerrësin. Mbi lavjerrësin vepron forca e gravitetit dhe tensioni i vargut. Rezultantja e tyre në një kënd të vogël devijimi është . Rrjedhimisht, , ku .

Me dridhjet harmonike të një trupi të pezulluar në një sustë, forca elastike është e barabartë sipas ligjit të Hukut. Sipas ligjit të dytë të Njutonit.

53. Shndërrimi i energjisë gjatë vibrimeve harmonike. Dridhjet e detyruara. Rezonanca.

Kur lavjerrësi matematik devijon nga pozicioni i ekuilibrit, energjia e tij potenciale rritet, sepse distanca nga toka rritet. Kur lëvizni në pozicionin e ekuilibrit, shpejtësia e lavjerrësit rritet dhe energjia kinetike rritet, për shkak të zvogëlimit të rezervës së mundshme. Në pozicionin e ekuilibrit, energjia kinetike është maksimale, energjia potenciale është minimale. Në pozicionin e devijimit maksimal - anasjelltas. Me pranverë - merret e njëjta, por jo energjia potenciale në fushën gravitacionale të Tokës, por energjia potenciale e pranverës. Dridhjet e lira rezultojnë gjithmonë të amortizuara, d.m.th. me amplitudë në rënie, sepse energjia shpenzohet për ndërveprimin me trupat përreth. Humbja e energjisë në këtë rast është e barabartë me punën e forcave të jashtme në të njëjtën kohë. Amplituda varet nga frekuenca e ndryshimit të forcës. Ajo arrin amplituda e saj maksimale në frekuencën e lëkundjeve të forcës së jashtme, e cila përkon me frekuencën natyrore të lëkundjeve të sistemit. Fenomeni i rritjes së amplitudës së lëkundjeve të detyruara në kushtet e përshkruara quhet rezonancë. Që në rezonancë forca e jashtme kryen punën maksimale pozitive për periudhën, atëherë kushti i rezonancës mund të përkufizohet si kusht për transferimin maksimal të energjisë në sistem.

54. Përhapja e dridhjeve në media elastike. Valët tërthore dhe gjatësore. Gjatësia e valës. Lidhja e gjatësisë së valës me shpejtësinë e përhapjes së saj. Valët e zërit. Shpejtësia e zërit. Ultratinguj

Ngacmimi i lëkundjeve në një vend të mediumit shkakton lëkundje të detyruara të grimcave fqinje. Procesi i përhapjes së dridhjeve në hapësirë ​​quhet valë. Valët në të cilat vibrimet ndodhin pingul me drejtimin e përhapjes quhen valë tërthore. Valët në të cilat ndodhin dridhje përgjatë drejtimit të përhapjes së valës quhen valë gjatësore. Valët gjatësore mund të ndodhë në të gjitha mediat, tërthor - në të ngurta nën veprimin e forcave elastike gjatë deformimit ose forcave të tensionit sipërfaqësor dhe gravitetit. Shpejtësia e përhapjes së lëkundjeve v në hapësirë ​​quhet shpejtësia e valës. Distanca l midis pikave më të afërta me njëra-tjetrën, që lëkunden në të njëjtat faza, quhet gjatësi vale. Varësia e gjatësisë së valës nga shpejtësia dhe perioda shprehet si , ose . Kur ndodhin valët, frekuenca e tyre përcaktohet nga frekuenca e lëkundjeve të burimit, dhe shpejtësia përcaktohet nga mediumi ku ato përhapen, kështu që valët me të njëjtën frekuencë mund të kenë në media të ndryshme gjatësi të ndryshme. Proceset e ngjeshjes dhe rrallimit në ajër përhapen në të gjitha drejtimet dhe quhen valët e zërit. Valët e zërit janë gjatësore. Shpejtësia e zërit, si shpejtësia e çdo vale, varet nga mediumi. Në ajër, shpejtësia e zërit është 331 m/s, në ujë - 1500 m/s, në çelik - 6000 m/s. Presioni i zërit është presion shtesë në një gaz ose lëng i shkaktuar nga një valë zanore. Intensiteti i zërit matet nga energjia e bartur nga valët e zërit për njësi të kohës përmes një njësie sipërfaqeje të një seksioni pingul me drejtimin e përhapjes së valëve, dhe matet në vat për metër katror. Intensiteti i një tingulli përcakton zërin e tij. Lartësia e zërit përcaktohet nga frekuenca e dridhjeve. Ultratingulli dhe infratingulli quhen vibrime zanore që shtrihen përtej kufijve të dëgjimit me frekuenca përkatësisht 20 kiloherc dhe 20 herc.

55. Lëkundjet elektromagnetike të lira në qark. Shndërrimi i energjisë në një qark oscilues. Frekuenca natyrore e lëkundjeve në qark.

Një qark oscilues elektrik është një sistem i përbërë nga një kondensator dhe një spirale të lidhur në një qark të mbyllur. Kur një spirale lidhet me një kondensator, një rrymë gjenerohet në spirale dhe energjia e fushës elektrike shndërrohet në energjinë e një fushe magnetike. Kondensatori nuk shkarkohet menjëherë, sepse. kjo parandalohet nga EMF e vetë-induksionit në spirale. Kur kondensatori shkarkohet plotësisht, EMF vetë-induksion do të parandalojë zvogëlimin e rrymës dhe energjia e fushës magnetike do të kthehet në energji elektrike. Rryma që lind në këtë rast do të ngarkojë kondensatorin, dhe shenja e ngarkesës në pllaka do të jetë e kundërt me origjinalin. Pas kësaj, procesi përsëritet derisa e gjithë energjia të harxhohet për ngrohjen e elementeve të qarkut. Kështu, energjia e fushës magnetike në qarkun oscilues shndërrohet në energji elektrike dhe anasjelltas. Për plot energji sistemi, është e mundur të shkruhen marrëdhëniet: , prej nga për një moment arbitrar kohe . Siç dihet, për një zinxhir të plotë . Duke supozuar se në rastin ideal R"0, më në fund marrim , ose . Zgjidhja për këtë ekuacioni diferencialështë një funksion , ku. Vlera e w quhet frekuenca e saj rrethore (ciklike) e lëkundjeve në qark.

56. Lëkundjet elektrike të detyruara. Rryma elektrike alternative. Gjenerator rrymë alternative. Fuqia AC.

AC në qarqet elektrikeështë rezultat i ngacmimit në to të lëkundjeve elektromagnetike të detyruara. Lëreni një spirale të sheshtë të ketë një sipërfaqe S dhe vektori i induksionit B bën një kënd j me pingul me rrafshin e bobinës. fluksi magnetik F përmes zonës së spirales në këtë rast përcaktohet nga shprehja . Kur spiralja rrotullohet me një frekuencë n, këndi j ndryshon sipas ligjit ., atëherë shprehja për rrjedhën do të marrë formën. Ndryshimet në fluksin magnetik krijojnë një emf induksioni të barabartë me minus shkallën e ndryshimit të fluksit. Prandaj, ndryshimi në EMF të induksionit do të bëhet sipas ligjit harmonik. Tensioni i marrë nga dalja e gjeneratorit është proporcionale me numrin e rrotullimeve të mbështjelljes. Kur tensioni ndryshon sipas ligjit harmonik forca e fushës në përcjellës ndryshon sipas të njëjtit ligj. Nën veprimin e fushës, lind diçka, frekuenca dhe faza e së cilës përputhen me frekuencën dhe fazën e lëkundjeve të tensionit. Luhatjet e rrymës në qark janë të detyruara, që lindin nën ndikimin e një tensioni alternativ të aplikuar. Nëse fazat e rrymës dhe tensionit përkojnë, fuqia e rrymës alternative është e barabartë me ose . Vlera mesatare e kosinusit në katror gjatë periudhës është 0.5, pra . Vlera efektive e fuqisë së rrymës quhet forca e rrymës së drejtpërdrejtë, e cila lëshon të njëjtën sasi nxehtësie në përcjellës si rryma alternative. Në amplitudë Imax lëkundjet harmonike të rrymës, tensioni efektiv është i barabartë me. Vlera aktuale e tensionit është gjithashtu disa herë më e vogël se vlera e amplitudës së tij.Fuqia mesatare e rrymës kur fazat e lëkundjes përkojnë përcaktohet përmes tensionit efektiv dhe fuqisë së rrymës.

5 7. Rezistenca aktive, induktive dhe kapacitore.

rezistencë aktive R quhet një sasi fizike e barabartë me raportin e fuqisë me katrorin e rrymës, e cila përftohet nga shprehja për fuqi. Në frekuenca të ulëta, praktikisht nuk varet nga frekuenca dhe përkon me rezistencën elektrike të përcjellësit.

Lëreni një spirale të lidhet me një qark të rrymës alternative. Pastaj, kur forca aktuale ndryshon sipas ligjit, emf vetë-induksioni shfaqet në spirale. Sepse rezistenca elektrike e spirales është zero, atëherë EMF është e barabartë me minus tensionin në skajet e spirales, i krijuar nga një gjenerator i jashtëm (??? Çfarë gjeneratori tjetër???). Prandaj, një ndryshim në rrymë shkakton një ndryshim në tension, por me një zhvendosje fazore . Produkti është amplituda e luhatjeve të tensionit, d.m.th. . Raporti i amplitudës së luhatjeve të tensionit në spirale ndaj amplitudës së luhatjeve të rrymës quhet reaktancë induktive .

Le të ketë një kondensator në qark. Kur ndizet, ngarkon për një të katërtën e periudhës, pastaj shkarkon të njëjtën sasi, pastaj të njëjtën gjë, por me një ndryshim në polaritet. Kur tensioni nëpër kondensator ndryshon sipas ligjit harmonik ngarkesa në pllakat e saj është e barabartë me . Rryma në qark ndodh kur ngarkesa ndryshon: , në mënyrë të ngjashme me rastin e një spirale, amplituda e lëkundjeve të rrymës është e barabartë me . Vlera e barabartë me raportin e amplitudës me forcën aktuale quhet kapacitet .

58. Ligji i Omit për rrymë alternative.

Konsideroni një qark të përbërë nga një rezistencë, një spirale dhe një kondensator të lidhur në seri. Në çdo moment, voltazhi i aplikuar është i barabartë me shumën e tensioneve në çdo element. Luhatjet aktuale në të gjithë elementët ndodhin sipas ligjit. Luhatjet e tensionit në të gjithë rezistencën janë në fazë me luhatjet e rrymës, luhatjet e tensionit nëpër kondensator mbeten prapa luhatjeve të rrymës në fazë, luhatjet e tensionit në të gjithë spiralen çojnë luhatjet e rrymës në fazë nga (pse janë prapa?). Prandaj, kushti i barazisë së shumës së sforcimeve me totalin mund të shkruhet si. Duke përdorur diagramin vektorial, mund të shihni se amplituda e tensionit në qark është , ose , d.m.th. . Impedanca e qarkut shënohet . Nga diagrami shihet qartë se edhe tensioni luhatet sipas ligjit harmonik . Faza fillestare j mund të gjendet me formulën . Fuqia e menjëhershme në qarkun AC është e barabartë me. Meqenëse vlera mesatare e kosinusit në katror gjatë periudhës është 0.5, . Nëse ka një spirale dhe një kondensator në qark, atëherë sipas ligjit të Ohm për rrymë alternative. Vlera quhet faktori i fuqisë.

59. Rezonanca në një qark elektrik.

Rezistenca kapacitive dhe induktive varen nga frekuenca e tensionit të aplikuar. Prandaj, në një amplitudë të tensionit konstant, amplituda e fuqisë së rrymës varet nga frekuenca. Në një vlerë të tillë të frekuencës, në të cilën, shuma e tensioneve në spirale dhe kondensator bëhet e barabartë me zero, sepse lëkundjet e tyre janë të kundërta në fazë. Si rezultat, voltazhi në rezistencën aktive në rezonancë rezulton të jetë i barabartë me tensionin e plotë, dhe forca aktuale arrin vlerën e saj maksimale. Ne shprehim rezistencat induktive dhe kapacitore në rezonancë: , Rrjedhimisht . Kjo shprehje tregon se në rezonancë, amplituda e luhatjeve të tensionit në spirale dhe kondensator mund të tejkalojë amplituda e luhatjeve të tensionit të aplikuar.

60. Transformator.

Transformatori përbëhet nga dy mbështjellje me një numër të ndryshëm kthesash. Kur një tension aplikohet në njërën nga mbështjelljet, në të gjenerohet një rrymë. Nëse tensioni ndryshon sipas ligjit harmonik, atëherë sipas të njëjtit ligj do të ndryshojë edhe rryma. Fluksi magnetik që kalon nëpër bobina është . Kur fluksi magnetik ndryshon në çdo kthesë të spirales së parë, lind emf vetë-induksioni. Produkti është amplituda e EMF në një kthesë, EMF total në spiralen primare. Prandaj, spiralja dytësore shpohet nga i njëjti fluks magnetik. Sepse atëherë flukset magnetike janë të njëjta. Rezistencë aktive Dredha-dredha është e vogël në krahasim me reaktancën induktive, kështu që voltazhi është afërsisht i barabartë me EMF. Nga këtu. Koeficient te quhet raporti i transformimit. Prandaj, humbjet në ngrohje të telave dhe bërthamave janë të vogla F1" F 2. Fluksi magnetik është proporcional me rrymën në mbështjellje dhe numrin e rrotullimeve. Prandaj, d.m.th. . Ato. transformatori rrit tensionin në te herë, duke zvogëluar rrymën me të njëjtën sasi. Fuqia aktuale në të dy qarqet, duke lënë pas dore humbjet, është e njëjtë.

61. Valët elektromagnetike. Shpejtësia e përhapjes së tyre. Vetitë e valëve elektromagnetike.

Çdo ndryshim në fluksin magnetik në qark shkakton shfaqjen e një rryme induksioni në të. Pamja e saj shpjegohet me shfaqjen e një fushe elektrike vorbull me çdo ndryshim në fushën magnetike. Një vatër elektrike vorbull ka të njëjtën pronë si një e zakonshme - të gjenerojë një fushë magnetike. Kështu, pasi ka filluar, procesi i gjenerimit të ndërsjellë të fushave magnetike dhe elektrike vazhdon pandërprerë. elektrike dhe fusha magnetike, të cilat përbëjnë valët elektromagnetike, mund të ekzistojnë edhe në vakum, ndryshe nga proceset e tjera valore. Nga eksperimentet me ndërhyrje, u përcaktua shpejtësia e përhapjes së valëve elektromagnetike, e cila ishte afërsisht . Në rastin e përgjithshëm, shpejtësia e një valë elektromagnetike në një mjedis arbitrar llogaritet me formulën . Dendësia e energjisë e komponentëve elektrikë dhe magnetikë janë të barabartë me njëri-tjetrin: , ku. Vetitë e valëve elektromagnetike janë të ngjashme me ato të proceseve të tjera valore. Kur kalojnë nëpër ndërfaqen midis dy mediave, ato reflektohen pjesërisht, pjesërisht përthyhen. Ato nuk reflektohen nga sipërfaqja e dielektrikut, por reflektohen pothuajse plotësisht nga metalet. Valët elektromagnetike kanë vetitë e interferencës (eksperimenti i Hercit), difraksioni (pllakë alumini), polarizimi (rrjeti).

62. Parimet e komunikimit me radio. Marrësi më i thjeshtë i radios.

Për zbatimin e komunikimit radio, është e nevojshme të sigurohet mundësia e rrezatimit të valëve elektromagnetike. Sa më i madh të jetë këndi midis pllakave të kondensatorit, aq më lirshëm përhapen valët EM në hapësirë. Në realitet, një qark i hapur përbëhet nga një spirale dhe një tel i gjatë - një antenë. Njëri skaj i antenës është i tokëzuar, tjetri është ngritur mbi sipërfaqen e Tokës. Sepse Meqenëse energjia e valëve elektromagnetike është proporcionale me fuqinë e katërt të frekuencës, atëherë gjatë lëkundjeve të rrymës alternative të frekuencave të zërit, valët EM praktikisht nuk ndodhin. Prandaj, përdoret parimi i modulimit - frekuenca, amplituda ose faza. Gjeneratori më i thjeshtë i lëkundjeve të moduluara është paraqitur në figurë. Lëreni frekuencën e lëkundjes së qarkut të ndryshojë sipas ligjit. Le të ndryshojë edhe frekuenca e dridhjeve të tingullit të moduluara si , dhe W<(çfarë dreqin është pikërisht ai???)(G është reciproke e rezistencës). Duke zëvendësuar në këtë shprehje vlerat e stresit, ku , marrim . Sepse në rezonancë ndërpriten frekuencat larg frekuencës së rezonancës, pastaj nga shprehja për i termat e dytë, të tretë dhe të pestë zhduken; .

Konsideroni një marrës të thjeshtë radio. Ai përbëhet nga një antenë, një qark oscilues me një kondensator të ndryshueshëm, një diodë detektori, një rezistencë dhe një telefon. Frekuenca e qarkut oscilues zgjidhet në atë mënyrë që të përputhet me frekuencën e bartësit, ndërsa amplituda e lëkundjeve në kondensator bëhet maksimale. Kjo ju lejon të zgjidhni frekuencën e dëshiruar nga të gjitha të marra. Nga qarku, lëkundjet e moduluara me frekuencë të lartë arrijnë në detektor. Pas kalimit të detektorit, rryma ngarkon kondensatorin çdo gjysmë cikli, dhe gjysmën e ciklit tjetër, kur asnjë rrymë nuk kalon nëpër diodë, kondensatori shkarkohet përmes rezistencës. (A e kuptova mirë???).

64. Analogjia ndërmjet dridhjeve mekanike dhe elektrike.

Analogjitë midis dridhjeve mekanike dhe elektrike duken kështu:

Ligjet e lëvizjes osciluese janë të njëjta për të gjitha llojet e dridhjeve. Për shembull, për një lavjerrës pranveror, ligji i ruajtjes së energjisë shkruhet si . Duke diferencuar në lidhje me kohën, ne marrim . Por, ah, prandaj. Nga pikëpamja matematikore, ky ekuacion është identik me ekuacionin e lëkundjes për një qark oscilues. Prandaj, zgjidhja e tij është , ku.

65. Shkalla e rrezatimit elektromagnetik. Varësia e vetive të rrezatimit elektromagnetik nga frekuenca. Përdorimi i rrezatimit elektromagnetik.

Gama e valëve elektromagnetike me gjatësi 10 -6 m deri në m është valë radio. Ato përdoren për komunikime televizive dhe radio. Gjatësia nga 10 -6 m deri në 780 nm janë valë infra të kuqe. Drita e dukshme - nga 780 nm në 400 nm. Rrezatimi ultravjollcë - nga 400 në 10 nm. Rrezatimi në intervalin nga 10 nm deri në 22:00 është rrezatim me rreze X. Gjatësitë më të vogla të valës korrespondojnë me rrezatimin gama. (Aplikacion???). Sa më e shkurtër të jetë gjatësia e valës (prandaj sa më e lartë të jetë frekuenca), aq më pak valë absorbohen nga mediumi.

65. Përhapja drejtvizore e dritës. Shpejtësia e dritës. Ligjet e reflektimit dhe thyerjes së dritës.

Vija e drejtë që tregon drejtimin e përhapjes së dritës quhet rreze drite. Në kufirin e dy mediave, drita mund të reflektohet pjesërisht dhe të përhapet në mjedisin e parë në një drejtim të ri, dhe gjithashtu pjesërisht të kalojë përmes kufirit dhe të përhapet në mjedisin e dytë. Incidenti, i pasqyruar dhe pingul me kufirin e dy mediave, i rindërtuar në pikën e përplasjes, shtrihet në të njëjtin rrafsh. Këndi i reflektimit është i barabartë me këndin e rënies. Ky ligj përkon me ligjin e reflektimit të valëve të çdo natyre dhe vërtetohet nga parimi i Huygens. Kur drita kalon nëpër ndërfaqen midis dy mediave, raporti i sinusit të këndit të rënies me sinusin e këndit të thyerjes është një vlerë konstante për këto dy media.<рисунок>. Vlera n i quajtur indeksi i përthyerjes. Indeksi i thyerjes së një mjedisi në lidhje me vakumin quhet indeksi i thyerjes absolut i atij mediumi. Kur vëzhgoni efektin e thyerjes, mund të shihet se në rastin e kalimit të një mediumi nga një mjedis optikisht më i dendur në një më pak të dendur, me një rritje graduale të këndit të incidencës, është e mundur të arrihet një vlerë e tillë. që këndi i thyerjes të bëhet i barabartë me . Në këtë rast, barazia përmbushet. Këndi i rënies a 0 quhet këndi kufizues i reflektimit total. Në kënde më të mëdha se 0, ndodh reflektimi total.

66. Lente, imazherike. formula e lenteve.

Një lente është një trup transparent i kufizuar nga dy sipërfaqe sferike. Një lente që është më e trashë në skajet sesa në mes quhet konkave, dhe më e trashë në mes quhet konveks. Vija e drejtë që kalon nëpër qendrat e të dy sipërfaqeve sferike të thjerrëzës quhet boshti kryesor optik i thjerrëzës. Nëse trashësia e thjerrëzës është e vogël, atëherë mund të themi se boshti kryesor optik kryqëzohet me thjerrëzën në një pikë, e quajtur qendra optike e thjerrëzës. Vija e drejtë që kalon nëpër qendrën optike quhet bosht optik dytësor. Nëse një rreze drite paralele me boshtin kryesor optik drejtohet te thjerrëza, atëherë rrezja do të mblidhet në pikën afër thjerrëzës konvekse. F quhet fokusi kryesor. Nëse e njëjta rreze drejtohet në një lente konkave, atëherë rrezja shpërndahet në mënyrë që rrezet të duken se burojnë nga një pikë F quhet fokus imagjinar. Nëse një rreze drite drejtohet paralelisht me boshtin optik dytësor, atëherë ajo do të mblidhet në fokusin dytësor, i cili shtrihet në rrafshin fokal që kalon përmes fokusit kryesor pingul me boshtin kryesor optik. Është e qartë nga ngjashmëria e trekëndëshave se dhe . Le të gjejmë raportin, prej nga . Por gjithashtu, d.m.th. , i cili pas reduktimit të ngjashëm jep . Duke e ndarë këtë barazi me , marrim formulën e thjerrëzave. Në formulën e lenteve, distanca nga lentet në imazhin virtual konsiderohet negative. Fuqia optike e një lente bikonvekse (dhe në të vërtetë e çdo) përcaktohet nga rrezja e lakimit të saj dhe indeksi i thyerjes së qelqit dhe ajrit. .

66. Koherenca. Ndërhyrja e dritës dhe aplikimi i saj në teknologji. Difraksioni i dritës. Grilë difraksioni.

Në dukuritë e difraksionit dhe interferencës vërehen vetitë valore të dritës. Dy frekuenca të dritës, ndryshimi i fazës së të cilave është i barabartë me zero quhen koherente me njëra-tjetrën. Gjatë interferencës - shtimi i valëve koherente - lind një model interferencë e qëndrueshme në kohë të maksimumit dhe minimumit të ndriçimit. Me një ndryshim të rrugës, ndodh një maksimum i ndërhyrjes, në - minimale. Dukuria e devijimit të dritës nga përhapja drejtvizore kur kalon nëpër skajin e një pengese quhet difraksion i dritës. Ky fenomen shpjegohet me parimin Huygens-Fresnel: një shqetësim në çdo pikë është rezultat i ndërhyrjes së valëve dytësore të emetuara nga secili element i sipërfaqes së valës. Difraksioni përdoret në instrumentet spektrale. Një element i këtyre pajisjeve është një grilë difraksioni, e cila është një pllakë transparente me një sistem vijash paralele të errëta të depozituara mbi të, të vendosura në një distancë d nga njeri tjetri. Lëreni një valë monokromatike të përplaset në grilë. Si rezultat i difraksionit nga çdo çarje, drita përhapet jo vetëm në drejtimin origjinal, por edhe në të gjitha të tjerat. Nëse një lente vendoset pas grilës, atëherë në rrafshin fokal, rrezet paralele nga të gjitha çarjet do të mblidhen në një shirit. Rrezet paralele shkojnë me një ndryshim të rrugës. Kur diferenca e rrugës është e barabartë me një numër të plotë valësh, vërehet një interferencë maksimale e dritës. Për çdo gjatësi vale, kushti maksimal është i kënaqur për vlerën e vet të këndit j, kështu që grila zbërthen dritën e bardhë në një spektër. Sa më e madhe të jetë gjatësia e valës, aq më i madh është këndi.

67. Shpërndarja e dritës. Spektri i rrezatimit elektromagnetik. Spektroskopia. Analiza spektrale. Burimet e rrezatimit dhe llojet e spektrave.

Një rreze e ngushtë paralele e dritës së bardhë, kur kalon nëpër një prizëm, zbërthehet në rreze drite me ngjyra të ndryshme. Brezi i ngjyrave i dukshëm në këtë rast quhet spektri i vazhdueshëm. Dukuria e varësisë së shpejtësisë së dritës nga gjatësia e valës (frekuenca) quhet dispersion i dritës. Ky efekt shpjegohet me faktin se drita e bardhë përbëhet nga valë EM me gjatësi vale të ndryshme, nga të cilat varet indeksi i thyerjes. Ajo ka vlerën më të madhe për valën më të shkurtër - vjollcë, më të vogël - për të kuqe. Në një vakum, shpejtësia e dritës është e njëjtë pavarësisht nga frekuenca e saj. Nëse burimi i spektrit është një gaz i rrallë, atëherë spektri ka formën e vijave të ngushta në një sfond të zi. Gazrat e ngjeshur, lëngjet dhe lëndët e ngurta lëshojnë një spektër të vazhdueshëm, ku ngjyrat përzihen pa probleme me njëra-tjetrën. Natyra e paraqitjes së spektrit shpjegohet me faktin se çdo element ka grupin e tij specifik të spektrit të emetuar. Kjo veti lejon përdorimin e analizës spektrale për të identifikuar përbërjen kimike të një substance. Një spektroskop është një pajisje që përdoret për të studiuar përbërjen spektrale të dritës së emetuar nga një burim i caktuar. Zbërthimi kryhet duke përdorur një grilë difraksioni (më mirë) ose një prizëm; optika e kuarcit përdoret për të studiuar rajonin ultravjollcë.

68. Efekti fotoelektrik dhe ligjet e tij. kuantë drite. Ekuacioni i Ajnshtajnit për efektin fotoelektrik. Zbatimi i efektit fotoelektrik në teknologji.

Dukuria e nxjerrjes së elektroneve nga trupat e ngurtë dhe të lëngët nën ndikimin e dritës quhet efekt i jashtëm fotoelektrik, kurse elektronet e nxjerra në këtë mënyrë quhen fotoelektrone. Ligjet e efektit fotoelektrik u krijuan eksperimentalisht - shpejtësia maksimale e fotoelektroneve përcaktohet nga frekuenca e dritës dhe nuk varet nga intensiteti i saj, për secilën substancë ekziston kufiri i vet i kuq i efektit fotoelektrik, d.m.th. një frekuencë e tillë n min në të cilën efekti fotoelektrik është ende i mundur, numri i fotoelektroneve të grisura në sekondë është drejtpërdrejt proporcional me intensitetin e dritës. Inercia e efektit fotoelektrik është vendosur gjithashtu - ndodh menjëherë pas fillimit të ndriçimit, me kusht që kufiri i kuq të tejkalohet. Shpjegimi i efektit fotoelektrik është i mundur me ndihmën e teorisë kuantike, e cila pohon diskretitetin e energjisë. Një valë elektromagnetike, sipas kësaj teorie, përbëhet nga pjesë të veçanta - kuante (fotone). Kur thith një sasi energjie, një fotoelektron fiton energji kinetike, e cila mund të gjendet nga ekuacioni i Ajnshtajnit për efektin fotoelektrik , ku A 0 është funksioni i punës, parametri i substancës. Numri i fotoelektroneve që largohen nga sipërfaqja e metalit është proporcional me numrin e elektroneve, i cili, nga ana tjetër, varet nga ndriçimi (intensiteti i dritës).

69. Eksperimentet e Radhërfordit mbi shpërndarjen e grimcave alfa. Modeli bërthamor i atomit. Postulatet kuantike të Bohr-it.

Modeli i parë i strukturës së atomit i përket Tomsonit. Ai sugjeroi që atomi është një top i ngarkuar pozitivisht, brenda të cilit ka njolla elektronesh të ngarkuar negativisht. Rutherford kreu një eksperiment mbi depozitimin e grimcave të shpejta alfa në një pllakë metalike. Në të njëjtën kohë, u vu re se disa prej tyre devijuan pak nga përhapja drejtvizore, dhe disa prej tyre devijuan nga kënde më të mëdha se 2 0 . Kjo shpjegohej me faktin se ngarkesa pozitive në atom nuk përmbahet në mënyrë uniforme, por në një vëllim të caktuar, shumë më të vogël se madhësia e atomit. Kjo pjesë qendrore quhej bërthama e atomit, ku përqendrohet ngarkesa pozitive dhe pothuajse e gjithë masa. Rrezja e bërthamës atomike ka përmasa të rendit 10 -15 m.Radhërfordi propozoi edhe të ashtuquajturin. modeli planetar i atomit, sipas të cilit elektronet rrotullohen rreth atomit si planetët rreth diellit. Rrezja e orbitës më të largët = rrezja e atomit. Por ky model binte ndesh me elektrodinamikën, sepse Lëvizja e përshpejtuar (duke përfshirë elektronet në një rreth) shoqërohet nga emetimi i valëve EM. Rrjedhimisht, elektroni gradualisht humbet energjinë e tij dhe duhet të bjerë në bërthamë. Në realitet, as emetimi dhe as rënia e një elektroni nuk ndodh. N. Bohr dha një shpjegim për këtë, duke parashtruar dy postulate - një sistem atomik mund të jetë vetëm në disa gjendje të caktuara në të cilat nuk ka emetim drite, megjithëse lëvizja është e përshpejtuar, dhe gjatë kalimit nga një gjendje në tjetrën, ose thithja. ose emetimi i një kuantike ndodh sipas ligjit ku është konstanta e Plankut. Nga relacioni përcaktohen gjendje të ndryshme të mundshme stacionare , ku nështë një numër i plotë. Për lëvizjen e një elektroni në një rreth në një atom hidrogjeni, shprehja e mëposhtme është e vërtetë: forca Kulomb e bashkëveprimit me bërthamën. Nga këtu. Ato. në funksion të postulatit të Bohr-it për kuantizimin e energjisë, lëvizja është e mundur vetëm përgjatë orbitave rrethore të palëvizshme, rrezet e të cilave përcaktohen si . Të gjitha gjendjet, përveç njërës, janë me kusht stacionare, dhe vetëm në një - gjendjen bazë, në të cilën elektroni ka një rezervë minimale të energjisë - një atom mund të qëndrojë për një kohë arbitrare të gjatë, dhe gjendjet e mbetura quhen të ngacmuara.

70. Emetimi dhe thithja e dritës nga atomet. Laser.

Atomet mund të lëshojnë në mënyrë spontane kuanta të lehta, ndërsa ajo kalon në mënyrë jokoherente (sepse çdo atom lëshon në mënyrë të pavarur nga të tjerët) dhe quhet spontan. Kalimi i një elektroni nga niveli i sipërm në atë të poshtëm mund të ndodhë nën ndikimin e një fushe elektromagnetike të jashtme me një frekuencë të barabartë me frekuencën e tranzicionit. Një rrezatim i tillë quhet i stimuluar (i induktuar). Ato. si rezultat i ndërveprimit të një atomi të ngacmuar me një foton të frekuencës përkatëse, ekziston një probabilitet i lartë i shfaqjes së dy fotoneve identike me të njëjtin drejtim dhe frekuencë. Një tipar i emetimit të stimuluar është se është monokromatik dhe koherent. Kjo veti është baza për funksionimin e lazerëve (gjeneratorëve kuantikë optikë). Në mënyrë që një substancë të përforcojë dritën që kalon përmes saj, është e nevojshme që më shumë se gjysma e elektroneve të saj të jenë në gjendje të ngacmuar. Një gjendje e tillë quhet një shtet me një popullsi të nivelit të kundërt. Në këtë rast, thithja e fotoneve do të ndodhë më rrallë se emetimi. Për funksionimin e një lazeri në një shufër rubini, i ashtuquajturi. llambë pompe, kuptimi i së cilës është krijimi i një popullate të kundërt. Në këtë rast, nëse një atom kalon nga gjendja metastabile në gjendjen bazë, atëherë do të ndodhë një reaksion zinxhir i emetimit të fotonit. Me një formë të përshtatshme (parabolike) të pasqyrës reflektuese, është e mundur të krijohet një rreze në një drejtim. Ndriçimi i plotë i të gjithë atomeve të ngacmuara ndodh në 10 -10 s, kështu që fuqia e lazerit arrin miliarda vat. Ka edhe lazer në llambat me gaz, avantazhi i të cilave është vazhdimësia e rrezatimit.

70. Përbërja e bërthamës së një atomi. Izotopet. Energjia e lidhjes së bërthamave atomike. Reaksionet bërthamore.

Ngarkesa elektrike e një bërthame atomi qështë e barabartë me produktin e ngarkesës elementare elektrike e në numrin serial Z element kimik në tabelën periodike. Atomet që kanë të njëjtën strukturë kanë të njëjtën shtresë elektronike dhe janë kimikisht të padallueshëm. Fizika bërthamore përdor njësitë e veta të matjes. 1 fermi - 1 femtometër,. 1 njësi masë atomike është 1/12 e masës së një atomi karboni. . Atomet me të njëjtën ngarkesë bërthamore por me masa të ndryshme quhen izotopë. Izotopet ndryshojnë në spektrat e tyre. Bërthama e një atomi përbëhet nga protone dhe neutrone. Numri i protoneve në bërthamë është i barabartë me numrin e ngarkesës Z, numri i neutroneve është masa minus numrin e protoneve A–Z=N. Ngarkesa pozitive e protonit numerikisht është e barabartë me ngarkesën e elektronit, masa e protonit është 1,007 amu. Neutroni nuk ka ngarkesë dhe ka një masë prej 1.009 amu. (një neutron është më i rëndë se një proton për më shumë se dy masa elektronike). Neutronet janë të qëndrueshme vetëm në përbërjen e bërthamave atomike; në një formë të lirë, ata jetojnë për ~ 15 minuta dhe zbërthehen në një proton, një elektron dhe një antineutrino. Forca e tërheqjes gravitacionale midis nukleoneve në bërthamë e tejkalon forcën elektrostatike të zmbrapsjes me 10 36 herë. Stabiliteti i bërthamave shpjegohet me praninë e forcave speciale bërthamore. Në një distancë prej 1 fm nga protoni, forcat bërthamore janë 35 herë më të larta se ato të Kulonit, por ato zvogëlohen shumë shpejt dhe në një distancë prej rreth 1.5 fm ato mund të neglizhohen. Forcat bërthamore nuk varen nga fakti nëse grimca ka një ngarkesë. Matjet e sakta të masave të bërthamave atomike treguan ekzistencën e një ndryshimi midis masës së bërthamës dhe shumës algjebrike të masave të nukleoneve përbërëse të saj. Duhet energji për të ndarë një bërthamë atomike në përbërësit e saj. Sasia quhet defekt i masës. Energjia minimale që duhet të shpenzohet për ndarjen e bërthamës në nukleone përbërëse të saj quhet energjia lidhëse e bërthamës, e shpenzuar për të bërë punë kundër forcave bërthamore të tërheqjes. Raporti i energjisë lidhëse me numrin masiv quhet energji specifike e lidhjes. Një reaksion bërthamor është shndërrimi i bërthamës atomike origjinale, kur ndërvepron me ndonjë grimcë, në një tjetër, të ndryshme nga ajo origjinale. Si rezultat i një reaksioni bërthamor, grimcat ose rrezet gama mund të emetohen. Ekzistojnë dy lloje të reaksioneve bërthamore - për zbatimin e disave është e nevojshme të shpenzoni energji, për të tjerët, energjia lëshohet. Energjia e çliruar quhet prodhimi i një reaksioni bërthamor. Në reaksionet bërthamore, të gjitha ligjet e ruajtjes janë të kënaqur. Ligji i ruajtjes së momentit këndor merr formën e ligjit të ruajtjes së rrotullimit.

71. Radioaktiviteti. Llojet e rrezatimit radioaktiv dhe vetitë e tyre.

Bërthamat kanë aftësinë të kalbet spontanisht. Në këtë rast, vetëm ato bërthama janë të qëndrueshme që kanë një energji minimale në krahasim me ato në të cilat bërthama mund të kthehet spontanisht. Bërthamat, në të cilat ka më shumë protone se neutrone, janë të paqëndrueshme, sepse forca shtytëse e Kulonit rritet. Bërthamat me më shumë neutrone janë gjithashtu të paqëndrueshme, sepse masa e një neutroni është më e madhe se masa e një protoni, dhe një rritje në masë çon në një rritje të energjisë. Bërthamat mund të çlirohen nga energjia e tepërt ose me ndarje në pjesë më të qëndrueshme (shkatërrim alfa dhe ndarje), ose duke ndryshuar ngarkesën (shkatërrim beta). Zbërthimi alfa është ndarja spontane e një bërthame atomike në një grimcë alfa dhe një bërthamë produkti. Të gjithë elementët më të rëndë se uraniumi pësojnë kalbje alfa. Aftësia e një grimce alfa për të kapërcyer tërheqjen e bërthamës përcaktohet nga efekti i tunelit (ekuacioni i Schrödinger). Gjatë kalbjes alfa, jo e gjithë energjia e bërthamës shndërrohet në energjinë kinetike të lëvizjes së bërthamës së produktit dhe grimcës alfa. Një pjesë e energjisë mund të shkojë në ngacmimin e atomit të bërthamës së produktit. Kështu, disa kohë pas kalbjes, bërthama e produktit lëshon disa kuanta gama dhe kthehet në gjendjen e saj normale. Ekziston edhe një lloj tjetër i prishjes - ndarje spontane bërthamore. Elementi më i lehtë i aftë për një kalbje të tillë është uraniumi. Prishja ndodh sipas ligjit, ku Tështë gjysma e jetës, një konstante për një izotop të caktuar. Prishja beta është shndërrimi spontan i një bërthame atomike, si rezultat i së cilës ngarkesa e saj rritet me një për shkak të emetimit të një elektroni. Por masa e një neutroni tejkalon shumën e masave të një protoni dhe një elektroni. Kjo është për shkak të lëshimit të një grimce tjetër - një antineutrino elektronike . Jo vetëm neutroni mund të kalbet. Një proton i lirë është i qëndrueshëm, por kur ekspozohet ndaj grimcave, ai mund të kalbet në një neutron, pozitron dhe neutrino. Nëse energjia e bërthamës së re është më e vogël, atëherë ndodh prishja beta e pozitronit. . Ashtu si prishja alfa, prishja beta gjithashtu mund të shoqërohet me rrezatim gama.

72. Metodat e regjistrimit të rrezatimit jonizues.

Metoda e fotoemulsionit është bashkimi i një kampioni në një pllakë fotografike, dhe pas zhvillimit, është e mundur të përcaktohet sasia dhe shpërndarja e një lënde të veçantë radioaktive në mostër nga trashësia dhe gjatësia e gjurmës së grimcave në të. Njehsuesi i shkrepjes eshte nje pajisje ne te cilen mund te vezhgohet transformimi i energjise kinetike te nje grimce te shpejte ne energjine e nje ndezje drite, e cila, nga ana tjeter, fillon nje efekt fotoelektrik ( nje impuls i rrymes elektrike), i cili perforcohet dhe regjistrohet. . Një dhomë reje është një dhomë qelqi e mbushur me ajër dhe avuj alkooli të tepërt. Kur një grimcë lëviz nëpër dhomë, ajo jonizon molekulat rreth të cilave fillon menjëherë kondensimi. Zinxhiri i pikave i formuar si rezultat formon një gjurmë grimcash. Dhoma e flluskave punon në të njëjtat parime, por regjistruesi është një lëng afër pikës së vlimit. Numëruesi i shkarkimit të gazit (counter Geiger) - një cilindër i mbushur me gaz të rrallë dhe një fije të shtrirë nga një përcjellës. Grimca shkakton jonizimin e gazit, jonet nën veprimin e një fushe elektrike devijojnë në katodë dhe anodë, duke jonizuar atome të tjera gjatë rrugës. Ndodh një rrjedhje korona, impulsi i të cilit regjistrohet.

73. Reaksioni zinxhir i zbërthimit të bërthamave të uraniumit.

Në vitet 1930, u vërtetua eksperimentalisht se kur uraniumi rrezatohet me neutrone, formohen bërthamat e lantanit, të cilat nuk mund të formoheshin si rezultat i kalbjes alfa ose beta. Bërthama e uraniumit-238 përbëhet nga 82 protone dhe 146 neutrone. Kur zbërthehet saktësisht në gjysmë, praseodymium duhet të ishte formuar, por në bërthamën e qëndrueshme të praseodymium ka 9 neutrone më pak. Prandaj, gjatë ndarjes së uraniumit, formohen bërthama të tjera dhe një tepricë e neutroneve të lira. Në vitin 1939, u krye ndarja e parë artificiale e bërthamës së uraniumit. Në këtë rast, u lëshuan 2-3 neutrone të lira dhe 200 MeV energji dhe rreth 165 MeV u lëshuan në formën e energjisë kinetike të bërthamave të fragmenteve ose ose . Në kushte të favorshme, neutronet e çliruara mund të shkaktojnë ndarje të bërthamave të tjera të uraniumit. Faktori i shumëzimit të neutronit karakterizon se si do të vazhdojë reaksioni. Nëse është më shumë se një. atëherë me çdo ndarje rritet numri i neutroneve, uraniumi nxehet në një temperaturë prej disa milionë gradësh dhe ndodh një shpërthim bërthamor. Kur koeficienti i ndarjes është më i vogël se një, reaksioni prishet dhe kur është i barabartë me një, ai mbahet në një nivel konstant, i cili përdoret në reaktorët bërthamorë. Nga izotopet natyrore të uraniumit, vetëm bërthama është e aftë për ndarje, dhe izotopi më i zakonshëm thith një neutron dhe shndërrohet në plutonium sipas skemës. Plutoniumi-239 është i ngjashëm në veti me uranium-235.

74. Reaktor bërthamor. reaksioni termonuklear.

Ekzistojnë dy lloje të reaktorëve bërthamorë - neutronet e ngadaltë dhe të shpejtë. Shumica e neutroneve të çliruara gjatë ndarjes kanë një energji të rendit 1-2 MeV dhe një shpejtësi prej rreth 10 7 m/s. Neutrone të tilla quhen të shpejta dhe absorbohen në mënyrë të barabartë nga uraniumi-235 dhe uraniumi-238, dhe që nga ajo kohë. ka më shumë izotop të rëndë, por ai nuk ndahet, atëherë reaksioni zinxhir nuk zhvillohet. Neutronet që lëvizin me shpejtësi rreth 2×10 3 m/s quhen neutrone termike. Neutrone të tilla absorbohen në mënyrë më aktive sesa neutronet e shpejta nga uraniumi-235. Kështu, për të kryer një reaksion bërthamor të kontrolluar, është e nevojshme të ngadalësohen neutronet në shpejtësitë termike. Moderatorët më të zakonshëm në reaktorë janë grafiti, uji i zakonshëm dhe i rëndë. Absorbuesit dhe reflektorët përdoren për të mbajtur faktorin e ndarjes në unitet. Absorbuesit janë shufra të kadmiumit dhe borit, duke kapur neutronet termike, reflektor - berilium.

Nëse uraniumi i pasuruar me një izotop me masë 235 përdoret si lëndë djegëse, atëherë reaktori mund të funksionojë pa një moderator në neutronet e shpejtë. Në një reaktor të tillë, shumica e neutroneve përthithen nga uraniumi-238, i cili përmes dy zbërthimeve beta bëhet plutonium-239, i cili është gjithashtu lëndë djegëse bërthamore dhe lëndë burimore për armët bërthamore. Kështu, një reaktor i shpejtë neutron nuk është vetëm një termocentral, por edhe një prodhues i karburantit për reaktorin. Disavantazhi është nevoja për pasurimin e uraniumit me një izotop të lehtë.

Energjia në reaksionet bërthamore çlirohet jo vetëm për shkak të ndarjes së bërthamave të rënda, por edhe për shkak të kombinimit të atyre të lehta. Për t'u bashkuar me bërthamat, është e nevojshme të kapërcehet forca refuzuese e Kulombit, e cila është e mundur në një temperaturë plazmatike prej rreth 10 7 -10 8 K. Një shembull i një reaksioni termonuklear është sinteza e heliumit nga deuteriumi dhe tritiumi ose . Sinteza e 1 gram helium çliron energji ekuivalente me djegien e 10 tonë naftë. Një reaksion termonuklear i kontrolluar është i mundur duke e ngrohur atë në një temperaturë të përshtatshme duke kaluar një rrymë elektrike përmes tij ose duke përdorur një lazer.

75. Efekti biologjik i rrezatimit jonizues. Mbrojtja nga rrezatimi. Përdorimi i izotopeve radioaktive.

Masa e ndikimit të çdo lloj rrezatimi në një substancë është doza e absorbuar e rrezatimit. Njësia e dozës është gri, e cila është e barabartë me dozën me të cilën 1 xhaul energji transferohet në një substancë të rrezatuar me një masë prej 1 kg. Sepse efekti fizik i çdo rrezatimi në një substancë lidhet jo aq me ngrohjen sa me jonizimin, atëherë u prezantua një njësi e dozës së ekspozimit, e cila karakterizon efektin jonizues të rrezatimit në ajër. Njësia jashtë sistemit e dozës së ekspozimit është rentgen, e barabartë me 2,58×10 -4 C/kg. Në një dozë ekspozimi prej 1 rentgeni, 1 cm 3 ajër përmban 2 miliardë palë jone. Me të njëjtën dozë të absorbuar, efekti i llojeve të ndryshme të rrezatimit nuk është i njëjtë. Sa më e rëndë të jetë grimca, aq më i fortë është efekti i saj (megjithatë, është më e rëndë dhe më e lehtë për t'u mbajtur). Dallimi në efektin biologjik të rrezatimit karakterizohet nga një koeficient biologjik i efikasitetit të barabartë me unitetin për rrezet gama, 3 për neutronet termike, 10 për neutronet me një energji prej 0,5 MeV. Doza e shumëzuar me koeficientin karakterizon efektin biologjik të dozës dhe quhet doza ekuivalente, e matur në sivertë. Mekanizmi kryesor i veprimit në trup është jonizimi. Jonet hyjnë në një reaksion kimik me qelizën dhe prishin aktivitetin e saj, gjë që çon në vdekjen ose mutacionin e qelizave. Ekspozimi natyror në sfond është mesatarisht 2 mSv në vit, për qytetet +1 mSv në vit.

76. Absolutiteti i shpejtësisë së dritës. Elementet e stacionit të shërbimit. Dinamika relativiste.

Në mënyrë empirike, u zbulua se shpejtësia e dritës nuk varet nga cili kuadër i referencës është vëzhguesi. Është gjithashtu e pamundur të përshpejtosh ndonjë grimcë elementare, siç është një elektron, në një shpejtësi të barabartë me shpejtësinë e dritës. Kontradikta midis këtij fakti dhe parimit të relativitetit të Galileos u zgjidh nga A. Ajnshtajni. Baza e teorisë së tij [speciale] të relativitetit përbëhej nga dy postulate: çdo proces fizik zhvillohet në të njëjtën mënyrë në korniza të ndryshme inerciale të referencës, shpejtësia e dritës në vakum nuk varet nga shpejtësia e burimit të dritës dhe vëzhgues. Dukuritë e përshkruara nga teoria e relativitetit quhen relativiste. Në teorinë e relativitetit, futen dy klasa grimcash - ato që lëvizin me shpejtësi më të vogla se Me, dhe me të cilat mund të shoqërohet sistemi i referencës, dhe ato që lëvizin me shpejtësi të barabartë me Me, me të cilat sistemet e referencës nuk mund të lidhen. Duke e shumëzuar këtë pabarazi () me , marrim . Kjo shprehje është një ligj relativist i mbledhjes së shpejtësive, që përkon me atë të Njutonit në v<. Për çdo shpejtësi relative të kornizave të referencës inerciale V

Koha e vet, d.m.th. ai që vepron në kuadrin e referencës që lidhet me grimcën është invariant, d.m.th. nuk varet nga zgjedhja e kornizës inerciale të referencës. Parimi i relativitetit e modifikon këtë pohim, duke thënë se në çdo kornizë inerciale të referencës koha rrjedh në të njëjtën mënyrë, por nuk ka kohë të vetme, absolute për të gjithë. Koha e koordinimit është e lidhur me kohën e duhur sipas ligjit . Duke e kuadruar këtë shprehje, marrim . vlera s quhet interval. Pasojë e ligjit relativist të shtimit të shpejtësisë është efekti Doppler, i cili karakterizon ndryshimin e frekuencës së lëkundjeve në varësi të shpejtësive të burimit të valës dhe vëzhguesit. Kur vëzhguesi lëviz në një kënd Q me burimin, frekuenca ndryshon sipas ligjit . Kur largohet nga burimi, spektri zhvendoset në frekuenca më të ulëta që korrespondojnë me një gjatësi vale më të madhe, d.m.th. në të kuqe, kur afrohet - në vjollcë. Momenti gjithashtu ndryshon me shpejtësi afër Me:.