2020-05-21
174
Заряд, масса и размеры атомных ядер. Зарядовое и массовое числа. Механический момент импульса ядра и его магнитный момент. Состав ядра. Нуклоны. Взаимодействие нуклонов, понятие о свойствах и природе ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность. Закономерности и происхождение альфа-, бета- и гамма-излучения атомных ядер. Ядерные реакции и законы сохранения. Реакция деления атомных ядер. Капельная модель ядра. Цепная реакция деления. Критические размеры. Понятие о ядерной энергетике. Ядерные реакторы. Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых термоядерных реакций. Элементарные частицы. Их классификация и взаимная превращаемость. Кварки и глюоны.
XII. Современная физическая картина мира
Иерархия структур материи. Четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильные, электромагнитные, слабые и гравитационные. Физический вакуум. Происхождение, эволюция и будущее Вселенной. Теория большого взрыва. Незавершенность современной физики. Основные этапы эволюции физики и становление новых форм рационального мышления.
ТЕМА. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ
Магнитная индукция  поля, создаваемого элементом проводника d  с постоянным током I
|
|
| в вакууме (закон Био-Савара – Лапласа), где | |
 – радиус-вектор, проведенный от элемента проводника в точку наблюдения, m0 = 4p 10 -7, Гн/м – магнитная постоянная.
| |
| Принцип суперпозиции для магнитного поля | 
|
| Поле прововодника произвольной формы с током I |  = 
|
Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком прямолинейного проводника, где b – расстояние от точки наблюдения до проводника a1 и a2 углы между векторами  и в начале и конце отрезка проводника
|  
|
| Магнитная индукция поля бесконечно длинного прямолинейного проводника (a 1 = 0, a 2 = p) | B = m0 I / 2p b |
| Магнитная индукция поля на оси кругового тока, где R – радиус кривизны проводника, z – расстояние от центра витка до точки наблюдения. | 
|
| Магнитная индукция поля в центре кругового тока (z = 0) | B = m0 I / 2 R. |
| Магнитная индукция поля на оси соленоида длиной l и радиусом R с числом витков N, где n = N / l – число витков на единицу длины, a1 и a2 углы между осью соленоида и радиусами-векторами, проведенными из точки наблюдения к краям соленоида | 
|
| Магнитная индукция поля - внутри длинного (l >> R, a 1 = p, a 2 = 0) соленоида, |  m0 n I
|
| - в центре основания длинного соленоида (l >> R, a1 =p/2, a2 = 0) | 
|
| Циркуляция вектора магнитной индукции вдоль замкнутого контура | 
|
Сила, действующая на заряд q, движущийся со скоростью  в магнитном поле с индукцией , где a – угол между векторами и
|  = q [  ],  = qv B sin a
|
сила, действующая на элемент проводника d  с током I в магнитном поле (закон Ампера),
|  = I [  ]
|
| Сила, действующая на прямолинейный проводник длиной L в однородном поле, где a - угол между направлением тока и вектором
| 
|
Магнитный поток через поверхность площадью dS, где a – угол между вектором нормали  к поверхности dS, B n – проекция вектора на нормаль
| dФ = B dS cos a = B n dS |
| Магнитный поток через поверхность S | Ф = 
|
| Работа, совершаемая силой Ампера при перемещении в постоянном магнитном поле проводника длиной l с постоянным током I, где Ф – магнитный поток сквозь поверхность, образованную движением проводника | А = I Ф |
| Работа по перемещению замкнутого контура с постоянным током I в постоянном магнитном поле, где D Ф – изменение магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную контуром | А = I D Ф |
| Магнитный моментконтура с током I, где – единичный вектор нормали кплоскости S, ограниченной контуром
| 
|
| Момент сил - в магнитном поле |  = [  ]
|
| - в неоднородном магнитном поле | 
|
| Сила, действующая на контур с током в в магнитном поле, изменяющемся только вдоль оси x, где a – угол между векторами |
| ||
| Работа магнитного поля по перемещению проводника, по которому идёт ток I, где |
| ||
| Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея-Максвелла), где Ei – электродвижущая сила индукции; N – число витков в контуре; |
| ||
| Разность потенциалов U на концах проводника длиной I, движущегося со скоростью υ в однородном магнитном поле, где α – угол между направлениями векторов скорости |
| ||
| Электродвижущая сила индукции Еi, возникающая в рамке, содержащей N витков, площадью S, при вращении рамки с угловой скоростью ω в однородном магнитном поле с индукцией |
| ||
| Количество электричества Q, протекающего в контуре, равно, где R – сопротивление контура; |
| ||
| Электродвижущая сила самоиндукции Еi, возникающая в замкнутом контуре при изменении силы тока в нем, равна, где L – индуктивность контура |
| ||
| Потокосцепление контура, где L – индуктивность контура |
| ||
| Индуктивность соленоида (тороида) |
| ||
| Энергия W магнитного поля, создаваемого током в замкнутом контуре индуктивностью L, где I – сила тока в контуре |
| ||
| Объёмная (пространственная) плотность энергии однородного магнитного поля |
| ||
| Намагниченность – магнитный момент единицы объема магнетика, где D V – физически бесконечно малый объем в окрестности данной точки, |
| ||
| Напряженность магнитного поля |
| ||
| - в изотропной среде где |
| ||
| Циркуляция вектора напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме макроскопических токов, охваченных этим контуром |
| ||
| Условия на границе раздела двух сред с магнитными проницаемостями μ1 и μ2 при отсутствии макротоков, текущих по поверхности раздела сред, где
|
| ||
| Частота собственных незатухающих колебаний в контуре, где L – индуктивность контура; С – его электроёмкость. Период собственных незатухающих колебаний в контуре (Формула Томсона), |
| ||
| Затухающие колебания заряда конденсатора в контуре, где - частота затухающих колебаний, |
| ||
| - коэффициент затухания, |
| ||
| - логарифмический декремент затухания θ и добротность Q контура, |
| ||
| - при слабом затухании |
| ||
Максимум амплитуды вынужденных колебаний заряда достигается при частоте 
|
| ||
| Связь длины электромагнитной волныс периодом Т и частотой ν колебаний, где с – скорость электромагнитных волн в вакууме (с= 3·108 м/с). |
| ||
| Фазовая скоростьэлектромагнитных волн - в среде где ε – диэлектрическая проницаемость среды; μ – магнитная проницаемость среды, в которой распространяется волна, |
| ||
| В бегущей электромагнитной волне |
| ||
| Объёмная плотностьэнергии электромагнитного поля |
| ||
| В неферромагнитной среде |
| ||
| Плотность потока электромагнитной энергии (вектор Пойтинга) |
| ||
| Интенсивность волны |
| ||
| - для плоской монохроматической волны |
| ||
Плотность потока энергии излучения диполя в волновой зоне
где r – расстояние от диполя до точки наблюдения; θ – угол между радиус-вектором  и осью диполя.
|
| ||
| Плотность потока импульса, переносимого электромагнитной волной |
| ||
и 
= 
cos a
- изменение магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, по которому идет ток; I – сила тока в контуре
– потокосцепление
и магнитной индукции 
, где ω t – мгновенное значение угла между вектором 
к плоскости рамки
– изменение потокосцепления через контур
– магнитный момент i -го атома (молекулы).
– соответственно магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость вещества.
,
, 
.
и 
– нормальные и тангенциальные составляющие векторов 
и 
соответственно
, 
,
, 
,
,
, 
, 
, 
или 
, 
.
,
.
