Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Геометрическая оптика.
Закон отражения.
Закон отражения света. Угол отражения равен углу падения (α = β). Падающий луч, нормаль и отраженный луч лежат в одной плоскости.
Закон преломления
Луч падающий, луч преломленный и нормаль лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред:
Линзы
Формула тонкой линзы: .
Здесь
D – оптическая сила линзы, измеряется в диоптриях (дптр), имеет отрицательное значение для рассеивающих линз
F – фокусное расстояние, имеет отрицательное значение для рассеивающих линз
d- расстояние от предмета до линзы
f – расстояние от линзы до изображение, имеет отрицательное значение в случае мнимого изображения
Волновая оптика.
Когерентные волны – волны одинаковой частоты, имеющие постоянную во времени разность фаз.
Монохроматические волны – волны определенной частоты.
Разность хода Δ-разность оптических путей двух лучей. Оптический путь равен произведению геометрического пути луча на показатель преломления..
Условие максимума интерференции: оптическая разность хода лучей должна быть равна четному числу длин полуволн.
Условие минимума интерференции: оптическая разность хода лучей должна быть равна нечетному числу длин полуволн.
Дифракция –явление огибания волнами препятствий. Для световых волн проявляется когда размеры препятствий сравнимы с длиной волны (т.е. измеряются в микронах).
Принцип Гюйгенса-Френеля : каждый элемент волнового фронта можно рассматривать, как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.
Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность.
Условия интерференционных максимумов дифракционной решётки, наблюдаемых под определёнными углами, имеют вид:
где
— период решётки,
— угол максимума данного цвета,
— порядок максимума, то есть порядковый номер максимума, отсчитанный от центра картинки,
В естественном свете колебания вектора напряженности происходят равноправно во всех плоскостях.
Закон Малюса:
В поляризованном свете колебания вектора напряженности электрического поля каким-либо образом неравномерны. В предельном случае они происходят в одной плоскости –плоскополяризованный свет.
Закон Малюса : интенсивность света после анализатора равна произведению интенсивности свет после анализатора на квадрат косинуса угла между плоскостями поляризатора и анализатора.
Поляризация всегда происходит при отражении и преломлении света на границе раздела сред. Отраженный и преломленный лучи являются поляризованными, причем во взаимно перпендикулярных плоскостях. Степень их поляризации зависит в том числе от угла падения. Существует угол (угол Брюстера iБ),когда они поляризованные сильнее всего. Закон Брюстера: tg iБ=n21, где n21 – относительный показатель преломления сред.
Квантовая физика
Тепловое излучение.
Интегральная лучеиспускательная способность RЭ (энергетическая светимость) – количество энергии, излучаемое телом с единицы поверхности в единицу времени во всем диапазоне длин волн или частот:
Спектральная плотность энергетической светимости rν,T (излучательная способность) – количество энергии, излучаемое телом в единицу времени с единицы поверхности в интервале частот единичной ширины. Энергетическая светимость может быть получена интегрированием спектральной плотности энергетической светимости:
Абсолютно черное тело поглощает все падающее на него излучение.
Закон Стефана-Больцмана для абсолютно черного тела:
,
где σ- постоянная Стефана-Больцмана, σ =5,67∙108 Вт/(м2∙К4).
Закон смещения Вина: при увеличении температуры абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум излучения, смещается в сторону коротких волн (см рис):
,
где b- постоянная Вина, b=0,0029 м∙К.
Фотоэффект.
-явление вырывания электронов с поверхности металла под действием электромагнитного облучения (света).
Законы фотоэффекта:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
где — т. н. работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества), — кинетическая энергия вылетающего электрона, — частота падающего фотона с энергией , h — постоянная Планка.
Давление света
Т.к. свет является потоком фотонов, он оказывает давление на поверхность.
где Wизл- энергия излучения падающая на поверхность за время t, S – площадь поверхности, на которую нормально падает свет, с – скорость света, ρ – коэффициент отражения данной поверхности.
Постулаты Бора.
Группируя возможные переходы между состояниями атома водорода, получаем серии, каждая из которых дает линии в различных диапазонах спектра электромагнитных волн.
Серия Лаймана дает излучение в ультрафиолетовой области спектра.
Часть переходов из серии Бальмера дает излучение в видимой области спектра.
Остальные серии переходов дают линии в инфракрасной области.
Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
В квантовой механике рассматриваются микрообъекты, которые обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Свойства и характеристики этих объектов разительно отличаются от привычных из классической механики. В частности, микрообъект невозможно характеризовать определенными значениями координаты и импульса, энергии и момента времени, в который микрообъект этой энергией обладает. Эти особенности выражаются следующими соотношениями:
Здесь Δx, Δy, Δz – неопределенность (погрешность) координаты. Δpx , Δpy , Δpz-погрешность значения проекций импульса, ΔE – погрешность значения энергии, Δt – неопределенность значения времени.
Таким образом, если мы точно знаем координату микрообъекта (Δx=0), то погрешность проекции его импульса приближается к бесконечности, т.е. импульс не знаем совсем, и наоборот.
Квантовые числа
Квантовые числа — энергетические параметры, определяющие состояние электрона и тип атомной орбитали, на которой он находится.
Принцип Паули можно сформулировать следующим образом: в пределах одной квантовой системы в данном квантовом состоянии может находиться только одна частица, состояние другой должно отличаться хотя бы одним квантовым числом.
Ядерная физика.
Дефе́кт ма́ссы (англ. mass defect) — разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида, выраженная в атомных единицах массы. Обозначается обычно .
Согласно соотношению Эйнштейна, энергия связи пропорциональна дефекту массы:
где — дефект массы и с — скорость света в вакууме.
Дефект массы характеризует устойчивость ядра.
Закон радиоактивного распада:
где No - количество радиоактивных ядер в момент времени t = 0. λ- постоянная распада.
Время, за которое первоначальное количество радиоактивных ядер уменьшится в два раза, называется периодом полураспада T1/2
А́льфа-части́ца (α-частица), положительно заряженная частица, образованная 2 протонами и 2 нейтронами. Идентична ядру атома гелия-4 (). Образуется при альфа-распаде ядер.
В общем виде формула альфа-распада выглядит следующем образом:
Пример альфа-распада для изотопа 238U:
Бе́та-распа́д — тип радиоактивного распада, обусловленного слабым взаимодействием и изменяющего заряд ядра на единицу. При этом ядро может излучать бета-частицу (электрон или позитрон). В случае испускания электрона он называется «бета-минус-распадом» (), а в случае испускания позитрона — «бета-плюс-распадом» (). Кроме и -распадов, к бета-распадам относят также электронный захват, когда ядро захватывает атомный электрон.
В -распаде слабое взаимодействие превращает нейтрон в протон, при этом испускаются электрон и антинейтрино:
.Когда протон и нейтрон являются частями атомного ядра, эти процессы распада превращают один химический элемент в другой. Например:
( распад),
( распад),
(электронный захват).