Постулаты Бора

1) постулат: электрон в атоме может находиться только в особых стационарных (квантовых)
состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия. Когда электрон находится в стационарном состоянии, атом не излучает.

2) постулат: электрон в атоме может скачком переходить из одного стационарного состояния к в
другое п. При этом переходе испускается или поглощается квант электромагнитного поля с частотой

Билет №23

В 1905 г. в статье "К электродинамике движущихся тел" А. Эйнштейн предложил полностью отказаться от представления об эфире и от сопутствующего предположения о существовании абсолютно покоящейся системы отсчета. Эти предположения Эйнштейн сформулировал в виде двух постулатов.

Первый постулат является обобщением принципа относительности Галилея-Ньютона и утверждает:
законы физики имеют одинаковую форму во всех инерциалъных системах отсчета.

Второй постулат - постулат о постоянстве скорости света: свет распространяется в пустом
пространстве с вполне определенной скоростью с, не зависящей от скорости источника или
наблюдателя.

Из закона сохранения импульса Эйнштейн вывел следующую формулу зависимости массы от скорости:

m=

ℓ=ℓ₀√1-v²/c²— сокращение длины

t=t₀/√1-v²/c²— замедление времени

E₀=m_0*c²—связь массы и энергии

1) сокращение длинны << c, примерно = 0. l=lo. C=3*10в степени 8м\с. L<Lo.

2) Замедление времени. Пусть To – интервал времени между двумя событиями происходящими в ИСО в одной точке. Если это система приходит в движение со скоростью u то этот интервал времени измененный по часам в системе К если >c t > to.

3) Возрастание массы. Mo- масса покоя. При движении со скоростью U Эта масса изменяется из неподвижной системы отсчета.

4) >c > 1 m> бесконечно. Эйнштейн предложил формулу которая связывает массу и энергию. E = m(нулевое)c(квадрат)

5) Сложение скоростей. Пусть U- скорость движения подвижной системы К относительно неподвижной. << c. штрих << c.

Билет №24

Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения ядер неустойчивого изотопа одного химического элемента в ядра изотопа другого элемента сопровождающая испусканием частиц, ядер, электромагнитного излучения. Резерфорд обнаружил что радиоактивное излучение можно разделить на: альфа, бета, гамма. Альфа лучи – ядра гелия с очень малой протекающей способности 2 – 9 МэВ. Бета лучи – поток быстрых электронов модули скоростей которых сильно смещаются. Эти два вида распада альфа распад и бета распад подчиняются правилу смещения. При альфа распаде получается новое ядро сдвинутое по тал. Менделеева на 2 место влево, а при бетта распаде новое ядро смещается на одно место вправо. Электроны при бета распаде получаются при превращении одного из нейтронов ядра в протон при этом образуется новое ядро электрона и испускается частица зарядовое и массовое число которой равно 0. гамма лучи – лучи самое короткое электромагнитное излучение с наибольшей проникающей способности. Разделить 3 вида излучения из одного потока можно воздействием электрического Или магнитных полей. Большинство изотопов любого элемента превращается в более устойчивые изотопы при радиоактивном распаде каждый изотопом имеет характерное время которое называется период полураспада. Т1\2 -это промежуток времени за который распадается ровно половина первоначально имеющегося количества ядер радиоактивного изотопа. Закон радиоактивного распада: пусть в момент времени То= 0 имеется No через t1= T_1\2 останется целых No\2 через t2 = 2T_1\2 останется целых No\4.

N=N₀*2^t/T1/2—число оставшихся целых ядер, закон радиоактивного распада

Билет №25

Резерфорд открыл что в ядре находятся положительно заряженные частицы – протоны с элементарным зарядом е= 1,6*10^-19 Кл и массой m_o 1,675*10^-27 кг. После открытия нейтронов Иваненко и Гейзенберг предложили протонно – нейтронную модель строения атома. Ядро состоит из протонов и нейтронов общее название нуклоны. Число протонов обозначена буквой Z и обозначает место в таблице Менделеева и называется зарядовое число. Через него вычисляется заряд ядра q=+Z*e.

Общее число нуклонов называется массовым числом и обозначается буквой А. Число нейтронов в ядре равно N=A- Z. В настоящее время для атомов химических элементов приняты следующие обозначения Атомы с одинаковым зарядом ядра, но различными массами, называются изотопами. Изотопы различаются своими спектрами. Ядерные реакции - это процессы изменения атомных ядер, вызванные их взаимодействиями с элементарными частицами или друг с другом. Ядерные реакции бывают двух видов — для осуществления одних надо затратить энергию (эндотермическая реакция), при других происходит выделение энергии (экзотермическая реакция). Освобождающаяся энергия называется выходом ядерной реакции. При ядерных реакциях выполняются все законы сохранения. Массой всех ядер меньше чем сумма масс составляющих их нуклонов в свободном состоянии. Эта разность называется дефектом масс. ^ядра

Дефект масс - это разность между суммарной массой всех нуклонов ядра в свободном состоянии и массой ядра

Этот дефект масс соответствует энергия связей атомного ядра E св=m* c² Энергия выражается в Джоулях или электроновольтах 1 эВ = 1,6*10^-19 Дж. Минимальную энергию, которую необходимо затратить на разделение ядра на составляющие его нуклоны, называется энергией связи ядра, расходуемой на совершение работы против ядерных сил притяжения

Билет №26

Ядерные реакции - это превращения атомных ядер вызванное из взаимодействием друг с другом или с другими частицами. Их делят: естественные и искусственные. В ядерных реакциях выполняются следующие законы: 1) закон сохранения числа Z(зарядового числа). 2) сохранения числа а(массового числа) 3) законы сохранения энергии и импульса. Общие виды реакций: А+а --> В+в, а –бомбардирующая частица. А – исходное ядро. В- конечное ядро. в –испускаемая частица. Энергетический выход в ядерных реакциях: Ядерные реакции бывают 2 типа: эндотермические(с поглощением энергии) и экзотермические (с выделением энергии). Энергия выделяется если сумма масс ядер и исходных частиц до реакции больше суммы масс конечного ядра испускаемых частиц. _Дельта Е=(m_B+m_b)*c²-(m_A-m_a)_* c²⁼⁽ m_A+m_a-m_B+m_b)*c². Энергетический выход ядерных реакций -_это энергия, высвобождающаяся при ядерной реакции. Энергия выхода может быть до сотен мегоэлектроновольт, что в миллион раз превышает выход энергии при химических реакциях. Ядерные силы не зависят от того, имеется ли у частицы заряд.

Билет №27

При делении тяжелых ядер элементов расположены в конце таблицы менделева выделяется энергия в огромном количестве. Первые расчеты ядерных реакций деления впервые были подтверждены опытным путем в 1938г на примере урана 92.235 при облучении его нейтроном. В этой реакции получалась два средних ядра образуются 2 или 3 нейтрона и выделяется 200Мэф энергии в виде излучения. Вторичные нейтроны могут продолжить реакцию деления других ядер урана и происходящая реакция назыв, цепной реакцией деления. Показателем цепной реакцией является коэффициент размножения нейтронов —отношения числа вторичных нейтронов к числу первичных. Для урана 92\235 К=2,5

3 вида реакции: 1) К > 1 – неуправляемая реакция. 2) К =1 – управляемая реакция. 3) К < 1 – остановка ядерной реакцией. Ядерным горючим является 3 изотопа: уран 92\235, уран 92/233, Pu 94\239

Ядерный реактор – это устройство в котором происходит управляемая ядерная реакция деления ядер тяжелых элементов под действием нейтронов. Выделяемую энергию используют для производства электрической и тепловой энергии.Составные части: 1) активная зона содержит ядерное горючие в твеллах 2) замедлитель нейтронов 3) система охлаждения 4) система регулирования – поглащения стержней 5) система безопасности(оболочка из бетона).

Ядерный взрыв - это освобождение колоссального количества энергии за очень короткий промежуток времени. Цепная ядерная реакция - это реакция, в которой частицы вызывающие реакцию
образуются и в самой реакции.

Для каждого типа ядерного горючего существует минимальное кол-во ве-ва— критическач масса, в котором цепная реакция деления может начаться самопроизвольно в виде взрыва

Билет №28

Элементарными называются частицы которые существуют в свободном состоянии и не являются соединением других частиц. Все эти частицы способны взаимодействовать друг с другом взаимно превращаясь и испуская другие. Для каждой частице есть античастица и общее их число больше чем 350 но из них 30 стабильных(время жизни меньше 10 ^-17м\с).Примером античастиц является электрон и позитрон, протон и антипротон. В основу современного классификации положены типы фундаментальных взаимодействий в которых они участвуют. Общий механизм всех взаимодействий – обменный: 1) гравитационное взаимодействие – силы всемирного тяготения. Обменной астицей является гравитон -безмассовая частица, она не обнаружена. 2) электромагнитная – для частиц с зарядами. Переносчик взаимодействия гамма – квант или фотон. 3) сильное, квантом является мезон. 4) слабое – характерен для электронов, позитронов (для лёгких частиц). При взаимодействии частицы со своей античастицей происходит их взаимоуничтожение называемое антигиляция, т то есть 2 частицы превращаются в энергию гамма- излучения. Обратный процесс рождения пары электронов – позитрон происходит за счет энергии фотона. При этих процессах выполняются законы сохранения импульса и энергии. Современная теория предпологает что частицы состоят из субчастиц которые называются кварки, которые обнаружены внутри протонов и нейтронов и имеют дробный заряд. В настоящее время известно 36 кварков и антикварков, 1 фотон, 12 частиц слабого взаимодействия(лектонов) и 8 сильного взаимодействия(глюонов).В результате частиц 57 штук

Билет №29

В нормальных условиях газы являются изоляторами, однако если на газ подействовать излучением, то происходит распад молекул на ионы двух знаков и газ может проводить ток. Ток в газе называется газовый разряд. Явление прохождения через газ электрического тока, не зависящего от действия внешних ионизаторов, называется самостоятельным электрическим разрядом. В воздухе при атмосферном давлении самостоятельный электрический разряд возникает при напряженности электрического поля, равной примерно Е = 3*10⁶ в\м. Несамостоятельный электрический разряд--- при взаимодействии ионизатора. Опыт показывает, что две разноименно заряженные пластины, разделенные слоем воздуха, не разряжаются.

Обычно вещество в газообразном состоянии является изолятором, так как атомы или молекулы, из которых оно состоит, содержат одинаковое число отрицательными положительных электрических зарядов и в целом нейтральны. Явление прохождения электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия, называется несамостоятельным электрическим разрядом.

Виды разрядов: Тлеющий разряд — один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах(только в разряжённых газах). Применение: при тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, а значит, в газе все время поддерживается сильная ионизация. Формируется, как правило, при низком давлении газа и малом токе.

Газовый разряд — совокупность процессов, возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии.

Дуговой разряд - физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.(постоянный заряд). Применение: Вследствие высокой температуры электроды дуги испускают ослепительный свет, и поэтому электрическая дуга является одним из лучших источников света Электрическая дуга также применяется для сварки металлических деталей

Коронный разряд –это свечение ионизированного газа при стекании зарядов в окружающую атмосферу. Примение: Электрическая очистка газов (электрофильтры)

Искровой разряд — нестационарная форма электрического разряда, происходящая в газах

Механизм проводимости газов похож на механизм проводимости растворов и расплавов электролитов. При отсутствии внешнего поля заряженные частицы, как и нейтральные молекулы движутся хаотически. Если ионы и свободные электроны оказываются во внешнем электрическом поле, то они приходят в направленное движение и создают электрический ток в газах. электрический ток в газе представляет собой направленное движение положительных ионов к катоду, а отрицательных ионов и электронов к аноду. Полный ток в газе складывается из двух потоков заряженных частиц: потока, идущего к аноду, и потока, направленного к катоду. На электродах происходит нейтрализация заряженных частиц, как и при прохождении электрического тока через растворы и расплавы электролитов. Однако в газах отсутствует выделение веществ на электродах, как это имеет место в растворах электролитов. Газовые ионы, подойдя к электродам, отдают им свои заряды, превращаются в нейтральные молекулы и диффундируют обратно в газ.

Билет 30

Электрический ток в жидкостях - это направленное движение заряженных ионов.
Электролиз -физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита. Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом при электролизе называется положительный электрод, катодом — отрицательный Законы электролиза (законы Фарадея):

Первый закон: масса вещества m, выделяющегося на каком-либо из электродов,
прямо пропорциональна заряду q, прошедшему через электролит: m=kq; q =I*_дельтаt; m=k*I* _дельтаt; k=m/q(кг/Кл)

Второй закон: электрохимический эквивалент пропорционален химическому
эквиваленту данного вещества: k=1/F*M/Z, F-где число Фарадея(96500Кл/моль)

Применение электролиза: 1) выплавка лёгких металлов из руд(алюминиевые и щелочные металлы), 2) очистка металлов от примяси— рафинирование, 3) покрытие поверхности металлов защитным слоем(хромирование, золочение)— гальваностегия, 4) нанесение на неметаллы металлов— гальванопластика, 5) получение газов, 6) электрохимическая обработка поверхностей (полировка), 7) гальванические элементы и аккумуляторы

Билет №31

Проводники — это тела, в которых имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри этих тел, т.е. ве-ва проводящие электрический ток. Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод.Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях — вода, ртуть, электролиты, при высоких температурах — расплавы металлов

Диэлектрики -вещество, плохо проводящее или совсем не проводящее электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 108 см−3. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. С точки зрения зонной теории твёрдого тела диэлектрик — вещество с шириной запрещённой зоны больше 3 эВ

Полупроводники -материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры. Германий, кремний, селе, фосфор, мышьяк.

Собственная проводимость — за счёт электронов, преодолевших запрещённую зону и за счёт мест в разорванных связях с ядром. Для получения собственной проводимости нужно нагреть или облучить.

Примесная проводимость --- примеси валентных элементов в Ge, Si создают лишние элементы и обеспечивают проводимость n-типа; а примеси III создают лишние дырки и создают проводимость p- типа. Для получения примесной проводимости необходимо ввести легирующую примесь.

Дырка— это место на внешней орбите покинутое электроном.

Электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами), предназначенный для выпрямления и преобразования переменных токов. В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода. Плоскостные p-n-переходы для полупроводниковых диодов получают методом сплавления, диффузии и эпитаксии. Вольт-амперная характеристика:

Постоянный обратный ток диода. Постоянное обратное напряжение диода. Постоянный прямой ток диода.

Диапазон частот диода. Дифференциальное сопротивление. Ёмкость. Пробивное напряжение. Максимально допустимая мощность. Максимально допустимый постоянный прямой ток диода.
Полупроводниковый диод применяется для выпрямления и преобразования переменных токов