Колебания и волны

· Колебаниями называют движение, повторяющееся во времени.

· Колебания называют периодическими, если значения изменяющейся физической величины повторяются через равные промежутки времени.

· Продолжительность одного полного колебания называется периодом (Т).

· Число колебаний, совершаемых в единицу времени, называют частотой (n).

· Круговая (циклическая) частота:

.

· Гармоническими называются колебания, при которых изменения физической величины со временем происходят по закону синуса или косинуса: , где А - амплитуда.

· Математическим маятником называется подвешенный к тонкой нити груз, причем груз можно считать материальной точкой, а нить - невесомой и нерастяжимой.

· Период колебания математического маятника: ,

пружинного маятника: .

· Полная энергия механического колебательного движения:

· Период свободных электромагнитных колебаний в контуре: .

· Действующее значение I силы переменного тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике ту же мощность, что и постоянный ток. Между действующими и амплитудными значениями тока и напряжения имеется связь: , , где I_m и U_m - амплитудные значения тока и напряжения, соответственно.

· Полное сопротивление цепи переменного тока:

,

где R, , - активное, индуктивное и емкостное сопротивления цепи, соответственно.

· Действующие значения напряжения на активном, индуктивном, емкостном и полном сопротивлениях связаны с действующими значениями силы тока через эти элементы соответственно следующими соотношениями:

, , ,

Для амплитудных значении токов и напряжений справедливы аналогичные выражения.

· Трансформатор - устройство для преобразования напряжения переменного тока, основанное на явлении электромагнитной индукции.

Коэффициент трансформации (отношение ЭДС в первичной обмотке к ЭДС во вторичной):

- равен отношению числа витков в соответствующих обмотках. Наряду с трансформацией напряжения происходит также изменение тока: - повышающий трансформатор уменьшает силу тока, а повышающий ее увеличивает.

* Волнами называют процесс распространения колебаний. Длина волны - это расстояние, на которое волна распространяется за время, равное периоду колебаний: , .

* Скорость электромагнитных волн в вакууме:

с= 2.9979 × 10⁸ м/с,

Скорость света в среде: , где e, m - относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды, соответственно.

ОПТИКА

· Закон отражения света. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, проведенный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, называемой плоскостью падения. Угол отражения равен углу падения.

· Закон преломления света. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, проведенный в точку падения луча, лежат в одной плоскости (плоскости падения). Отношение синуса угла падения к синусу угла отражения есть величина постоянная для двух данных сред и называется показателем преломления второй среды относительно первой (относительным показателем преломления): .

При переходе света из среды оптически менее плотной в оптически более плотную < .

· Относительный показатель преломления равен отношению скоростей света в соответствующих средах: .

· Показатель преломления среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления этой среды и он равен отношению величины скорости света в вакууме к скорости распространения света в данной среде:

.

Можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления n₁ и n₂ первой и второй сред:

· Предельный угол полного отражения - наименьший угол падения света, при котором угол преломления равен 90⁰: .Полное отражение наблюдается при падении луча света из оптически более пдотнойна границу с менее плотной (n₁>n₂)

· Линза - прозрачная среда, ограниченная двумя сферическими поверхностями.

· Оптическая сила тонкой линзы: .

· Формула тонкой линзы: , где d и f – соотвественно, расстояния от предмета до линзы и от линзы до изображения.

· Когерентные волны - волны одинаковой частоты, для которых разность фаз остается постоянной во времени.

· Интерференция света - явление наложения когерентных световых волн, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других - минимумы интенсивности.

· Условия максимумов интенсивности: - разность хода двух лучей равна целому числу длин волн.

· Условия минимумов интенсивности: - разность хода двух лучей равна нечетному числу полуволн

Здесь D - разность хода двух волн, l- длина волны, k = 0,1,2,3...

· Дифракция света - явление огибания волной различных препятствий, т.е. явление отклонения волны от прямолинейного распространения. Дифракция света всегда сопровождается интерференцией - чередованием светлых и темных мест для монохроматического света и цветных (все цвета радуги) - для белого света.

· Дифракционная решетка есть совокупность большого числа щелей, расположенных на равных расстояниях друг от друга, разделенных непрозрачными промежутками.

· Период дифракционной решетки (расстояние между центрами соседних щелей): , где -число щелей, приходящихся на единицу длины решетки.

· Условия главных максимумов дифракционной решетки:

.

· Дисперсия света - зависимость показателя преломления вещества от длины волны света: . При нормальной дисперсии показатель преломления красных лучей меньше, чем фиолетовых: .

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (СТО)

· СТО - это физическая теория, описывающая движение тел и элементарных частиц, движущихся с большими скоростями.

· Теория относительности основывается на двух экспериментально подтвержденных принципах (постулатах):

а) во всех инерциальных системах отсчета все физические явления протекают одинаково (принцип относительности Эйнштейна);

б) скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета, является предельной скоростью и не зависит от скорости источника.

· Следствием постулатов СТО является зависимость массы тела от его скорости:

, где m ₀ - масса покоящегося тела.

· В теории относительности масса тела и его полная энергия взаимосвязаны:

.

Date: 2015-11-15; view: 406; Нарушение авторских прав