Консультационный материал экзамена по физике

Опубликовано 16.05.2020 - 18:43 - Куулар Менди Монгун-ооловна

Краткая теория

Скачать:

Вложение	Размер
лекции консультации по физике	253.33 КБ

Предварительный просмотр:

Консультация к экзамену по физике

Кинематика

Равномерное прямолинейное движение

Скорость
Скоростью равномерного прямолинейного движения называют постоянную векторную величину (), численно равную перемещению (), которое совершает тело за единицу времени (t).

СИ: м/с
Проекция скорости на координатную ось
Проекция скорости (vx) на координатную ось равна изменению координаты (x-x0) в единицу времени (t).
$v_x={x-x_0}/t$
СИ: м/с
Перемещение
Перемещение () при равномерном прямолинейном движении равно произведению скорости () на время (t) этого перемещения.

СИ: м
Проекция перемещения на координатную ось
Проекция перемещения (sx) при равномерном прямолинейном перемещении равна изменению координаты (x-x0).

СИ: м

Равноускоренное прямолинейное движение

Средняя скорость при неравномерном прямолинейном движении
Средняя скорость ( $vec{v_cp}$ ) при неравномерном прямолинейном движении равна отношению перемещения () на время (t), в течение которого оно совершено.
$vec{v_cp}={vec{s}}/t$
СИ: м
Ускорение
Ускорение тела () при его равноускоренном движении — величина, равная отношению изменения скорости ( $vec{v}-vec{v_0}$ ) к промежутку времени (t), в течение которого это изменение произошло.
$vec{a}={vec{v}-vec{v_0}}/t$
СИ: м/c2
Скорость
Скорость () тела в любой момент времени (t) равноускоренного прямолинейного движения определяется начальной скоростью ( $vec{v_0}$ ) тела и его ускорением ().
$vec{v}=vec{v_0}+vec{a}*t$ ,
(при $vec{v_0}=0$ )
СИ: м/с
Перемещение
Перемещение (s) тела в любой момент времени (t) равноускоренного прямолинейного движения определяется начальной скоростью (v0) тела и его конечной скоростью (v=v0+a×t).
1) $s=v_0*t+{{a*t^2}/2}$ ,
$s={a*t^2}/2$ (при $vec{v_0}=0$ )
2) $s={v^2-{v_0}^2}/{2*a}$ ,
$s=v^2/{2*a}$ (при $vec{v_0}=0$ )
СИ: м
Координата тела
Координата (x) тела в любой момент времени (t) определяется начальной координатой (x0), начальной скоростью и ускорением (a).
$x=x_0+v_0*t+{a*t^2}/2$
СИ: м
Ускорение свободного падения
Ускорение свободного падения (g) одинаково для всех тел на данной широте Земного шара.
g=9,81
СИ: м/c2

Равномерное движение по окружности

Угловая скорость
Угловая скорость (ω) тела при равномерном движении по окружности характеризует быстроту изменения угла поворота и:
1) равна отношению изменения угла поворота (Δφ) к промежутку времени (Δt), за которое это изменение произошло;
2) определяется отношением линейной скорости (v) к радиусу окружности (r);
3) пропорциональна частоте обращения (n);
4) обратно пропорциональна периоду обращения (Т)
;
;
;

СИ: рад/с
Частота обращения
Частота обращения (n) — число оборотов по окружности в единицу времени — величина, обратная периоду обращения (Т).

СИ: 1/с
Период обращения
Период обращение (Т) — время совершения телом одного полного оборота.
,

СИ: с
Линейная скорость
Скорость тела при равномерном движении по окружности (v):
1) пропорциональна длине окружности (2πr) и обратно пропорциональна периоду обращения (T)
2) пропорциональна длине окружности (2πr) и частоте обращения (n).
,

СИ: м/с
Центростремительное ускорение
Ускорение (а) тела, равномерно движущегося по окружности, направлено по радиусу окружности к её центру и:
1) пропорционально квадрату скорости (v) и обратно пропорционально радиусу окружности (r);
2) связано с периодом обращения (T) и частотой обращения (n) формулами:
;
$a={4*{pi}^2*r}/{T^2}$ ;
$a={4*{pi}^2*n^2*r}$
СИ: м/с2

Динамика

Законы Ньютона

Первый закон Ньютона
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю.
, при
Второй закон Ньютона
Равнодействующая всех сил () приложенных к телу, равна произведению массы (m) тела на его ускорение (), сообщенное этими силами.

СИ: Н
Третий закон Ньютона
Тела действуют друг на друга с силами ( $vec{F_1}$ и $vec{F_2}$ ) и равными по модулю и противоположными по направлению.
$vec{F_1}=-vec{F_2}$
СИ: Н

Силы в природе

Закон Гука
Сила упругости (Fупр), возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению тела (x) и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела при деформации.
Fупр = -κ×x , (κ — жесткость тела при деформации)
СИ: Н
Закон всемирного тяготения
Тела притягиваются друг к другу с силой (F), модуль которой пропорционален произведению их масс (m1 и m2) и обратно пропорционален квадрату расстояния между их центрами масс (R).
$F=G*{{m_1*m_2}/{R^2}}$ , (G — гравитационная постоянная)
СИ: Н
Гравитационная постоянная
Гравитационная постоянная (G) численно равна силе притяжения двух точечных тел массой один килограмм каждое при расстоянии между ними один метр.
$G=6,67*10^{-11}$
СИ: (Н×м2)/кг2
Сила тяжести
Сила тяжести (Fт) равна произведению массы тела (m) на ускорение свободного падения (g).
FT=m×g
СИ: Н
Ускорение свободного падения
1) вблизи поверхности Земли (g0);
2) на высоте (h) от поверхности Земли (gh).
$g_0={G*M}/R^2$ ;
$g_h={G*M}/{(R+h)^2}$ ,
где G — гравитационная постоянная;
M — масса Земли;
R — радиус Земли.
СИ: м/c2
Вес покоящихся и движущихся тел
Вес тела (Р):
1) в состоянии покоя или движущегося равномерно и прямолинейно: ;
2) движущегося вверх с ускорением (а): ;
3) движущегося вниз с ускорением (а): ;
4) движущегося со скоростью (v) на выпуклой поверхности радиусом (R) в верхней точке: $P=m*(g-{v^2/R})$ ;
5) движущегося со скоростью (v) на вогнутой поверхности радиусом (R) в нижней точке: $P=m*(g+{v^2/R})$ ;
6) в невесомости:
СИ: Н

Движение тела под действием силы тяжести

Движение тела под углом к горизонту.
Если начальная скорость тела (v0) направлена под углом (α) к горизонту, то:
1) проекции вектора скорости ( $vec{v_0}$ ) на горизонтальную ось (v0x) и вертикальную ось (v0y): $v_{0x}=v_0*cos{alpha}$ ; $v_{0y}=v_0*sin{alpha}$ ;
2) вертикальная координата (у) траектории движения тела в произвольный момент времени (t): $y=v_{0y}*t-{g*t^2}/2$ ;
3) максимальная высота (hmax) подъёма: $h_{max}={{v_0}^2*sin^2{alpha}}/{2*g}$ ;
4) время подъёма (tподъёма) на максимальную высоту (hmax): tподъёма = ${v_0*sin{alpha}}/g$ ;
5) время полета (tполета) над горизонтальной поверхностью: tполета = ${2*v_0*sin{alpha}}/g$ ;
6) дальность полёта (l) над горизонтальной поверхностью: $l={{v_0}^2*sin2{alpha}}/g$ ;
7) наибольшая дальность (lmax) полёта над горизонтальной поверхностью (при α=45°): $l_{max}={v_0}^2/g$
СИ: м/с, м, с
Горизонтально брошенное тело
Если тело брошено горизонтально (h) с начальной скоростью (v0), то:
1) время падения (t): ;
2) дальность падения (l): $l=v_0{sqrt{{2h}/g}}$ ;
3) высота полёта (h): $h={gt^2}/2$
СИ: с, м
Скорость искусственного спутника Земли
Скорость тела (v) в горизонтальном направлении, при которой оно двигается по окружности вокруг Земли (радиус Земли R, масса Земли М):
1) вблизи поверхности Земли (первая космическая скорость):
;
2) на высоте (h) над Землей: , (G — гравитационная постоянная)
СИ: м/с

Силы трения

Трение покоя
Максимальная сила трения покоя (Fтр)max пропорциональна силе нормального давления (N) и зависит от характера взаимодействия соприкасающихся поверхностей тел, определяемого коэффициентом трения (μ)
(Fтр)max=μ×N
СИ: Н
Трение скольжения
Сила трения скольжения (Fтр) пропорциональна силе давления (N), коэффициенту трения (μ) и направлена противоположно направлению движения тела.
Fтр=μ×N
СИ: Н
Коэффициент трения
Коэффициент трения (μ) вычисляют как отношение модулей силы трения (Fтр) и силы давления (N).
μ=Fтр/N
Движение тела под действием силы трения
1) Путь (l), пройденный движущимся телом под действием силы трения до полной остановки (тормозной путь), прямо пропорционален квадрату начальной скорости (v0) и обратно пропорционален коэффициенту трения (μ): $l={v_0}^2/{2*{mu}*g}$ , (g — ускорение свободного падения).
2) Время (t) движения тела под действием силы трения до момента полной остановки (время торможения) прямо пропорционально начальной скорости (v0) и обратно пропорционально коэффициенту трения (μ): $l=v_0/{2*{mu}*g}$
СИ: м, с

Движение тела под действием нескольких сил

Условие равновесия тела (как материальной точки).
Тело находится в равновесии (в покое или движется равномерно и прямолинейно), если сумма проекций всех сил ( $vec{F_1}, vec{F_2},...,vec{F_n}$ ), действующих на тело, на любую ось (ОХ, ОY, O, …) равна нулю.
$sum{i=1}{n}{(vec{F_i})_X=}0$ ;
$sum{i=1}{n}{(vec{F_i})_Y=}0$ ;
$sum{i=1}{n}{(vec{F_i})_Z=}0$
СИ: Н
Движение тела по наклонной плоскости
Ускорение тела, скользящего вниз по наклонной плоскости с углом наклона (α) и коэффициентом трения тела о плоскость (μ), не зависит от массы тела и равно: , (g — ускорение свободного падения)
СИ: м/с2
Движение связанных тел через неподвижный блок
Ускорение двух тел, массами m1 и m2, связанных нитью, перекинутой через неподвижный блок, равно:
$alpha={{m_1-m_2}/{m_1+m_2}}*g$ , (g — ускорение свободного падения)
СИ: м/с2

Законы сохранения в механике

Импульс тела
Импульс тела () — векторная величина, равная произведению массы (m) тела на его скорость ().

СИ: (кг×м)/с
Импульс силы
Импульс силы ( — произведение силы на время t её действия) равен изменению импульса тела.
$vec{F}*t={m*vec{v}}+{m*vec{v_0}}$
СИ: Н×с
Закон сохранения импульса
Геометрическая сумма импульсов тел ( $m*{vec{v_1}}, m*{vec{v_2}}$ ), составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.
$m_1*{vec{v_1}}+m_2*{vec{v_2}}=m_1*{vec{v_1}}{prime}+m_2*{vec{v_2}}{prime}$
СИ: Н×с
Механическая работа силы
Работа (А) постоянной силы равна произведению модулей векторов силы () и перемещения () на косинус угла между этими векторами.

СИ: Дж
Теорема о кинетической энергии
Работа (А) силы (или равнодействующей сил) равна изменению кинетической энергии (Ek1 и Ek2) движущегося тела.
$A={E_{k2}}-{E_{k1}}={{m*{v_2}^2}/2}-{{m*{v_1}^2}/2}$ ,
где m — масса тела, v1, v2 — начальная и конечная скорости тела
СИ: Дж
Потенциальная энергия поднятого тела
Потенциальная энергия (ЕП) тела, поднятого на некоторую высоту (h) над нулевым уровнем, равна работе (А) силы тяжести (m×g) при падении тела с этой высоты до нулевого уровня.
A=ЕП=m×g×h
СИ: Дж
Работа силы тяжести
Работа (А) силы тяжести (mg) не зависит от пути, пройденного телом, а определяется разностью высот (Δh=h2-h1) положения тела в конце и в начале пути и равна разности его потенциальных энергий (EП2 и EП1).
A=-(EП2-EП1)=-m×g×Δh
СИ: Дж
Потенциальная энергия деформированного тела
Потенциальная энергия (ЕП) деформированного тела (пружины) равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю.
ЕП = ${k*x^2}/2$ ,
где k — жесткость; х — деформация пружины.
СИ: Дж
Закон сохранения полной механической энергии
Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы.
ЕК2+ЕП2=ЕК1+ЕП1=const
СИ: Дж

Движение жидкостей и газов по трубам

Закон Бернулли

Давление жидкости, текущей в трубе, больше в тех частях трубы, где скорость её движения меньше, и наоборот, в тех частях, где скорость больше, давление меньше.
$p_1+{rho}*g*h_1+{{rho}*{v_1}^2}/2=p_2+{rho}*g*h_2+{{rho}*{v_2}^2}/2=const$ ,
где p1, v1, h1 — давление, скорость и вертикальная координата жидкости в одном сечении трубы; p2, v2, h2 — давление, скорость и вертикальная координата жидкости в другом сечении трубы;
ρ — плотность жидкости; g — ускорение свободного падения.
СИ: Па

Основы молекулярно-кинетической теории

Относительная молекулярная масса
Относительная молекулярная (или атомная) масса вещества (Mr) — отношение массы молекулы (или атома) (m0) данного вещества к 1/12 массы атома углерода (m0C).
$M_r=m_0/{{1/12}*m_{0C}}$
Постоянная Авогадро
Постоянная Авогадро — величина, равная числу молекул в одном моле; определяется числом молекул в 12 граммах углерода.
NA=6,02×1023
СИ: моль-1
Молярная масса
Молярная масса (M) вещества — это масса вещества, взятого в количестве одного моля и равная произведению массы молекулы (m0) на постоянную Авогадро (NA).

$M=M_r*10^{-3}$
СИ: кг/моль
Количество вещества
Количество вещества (v) равно отношению:
1) числа молекул (N) в данном теле к постоянной Авогадро (NA), т.е. к числу молекул в одном моле вещества: ;
2) массы вещества (m) к его молярной массе (М):
СИ: моль
Число молекул (атомов)
Число молекул (N) любого количества вещества массой (m) и молярной массой (М) равно: $n=N_A*{m/M}$
Концентрация молекул
Концентрация молекул (n) — это число молекул (N) в единице объёма (V), занимаемого этими молекулами, — определяется, как
СИ: м3
Давление газа (основное уравнение молекулярно- кинетической теории газа)
Давление (p) газа на стенку сосуда пропорционально концентрации (n) молекул (атомов), массе (m0) одной молекулы (атома) и средней квадратичной скорости ( $overline{v}^2$ ) молекулы (атома).
$p={1/3}*m_0*n*overline{v}^2$
СИ: Па
Давление идеального газа
Давление идеального (p) газа пропорционально произведению концентрации молекул (n) на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул ().

СИ: Па

Температура. Энергия теплового движения молекул

Абсолютная температура
Любое значение абсолютной температуры (T) по шкале Кельвина на 273 градуса выше соответствующей температуры (t) по шкале Цельсия.
T = t + 273
СИ: K
Постоянная Больцмана
Постоянная Больцмана — величина, связывающая температуру в энергетических единицах (Дж) с температурой (Т) в Кельвинах.
k = 1,38×10-23
СИ: Дж/K
Средняя кинетическая энергия молекул газа
Средняя кинетическая энергия () хаотичного поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре (T).

СИ: Дж
Связь давления газа, концентрации его молекул и температуры
При одинаковых давлениях (p) и температурах (T) концентрация молекул (n) у всех газов одна и та же.

СИ: Па
Средняя скорость молекул газа
Средняя квадратичная скорость () теплового движения молекулы газа пропорциональна абсолютной температуре (T) и обратно пропорциональна массе молекулы (m0).
$overline{v}=sqrt{{3*k*T}/m_0}$
СИ: м/с
Универсальная газовая постоянная
Универсальная газовая постоянная (R) — величина, равна произведению постоянной Больцмана (k) и постоянной Авогадро (NA)

СИ: Дж/(моль×K)

Газовые законы

Уравнение состояния идеального газа
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) связывает давление (р), объём (V) и температуру (T) идеального газа произвольной массы (m), в данном состоянии идеального газа.
,
где M – молярная масса, R – универсальная газовая постоянная.
Уравнение Клапейрона
Переход данной массы идеального газа из одного состояния в другое подчиняется соотношению
${p_1*V_1}/T_1={p_2*V_2}/T_2=const$
Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс)
Для газа данной массы при переходе из одного состояния в другое при постоянной температуре (T) произведение давления (р) газа на его объём (V) не меняется.
, (при T=const)
Закон Гей-Люссака (изобарный процесс)
Для газа данной массы при переходе из одного состояния в другое при постоянном давлении (р) отношение объёма (V) к абсолютной температуре (T) есть величина постоянная для всех газовых состояний.
, (при p=const)
Закон Шарля (изохорный процесс)
Для газа данной массы при переходе из одного состояния в другое при постоянном объёме (V) отношение давления (р) к абсолютной температуре (T) есть величина постоянная для всех газовых состояний.
, (при p=const)
Закон Дальтона
Для разреженных (идеальных) газов давление (р) смеси равно сумме парциальных давлений (р1, р2,… рn) компонентов смеси.

СИ: Па

Свойства паров, жидкостей и твердых тел

Давление насыщенного пара
Давление насыщенного пара (p0) не зависит от объёма, а зависит от температуры (T) и концентрации молекул пара (n)
,
где k – постоянная Больцмана
СИ: Па
Относительная влажность воздуха
Относительной влажностью воздуха (φ) называют отношение парциального давления (р) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р0) насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
$varphi={p/p_0}*100$ %
СИ: %
Абсолютная влажность воздуха
Абсолютная влажность воздуха (ρ):
1) давление, оказываемое водяным паром при данных условиях: $rho_a={m*R*T}/{M*V}$ ;
2) это масса (m) водяного пара в единице объёма (V = 1 м3) воздуха: ;
СИ: Па, кг/м3
Коэффициент поверхностного натяжения жидкости
Коэффициент поверхностного натяжения (σ) жидкости равен отношению модуля силы поверхностного натяжения (F) к длине (l) границы поверхности натяжения, на которую действует эта сила.

СИ: Н/м
Высота поднятия жидкости в капилляре
Высота (h) поднятия жидкости в капиллярной трубке (капилляре) прямо пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорциональна плотности жидкости (ρ) и радиусу (r) капиллярной трубки.
Капиллярное давление
Капиллярное давление (p) жидкости в капилляре пропорционально коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорционально радиусу капиллярной трубки (r).

СИ: Па
Абсолютная деформация (удлинение — сжатие)
Абсолютная деформация (Δl) — разность линейных размеров (l0 и l) твердого тела до и после приложения к нему силы.
${Delta}l=l-l_0$
СИ: мм
Относительная деформация (удлинение — сжатие)
Относительная деформация (ε) — отношение абсолютной деформации (Δl) к начальной длине твердого тела (l0).
$varepsilon={{Delta}l}/l_0$
Механическое напряжение
Механическое напряжение (σ) — это отношение модуля силы упругости (F) к площади поперечного сечения (S) тела.

СИ: Па
Закон Гука для твердого тела
При малых деформациях напряжение (σ) прямо пропорционально относительному удлинению (ε)

СИ: Па
Модуль упругости (модуль Юнга)
Модуль продольной упругости (Е) — постоянная для данного материала величина, численно равная механическому напряжению (σ), которое необходимо создать в теле, чтобы его относительное удлинение (ε) достигло единицы

СИ: Па
Коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса прочности (n) — это величина, показывающая во сколько раз напряжение (σпч), соответствующее пределу прочности, превышает напряжение (σдоп), допустимое для твердого тела в данных условиях нагружения.
n=σпч/σдоп

Основы термодинамики

Внутренняя энергия одноатомного газа
Внутренняя энергия (U) идеального одноатомного газа прямо пропорциональна количеству вещества (m/М) и его абсолютной температуре (T)

СИ: Дж
Внутренняя энергия многоатомного газа
Внутренняя энергия (U) идеального многоатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре (Т) и определяется числом степеней свободы (i) идеального газа.
,
где i=3 – одноатомного;
i=5 – двухатомных;
i=6 – трехатомных и более.
СИ: Дж
Работа внешних сил над газом
Работа (А) внешних сил, изменяющих объём газа при изобарном процессе, равна произведению давления (p) на изменение объёма (ΔV) газа.

СИ: Дж
Первый закон термодинамики
1) Изменение внутренней энергии (ΔU) системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил (А) и количества теплоты (Q), переданного системе: ;
2) Количество теплоты (Q), переданное системе, идет на изменение её внутренней энергии (ΔU) и на совершение системой работы (А’) над внешними телами: .
СИ: Дж
Применение первого закона термодинамики
1) При изохорном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) равно количеству переданной теплоты (Q): , (при V=const)
2) При изотермическом процессе все переданное газу количество теплоты (Q) идет на совершение работы (А’): , (при T=const)
3) При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты (Q) идет на изменение его внутренней энергии (ΔU) и на совершение работы (А’): , (при p=const)
4) При адиабатном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) происходит только за счет совершение работы (А): , (при Q=0)
СИ: Дж
Работа теплового двигателя
Работа (А’), совершаемая тепловым двигателем, равна разности количества теплоты (Q1), полученного от нагревателя, и количества теплоты (Q2), отданного холодильнику
$A{prime}=Q_1-Q_2$
СИ: Дж
КПД теплового двигателя
Коэффициентом (η) полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение работы (А’), совершаемой двигателем, к количеству теплоты (Q1), полученному от нагревателя.
$eta={A{prime}}/Q_1$ ;
$eta={{Q_1-Q_2}/Q_1}*100%$
СИ: Дж
КПД идеальной Тепловой машины
Реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру (T1), и холодильником с температурой (Т2), не может иметь КПД, превышающий КПД (7 тах) идеальной тепловой машины.
${eta}_{max}={T_1-T_2}/T_1$

Электростатика

Закон сохранения заряда
В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов (q1, q2,…, qn,) всех частиц остается неизменной.

СИ: Кл
Закон Кулона
Сила взаимодействия (F) двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда (q1 и q2) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
$F=k*{{ {delim{|}{q_1}{|}}*{delim{|}{q_2}{|}}}/r^2}$ ,
где k=9×109 (Н×м2)/Кл2 — коэффициент пропорциональности.
СИ: Н
Заряд электрона
Заряд электрона (е) — минимальный, механически неделимый, отрицательный заряд, существующий в природе.
e=1,6×10-19
СИ: Кл
Напряженность электрического поля
Напряженность электрическою поля () равна отношению силы (), с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду (q).

СИ: Н/Кл; В/м
Напряженность поля точечного заряда (в вакууме)
Модуль напряженности (Е) поля точечного заряда (q0) на расстоянии (r) от него равен: $E=k*{delim{|}{q_0}{|}}/r^2$ ,
где k=9×109 (Н×м2)/Кл2 — коэффициент пропорциональности.
СИ: Н/Кл
Принцип суперпозиции полей
Если в данной точке пространства заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых ( $vec{E_1}, vec{E_2}, vec{E_3},...$ ), то результирующая напряженность поля в этой точке равна геометрической (векторной) сумме напряженностей.
$vec{E}=vec{E_1}+vec{E_2}+vec{E_3}+...$
СИ: Н/Кл
Диэлектрическая проницаемость
Диэлектрическая проницаемость (ε) — это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности (Е) электрического поля внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности (Е0) поля в вакууме.
Работа при перемещении заряда в однородном электростатическом поле
Работа (А) при перемещении заряда (q) в однородном электростатическом поле напряженностью (Е) не зависит от формы траектории движения заряда, а определяется величиной перемещения (Δd=d2-d1) заряда вдоль силовых линий поля.

СИ: Дж
Потенциальная энергия заряда
Потенциальная энергия (Wp) заряда в однородном электростатическом поле равна произведению величины заряда (q) на напряженность (Е) поля и расстояние (d) от заряда до источника поля.

СИ: Дж
Потенциал электростатического поля
Потенциал (φ) данной точки электростатического поля численно равен:
1) потенциальной энергии (Wp) единичного заряда (q) в данной точке: ;
2) произведению напряженности (Е) поля на расстояние (d) от заряда до источника поля:
СИ: В
Напряжение (разность потенциалов)
Напряжение (U) или разность потенциалов (φ1-φ2) между двумя точками равна отношению работы поля (А) при перемещении заряда из начальной точки в конечную к этому заряду (q).
$U={varphi}_1-{varphi}_2=A/q$
СИ: В
Связь между напряженностью и напряжением
Чем меньше меняется потенциал ( $U={varphi}_1-{varphi}_2$ ) на расстоянии (Δd), тем меньше напряженность (Е) электростатического поля.

СИ: В/м
Электроёмкость
Электроёмкость (C) двух проводников — это отношение заряда (q) одного из проводников к разности потенциалов (U) между этим проводников и соседним.

СИ: Ф
Электроёмкость конденсатора
Электроёмкость плоского конденсатора (C) прямо пропорциональна площади пластин (S), диэлектрической проницаемости (ε) размещенного между ними диэлектрика, и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами (d).
$C={{varepsilon}*{varepsilon}_0*S}/d$ ,
ε0=8,85×10-12 Кл2/(Н×м2) – электрическая постоянная
СИ: Ф
Энергия заряженного конденсатора
Энергия (W) заряженного конденсатора равна:
1) половине произведения заряда (q) конденсатора на разность потенциалов (U) между его обкладками: ;
2) отношению квадрата заряда (q) конденсатора к удвоенной его ёмкости (С): $W=q^2/{2*C}$ ;
3) половине произведения ёмкости конденсатора (C) на квадрат разности потенциалов (U) между его обкладками: $W={C*U^2}/2$ .
СИ: Дж
Электроёмкость шара
Электроёмкость шара радиусом R, помещенного в диэлектрическую среду с проницаемостью ε, равна: $C=4*pi*{varepsilon}_0*{varepsilon}$
СИ: Ф
Параллельное соединение конденсаторов
Общая ёмкость (Cобщ) конденсаторов, параллельно соединенных на участке электрической цепи, равна сумме ёмкостей (C1, C2, C3,…) отдельных конденсаторов.
Cобщ=C1+C2+C3+…+ Cn
СИ: Ф
Последовательное соединение конденсаторов
Величина, обратная общей ёмкости (Cобщ) конденсаторов, последовательно соединенных на участке электрической цепи, равна сумме величин, обратных ёмкостям (C1, C2, C3,…) отдельных конденсаторов.
1/Cобщ= 1/C1+1/C2+1/C3+…+ 1/Cn
СИ: Ф

Законы постоянного тока

Сила тока
Сила тока (I) равна:
1) отношению заряда (Δq), переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени (Δt), к этому интервалу времени;
2) произведению концентрации (n) заряженных частиц в проводнике, заряду каждой частицы (q0), скорости (v) движения заряженных частиц в проводнике и площади поперечного сечения (S) проводника.
,

СИ: A
Закон Ома для участка цепи
Сила тока (I) прямо пропорциональна приложенному напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению проводника (R)

СИ: A
Сопротивление проводника
Сопротивление (R) проводника зависит от материала проводника (удельного сопротивления ρ) и его геометрических размеров (длины l и площади поперечного сечения S).

СИ: Ом
Удельное сопротивление проводника
Удельное сопротивление (ρ) проводника — величина, численно равная сопротивлению проводника длиной (l) один метр и площадью поперечного сечения (S) один квадратный метр.

СИ: Ом×м
Работа постоянного тока
Работа (А) постоянного тока на участке цепи:
1) равна произведению силы тока (I), напряжения (U) и времени (t), в течение которого совершалась работа: ;
2) равна произведению квадрата силы тока (I), сопротивления участка цепи (R) и времени (t): ;
3) пропорциональна квадрату напряжения (U), времени (t) и обратно пропорционально сопротивлению (R) участка цепи: $A={U^2/R}*t$ .
СИ: Дж
Мощность тока
Мощность (Р) постоянного тока на участке цепи равна:
1) работе (А) тока, выполняемой за единицу времени (t): ;
2) произведению напряжения (U) и силы тока (I): ;
3) произведению квадрата силы тока (I) и сопротивления (R): ;
4) отношению квадрата напряжения (U) к сопротивлению (R):
СИ: Вт
Электродвижущая сила (ЭДС)
Электродвижущая сила в замкнутом контуре (ξ) представляет собой отношение работы сторонних сил (Аст) при перемещении заряда внутри источника тока к заряду (q).
ξ=Аст/q
СИ: В
Закон Ома для полной цепи
Сила тока (I) в полной цепи равна отношению ЭДС(ξ) цепи к её полному сопротивлению (внутреннему сопротивлению r и внешнему R).

СИ: A
Последовательное соединение источников тока
Если цепь содержит несколько последовательно соединенных элементов с ЭДС (ξ1, ξ2, ξ3,…), то полная ЭДС цепи (ξ) равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элементов.
ξ=ξ1+ξ2+ξ3+…
СИ: В
Параллельное соединение источников тока
Если цепь содержит несколько параллельно соединенных элементов с равными ЭДС (ξ1=ξ2=ξ3=…), то полная ЭДС цепи (ξ) равна ЭДС каждого элемента.
ξ=ξ1=ξ2=ξ3=…
СИ: В

Электрический ток в различных средах

Температурный коэффициент сопротивления
Температурный коэффициент сопротивления (α) характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры и численно равен относительному изменению сопротивления (R) (либо удельного сопротивления материала — ρ) проводника при нагревании на Т=1 К.
$alpha={R-R_0}/{R*T}$
$alpha={{rho}-{rho}_0}/{{rho}*T}$
СИ: K-1
Закон электролиза (закон Фарадея)
Масса вещества (m), выделившегося на электроде за время (t) при прохождении электрического тока, пропорциональна заряду (q=It), прошедшему через электролит и электрохимическому эквиваленту (k) вещества
,
где k – электротехнический эквивалент вещества
СИ: кг
Электрохимический эквивалент вещества
Электрохимический эквивалент вещества (k) — величина, численно равная:
1) массе вещества (m), выделившегося на катоде, при переносе ионами заряда (q), равного один Кулон: ;
2) отношению массы иона (m0i=M/NA) к его заряду (q0i=en): $k=M/{n*e*N_A}$ ,
где М — молярная (атомная) масса вещества; n — валентность атома вещества; е — элементарный заряд; NA — число Авогадро.
СИ: кг/Кл

Магнитное поле

Модуль вектора магнитной индукции
Модуль вектора магнитной индукции (В) — это отношение максимальной силы (Fmax), действующей со стороны маг нитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока (I) на длину (l) этого участка.
$B=F_MAX/{I*l}$
СИ: Тл
Закон Ампера
Сила Ампера (FА) — это сила, действующая на участок проводника с током в магнитном поле, равная произведению вектора магнитной индукции (В) на силу тока (I), длину участка (l) проводника и на синус угла (α) между магнитной индукции и участком проводника.
$F_A=I*l*B*sin{alpha}$
СИ: Н
Сила Лоренца
Сила Лоренца — это сила (FЛ), действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, равная произведению модуля вектора магнитной индукции (В) на заряд частицы (q), на скорость (v) её упорядоченного движения в проводнике и на синус угла (α) между вектором скорости и вектором магнитной индукции.
FЛ=q×v×B×sinα
СИ: Н
Движение заряженной частицы в магнитном поле
В однородном магнитном поле (В), направленном перпендикулярно к начальной скорости (v) частицы массой (m) с зарядом (q), сама частица равномерно движется по окружности радиусом (r) с период обращения (T).
,

СИ: м, с
Магнитная проницаемость среды
Магнитная проницаемость (μ) — это величина, характеризующая магнитные свойства среды и равная отношению вектора магнитной индукции (В) в однородной среде к вектору магнитной индукции (В0) в вакууме.

Электромагнитная индукция

Магнитный поток (поток магнитной индукции)
Магнитным потоком (Ф) через поверхность площадью (S) называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции () на площадь (S) и косинус угла (α) между векторами и нормалью к плоскости поверхности.
Ф=
Ф=,
где $B_n=B*cos{alpha}$ – проекция вектора магнитной индукции на нормаль к плоскости контура
СИ: Вб
Закон электромагнитной индукции
ЭДС индукции (ξ) в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока (ΔФ/Δt) через поверхность, ограниченную контуром, и имеет знак, противоположный скорости изменения магнитного потока.
ξ = |ΔФ/Δt|,
ξ = — ΔФ/Δt
СИ: В
ЭДС индукции катушки
ЭДС индукции (ξ) катушки пропорционален числу (N) её витков
ξ = — (ΔФ/Δt)×N
СИ: В
Коэффициент самоиндукции (индуктивность контура)
Коэффициент самоиндукции (индуктивность контура) (L) — величина, равная отношению магнитного потока (Ф) к силе тока (I) в проводящем контуре.
L=Ф/I
СИ: Гн
ЭДС самоиндукции
ЭДС самоиндукции (ξis) в цепи пропорциональна скорости изменения силы тока (ΔI) во времени (Δt ).
$xi_{is}= - L*{{{Delta}I}/{{Delta}t}}$
СИ: В
Индуктивность
Индуктивность (L) — это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции (ξis) возникающей в контуре при изменении силы тока (ΔI) на один ампер за время (Δt) одну секунду.
$L={{{xi}_{is}}*{{Delta}t}}/{{Delta}I}$
СИ: Гн
Энергия магнитного поля тока
Энергия магнитного поля тока (WM) равна половине произведения индуктивности проводника (L) на квадрат силы тока (I) в нем.
$W_M={L*I^2}/2$
СИ: Дж

Механические колебания и волны

Период колебаний
Период колебаний (Т) — продолжительность одного полного колебания, определяемая как отношение времени (t), за которое совершено (N) полных колебаний, к числу этих колебаний

СИ: с
Частота колебаний
Частота колебаний (ν) — число колебаний в единицу времени, равное величине, обратной периоду колебаний (Т).

СИ: с-1
Циклическая (круговая частота)
Циклическая (круговая) частота (ω) показывает, какое число колебаний совершает тело за 2π единиц времени, и связана с периодом (T) и частотой (ν) колебаний зависимостями:
;

СИ: рад/с
Период колебаний пружинного маятника
Период колебаний (T) пружинного маятника тем больше, чем больше масса тела (m) и тем меньше, чем больше жесткость пружины (k).

СИ: с
Собственная частота колебательной системы
1) пружинного маятника (ωп): ωп=
2) математического маятника (ωм): ωм=
СИ: рад/с
Гармонические колебания
1) Уравнение гармонических колебаний (уравнение координат колеблющегося тела): ; ;
2) Уравнение скорости колеблющегося тела: $v=x{prime}={v_max}cos{omega}t$ ; $v=x{prime}={v_max}sin{omega}t$ ;
3) Уравнение ускорения колеблющегося тела: $a=v{prime}={a_max}sin{omega}t$ ; $a=v{prime}={a_max}cos{omega}t$ .
СИ: м, м/с, м/с2
Полная механическая энергия колеблющегося пружинного маятника
Полная механическая энергия (W) колеблющегося тела равна:
1) сумме кинетической (WК) и потенциальной (WП) энергий в каждый момент времени: W=WК+WП= ${{m*v^2}/2}+{{k*x^2}/2}$ ;
2) половине произведения квадрата амплитуды (А) (максимальной координаты x=xmax) его колебаний и жесткости пружины (k): W= WПmax= ${k*A^2}/2$ ;
3) половине произведения квадрата максимальной скорости (vmax) и массы (m) тела: WКmax= ${m*v^2}/2$ .
СИ: Дж
Скорость волны
Скорость волны (v) (скорость распространения колебаний в пространстве) равна произведению частоты колебаний (ν) в волне на длину волны (λ).

СИ: м/с
Длина волны
Длина волны (λ) — расстояние, на которое распространяются колебания со скоростью (v) за время, равное периоду колебаний (T).

СИ: м

Электромагнитные колебания

Полная энергия колебательного контура
Полная энергия (W) электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного $({L*i^2}/2)$ и электрического $({q^2}/{2*C})$ полей.
$W={{L*i^2}/2}+{{q^2}/{2*C}}$ ;
$W={{{q_m}^2}/{2*C}}$ (при i=0);
$W={{L*{I_m}^2}/2}$ (при q=0),
где L — индуктивность катушки; i — сила переменного тока; Im — максимальная сила тока; q — переменный заряд конденсатора; qm — максимальный заряд конденсатора; С — электроёмкость конденсатора.
СИ: Дж
Собственная частота колебательной системы
Собственная чистота колебательной системы (ω0) зависит только от электроёмкости (С) и индуктивности (L) самой системы.
${omega}_0=1/sqrt{L*C}$
СИ: рад/с
Период свободных колебаний в контуре
Период свободных колебаний в контуре (T) пропорционален электроёмкости (C) и индуктивности (L) самого контура (формула Томсона).

СИ: с
Фаза гармонических колебаний
Фаза гармонических колебаний (φ) — величина, стоящая под знаком синуса (или косинуса) в уравнении колебаний, и определяющая состояние колебательной системы в любой момент времени (t).
$varphi={omega}_0*t$
,
где ω0 – собственная частота колебательной системы; T – период свободных колебаний в контуре
СИ: рад
Поток магнитной индукции в цепи переменного тока
Поток магнитной индукции (Ф), пронизывающий проволочную рамку площадью (S), вращающуюся со скоростью (ω) в постоянном однородном магнитном поле с вектором магнитной индукции (В), в произвольный момент времени (t) равен:
Ф=
СИ: Вб
ЭДС индукции в цепи переменного тока
ЭДС индукции (е) равна производной от магнитного потока (Ф).
e = — Ф’
e = —
СИ: В
Напряжение в цепи переменного тока
В цепи переменного тока вынужденные электрические колебания происходят под действием напряжения (U), меняющегося во времени (t) с частотой (ω) по синусоидальному или косинусоидальному закону относительно амплитуды напряжений (Um).
$u=U_m*{sin}{omega}t$
$u=U_m*{cos}{omega}t$
СИ: В
Сила тока в цепи переменного тока
Колебания силы тока (i) в любой момент времени (t) в общем случае не совпадают с колебаниями напряжения на разность (сдвиг) фаз (φc) и определяются по формуле:
$i=I_m*sin({omega}t+{varphi}_c)$
СИ: А
Цепи переменного тока с активным сопротивлением
В цепи переменного тока с активным сопротивлением (R):
1) колебания напряжения (u): $u=U_m*cos{omega}t$ ;
2) колебания силы тока (i) совпадают с колебаниями напряжения (u): $i=I_m*cos{omega}t$ ;
3) амплитуда сила тока (Im): ;
4) мгновенная мощность (р) на участке с сопротивлением R: ;
5) средняя мощность () цепи: $overline{p}={{I_m}^2*R}/2$ ;
6) действующее значение силы тока (I): $I={I_m}/{sqrt{2}}$ ;
7) действующее значение напряжения (U): $U={U_m}/{sqrt{2}}$ ;
8) мощность переменного тока (Р):
СИ: В, А, Вт
Цепи переменного тока с конденсатором
В цепи переменного тока с конденсатором емкостью (C):
1) колебания силы тока (i) опережают колебания напряжения (u) на конденсаторе на π/2: $i=U_m*C*{omega}*cos({omega}t+{{pi}/2})$ ;
2) амплитуда силы тока (Im): $I_m=U_m*C*{omega}$ ;
3) ёмкостное сопротивление (XC): $X_C=1/{{omega}*C}$ ;
4) действующее значение силы тока (I): ;
5) действующее значение напряжения (U):
СИ: А, Ом, В
Цепи переменного тока с катушкой индуктивности
В цепи переменного тока с катушкой индуктивностью (L):
1) колебания силы тока (i) отстают от колебаний напряжений (u) на конденсаторе на π/2: $i={U_m/{{omega}*L}*sin({omega}t-{{pi}/2}})$ ;
2) амплитуда силы тока (Im): $I_m={U_m}/{{omega}*L}$ ;
3) индуктивное сопротивление (XL): $X_L={omega}*L$ ;
4) действующее значение силы тока (I): ;
5) действующее значение напряжения (U):
СИ: А, Ом, В
Общее сопротивление цепи переменного тока
Общее сопротивление (Z) цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление (R), ёмкостное сопротивление (XC) и индуктивное сопротивление (XL), равно: $Z=sqrt{R^2+(X_L-X_C)^2}=sqrt{R^2+({omega}*L-{1/{{omega}*C}})^2}$
СИ: Ом
Сдвиг фаз в цепи переменного тока
Сдвиг фаз (φ) в цепи переменного тока определяется активным (R), индуктивным (XL) и ёмкостным (ХC) сопротивлениями цепи.
$tg{varphi}={X_L-X_C}/R$
СИ: рад
Резонанс в колебательном контуре
Резонанс в электрическом колебательном контуре — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты (ω) внешнего переменного напряжения с собственной частотой (ω0) колебательного контура.
${omega}={omega}_0=1/{sqrt{L*C}}$
СИ: с-1
Коэффициент трансформации
Коэффициентом трансформации (К) называют величину, численно равную отношению напряжений на первичной (U1) и вторичной (U2) обмотках трансформации, либо отношению числа витков на первичной (N1) и вторичной (N2) обмотках.
Правило трансформаций
Повышая во вторичной обмотке трансформатора напряжение (U2) в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем в ней силу тока (I2) (и наоборот).
$U_1/U_2{approx}I_2/I_1$
КПД трансформатора
Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора равен отношению мощности тока во вторичной обмотке (Р2) к мощности тока в первичной обмотке (Р1).
${eta}={P_2/P_1}*100%$
${eta}={{I_2*U_2}/{I_1*U_1}}*100%$
СИ: %

Электромагнитные волны

Плотность потока электромагнитного излучения
Плотностью потока электромагнитного излучения (I) называют:
1) отношение электромагнитной энергии (ΔW), проходящей за время (t) через перпендикулярную лучам поверхность площадью (S), к произведению площади (S) на время (t): ;
2) произведение плотности электромагнитной энергии (w) на скорость (c) её распространения:
СИ: Вт/м2
Зависимость плотности потока излучения:
1) от расстояния до источника:
плотность потока электромагнитного излучения (I) от точечного источника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния (R) до источника
$I={{{Delta}W}/{4*{pi}*{{Delta}t}}}*{1/R^2}$ ;
2) от частоты:
плотность потока электромагнитного излучения (I) пропорциональна четвертой степени частоты (ω)
$I=k*{omega}^4$ .
СИ: Вт/м2
Принцип радиолокации
Определение расстояния (R) до цели производят путем измерения общего времени (t) прохождения радиоволн со скоростью (с = 3×108м/с) до цели и обратно.

СИ: м

Волновая и геометрическая оптика

Предельный угол полного отражения
Предельный угол полного отражения (α0) определяется показателем преломления (n) оптической среды.
$sin{alpha}_0=1/n$
СИ: град
Увеличение линзы
Увеличение линзы (Г) показывает во сколько раз величина изображения предмета (H) превышает размеры (h) самого предмета и равно отношению расстояния (f) от линзы до изображения к расстоянию (d) от предмета до линзы.
Г =
Оптическая сила системы линз
Оптическая сила системы линз (D) равна сумме оптической силы каждой линзы (D1, D2, D3,…), входящей в систему

СИ: дптр
Законы интерференции
В интерференционной картине:
1) усиление света происходит в случае, когда величина отставания (Δd) преломленной волны от отраженной волны составляет целое число (k) длин волн (λ): (k=0, 1, 2, …);
2) ослабление света наблюдается в случае, когда величина отставания (Δd) преломленной волны от отраженной волны составляет половину длины волны (λ/2) или нечетное число (k) полуволн: (k=0, 1, 2, …)
СИ: м
Дифракционная решетка
При прохождении монохроматического света с длиной волны λ через дифракционную решетку с периодом решетки d максимальное усиление волн в направлении, определяемом углом φ, происходит при условии: (k=0, 1, 2, …)
СИ: м

Фотометрия

Световой поток
Световой поток (Ф) — физическая величина, численно равная отношению световой энергии (W), излучаемой точечным источником света, ко времени излучения (t).
Ф =
СИ: лм
Сила света
Сила света (I) — световой поток (Ф), излучаемый точечным источником света в
единичный телесный угол (ω).
I = Ф/ω
СИ: кд
Телесный угол
Телесный угол (ω) – пространственный угол, ограниченный конической поверхностью с вершиной в центре сферы радиусом (R), и опирающийся на участок поверхности сферы площадью (S).
${omega}=S/R^2$
СИ: стер
Освещенность
Освещенность (Е) площадки – величина светового потока (Ф), приходящаяся на единицу площади (S) этой площадки.
E = Ф/S
СИ: лк
Законы освещенности
1. Освещенность (Е) площадки прямо пропорциональна силе света (I) точечного источника и обратно пропорциональна квадрату расстояния (R) до точечного источника
2. Ecли нормаль площадки (S) находится под углом α к оси светового потока (Ф), то освещенность (Е) прямо пропорциональна cosα: $E={I*cos{alpha}}/R^2$ .
СИ: лк
Светимость
Светимость (R) — величина светового потока (Ф), излучаемого с единицы площади (S) поверхности источника света.
R = Ф/S
СИ: лк
Яркость
Яркость (B) — физическая величина, измеряемая силой света (I) источника в заданном направлении с единицы площади (S) поверхности источника: .
где φ — угол между нормалью к поверхности источника света и заданным направлением
СИ: кд/м2

Элементы теории относительности

Скорость света (второй постулат теории относительности)
Скорость света в вакууме (c) одинакова для всех инерциальных систем отсчета. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приёмника сигнала, а определяется только длиной волны (λ) и частотой излучения (ν).
$c={lambda}*{nu}=3*10^8$
СИ: м/с
Зависимость массы от скорости
При увеличении скорости (v) тела его масса (m0) не остается постоянной, а возрастает (m).
$m={m_0}/sqrt{1-{{v^2}/{c^2}}}$ ,
где c – скорость света
СИ: кг
Основной закон релятивистской динамики
Для тел, движущихся с большими скоростями (v), второй закон динамики имеет вид:
$vec{F}={vec{p}}/{{Delta}t}={m*{{Delta}{vec{v}}}/{{Delta}t}}={{m_0}*{{Delta}vec{v}}}/{{{Delta}t}* sqrt{1-{{v^2}/{c^2}}}}$ ,
где c – скорость света
СИ: Н
Связь между массой и энергией
Энергия (E) тела или системы тел равна массе (m), умноженной на квадрат скорости света (c).
$E=m*c^2={{m_0}*c^2}/sqrt{1-{{v^2}/{c^2}}}$
СИ: Дж
Энергия покоя
Любое тело уже только благодаря факту своего существования обладает энергией (E0), которая пропорциональна массе покоя (m0).
$E={m_0}*c^2$
СИ: Дж

Квантовая физика

Энергия кванта
Энергия кванта (E) прямо пропорциональна частоте (ν) излучения.
,
где h — постоянная Планка
СИ: Дж
Задерживающее напряжение при фотоэффекте
Задерживающее напряжение (U) при фотоэффекте зависит от максимальной кинетической энергии $({m*v^2}/2)$ , вырванных светом электронов.
$U={m*v^2}/{2*e}$ ,
где e – заряд электрона
СИ: В
Работа выхода электрона при фотоэффекте (формула Эйнштейна)
Энергия порции света (кванта) (hν) идет на совершение работы выхода (А) электрона и на сообщение ему кинетической энергии $({m*v^2}/2)$ .
$hv=A+{{m*v^2}/2}$
СИ: Дж
Красная граница при фотоэффекте
Красная граница при фотоэффекте – это предельная частота (νmin), которой должен обладать квант энергии света для совершения работы выхода (А) электрона.
${nu}_min=A/h$ ,
где h – постоянная Планка
СИ: Гц
Фотон
Фотон — частица света, не существующая в покое и являющаяся эквивалентом кванту, у которой:
1) энергия (Е) равна энергии кванта (hν), выраженной через циклическую частоту (ω): (h — постоянная Планка)
2) масса (m) определяется скоростью распространения света (с): $m={h*{nu}}/{c^2}$
3) импульс (р) обратно пропорционален длины волны (λ):
СИ: Дж, кг, (кг×м)/с
Постулаты Бора
Первый постулат: Атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия (Еn); в стационарном состоянии атом не излучает.
Второй постулат: Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией (Еk) в стационарное состояние с меньшей энергией (Еn). Энергия излученного фотона (hνkn) равна разности энергий стационарных состояний.
$h*{nu}_{kn}=E_k-E_n$
СИ: Дж
Частота излучения
Частота излучения при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией (Еk) в стационарное состояние с меньшей энергией (Еn) равна:
${nu}_{kn}={E_k-E_n}/h$
СИ: Гц

Физика атомного ядра

Закон радиоактивного распада
Закон радиоактивного распада определяет по периоду полураспада (Т) число нераспавшихся атомов (N) из числа радиоактивных атомов в начальный момент времени (N0) через интервал времени (t).
$N=N_0*2^{-t/T}$
Массовое число
Массовое число (A) — сумма числа протонов (Z) и нейтронов (N) в ядре.
Масса покоя ядра
Масса покоя ядра (MЯ) всегда меньше суммы масс покоя (mp и mn) слагающих его протонов (Z) и нейтронов (N).
MЯ < Zmp + Nmn
СИ: кг
Дефект масс
Дефект масс (ΔM) — разность массы покоя ядра (MЯ) и слагающих его масс (mp и mn) прогонов (Z) и нейтронов (N).
ΔM = Zmp + Nmn — MЯ
СИ: кг
Энергия связи атомного ядра
Энергия связи (Есв) атомного ядра — энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, равная произведению его дефекта масс (ΔM) на квадрат скорости света (с).
Есв = ΔM × c2
СИ: Дж
Удельная энергия связи атомного ядра
Удельная энергия связи (Еуд) атомного ядра — энергия связи атомного ядра (Есв) приходящаяся на один нуклон (А).
Еуд= Есв/A
СИ: МэВ/нуклон
Поглощенная доза излучения
Поглощенной дозой излучения (D) называют отношение поглощенной энергии (E) ионизирующего излучения к массе (m) облучаемого вещества.

СИ: Гр

Мне нравится

Навигация

Консультационный материал экзамена по физике

Скачать:

Предварительный просмотр: