Аль цэгийг материал гэж нэрлэдэг. Хэмжээгүй материалын цэг ба өөр өөр лавлах систем

Биеийн механик хөдөлгөөн нь цаг хугацааны явцад бусад биетэй харьцуулахад орон зай дахь байрлалын өөрчлөлт юм. Тэрээр механик биетүүдийн хөдөлгөөнийг судалдаг. Цаг хугацааны өгөгдсөн мөчид түүний бүх цэгүүд жигд хөдөлдөг туйлын хатуу биетийн хөдөлгөөнийг орчуулах хөдөлгөөн гэж нэрлэдэг бөгөөд нэгнийх нь хөдөлгөөнийг дүрслэх шаардлагатай бөгөөд хангалттай юм биеийн цэг. Биеийн бүх цэгүүдийн траекторууд нь нэг шулуун дээр төвтэй тойрог байх ба тойргийн бүх хавтгай энэ шулуунд перпендикуляр байх хөдөлгөөнийг гэнэ. эргэлтийн хөдөлгөөн. Өгөгдсөн нөхцөлд хэлбэр, хэмжээсийг үл тоомсорлож болох биеийг материаллаг цэг гэж нэрлэдэг. Үүнийг үл тоомсорлодог

Биеийн хэмжээ нь түүний явах зай эсвэл биеийн бусад биетэй харьцуулахад бага байх үед үүнийг хийхийг зөвшөөрнө. Биеийн хөдөлгөөнийг дүрслэхийн тулд та цаг хугацааны аль ч үед түүний координатыг мэдэх хэрэгтэй. Энэ бол механикийн гол үүрэг юм.

2. Хөдөлгөөний харьцангуй байдал. Лавлах систем. Хэмжилтийн нэгж.

Материаллаг цэгийн координатыг тодорхойлохын тулд жишиг биеийг сонгож, координатын системийг түүнтэй холбож, цаг хугацааны үүслийг тогтоох шаардлагатай. Координатын систем ба цаг хугацааны гарал үүслийн заалт нь биеийн хөдөлгөөнийг харгалзан үздэг лавлах системийг бүрдүүлдэг. Систем нь тогтмол хурдтай хөдөлж байх ёстой (эсвэл амарч байх ёстой, энэ нь ерөнхийдөө ижил зүйл юм). Биеийн замнал, туулсан зай, нүүлгэн шилжүүлэлт нь лавлагааны системийн сонголтоос хамаарна, i.e. механик хөдөлгөөнхарьцангуй. Уртны нэгж нь метр, зайтай тэнцүү, секундын дотор вакуумд дамждаг гэрэл. Секунд нь цезий-133 атомын цацрагийн хугацаатай тэнцүү цаг хугацааны нэгж юм.

3. Замын чиглэл. Зам ба хөдөлгөөн. Агшин зуурын хурд.

Биеийн замнал нь хөдөлгөөнт материаллаг цэгээр орон зайд дүрслэгдсэн шугам юм. Зам - материалын цэгийн эхлэлээс эцсийн хөдөлгөөн хүртэлх траекторын хэсгийн урт. Радиус вектор нь координатын гарал үүсэл ба орон зайн цэгийг холбодог вектор юм. Нүүлгэн шилжүүлэлт нь анхны ба хоёрыг холбодог вектор юм төгсгөлийн цэгзамналын хэсгүүдийг цаг хугацааны явцад . Хурд - физик хэмжигдэхүүн, тухайн үед хөдөлгөөний хурд, чиглэлийг тодорхойлдог. Дундаж хурдгэж тодорхойлогддог. Дундаж газрын хурдтодорхой хугацааны туршид биеийн туулсан замын энэ интервалд харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна. . Агшин зуурын хурд (вектор) нь хөдөлж буй цэгийн радиус векторын анхны дериватив юм. . Агшин зуурын хурд нь траекторийн чиглэлд тангенциал чиглэгддэг, дундаж хурд нь секантын дагуу чиглэгддэг. Агшин зуурын газрын хурд (скаляр) - агшин зуурын хурдтай тэнцүү цаг хугацааны хувьд замын анхны дериватив.

4. Дүрэмт хувцас шулуун хөдөлгөөн. Нэг жигд хөдөлгөөн дэх кинематик хэмжигдэхүүнүүдийн цаг хугацааны графикууд.Хурд нэмэх.

Хэмжээ, чиглэлийн хувьд тогтмол хурдтай хөдөлгөөнийг жигд шулуун хөдөлгөөн гэж нэрлэдэг. Нэг жигд шулуун хөдөлгөөнтэй бол бие нь ямар ч тэнцүү хугацаанд ижил зайг туулдаг. Хэрэв хурд тогтмол байвал туулсан зайг дараах байдлаар тооцоолно. Сонгодог хуульХурд нэмэхийг дараах байдлаар томъёолсон: хөдөлгөөнгүй гэж авсан жишиг системтэй харьцуулахад материалын цэгийн хөдөлгөөний хурд нь хөдөлж буй систем дэх цэгийн хөдөлгөөний хурд ба хөдөлгөөний хурдны векторын нийлбэртэй тэнцүү байна. хөдөлгөөнгүй системтэй харьцуулахад хөдөлгөөнт системийн .

5. Хурдатгал. Нэг жигд хурдасгасан шугаман хөдөлгөөн. Цаг хугацаа ба кинематик хэмжигдэхүүнүүдийн графикууд жигд хурдасгасан хөдөлгөөн.

Бие цаг хугацааны тэнцүү интервалд тэгш бус хөдөлгөөн хийх хөдөлгөөнийг гэнэ жигд бус хөдөлгөөн. Хөрвүүлэлтийн жигд бус хөдөлгөөнтэй үед биеийн хурд цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг. Хурдатгал (вектор) нь хурд ба чиглэлийн өөрчлөлтийн хурдыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн юм. Агшин зуурын хурдатгал (вектор) нь цаг хугацааны хувьд хурдны анхны дериватив юм. .Хэмжээ, чиглэлийн хувьд тогтмол хурдатгалтай хөдөлгөөнийг жигд хурдасгах гэнэ. Нэг жигд хурдасгасан хөдөлгөөний үед хурдыг дараах байдлаар тооцоолно.

Эндээс жигд хурдасгасан хөдөлгөөний үед замын томьёо гарна

Нэг жигд хурдасгасан хөдөлгөөний хурд ба замын тэгшитгэлээс гаргаж авсан томъёонууд бас хүчинтэй.

6. Биеийн чөлөөт уналт. Таталцлын хурдатгал.

Биеийн уналт нь таталцлын талбар дахь түүний хөдөлгөөн юм (???) . Вакуум дахь биетүүдийн уналтыг чөлөөт уналт гэж нэрлэдэг. Чөлөөт уналтын үед бие махбодь нь биеийн онцлогоос үл хамааран ижил замаар хөдөлдөг болохыг туршилтаар тогтоосон. Вакуум дахь биетүүд Дэлхий рүү унах хурдатгалыг чөлөөт уналтын хурдатгал гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг тэмдэглэнэ.

7. Тойрог хэлбэрээр жигд хөдөлгөөн хийх. Тойрог доторх биеийн жигд хөдөлгөөний үед хурдатгал (төв рүү чиглэсэн хурдатгал)

Замын хөдөлгөөний хангалттай жижиг хэсэг дээрх аливаа хөдөлгөөнийг ойролцоогоор тойрог дахь жигд хөдөлгөөн гэж үзэж болно. Тойрог тойрон жигд хөдөлгөөн хийх явцад хурдны утга тогтмол хэвээр байх боловч хурдны векторын чиглэл өөрчлөгддөг.<рисунок>.. Тойрог хөдөлж байх үед хурдатгалын вектор нь хурдны векторт перпендикуляр (тангенциал чиглүүлсэн), тойргийн төв рүү чиглэнэ. Биеийн гүйцэтгэх хугацаа бүрэн эргэлттойргийн дагуухыг үе гэж нэрлэдэг. . Нэгж цаг тутамд хийх эргэлтийн тоог харуулсан хугацааны эсрэг заалтыг давтамж гэж нэрлэдэг. Эдгээр томьёог ашиглан бид , эсвэл . Өнцгийн хурд(эргэлтийн хурд) гэж тодорхойлсон . Биеийн бүх цэгүүдийн өнцгийн хурд нь ижил бөгөөд эргэдэг биеийн хөдөлгөөнийг бүхэлд нь тодорхойлдог. Энэ тохиолдолд шугаман хурдбиеийн , хурдатгал нь .

Хөдөлгөөний бие даасан байдлын зарчим нь биеийн аль ч цэгийн хөдөлгөөнийг орчуулгын болон эргэлтийн гэсэн хоёр хөдөлгөөний нийлбэр гэж үздэг.

8. Ньютоны анхны хууль. Инерцийн лавлагааны систем.

Гадны нөлөө байхгүй үед биеийн хурдыг хадгалах үзэгдлийг инерци гэнэ. Ньютоны анхны хууль буюу инерцийн хууль нь: "Өөр биетүүд дээр ажиллахгүй л бол хөрвүүлэх хөдөлгөөнт биетүүд хурдаа тогтмол хадгалж байдаг жишиг хүрээнүүд байдаг." Гадны нөлөө байхгүй үед биетүүд шулуун, жигд хөдөлдөг жишиг системийг нэрлэдэг. инерцийн системүүдцаг тоолох. Дэлхийн эргэлтийг үл тоомсорлож байвал дэлхийтэй холбоотой лавлагаа системийг инерциал гэж үзнэ.

9. Масс. Хүч чадал. Ньютоны хоёр дахь хууль. Хүч нэмэх. Хүндийн төв.

Биеийн хурд өөрчлөгдөх шалтгаан нь үргэлж бусад биетэй харьцах явдал юм. Хоёр бие харилцан үйлчлэх үед хурд нь үргэлж өөрчлөгддөг, өөрөөр хэлбэл. хурдатгалуудыг олж авдаг. Хоёр биеийн хурдатгалын харьцаа нь аливаа харилцан үйлчлэлийн хувьд ижил байна. Бусад биетэй харьцахдаа түүний хурдатгал хамаардаг биеийн шинж чанарыг инерци гэж нэрлэдэг. Инерцийн тоон хэмжүүр бол биеийн жин юм. Харилцан үйлчилж буй биетүүдийн массын харьцаа нь хурдатгалын модулиудын урвуу харьцаатай тэнцүү байна. Ньютоны хоёр дахь хууль нь хөдөлгөөний кинематик шинж чанарууд - хурдатгал ба харилцан үйлчлэлийн динамик шинж чанарууд - хүчний хоорондын холбоог тогтоодог. , эсвэл, илүү яг хэлбэр, , i.e. материаллаг цэгийн импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь түүнд үйлчлэх хүчтэй тэнцүү байна. Нэг биед хэд хэдэн хүчийг нэгэн зэрэг үзүүлэх үед бие нь хурдатгалтай хөдөлдөг бөгөөд энэ нь эдгээр хүч тус бүрийн нөлөөн дор үүсэх хурдатгалын вектор нийлбэр юм. Биед үйлчилж, нэг цэгт үйлчлэх хүчийг вектор нэмэх дүрмийн дагуу нэмнэ. Энэ байр суурийг хүчний бие даасан байдлын зарчим гэж нэрлэдэг. Массын төв гэдэг нь хатуу биет эсвэл хатуу биетүүдийн системийн нэгэн адил хөдөлдөг цэг юм. материаллаг цэгбүхэл бүтэн системийн массын нийлбэртэй тэнцэх масс бөгөөд энэ нь биетэй ижил үр дүнд нөлөөлдөг хүч юм. . Энэ илэрхийллийг цаг хугацааны явцад нэгтгэснээр бид массын төвийн координатын илэрхийлэлийг олж авах боломжтой. Таталцлын төв нь орон зайн аль ч байрлалд энэ биеийн хэсгүүдэд үйлчлэх бүх хүндийн хүчний үр дүнгийн хэрэглээний цэг юм. Хэрэв биеийн шугаман хэмжээсүүд нь дэлхийн хэмжээтэй харьцуулахад бага бол массын төв нь хүндийн төвтэй давхцдаг. Хүндийн төвөөр дамжин өнгөрөх аливаа тэнхлэгтэй харьцуулахад энгийн таталцлын бүх хүчний моментуудын нийлбэр тэгтэй тэнцүү байна.

10. Ньютоны гурав дахь хууль.

Хоёр биеийн аливаа харилцан үйлчлэлийн хувьд олж авсан хурдатгалын модулиудын харьцаа тогтмол бөгөөд массын урвуу харьцаатай тэнцүү байна. Учир нь Биеүүд харилцан үйлчлэх үед хурдатгалын векторууд эсрэг чиглэлтэй байвал бид үүнийг бичиж болно . Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу эхний биед үйлчлэх хүч нь , хоёр дахь биетэй тэнцүү байна. Ийнхүү, . Ньютоны гуравдахь хууль нь бие биендээ үйлчлэх хүчийг тодорхойлдог. Хэрэв хоёр бие бие биентэйгээ харилцан үйлчлэлцдэг бол тэдгээрийн хооронд үүсэх хүч нь өөр өөр биед үйлчилдэг, хэмжээ нь тэнцүү, чиглэл нь эсрэг, нэг шулуун шугамын дагуу үйлчилдэг, ижил шинж чанартай байдаг.

11. Уян харимхай хүч. Хукийн хууль.

Биеийн хэв гажилтын үр дүнд үүсэх хүчийг уян харимхай хүч гэж нэрлэдэг. Саваатай хийсэн туршилтууд нь биеийн хэмжээтэй харьцуулахад бага хэмжээний хэв гажилтын хувьд уян харимхай хүчний модуль нь бариулын чөлөөт төгсгөлийн шилжилтийн векторын модультай шууд пропорциональ байгааг харуулсан бөгөөд энэ нь проекцоор харагдаж байна. Энэ холболтыг Р.Хүүк тогтоосон бөгөөд түүний хуулийг дараах байдлаар томъёолсон: биеийн хэв гажилтын үед үүсэх уян хатан хүч нь биеийн хажуугийн суналттай пропорциональ; эсрэг чиглэлдеформацийн үед биеийн хэсгүүдийн хөдөлгөөн. Коэффицент кбиеийн хөшүүн чанар гэж нэрлэгддэг бөгөөд биеийн хэлбэр, материалаас хамаардаг. метр тутамд Ньютоноор илэрхийлнэ. Уян хатан хүч нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг.

12. Үрэлтийн хүч, гулсах үрэлтийн коэффициент. Наалдамхай үрэлт (???)

Биеийн харьцангуй хөдөлгөөн байхгүй үед биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн заагт үүсэх хүчийг статик үрэлтийн хүч гэнэ. Статик үрэлтийн хүч нь биетүүдийн хүрэлцэх гадаргууд тангенциал чиглүүлсэн гадаад хүчтэй тэнцүү ба эсрэг чиглэлтэй байна. Гадны хүчний нөлөөгөөр нэг бие нөгөө биеийнхээ гадаргуу дээгүүр жигд хөдөлж байх үед биед ижил хэмжээтэй хүч үйлчилнэ. хөдөлгөгч хүчба эсрэг чиглэлд. Энэ хүчийг гулсах үрэлтийн хүч гэж нэрлэдэг. Гулсах үрэлтийн хүчний вектор нь хурдны векторын эсрэг чиглэсэн байдаг тул энэ хүч үргэлж буурахад хүргэдэг. харьцангуй хурдбие. Үрэлтийн хүч нь уян харимхай хүчтэй адил байдаг цахилгаан соронзон шинж чанар, мөн холбоо барих биетүүдийн атомуудын цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг. Статик үрэлтийн хүчний модулийн хамгийн их утга нь даралтын хүчтэй пропорциональ байгааг туршилтаар тогтоосон. Статик үрэлтийн хүч ба гулсах үрэлтийн хүчний хамгийн их утга нь үрэлтийн хүч ба гадаргуу дээрх биеийн даралтын хоорондох пропорциональ байдлын коэффициентүүд мөн ойролцоогоор тэнцүү байна.

13. Таталцлын хүч. Бүх нийтийн таталцлын хууль. Таталцал. Биеийн жин.

Биеүүд массаас үл хамааран ижил хурдатгалтайгаар унаж байгаагаас үзэхэд тэдгээрт үйлчлэх хүч нь биеийн масстай пропорциональ байна. Дэлхий дээрх бүх биед үйлчлэх энэхүү татах хүчийг таталцал гэж нэрлэдэг. Биеийн хоорондох ямар ч зайд таталцлын хүч үйлчилдэг. Бүх бие бие биенээ татдаг, бүх нийтийн таталцлын хүч нь массын бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна. Бүх нийтийн таталцлын хүчний векторууд нь биеийн массын төвүүдийг холбосон шулуун шугамын дагуу чиглэгддэг. , G – Таталцлын тогтмол, тэнцүү. Биеийн жин гэдэг нь таталцлын нөлөөгөөр бие нь тулгуур дээр ажиллах эсвэл суспензийг сунгах хүч юм. Биеийн жин нь Ньютоны 3-р хуулийн дагуу тулгуурын уян харимхай хүчний хэмжээтэй тэнцүү бөгөөд эсрэг чиглэлтэй байна. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу хэрэв биед ямар ч хүч үйлчлэхгүй бол биеийн таталцлын хүч нь уян хатан байдлын хүчээр тэнцвэрждэг. Үүний үр дүнд биеийн жин нь хөдөлгөөнгүй эсвэл жигд хөдөлж буй хэвтээ тулгуур дээр байна хүчтэй тэнцүүхүндийн хүч. Хэрэв дэмжлэг нь хурдатгалтай хөдөлдөг бол Ньютоны хоёрдугаар хуулийн дагуу , хаанаас гаралтай. Энэ нь биеийн жин, түүний хурдатгалын чиглэл нь чөлөөт уналтын хурдатгалын чиглэлтэй давхцаж байна гэсэн үг юм. бага жинбие амарч байна.

14. Таталцлын нөлөөгөөр биеийн босоо хөдөлгөөн. Хиймэл хиймэл дагуулын хөдөлгөөн. Жингүйдэл. Эхний зугтах хурд.

Биеийг дэлхийн гадаргуутай зэрэгцүүлэн шидэх үед анхны хурд их байх тусам нислэгийн хүрээ их байх болно. At том үнэ цэнэхурдны хувьд таталцлын векторын чиглэлийн өөрчлөлтөд тусгагдсан дэлхийн бөмбөрцөг байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай. Бүх нийтийн таталцлын нөлөөн дор бие нь тодорхой хурдтайгаар дэлхийг тойрон хөдөлж чаддаг. Сансрын анхны хурд гэж нэрлэгддэг энэхүү хурдыг тойрог доторх биеийн хөдөлгөөний тэгшитгэлээс тодорхойлж болно. Нөгөө талаар Ньютоны хоёр дахь хууль ба бүх нийтийн таталцлын хуулиас ийм зүйл гарч байна. Тиймээс хол зайд Рмасстай селестиел биеийн төвөөс Мэхний зугтах хурд нь тэнцүү байна. Биеийн хурд өөрчлөгдөхөд түүний тойрог замын хэлбэр нь тойрогоос эллипс болж өөрчлөгддөг. Хоёрдугаарт хүрэхэд зугтах хурд, тэнцүү тойрог зампараболик болдог.

15. Биеийн импульс. Импульс хадгалагдах хууль. Тийрэлтэт хөдөлгүүр.

Ньютоны 2-р хуулийн дагуу бие амарч, хөдөлж байсан эсэхээс үл хамааран түүний хурд нь бусад биетэй харьцах үед л өөрчлөгддөг. Хэрэв бие нь жинтэй бол мцаг хугацааны явцад тхүч үйлчилж, хөдөлгөөний хурд нь -ээс өөрчлөгдвөл биеийн хурдатгал нь тэнцүү байна. Ньютоны хүчний хоёр дахь хууль дээр үндэслэн бид бичиж болно. Физик хэмжигдэхүүн, бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байнаүйл ажиллагааны үргэлжлэх хугацааны хүчийг хүчний импульс гэж нэрлэдэг. Хүчний импульс нь тухайн хүчний үйлчлэлийн хугацаа ижил байвал ижил хүчний нөлөөгөөр бүх биед тэнцүү өөрчлөгддөг хэмжигдэхүүн байдгийг харуулдаг. Биеийн масс ба хөдөлгөөний хурдны үржвэртэй тэнцүү энэ хэмжигдэхүүнийг биеийн импульс гэж нэрлэдэг. Биеийн импульсийн өөрчлөлт нь энэ өөрчлөлтийг үүсгэсэн хүчний импульстэй тэнцүү байна, масстай ба хурдтай хөдөлж буй хоёр биеийг авч үзье. Ньютоны гуравдахь хуулийн дагуу бие махбодид харилцан үйлчлэх явцад үйлчилж буй хүчнүүд нь тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй байдаг, өөрөөр хэлбэл. тэдгээрийг болон гэж тэмдэглэж болно. Харилцааны үед импульсийн өөрчлөлтийн хувьд бид бичиж болно. Эдгээр илэрхийллээс бид үүнийг олж авдаг , өөрөөр хэлбэл харилцан үйлчлэлийн өмнөх хоёр биеийн моментийн вектор нийлбэр нь харилцан үйлчлэлийн дараах моментын вектор нийлбэртэй тэнцүү байна. Илүү их ерөнхий үзэлИмпульс хадгалагдах хууль нь иймэрхүү сонсогддог: Хэрэв, тэгвэл.

16. Механик ажил. Хүч. Кинетик ба боломжит энерги.

Ажил А тогтмол хүчхүч ба шилжилтийн модулиудын үржвэрийг ба векторуудын хоорондох өнцгийн косинусаар үржүүлсэнтэй тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм. . Ажил бол скаляр хэмжигдэхүүн бөгөөд байж болно сөрөг утга, хэрэв шилжилт ба хүчний векторуудын хоорондох өнцөг нь -ээс их бол. Ажлын нэгжийг joule, 1 joule гэж нэрлэдэг ажилтай тэнцүүхэрэглэх цэг нь 1 метрээр хөдлөхөд 1 Ньютоны хүчээр үйлчилнэ. Хүч гэдэг нь тухайн ажлыг гүйцэтгэсэн хугацааны ажлын харьцаатай тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм. . Эрчим хүчний нэгжийг ватт гэж нэрлэдэг бөгөөд 1 ватт нь 1 секундэд 1 joule ажил гүйцэтгэх чадалтай тэнцүү юм. масстай биетэй гэж үзье мхүч үйлчилдэг (энэ нь ерөнхийдөө хэд хэдэн хүчний үр дагавар байж болно), түүний нөлөөн дор бие нь векторын чиглэлд хөдөлдөг. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу хүчний модуль тэнцүү байна ээж, мөн шилжилтийн векторын модуль нь хурдатгал ба анхны батай холбоотой терминалын хурдЯаж. Энэ нь бидэнд ажиллах томъёог өгдөг: . Физик хэмжигдэхүүн, хагастай тэнцүүБиеийн масс ба хурдны квадратын үржвэрийг кинетик энерги гэж нэрлэдэг. Бие махбодид үзүүлэх үр дүнгийн хүчний хийсэн ажил нь кинетик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. Биеийн массын чөлөөт уналтын хурдатгалын модуль ба тэг потенциалтай гадаргуугаас дээш өргөгдсөн өндрийн үржвэртэй тэнцүү физик хэмжигдэхүүнийг биеийн потенциал энерги гэнэ. Боломжит энергийн өөрчлөлт нь биеийг хөдөлгөх хүндийн хүчний ажлыг тодорхойлдог. Энэ ажил нь авсан боломжит энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна эсрэг тэмдэг. Дэлхийн гадаргаас доош байрлах бие нь сөрөг потенциал энергитэй байдаг. Зөвхөн өргөгдсөн биед боломжит энерги байдаггүй. Пүршийг деформаци хийх үед уян харимхай хүчний гүйцэтгэсэн ажлыг авч үзье. Уян хатан хүч нь хэв гажилттай шууд пропорциональ бөгөөд дундаж утга нь тэнцүү байх болно , ажил нь хүч ба хэв гажилтын үржвэртэй тэнцүү байна , эсвэл . Биеийн хөшүүн чанарыг хэв гажилтын квадратаар үржүүлсэн хагастай тэнцэх физик хэмжигдэхүүнийг деформацитай биеийн потенциал энерги гэнэ. Чухал шинж чанарболомжит энерги нь бие махбодь бусад биетэй харьцахгүйгээр үүнийг эзэмших боломжгүй юм.

17. Механик дахь энерги хадгалагдах хуулиуд.

Боломжит энерги нь харилцан үйлчлэгч биеийг, кинетик энерги нь хөдөлж буй биеийг тодорхойлдог. Аль аль нь бие махбодийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг. Хэрэв хэд хэдэн бие махбодь бие биетэйгээ зөвхөн таталцлын болон уян харимхай хүчээр харилцан үйлчилдэг бөгөөд тэдгээрт гадны хүч үйлчилдэггүй (эсвэл тэдгээрийн үр дүн нь тэг бол) биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн хувьд уян харимхай эсвэл таталцлын хүчний ажил нь тэдгээрийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. эсрэг тэмдгээр авсан потенциал энерги . Үүний зэрэгцээ кинетик энергийн теоремын дагуу (биеийн кинетик энергийн өөрчлөлт нь гадаад хүчний ажилтай тэнцүү) ижил хүчний ажил нь кинетик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. . Энэ тэгшитгэлээс үзэхэд битүү системийг бүрдүүлдэг биесүүдийн таталцлын болон уян хатан байдлын хүчээр харилцан үйлчилдэг биеийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэр тогтмол хэвээр байна. Биеийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэрийг нийт механик энерги гэнэ. Таталцлын болон уян хатан байдлын хүчээр бие биентэйгээ харилцан үйлчилдэг хаалттай системийн нийт механик энерги өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Таталцал ба уян хатан хүчний ажил нь нэг талаас кинетик энерги нэмэгдэхтэй, нөгөө талаас боломжит энергийн бууралттай, өөрөөр хэлбэл ажил нь нэг төрлөөс хувирсан энергитэй тэнцүү байна. нөгөө рүү.

18. Энгийн механизм (налуу хавтгай, хөшүүрэг, блок) ба тэдгээрийн хэрэглээ.

Биеийг хангахын тулд налуу хавтгайг ашигладаг том массбиеийн жингээс хамаагүй бага хүчээр хөдөлгөж болно. Хэрэв өнцөг налуу хавтгай a-тэй тэнцүү бол биеийг хавтгай дагуу хөдөлгөхийн тулд -тэй тэнцүү хүч хэрэглэх шаардлагатай. Үрэлтийн хүчийг үл тоомсорлож байгаа энэ хүчийг биеийн жинд харьцуулсан харьцаа нь онгоцны налуу өнцгийн синустай тэнцүү байна. Гэхдээ хүч нэмэгдвэл ажилд ашиг байхгүй, учир нь зам хэд хэдэн удаа нэмэгддэг. Таталцлын хүчээр хийсэн ажил нь биеийн өргөх замаас хамаардаггүй тул энэ үр дүн нь энерги хадгалагдах хуулийн үр дагавар юм.

Хөшүүргийг цагийн зүүний дагуу эргүүлэх хүчний момент нь хөшүүргийг цагийн зүүний эсрэг эргүүлэх хүчний моменттой тэнцүү байвал хөшүүрэг тэнцвэрт байна. Хэрэв хөшүүрэгт үйлчлэх хүчний векторуудын чиглэл нь хүчний хэрэглээний цэгүүд ба эргэлтийн тэнхлэгийг холбосон хамгийн богино шулуун шугамуудад перпендикуляр байвал тэнцвэрийн нөхцөл хэлбэрийг авна. Хэрэв , дараа нь хөшүүрэг нь хүчийг нэмэгдүүлнэ. Хүчний өсөлт нь ажилд ашиг өгдөггүй, учир нь a өнцгөөр эргэх үед хүч ажиллах ба хүч ажиллах болно. Учир нь нөхцөлийн дагуу, дараа нь .

Блок нь хүчний чиглэлийг өөрчлөх боломжийг танд олгоно. Тогтмол блокийн өөр өөр цэгүүдэд үйлчлэх хүчний мөр нь ижил байдаг тул тогтмол блок нь хүч чадлыг нэмэгдүүлэхгүй. Хөдөлгөөнт блок ашиглан ачаа өргөх үед хүч чадлын өсөлт хоёр дахин нэмэгддэг, учир нь Таталцлын гар нь кабелийн суналтын гараас хагас дахин том байна. Гэхдээ кабелийг уртаар татах үед лачаалал өндөрт нэмэгддэг л/2Тиймээс суурин блок нь ажилд ямар ч ашиг өгдөггүй.

19. Даралт. Шингэн ба хийн Паскалийн хууль.

Гадаргуу дээр перпендикуляр үйлчлэх хүчний модулийн харьцаатай тэнцүү физик хэмжигдэхүүнийг энэ гадаргуугийн талбайд даралт гэнэ. Даралтын нэгж нь паскаль бөгөөд энэ нь 1 талбайд 1 Ньютоны хүчээр үүссэн даралттай тэнцүү байна. квадрат метр. Бүх шингэн ба хий нь тэдэнд үзүүлэх даралтыг бүх чиглэлд дамжуулдаг.

20. Холбоо барих хөлөг онгоц. Гидравлик даралт. Агаар мандлын даралт. Бернуллигийн тэгшитгэл.

Цилиндр хэлбэртэй саванд савны ёроолд үзүүлэх даралтын хүч нь шингэний баганын жинтэй тэнцүү байна. Савны ёроолд даралт нь тэнцүү байна , гүн дэх даралт хаанаас ирдэг вэ? hтэнцүү байна. Ижил даралт нь хөлөг онгоцны хананд үйлчилдэг. Нэг өндөрт байгаа шингэний даралтын тэгш байдал нь ямар ч хэлбэрийн холбоо барих судаснуудад тайван байдалд байгаа нэгэн төрлийн шингэний чөлөөт гадаргуу нь ижил түвшинд (хялгасан судасны хүч бага байх тохиолдолд) хүргэдэг. Нэг жигд бус шингэний хувьд нягт шингэний баганын өндөр нь нягт багатай шингэний өндрөөс бага байх болно. Гидравлик машин нь Паскалийн хуулийн дагуу ажилладаг. Энэ нь бүлүүрээр хаагдсан хоёр холбоо барих савнаас бүрдэнэ өөр өөр газар нутаг. Үүсгэсэн даралт гадаад хүчнэг поршен дээр Паскалийн хуулийн дагуу хоёр дахь поршенд дамждаг. . Гидравлик машин нь том поршений талбайн хэмжээнээс хэд дахин их хүчийг өгдөг илүү их талбайжижиг.

Шахагдахгүй шингэний хөдөлгөөнгүй хөдөлгөөний хувьд тасралтгүй байдлын тэгшитгэл хүчинтэй байна. Зуурамтгай чанарыг (өөрөөр хэлбэл түүний хэсгүүдийн хоорондох үрэлтийг) үл тоомсорлож болох хамгийн тохиромжтой шингэний хувьд энерги хадгалагдах хуулийн математик илэрхийлэл нь Бернулли тэгшитгэл юм. .

21. Торричеллигийн туршлага.Өндрөөс хамааран атмосферийн даралтын өөрчлөлт.

Таталцлын нөлөөгөөр агаар мандлын дээд давхарга нь доод давхаргад дарагддаг. Энэ даралт нь Паскалийн хуулийн дагуу бүх чиглэлд дамждаг. Энэ даралт нь дэлхийн гадаргуу дээр хамгийн их байх ба гадаргуугаас агаар мандлын хил хүртэлх агаарын баганын жингээр тодорхойлогддог. Өндөр нэмэгдэхийн хэрээр гадаргуу дээр дарагдсан атмосферийн давхаргын масс багасдаг тул өндрөөс атмосферийн даралт буурдаг. Далайн түвшинд атмосферийн даралт 101 кПа байна. Энэ даралт нь 760 мм өндөртэй мөнгөн усны багана юм. Хэрэв вакуум үүссэн хоолойг шингэн мөнгөн ус руу буулгавал атмосферийн даралтын нөлөөн дор мөнгөн ус нь шингэн баганын даралт нь нээлттэй гадаргуу дээрх атмосферийн гадаад даралттай тэнцэх өндөрт нэмэгдэх болно. мөнгөн усны гадаргуу. Агаар мандлын даралт өөрчлөгдөхөд хоолой дахь шингэний баганын өндөр мөн өөрчлөгдөнө.

22. Шингэн ба хийн өдрийн Архимедийн хүч. Усан онгоцны нөхцөл утас.

Шингэн ба хийн даралтын гүнээс хамаарал нь шингэн эсвэл хийд дүрсэн аливаа биед нөлөөлж буй хөвөх хүч үүсэхэд хүргэдэг. Энэ хүчийг Архимедийн хүч гэж нэрлэдэг. Хэрэв биеийг шингэнд дүрвэл савны хажуугийн хананд үзүүлэх даралтыг хооронд нь тэнцвэржүүлж, доороос дээш даралтын үр дүн нь Архимедийн хүч юм. , өөрөөр хэлбэл Шингэн (хий) -д дүрсэн биеийг түлхэж буй хүч нь биед шилжсэн шингэний (хийн) жинтэй тэнцүү байна. Архимедийн хүч нь таталцлын хүчний эсрэг чиглэгддэг тул шингэнд жинлэх үед биеийн жин нь вакуум дахь жингээс бага байдаг. Шингэн дэх биед таталцлын хүч болон Архимедийн хүч үйлчилдэг. Хэрэв таталцлын хүч нь модулиар их байвал бие нь живдэг, хэрэв тэдгээр нь тэнцүү бол энэ нь ямар ч гүнд тэнцвэрт байдалд байж болно; Эдгээр хүчний харьцаа нь биеийн болон шингэний (хийн) нягтын харьцаатай тэнцүү байна.

23. Молекулын кинетик онолын үндсэн зарчмууд, тэдгээрийн туршилтын үндэслэл. Брауны хөдөлгөөн. Жин болон хэмжээмолекулууд.

Молекул кинетик онол нь атом ба молекулууд оршин тогтнох тухай санааг ашиглан бодисын бүтэц, шинж чанарын тухай сургаал юм. хамгийн жижиг хэсгүүдбодисууд. MCT-ийн үндсэн заалтууд: бодис нь атом ба молекулуудаас бүрддэг, эдгээр хэсгүүд эмх замбараагүй хөдөлдөг, бөөмс нь хоорондоо харилцан үйлчилдэг. Атом ба молекулуудын хөдөлгөөн, тэдгээрийн харилцан үйлчлэл нь механикийн хуулиудад захирагддаг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлд бие биедээ ойртох үед эхлээд таталцлын хүч давамгайлдаг. Тэдний хооронд тодорхой зайд таталцлын хүчнээс давсан түлхэлтийн хүч үүсдэг. Молекулууд ба атомууд нь таталцлын болон түлхэлтийн хүчийг тэнцвэржүүлдэг байрлалд санамсаргүй байдлаар хэлбэлздэг. Шингэн дэх молекулууд нь зөвхөн чичирдэг төдийгүй нэг тэнцвэрийн байрлалаас нөгөөд (шингэн байдал) үсэрч байдаг. Хийн хувьд атомуудын хоорондох зай нь молекулуудын хэмжээнээс (шахах чадвар ба тэлэлт) хамаагүй том байдаг. Р.Браун 19-р зууны эхээр хатуу хэсгүүд шингэн дотор санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг болохыг олж мэдсэн. Энэ үзэгдлийг зөвхөн MCT-ээр тайлбарлаж болно. Санамсаргүй хөдөлж буй шингэн эсвэл хийн молекулууд нь хатуу бөөмстэй мөргөлдөж, хөдөлгөөний чиглэл, хурдыг өөрчилдөг (мэдээжийн хэрэг, түүний чиглэл, хурдыг хоёуланг нь өөрчилдөг). Яаж жижиг хэмжээтэйтоосонцор, импульсийн өөрчлөлт илүү мэдэгдэхүйц болно. Аливаа бодис нь бөөмсөөс бүрддэг тул бодисын хэмжээг ихэвчлэн авч үздэг тоо хэмжээтэй пропорциональтоосонцор. Бодисын хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгжийг мэнгэ гэж нэрлэдэг. Моль нь 0.012 кг нүүрстөрөгчийн 12 С-т агуулагдах олон атом агуулсан бодисын хэмжээтэй тэнцүү байна. Молекулын тоог бодисын хэмжээтэй харьцуулсан харьцааг Авогадро тогтмол гэнэ. . Бодисын хэмжээг молекулын тоог Авогадрогийн тогтмолтой харьцуулсан харьцаагаар олж болно. Моляр масс Мнь бодисын массын харьцаатай тэнцүү хэмжигдэхүүн юм мбодисын хэмжээ хүртэл. Молийн массыг моль тутамд килограммаар илэрхийлнэ. Моляр массмолекулын массаар илэрхийлж болно м 0 : .

24. Хамгийн тохиромжтой хий. Молекул кинетик онолын үндсэн тэгшитгэл хамгийн тохиромжтой хий.

Материйн шинж чанарыг тайлбарлах хийн төлөвХамгийн тохиромжтой хийн загварыг ашигладаг. Энэ загвар нь дараахь зүйлийг авч үздэг: хийн молекулууд нь савны эзэлхүүнтэй харьцуулахад өчүүхэн бага, молекулуудын хооронд татах хүч байхгүй, бие биетэйгээ болон савны ханатай мөргөлдөх үед түлхэх хүч үйлчилдэг. Хийн даралтын үзэгдлийн чанарын тайлбар нь хамгийн тохиромжтой хийн молекулууд хөлөг онгоцны ханатай мөргөлдөхдөө тэдэнтэй харилцан үйлчилдэг. уян харимхай биетүүд. Молекул савны ханатай мөргөлдөх үед хананд перпендикуляр тэнхлэгт чиглэсэн хурдны векторын проекц эсрэгээр өөрчлөгдөнө. Тиймээс мөргөлдөөний үед хурдны төсөөлөл нь өөр өөр байдаг –mv xруу mv x, мөн импульсийн өөрчлөлт нь . Мөргөлдөөний үед молекул ханан дээр Ньютоны гуравдугаар хуулийн дагуу чиглэлийн эсрэг хүчтэй тэнцүү хүчээр үйлчилдэг. Маш олон молекулууд байдаг бөгөөд бие даасан молекулуудын хэсэгт үйлчлэх хүчний геометрийн нийлбэрийн дундаж утга нь савны хананд хийн даралтын хүчийг бүрдүүлдэг. Хийн даралт нь даралтын хүчний модулийн судасны хананы талбайн харьцаатай тэнцүү байна. p=F/S. Хий нь куб саванд байна гэж үзье. Нэг молекулын импульс 2 байна mv, нэг молекул ханан дээр дундаж хүчээр үйлчилдэг 2мв/Дт. Цаг D тхөлөг онгоцны нэг хананаас нөгөө хана руу шилжих хөдөлгөөн тэнцүү байна 2л/в, иймээс, . Бүх молекулуудын савны хананд үзүүлэх даралтын хүч нь тэдгээрийн тоотой пропорциональ байна, өөрөөр хэлбэл. . Молекулуудын хөдөлгөөний бүрэн санамсаргүй байдлаас шалтгаалан тэдгээрийн чиглэл бүрт хөдөлгөөн нь ижил магадлалтай бөгөөд нийт молекулуудын 1/3-тэй тэнцүү байна. Ийнхүү, . Талбай бүхий шоо дөрвөлжин нүүрэнд шахалт үзүүлдэг тул л 2, дараа нь даралт тэнцүү байх болно. Энэ тэгшитгэлийг молекул кинетик онолын үндсэн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг. Молекулуудын дундаж кинетик энергийг тэмдэглэснээр бид олж авна.

25. Температур, түүний хэмжилт. Үнэмлэхүй температурын хуваарь. Хийн молекулуудын хурд.

Идеал хийн үндсэн MKT тэгшитгэл нь микро болон макроскопийн параметрүүдийн хоорондын холбоог тогтоодог. Хоёр биетэй холбогдох үед тэдгээрийн макроскопийн үзүүлэлтүүд өөрчлөгддөг. Энэ өөрчлөлт зогссоны дараа дулааны тэнцвэрт байдал үүссэн гэж үздэг. Физик параметр, төлөвт байгаа биеийн системийн бүх хэсгүүдэд адилхан дулааны тэнцвэр, биеийн температур гэж нэрлэдэг. Дулааны тэнцвэрт байдалд байгаа аливаа хийн хувьд даралт ба эзэлхүүний үржвэрийг молекулуудын тоонд харьцуулсан харьцаа ижил байдгийг туршилтаар харуулсан. . Энэ нь утгыг температурын хэмжүүр болгон авах боломжийг олгодог. Учир нь n=N/V, дараа нь үндсэн MKT тэгшитгэлийг харгалзан үзвэл, утга нь молекулуудын дундаж кинетик энергийн гуравны хоёртой тэнцүү байна. , Хаана к– масштабаас хамаарч пропорциональ коэффициент. Энэ тэгшитгэлийн зүүн талд параметрүүд нь сөрөг биш байна. Тиймээс тогтмол эзэлхүүн дэх даралт нь тэг байх хийн температурыг үнэмлэхүй тэг температур гэж нэрлэдэг. Энэ коэффициентийн утгыг тодорхой даралт, эзэлхүүн, молекулын тоо, температур бүхий бодисын хоёр мэдэгдэж буй төлөвөөс олж болно. . Коэффицент к, дуудсан Больцман тогтмол, тэнцүү байна . Температур ба дундаж кинетик энергийн хоорондын хамаарлын тэгшитгэлээс дараахь зүйл гарч ирнэ, өөрөөр хэлбэл. молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний дундаж кинетик энерги нь пропорциональ байна үнэмлэхүй температур. , . Энэ тэгшитгэл нь молекулуудын ижил температур, концентрацитай үед аливаа хийн даралт ижил байгааг харуулж байна.

26. Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл (Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл). Изотерм, изохор, изобар процесс.

Даралтын концентраци ба температурын хамаарлыг ашиглан хийн макроскопийн үзүүлэлтүүд - эзэлхүүн, даралт, температурын хоорондын хамаарлыг олж болно. . Энэ тэгшитгэлийг төлөвийн идеал хийн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг (Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл).

Изотерм процесс гэдэг нь цагт тохиолддог процесс юм тогтмол температур. Идеал хийн төлөв байдлын тэгшитгэлээс харахад хийн тогтмол температур, масс, найрлагатай үед даралт ба эзэлхүүний бүтээгдэхүүн тогтмол байх ёстой. Изотермийн график (изотерм процессын муруй) нь гипербол юм. Тэгшитгэлийг Бойл-Мариотын хууль гэж нэрлэдэг.

Изохорик процесс нь хийн тогтмол эзэлхүүн, масс, найрлагад явагддаг процесс юм. Эдгээр нөхцөлд , Хаана - температурын коэффициентхийн даралт. Энэ тэгшитгэлийг Чарльзын хууль гэж нэрлэдэг. Изохорик процессын тэгшитгэлийн графикийг изохор гэж нэрлэдэг ба эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам юм.

Хийн тогтмол даралт, масс, найрлагад явагддаг процессыг изобар процесс гэнэ. Изохорик процессын нэгэн адил бид изобар процессын тэгшитгэлийг олж авч болно . Энэ үйл явцыг тодорхойлсон тэгшитгэлийг Гэй-Люссакийн хууль гэж нэрлэдэг. Изобар процессын тэгшитгэлийн графикийг изобар гэж нэрлэдэг ба эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам юм.

27. Дотоод энерги. Термодинамикийн чиглэлээр ажиллах.

Хэрэв молекулуудын харилцан үйлчлэлийн потенциал энерги тэг байвал дотоод энергибүх хийн молекулуудын хөдөлгөөний кинетик энергийн нийлбэртэй тэнцүү байна . Тиймээс температур өөрчлөгдөхөд хийн дотоод энерги өөрчлөгддөг. Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг энергийн тэгшитгэлд орлуулснаар дотоод энерги нь хийн даралт ба эзэлхүүний үржвэртэй шууд пропорциональ болохыг олж мэднэ. . Биеийн дотоод энерги нь бусад биетэй харилцах үед л өөрчлөгддөг. Биеийн механик харилцан үйлчлэлийн үед (макроскопийн харилцан үйлчлэл) шилжүүлсэн энергийн хэмжүүр нь ажил юм А. Дулааны солилцооны үед (микроскопийн харилцан үйлчлэл) дамжуулсан энергийн хэмжүүр нь дулааны хэмжээ юм Q. Тусгаарлагчгүй термодинамик системдотоод энергийн өөрчлөлт D Ушилжүүлсэн дулааны нийлбэртэй тэнцүү байна Qмөн гадны хүчний ажил А. Ажлын оронд Агадны хүчээр гүйцэтгэсэн бол ажлыг авч үзэх нь илүү тохиромжтой А`системээр гадны биетээр гүйцэтгэдэг. A=–A`. Дараа нь термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг, эсвэл гэж илэрхийлнэ. Энэ нь ямар ч машин зөвхөн гаднаас тодорхой хэмжээний дулаан хүлээн авснаар гадны биетүүд дээр ажил гүйцэтгэх боломжтой гэсэн үг юм Qэсвэл дотоод энерги буурах D У. Энэ хуульд бүтээлийг оруулахгүй байнгын хөдөлгөөнт машинанхны төрөл.

28. Дулааны хэмжээ. Тодорхой дулаанбодисууд. Дулааны процесс дахь энерги хадгалагдах хууль (термодинамикийн эхний хууль).

Ажил хийлгүйгээр нэг биеэс нөгөө бие рүү дулаан дамжуулах үйл явцыг дулаан дамжуулалт гэнэ. Дулааны солилцооны үр дүнд биед шилжсэн энергийг дулааны хэмжээ гэнэ. Хэрэв дулаан дамжуулах үйл явц нь ажил дагалддаггүй бол энэ нь термодинамикийн нэгдүгээр хууль дээр суурилдаг. Биеийн дотоод энерги нь биеийн масс ба түүний температуртай пропорциональ байдаг . Хэмжээ -тайхувийн дулаан багтаамж гэж нэрлэдэг бөгөөд нэгж нь . Хувийн дулаан багтаамж нь 1 кг бодисыг 1 градусаар халаахад хэр их дулаан дамжуулах ёстойг харуулдаг. Тусгай дулаан багтаамж нь хоёрдмол утгагүй шинж чанар биш бөгөөд дулаан дамжуулах явцад бие махбодийн хийсэн ажлаас хамаардаг.

Хоёр биетийн хооронд дулаан солилцоог эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийн дагуу гадны хүчний тэг ажлын нөхцөлд, бусад биеэс дулаан тусгаарлах үед хийхдээ . Хэрэв дотоод энергийн өөрчлөлт нь ажил дагалддаггүй бол , эсвэл , хаана . Энэ тэгшитгэлийг дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг.

29. Термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг изопроцесст хэрэглэх. Адиабат процесс. Дулааны процессын эргэлт буцалтгүй байдал.

Ихэнх машинуудад ажил гүйцэтгэдэг гол процессуудын нэг бол ажлын гүйцэтгэлтэй хамт хийн тэлэлтийн процесс юм. Хэрэв эзэлхүүнээс хийн изобар тэлэлтийн үед V 1эзлэхүүн хүртэл V 2цилиндрийн поршений шилжилт байсан л, дараа нь ажиллана Ахийгээр төгс , эсвэл -тэй тэнцүү . Хэрэв бид ажил болох изобар ба изотермийн доорх талбайг харьцуулж үзвэл изотерм процессын үед ижил анхны даралттай хийн ижил тэлэлтийн үед бага ажил хийгдэнэ гэж дүгнэж болно. Изобарик, изохорик ба изотерм процессуудаас гадна гэж нэрлэгддэг процессууд байдаг. адиабат процесс. Адиабат бол дулаан дамжуулалт байхгүй үед тохиолддог процесс юм. Уг процессыг адиабаттай ойролцоо гэж үзэж болно хурдацтай тэлэлтэсвэл хийн шахалт. Энэ процесст дотоод энергийн өөрчлөлтөөс шалтгаалан ажил хийгддэг, өөрөөр хэлбэл. , тиймээс адиабат процессын үед температур буурдаг. Хийн адиабат шахалтын үед хийн температур нэмэгддэг тул хийн даралт нь изотерм процессынхтэй харьцуулахад эзэлхүүнийг багасгахад илүү хурдан нэмэгддэг.

Дулаан дамжуулах үйл явц нь зөвхөн нэг чиглэлд аяндаа явагддаг. Дулаан дамжуулалт үргэлж хүйтэн биед тохиолддог. Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь термодинамик үйл явц боломжгүй бөгөөд үүний үр дүнд дулааныг нэг биеээс нөгөөд, илүү халуун, өөр ямар ч өөрчлөлтгүйгээр шилжүүлэх болно гэж заасан байдаг. Энэ хуульд хоёр дахь төрлийн мөнхийн хөдөлгөөнт машин бүтээхийг хориглосон.

30. Дулааны хөдөлгүүрийн ажиллах зарчим. Дулааны хөдөлгүүрийн үр ашиг.

Ихэвчлэн дулааны хөдөлгүүрт ажил нь өргөжиж буй хийгээр хийгддэг. Өргөлтийн үед ажилладаг хийг ажлын шингэн гэж нэрлэдэг. Хийн тэлэлт нь халах үед түүний температур, даралт нэмэгдсэний үр дүнд үүсдэг. Ямар төхөөрөмжөөс ажлын шингэндулааны хэмжээг хүлээн авдаг Qхалаагч гэж нэрлэдэг. Машин ажиллаж дууссаны дараа дулаан дамжуулдаг төхөөрөмжийг хөргөгч гэж нэрлэдэг. Нэгдүгээрт, даралт изохоригоор нэмэгдэж, изобараар тэлж, изохоригоор хөргөж, изобараар агшдаг.<рисунок с подъемником>. Ажлын мөчлөгийн үр дүнд хий нь анхны төлөвтөө буцаж, дотоод энерги нь анхны утгыг нь авдаг. Энэ нь гэсэн үг. Термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн дагуу, . Биеийн нэг мөчлөгт хийсэн ажил нь тэнцүү байна Q.Нэг мөчлөгт биеийн хүлээн авсан дулааны хэмжээ нь халаагчаас хүлээн авсан болон хөргөгчинд өгсөн дулааны зөрүүтэй тэнцүү байна. Тиймээс, . Машины үр ашиг гэдэг нь ашигласан ашигтай энерги болон зарцуулсан энергийн харьцаа юм. .

31. Ууршилт ба конденсац. Ханасан ба ханаагүй хосууд. Агаарын чийгшил.

Дулааны хөдөлгөөний кинетик энергийн жигд бус хуваарилалт нь үүнд хүргэдэг. Ямар ч температурт зарим молекулын кинетик энерги нь бусадтай нь холбох боломжит энергийг давж чаддаг. Ууршилт гэдэг нь шингэн эсвэл хатуу биетийн гадаргуугаас молекулууд гарах үйл явц юм. Ууршилт нь хөргөлт дагалддаг, учир нь хурдан молекулууд шингэнийг орхино. Тогтмол температурт хаалттай саванд шингэнийг ууршуулах нь хийн төлөвт байгаа молекулуудын концентрацийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хэсэг хугацааны дараа ууршиж буй молекулуудын тоо болон шингэн рүү буцах молекулуудын хооронд тэнцвэр үүснэ. Шингэнтэйгээ динамик тэнцвэрт байдалд байгаа хийн бодисыг ханасан уур гэж нэрлэдэг. Ханасан уурын даралтаас доогуур даралттай уурыг ханаагүй гэж нэрлэдэг. Ханасан уурын даралт нь тогтмол температурт эзэлхүүнээс хамаардаггүй (-аас). Молекулуудын тогтмол концентрацитай үед ханасан уурын даралт нь хамгийн тохиромжтой хийн даралтаас хурдан нэмэгддэг. Температурын нөлөөн дор молекулын тоо нэмэгддэг. Өгөгдсөн температур дахь усны уурын даралтыг ижил температурт ханасан уурын даралттай харьцуулсан харьцааг хувиар илэрхийлнэ. харьцангуй чийгшилагаар Температур бага байх тусам ханасан уурын даралт бага байх тул тодорхой температурт хөргөхөд уур нь ханасан болно. Энэ температурыг шүүдэр цэг гэж нэрлэдэг t p.

32. Кристалл ба аморф биетүүд. Механик шинж чанархатуу бодис Уян хатан хэв гажилт.

Аморф бие гэдэг нь физик шинж чанар нь бүх чиглэлд ижил байдаг (изотроп бие) юм. Физик шинж чанарын изотропийг молекулуудын санамсаргүй байдлаар тайлбарладаг. Молекулууд нь дараалалтай байдаг хатуу биетийг талст гэж нэрлэдэг. Физик шинж чанар талст биетүүдөөр өөр чиглэлд тэгш бус (анизотроп бие). Талстуудын шинж чанарын анизотропи нь эмх цэгцтэй бүтэцтэй бол харилцан үйлчлэлийн хүч нь ижил биш байдагтай холбон тайлбарладаг. янз бүрийн чиглэлүүд. Гадаад механик нөлөөбие дээр атомуудыг тэнцвэрийн байрлалаас нүүлгэн шилжүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь биеийн хэлбэр, эзэлхүүнийг өөрчлөхөд хүргэдэг - деформаци. Деформацийг үнэмлэхүй суналтаар тодорхойлж болно. зөрүүтэй тэнцүү байнахэв гажилтын өмнөх ба дараах урт буюу харьцангуй суналт. Биеийн хэв гажилтын үед уян харимхай хүч үүсдэг. Уян хүчний модулийг биеийн хөндлөн огтлолын хэмжээтэй харьцуулсан физик хэмжигдэхүүнийг механик стресс гэж нэрлэдэг. Жижиг хэв гажилтын үед ачаалал нь суналттай шууд пропорциональ байна. Пропорциональ хүчин зүйл Этэгшитгэлд уян хатан байдлын модуль (Янгийн модуль) гэж нэрлэдэг. Тухайн материалын уян хатан байдлын модуль тогтмол байна , хаана. Деформацид орсон биеийн боломжит энерги нь суналт, шахалтад зарцуулсан ажилтай тэнцүү байна. Эндээс .

Hooke-ийн хууль нь зөвхөн жижиг хэв гажилтын хувьд үнэн юм. Хангалттай хэвээр байгаа хамгийн их хүчдэлийг пропорциональ хязгаар гэж нэрлэдэг. Энэ хязгаараас хэтэрвэл хүчдэл пропорциональ өсөхөө болино. Стрессийн тодорхой түвшинд хүртэл, гажигтай бие нь ачааллыг арилгасны дараа хэмжээсээ сэргээнэ. Энэ цэгийг биеийн уян хатан хязгаар гэж нэрлэдэг. Уян хатан хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд хуванцар деформаци эхэлдэг бөгөөд энэ нь бие нь өмнөх хэлбэрээ сэргээдэггүй. Хуванцар хэв гажилтын бүсэд стресс бараг нэмэгддэггүй. Энэ үзэгдлийг материалын урсгал гэж нэрлэдэг. Ургацын цэгээс цааш стресс нь эцсийн хүч гэж нэрлэгддэг цэг хүртэл нэмэгдэж, дараа нь бие нь бүтэлгүйтэх хүртэл стресс буурдаг.

33. Шингэний шинж чанар. Гадаргуугийн хурцадмал байдал. Капиллярын үзэгдлүүд.

Шингэн дэх молекулуудын чөлөөтэй шилжих боломж нь шингэний шингэнийг тодорхойлдог. Шингэн төлөвт байгаа бие нь тогтмол хэлбэртэй байдаггүй. Шингэний хэлбэрийг савны хэлбэр, хүчнүүдээр тодорхойлно гадаргуугийн хурцадмал байдал. Шингэний дотор молекулуудын татах хүчийг нөхдөг боловч гадаргуу дээр тийм биш юм. Гадаргуугийн ойролцоо байрлах аливаа молекул нь шингэний доторх молекулуудад татагддаг. Эдгээр хүчний нөлөөн дор гадаргуу дээрх молекулууд дотогшоо татагддаг чөлөөт гадаргуубүх боломжит хамгийн бага нь болохгүй. Учир нь Хэрэв бөмбөрцөг нь өгөгдсөн эзэлхүүний хувьд хамгийн бага гадаргуутай бол бусад хүчний бага нөлөөгөөр гадаргуу нь бөмбөрцөг сегмент хэлбэртэй болно. Савны ирмэг дэх шингэний гадаргууг мениск гэж нэрлэдэг. Нойтон үзэгдэл нь огтлолцлын цэг дээр гадаргуу болон менискийн хоорондох холбоо барих өнцгөөр тодорхойлогддог. D урттай хэсэг дээрх гадаргуугийн хурцадмал хүчний хэмжээ л-тэй тэнцүү. Гадаргуугийн муруйлт нь мэдэгдэж буй контактын өнцөг ба радиустай тэнцүү шингэн дээр илүүдэл даралтыг бий болгодог . s коэффициентийг гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент гэж нэрлэдэг. Капилляр нь жижиг дотоод диаметртэй хоолой юм. Бүрэн чийгшүүлэх үед гадаргуугийн хурцадмал байдал нь биеийн гадаргуугийн дагуу чиглэгддэг. Энэ тохиолдолд капилляраар дамжих шингэний өсөлт нь таталцлын хүч нь гадаргуугийн хурцадмал байдлын хүчийг тэнцвэржүүлэх хүртэл энэ хүчний нөлөөн дор үргэлжилнэ. , Тэр .

34. Цахилгаан цэнэг. Цэнэглэгдсэн биетүүдийн харилцан үйлчлэл. Кулоны хууль. Цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль.

Механик ч, MCT ч атомыг холбодог хүчний мөн чанарыг тайлбарлаж чадахгүй. Атом ба молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хуулиудыг цахилгаан цэнэгийн тухай ойлголтын үндсэн дээр тайлбарлаж болно.<Опыт с натиранием ручки и притяжением бумажки>Энэ туршилтаар илэрсэн биетүүдийн харилцан үйлчлэлийг цахилгаан соронзон гэж нэрлэдэг бөгөөд цахилгаан цэнэгээр тодорхойлогддог. Цэнэгүүдийг татах, няцаах чадварыг эерэг ба сөрөг гэсэн хоёр төрлийн цэнэг байдаг гэсэн таамаглалаар тайлбарладаг. Биеийг цэнэглэсэн тэнцүү цэнэг, няцаах, өөр өөр - татах. Цэнэгийн нэгж нь кулон юм - 1 ампер гүйдлээр дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор 1 секундын дотор дамждаг цэнэг. IN хаалттай систем, ямар ч харилцан үйлчлэлийн үед гаднаас цахилгаан цэнэгүүд орж ирдэггүй, цахилгаан цэнэгүүд нь гардаггүй тул бүх биеийн цэнэгийн алгебрийн нийлбэр тогтмол байна. Электростатикийн үндсэн хууль буюу Кулоны хууль нь хоёр цэнэгийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчний модуль нь цэнэгийн модулийн үржвэртэй шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна. Хүч нь цэнэглэгдсэн биетүүдийг холбосон шулуун шугамын дагуу чиглэнэ. Энэ нь цэнэгийн тэмдгээс хамааран түлхэх эсвэл татах хүч юм. Тогтмол кКулоны хуулийн илэрхийлэлд тэнцүү байна . Энэ коэффициентийн оронд гэж нэрлэгддэг коэффициенттэй холбоотой цахилгаан тогтмол килэрхийлэл, -аас. Хөдөлгөөнгүй цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг электростатик гэж нэрлэдэг.

35. Цахилгаан орон. Хүчдэл цахилгаан орон. Цахилгаан талбайн суперпозиция зарчим.

Богино хугацааны үйл ажиллагааны онол дээр үндэслэн цэнэг бүрийн эргэн тойронд цахилгаан орон байдаг. Цахилгаан орон нь сансар огторгуйд байнга оршдог, бусад цэнэг дээр ажиллах чадвартай материаллаг объект юм. Цахилгаан орон гэрлийн хурдаар орон зайд тархдаг. Туршилтын цэнэг (талбарын тохиргоонд нөлөөлөхгүй цэгийн эерэг жижиг цэнэг) дээр цахилгаан орон үйлчилж буй хүчийг энэ цэнэгийн утгатай харьцуулсан физик хэмжигдэхүүнийг цахилгаан орны хүч гэж нэрлэдэг. Кулоны хуулийг ашиглан цэнэгийн үүсгэсэн талбайн хүч чадлын томъёог олж авах боломжтой qзайд rцэнэгээс . Талбайн хүч нь түүний ажиллаж буй цэнэгээс хамаардаггүй. Хэрэв цэнэгтэй бол qХэд хэдэн цэнэгийн цахилгаан талбарууд нэгэн зэрэг үйлчилдэг бол үүссэн хүч нь тэнцүү болж хувирдаг геометрийн нийлбэрталбар бүрийн хэсэгт тус тусад нь үйлчлэх хүч. Үүнийг цахилгаан талбайн суперпозиция зарчим гэж нэрлэдэг. Цахилгаан орны эрчмийн шугам нь цэг тус бүрийн шүргэгч нь эрчмийн вектортой давхцдаг шугам юм. Хүчдэлийн шугамууд эерэг цэнэгээр эхэлж, сөрөг цэнэгүүдээр төгсдөг, эсвэл хязгааргүйд хүрдэг. Сансар огторгуйн аль ч цэгт байгаа бүх хүнд ижил хүч чадалтай цахилгаан талбайг жигд цахилгаан орон гэж нэрлэдэг. Хоёр зэрэгцээ цэнэгтэй металл хавтангийн хоорондох талбайг ойролцоогоор жигд гэж үзэж болно. At жигд хуваарилалтцэнэглэх qталбайн гадаргуугийн дагуу Сгадаргуугийн цэнэгийн нягт нь . Учир нь хязгааргүй хавтгай-тай гадаргуугийн нягтцэнэг s, талбайн хүч нь орон зайн бүх цэгүүдэд ижил бөгөөд тэнцүү байна .

36. Цэнэг хөдөлж байх үеийн цахилгаан статик талбайн ажил. Боломжит ялгаа.

Цахилгаан орон зайд цэнэгийг хөдөлгөхөд хийсэн ажил нь тэнцүү байна . Таталцлын хүчээр хийсэн ажлын нэгэн адил ажил Кулоны хүчцэнэгийн замналаас хамаардаггүй. Шилжилтийн векторын чиглэл 180 0-ээр өөрчлөгдөхөд талбайн хүчний ажил эсрэгээр тэмдэг өөрчлөгдөнө. Тиймээс битүү гогцооны дагуу цэнэгийг хөдөлгөх үед цахилгаан статик талбайн хүчний хийсэн ажил тэг болно. Хаалттай зам дагуух хүчний ажил нь тэгтэй тэнцүү талбайг боломжит талбар гэнэ.

Яг л масстай бие шиг мТаталцлын талбарт биеийн масстай пропорциональ потенциал энергитэй, электростатик орон дахь цахилгаан цэнэг нь потенциал энергитэй байдаг. Wp, төлбөртэй пропорциональ. Электростатик талбайн хүчний хийсэн ажил нь эсрэг тэмдгээр авсан цэнэгийн боломжит энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. Электростатик талбайн нэг цэгт өөр өөр цэнэгүүд өөр өөр боломжит энергитэй байж болно. Гэхдээ тухайн цэгийн боломжит энергийн цэнэгийн харьцаа нь тогтмол утга юм. Энэ физик хэмжигдэхүүнийг цахилгаан орны потенциал гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнээс цэнэгийн боломжит энерги нь тухайн цэг ба цэнэгийн потенциалын үржвэртэй тэнцүү байна. Потенциал - скаляр хэмжигдэхүүн, хэд хэдэн талбайн потенциал нийлбэртэй тэнцүү байнаЭдгээр талбайн боломжууд. Биеийн харилцан үйлчлэлийн үед энергийн өөрчлөлтийн хэмжүүр нь ажил юм. Цэнэг шилжүүлэх үед цахилгаан статик талбайн хүчний хийсэн ажил нь эсрэг тэмдэгтэй энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. Учир нь ажил нь боломжит зөрүүгээс хамаарах ба тэдгээрийн хоорондох замналаас хамаарахгүй бол боломжит зөрүүг авч үзэж болно эрчим хүчний шинж чанарэлектростатик талбар. Хэрэв цэнэгээс хязгааргүй зайд байгаа потенциалыг тэгтэй тэнцүү авбал зайд rцэнэгээс нь томъёогоор тодорхойлогдоно .

Хөдөлгөөний үед ямар нэгэн цахилгаан орны гүйцэтгэсэн ажлын харьцаа эерэг цэнэгталбайн нэг цэгээс нөгөө цэг хүртэл цэнэгийн утга хүртэл ажил ирдэг эдгээр цэгүүдийн хоорондох хүчдэл гэж нэрлэдэг. Электростатик талбарт дурын хоёр цэгийн хоорондох хүчдэл нь эдгээр цэгүүдийн потенциалын зөрүүтэй тэнцүү байна. Хүчдэлийн нэгжийг (болон боломжит зөрүү) вольт гэж нэрлэдэг. 1 вольт нь тухайн талбай 1 кулон цэнэгийг хөдөлгөхөд 1 жоуль ажил гүйцэтгэх хүчдэлтэй тэнцүү байна. Нэг талаас цэнэгийг хөдөлгөхөд хийсэн ажил нь хүч ба шилжилтийн үржвэртэй тэнцүү байна. Нөгөө талаас, энэ нь замын хэсгүүдийн хоорондох мэдэгдэж буй хүчдэлээс олж болно. Эндээс. Цахилгаан орны хүч чадлын нэгж нь метр тутамд вольт ( би/м).

Конденсатор нь диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр дамжуулагчийн систем бөгөөд тэдгээрийн зузаан нь дамжуулагчийн хэмжээтэй харьцуулахад бага байдаг. Хавтануудын хоорондох талбайн хүч нь ялтсуудын гадна талынхаас хоёр дахин их хүч чадалтай тэнцүү байна. Аль нэг хавтангийн цэнэгийг ялтсуудын хоорондох хүчдэлтэй харьцуулсан физик хэмжигдэхүүнийг конденсаторын цахилгаан багтаамж гэнэ. Цахилгаан багтаамжийн нэгж нь фарад юм конденсатор нь 1 фарад багтаамжтай, ялтсуудад 1 кулон цэнэг өгөх үед тэдгээрийн хоорондох хүчдэл 1 вольттой тэнцүү байна. Хатуу конденсаторын ялтсуудын хоорондох талбайн хүч нь хавтангийн бат бэхийн нийлбэртэй тэнцүү байна. , мөн учир нь Учир нь нэгэн төрлийн талбар нь хангагдсан байна , өөрөөр хэлбэл цахилгаан хүчин чадал нь хавтангийн талбайтай шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайтай урвуу хамааралтай байна. Диэлектрикийг ялтсуудын хооронд оруулах үед түүний цахилгаан хүчин чадал e дахин нэмэгддэг бөгөөд энд e нь нэвтрүүлсэн материалын диэлектрик дамжуулалт юм.

38. Зөвшөөрөх чадвар. Цахилгаан талбайн энерги.

Диэлектрик тогтмол гэдэг нь вакуум дахь цахилгаан орны хүч чадлын модулийг нэгэн төрлийн диэлектрик дэх цахилгаан талбайн модультай харьцуулсан харьцааг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн юм. Цахилгаан талбайн хийсэн ажил тэнцүү боловч конденсатор цэнэглэгдэх үед түүний хүчдэл нэмэгддэг. 0 руу У, Тийм учраас . Тиймээс конденсаторын потенциал энерги нь -тэй тэнцүү байна.

39. Цахилгаан гүйдэл. Одоогийн хүч чадал. Цахилгаан гүйдэл байх нөхцөл.

Цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан цэнэгийн эмх цэгцтэй хөдөлгөөн юм. Гүйдлийн чиглэлийг эерэг цэнэгийн хөдөлгөөн гэж үздэг. Цахилгаан талбайн нөлөөн дор цахилгаан цэнэгүүд эмх цэгцтэй хөдөлж чаддаг. Тийм ч учраас хангалттай нөхцөлгүйдэл байгаа нь талбар болон чөлөөт цэнэгийн тээвэрлэгчдийн оршихуй юм. Цахилгаан талбарыг хоёр өөр цэнэглэгдсэн биетээр холбож болно. Цэнэглэх харьцаа D q, D хугацааны интервалд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамждаг тэнэ интервалыг одоогийн хүч гэж нэрлэдэг. Хэрэв гүйдлийн хүч цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөхгүй бол гүйдлийг тогтмол гэж нэрлэдэг. Дамжуулагчид гүйдэл удаан үргэлжлэхийн тулд гүйдэл үүсгэх нөхцөл өөрчлөгдөхгүй байх шаардлагатай.<схема с один резистором и батареей>. Гүйдлийн эх үүсвэр дотор цэнэгийг хөдөлгөх хүчийг гадны хүч гэж нэрлэдэг. IN гальван эс (мөн ямар ч батерей - ж.нь???)Эдгээр нь химийн урвалын хүч, тогтмол гүйдлийн машин дахь Лоренцын хүч юм.

40. Хэлхээний хэсгийн Ом-ын хууль. Дамжуулагчийн эсэргүүцэл. Дамжуулагчийн эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал. Хэт дамжуулалт. Дамжуулагчийн цуваа ба зэрэгцээ холболт.

Цахилгаан хэлхээний хэсгийн төгсгөлүүдийн хоорондох хүчдэлийг гүйдэлд харьцуулсан харьцаа нь тогтмол утга бөгөөд үүнийг эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг. Эсэргүүцлийн нэгж нь 0 Ом эсэргүүцэл нь 1 ампер гүйдлийн үед хүчдэл 1 вольттой тэнцүү байх хэлхээний хэсэг юм. Эсэргүүцэл нь урттай шууд пропорциональ, талбайтай урвуу пропорциональ байна хөндлөн огтлол, энд r – тодорхой цахилгаан эсэргүүцэл, өгөгдсөн нөхцөлд тухайн бодисын тогтмол утга. Халах үед эсэргүүцэлметаллаар нэмэгддэг шугаман хууль, энд r 0 нь 0 0 С-ийн эсэргүүцэл, a нь металл тус бүрийн өвөрмөц эсэргүүцлийн температурын коэффициент юм. Ойрхон үед үнэмлэхүй тэгТемпературын үед бодисын эсэргүүцэл тэг болж огцом буурдаг. Энэ үзэгдлийг хэт дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Хэт дамжуулагч материалд гүйдэл дамжих нь дамжуулагчийн халаалтыг алдагдуулахгүйгээр явагддаг.

Хэлхээний хэсгийн Ом хуулийг тэгшитгэл гэж нэрлэдэг. Дамжуулагчийг цуваа холбосон үед бүх дамжуулагчийн гүйдэл ижил байх ба хэлхээний төгсгөлийн хүчдэл нь цуваа холбогдсон бүх дамжуулагчийн хүчдэлийн нийлбэртэй тэнцүү байна. . Дамжуулагчийг цувралаар холбох үед нийт эсэргүүцэл нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эсэргүүцлийн нийлбэртэй тэнцүү байна. At зэрэгцээ холболтхэлхээний хэсэг бүрийн төгсгөлд хүчдэл ижил байх ба гүйдлийн хүч нь салангид хэсгүүдэд хуваагдана. Эндээс. Дамжуулагчийг зэрэгцээ холбохдоо нийт эсэргүүцлийн эсрэг утга нь бүх зэрэгцээ холбогдсон дамжуулагчийн эсэргүүцлийн харилцан утгын нийлбэртэй тэнцүү байна.

41. Ажил ба гүйдлийн хүч. Цахилгаан хөдөлгөгч хүч. Бүрэн хэлхээний Ом хууль.

үүсгэдэг цахилгаан орны хүчний ажил цахилгаан гүйдэл, гүйдлийн ажил гэж нэрлэдэг. Ажил Аэсэргүүцэлтэй хэсэгт гүйдэл Рцаг хугацааны хувьд D т-тэй тэнцүү. Цахилгаан гүйдлийн хүч нь ажлын гүйцэтгэлийн хугацаатай тэнцүү байна, i.e. . Ажлыг ердийнх шигээ жоуль, хүчийг ваттаар илэрхийлдэг. Хэрэв цахилгаан талбайн нөлөөн дор хэлхээний хэсэг дээр ажил хийгдээгүй бол химийн урвал, дараа нь ажил нь дамжуулагчийг халаахад хүргэдэг. Энэ тохиолдолд ажил нь гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчаас ялгарах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна (Жоуль-Ленцийн хууль).

Цахилгаан хэлхээнд ажил нь зөвхөн гаднах хэсэгт төдийгүй батерейнд хийгддэг. Гүйдлийн эх үүсвэрийн цахилгаан эсэргүүцлийг дотоод эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг r. Хэлхээний дотоод хэсэгт дулааны хэмжээ -тэй тэнцүү байна. Хаалттай давталтын дагуу хөдөлж байх үед цахилгаан статик талбайн хүчний гүйцэтгэсэн нийт ажил тэгтэй тэнцүү тул тогтмол хүчдэлийг хадгалж байдаг гадны хүчний нөлөөгөөр бүх ажил хийгддэг. Гадны хүчний гүйцэтгэсэн ажлын шилжүүлсэн цэнэгийн харьцааг эх үүсвэрийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч гэж нэрлэдэг ба энд D q- шилжүүлсэн төлбөр. Хэрэв шууд гүйдэл дамжсаны үр дүнд зөвхөн дамжуулагчийн халаалт үүссэн бол энерги хадгалагдах хуулийн дагуу. , өөрөөр хэлбэл . Цахилгаан хэлхээн дэх гүйдлийн урсгал нь emf-тэй шууд пропорциональ бөгөөд хэлхээний нийт эсэргүүцэлтэй урвуу хамааралтай байна.

42. Хагас дамжуулагч. Хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанар ба түүний температураас хамаарал. Өөрийн болон хольц дамжуулах чанархагас дамжуулагч.

Олон бодис нь метал шиг гүйдэл дамжуулдаггүй, гэхдээ тэдгээр нь диэлектрик биш юм. Хагас дамжуулагчийн нэг ялгаа нь халаах эсвэл гэрэлтүүлэх үед эсэргүүцэх чадвар нь нэмэгдэхгүй, харин буурдаг. Гэхдээ тэдний практикт хэрэглэгдэх гол шинж чанар нь нэг талын дамжуулалт болж хувирав. улмаас жигд бус хуваарилалтхагас дамжуулагч талст дахь дулааны хөдөлгөөний энерги, зарим атомууд ионждог. Гарсан электронуудыг хүрээлэн буй атомууд барьж авах боломжгүй, учир нь тэдгээрийн валентийн холбоо нь ханасан байна. Эдгээр чөлөөт электронууд металлаар дамжин хөдөлж, үүсгэж болно электрон гүйдэлдамжуулах чанар. Үүний зэрэгцээ бүрхүүлээс электрон зугтсан атом нь ион болдог. Энэ ион нь хөрш атомыг барьж авснаар саармагжуулдаг. Ийм эмх замбараагүй хөдөлгөөний үр дүнд алга болсон ионтой газрын хөдөлгөөн үүсдэг бөгөөд энэ нь эерэг цэнэгийн хөдөлгөөн мэт гаднаас харагддаг. Үүнийг нүхний дамжуулалтын гүйдэл гэж нэрлэдэг. Тохиромжтой хагас дамжуулагч талст дээр тэнцүү тооны чөлөөт электрон ба нүхний хөдөлгөөнөөс гүйдэл үүсдэг. Энэ төрлийн дамжуулалтыг гэж нэрлэдэг өөрийн дамжуулах чадвар. Температур буурах тусам атомуудын дундаж энергитэй пропорциональ чөлөөт электронуудын тоо буурч, хагас дамжуулагч нь диэлектриктэй төстэй болно. Дамжуулах чадварыг сайжруулахын тулд заримдаа хольцыг хагас дамжуулагч дээр нэмдэг бөгөөд энэ нь донор (нүхний тоог нэмэгдүүлэхгүйгээр электроны тоог нэмэгдүүлэх) ба хүлээн авагч (электронуудын тоог нэмэгдүүлэхгүйгээр нүхний тоог нэмэгдүүлэх) байж болно. Электроны тоо нүхний тооноос давсан хагас дамжуулагчийг электрон хагас дамжуулагч буюу n төрлийн хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Нүхний тоо электроны тооноос давсан хагас дамжуулагчийг нүхний хагас дамжуулагч буюу p хэлбэрийн хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг.

43. Хагас дамжуулагч диод. Транзистор.

Хагас дамжуулагч диод нь дараахь хэсгээс бүрдэнэ p-nшилжилт, өөрөөр хэлбэл. холбосон хоёр хагас дамжуулагчаар хийгдсэн янз бүрийн төрөлдамжуулах чанар. Холбох үед электронууд тархдаг r- хагас дамжуулагч. Энэ нь электрон хагас дамжуулагч дээр донорын хольцын нөхөн олговоргүй эерэг ионууд, нүхэнд хагас дамжуулагч - тархсан электронуудыг барьж авсан хүлээн авагч хольцын сөрөг ионууд гарч ирэхэд хүргэдэг. Хоёр давхаргын хооронд цахилгаан орон үүсдэг. Хэрэв электрон дамжуулалттай хэсэгт эерэг цэнэг, нүхний дамжуулалттай хэсэгт сөрөг цэнэг өгвөл блоклох талбар нэмэгдэж, гүйдлийн хүч огцом буурч, хүчдэлээс бараг хамааралгүй болно. Энэ асаах аргыг блоклох гэж нэрлэдэг бөгөөд диод дахь гүйдлийг урвуу гэж нэрлэдэг. Хэрэв нүхний дамжуулалт бүхий хэсэгт эерэг цэнэг, электрон дамжуулалт бүхий хэсэгт сөрөг цэнэг хэрэглэвэл диодоор дамжих гүйдлийн хүч нь зөвхөн гадаад хэлхээний эсэргүүцэлээс хамаарна. Шилжүүлгийн энэ аргыг bypass гэж нэрлэдэг ба диод дахь гүйдлийг шууд гэж нэрлэдэг.

Хагас дамжуулагч триод гэж нэрлэгддэг транзистор нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ p-n(эсвэл n-p) шилжилтүүд. Кристалын дунд хэсгийг суурь гэж нэрлэдэг бөгөөд гаднах хэсэг нь ялгаруулагч ба коллектор юм. Суурь нь нүх дамжуулах чадвартай транзисторыг транзистор гэж нэрлэдэг p-n-pшилжилт. Транзисторыг жолоодохын тулд p-n-p-эмиттерт харьцангуй сөрөг туйлтай хүчдэлийг коллекторт хэрэглэнэ. Суурийн хүчдэл нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно. Учир нь илүү олон нүх байгаа бол уулзвараар дамжин өнгөрөх гол гүйдэл нь нүхний тархалтын урсгал байх болно. r- бүс нутгууд Хэрэв ялгаруулагч руу бага зэрэг урагш хүчдэл хэрэглэвэл нүхний гүйдэл түүгээр дамжин урсах бөгөөд үүнээс тархах болно. r-д байгаа бүс нутгууд n- талбай (суурь). Гэхдээ учир нь Хэрэв суурь нь нарийн бол нүхнүүд нь талбайн хурдасгаж, коллектор руу нисдэг. (???, би энд ямар нэг юм ойлгосонгүй...). Транзистор нь гүйдлийг түгээх чадвартай бөгөөд ингэснээр түүнийг өсгөдөг. Коллекторын хэлхээний гүйдлийн өөрчлөлтийг үндсэн хэлхээний гүйдлийн өөрчлөлтөд харьцуулсан харьцаа, бусад зүйлс тэнцүү байх үед үндсэн гүйдлийн интеграл дамжуулах коэффициент гэж нэрлэгддэг тогтмол утга юм. Тиймээс үндсэн хэлхээний гүйдлийг өөрчилснөөр коллекторын хэлхээний гүйдлийн өөрчлөлтийг олж авах боломжтой. (???)

44. Хий дэх цахилгаан гүйдэл. Төрөл зүйл хийн ялгаралт болон тэдгээрийн хэрэглээ.Плазмын тухай ойлголт.

Хий нь гэрэл эсвэл халуунд өртөх үед гүйдэл дамжуулагч болж чаддаг. Гадны нөлөөллийн нөхцөлд хийгээр дамжин өнгөрөх гүйдлийг бие даасан бус гэж нэрлэдэг. цахилгаан цэнэггүйдэл. Температурын нөлөөн дор хийн ион үүсэх процессыг дулааны ионжуулалт гэж нэрлэдэг. Гэрлийн цацрагийн нөлөөн дор ионуудын харагдах байдал нь фотоионжуулалт юм. Молекулуудын нэлээд хэсэг нь ионжсон хийг плазм гэж нэрлэдэг. Плазмын температур хэдэн мянган градус хүрдэг. Плазмын электрон ба ионууд нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор хөдөлж чаддаг. Хийн даралт, шинж чанараас хамааран талбайн хүч нэмэгдэхийн хэрээр гадны ионжуулагчийн нөлөөлөлгүйгээр хийн ялгаралт үүсдэг. Энэ үзэгдлийг бие даасан цахилгаан цэнэггүйдэл гэж нэрлэдэг. Электрон атомыг цохиход ионжуулахын тулд иончлолын ажлаас багагүй энергитэй байх шаардлагатай. Электрон нь энэ энергийг өөрийн чөлөөт замын дагуух хий дэх гадаад цахилгаан орны хүчний нөлөөн дор олж авах боломжтой. . Учир нь Дундаж чөлөөт зам нь бага, бие даасан ялгадас нь зөвхөн талбайн өндөр хүчдэлтэй үед л боломжтой. Хийн бага даралттай үед гэрэлтэх ялгадас үүсдэг бөгөөд энэ нь ховордох үед хийн дамжуулах чанар нэмэгдсэнтэй холбоотой юм (чөлөөт зам нэмэгддэг). Хэрэв одоогийн хүч чадал нь бие даасан ялгадасЭнэ нь маш өндөр, электрон нөлөөлөл нь катод ба анодыг халаахад хүргэдэг. Өндөр температурт катодын гадаргуугаас электронууд ялгарч, хий дэх цэнэгийг хадгалдаг. Энэ төрлийн ялгадасыг нуман гэж нэрлэдэг.

45. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл. Термионы ялгаралт. Катодын туяа хоолой.

Вакуум дотор тээвэрлэгч байхгүй үнэ төлбөргүй, тийм ч үгүй гадны нөлөөВакуумд гүйдэл байхгүй. Хэрэв электродын аль нэг нь өндөр температурт халсан бол энэ нь тохиолдож болно. Халаасан катод нь түүний гадаргуугаас электрон ялгаруулдаг. Халаасан биеийн гадаргуугаас чөлөөт электрон ялгарах үзэгдлийг термионы ялгарал гэнэ. Термионы ялгаралтыг ашигладаг хамгийн энгийн төхөөрөмж бол вакуум диод юм. Анод нь металл хавтан, катод нь нимгэн ороомог утаснаас бүрдэнэ. Катодыг халаах үед түүний эргэн тойронд электрон үүл үүсдэг. Хэрэв та катодыг зайны эерэг терминал руу, анодыг сөрөг терминал руу холбовол диод доторх талбар нь электронуудыг катод руу хазайлгаж, гүйдэл гарахгүй. Хэрэв та эсрэгээр - анодыг нэмэх, катодыг хасах руу холбовол цахилгаан орон нь электронуудыг анод руу шилжүүлэх болно. Энэ нь диодын нэг талын дамжуулалтын шинж чанарыг тайлбарладаг. Катодоос анод руу шилжих электронуудын урсгалыг ашиглан удирдаж болно цахилгаан соронзон орон. Үүнийг хийхийн тулд диодыг өөрчилж, анод ба катодын хооронд сүлжээг нэмж өгдөг. Үүссэн төхөөрөмжийг триод гэж нэрлэдэг. Хэрэв та үүнийг сүлжээнд хэрэглэвэл сөрөг боломж, дараа нь тор ба катодын хоорондох талбар нь электроны хөдөлгөөнд саад болно. Хэрэв та эерэг талбарыг хэрэглэвэл энэ талбар нь электронуудын хөдөлгөөнд саад болно. Катодоос ялгарах электронуудыг хурдасгах боломжтой өндөр хурдтай. Цахилгаан соронзон орны нөлөөгөөр электрон цацрагийн хазайх чадварыг CRT-д ашигладаг.

46. ​​Гүйдлийн соронзон харилцан үйлчлэл. Соронзон орон. Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагч дээр үйлчлэх хүч. Соронзон орны индукц.

Хэрэв ижил чиглэлтэй гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрвөл тэд татдаг бөгөөд хэрэв тэдгээр нь тэнцүү бол тэд няцаах болно. Тиймээс дамжуулагчийн хооронд зарим нэг харилцан үйлчлэл байдаг бөгөөд үүнийг цахилгаан орон байгаагаар тайлбарлах боломжгүй, учир нь Ерөнхийдөө дамжуулагч нь цахилгаан саармаг байдаг. Соронзон орон нь хөдөлж буй цахилгаан цэнэгүүдээс үүсдэг бөгөөд зөвхөн хөдөлгөөнт цэнэгүүдэд нөлөөлдөг. Соронзон орон нь тусгай төрлийн матери бөгөөд орон зайд тасралтгүй байдаг. Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх нь орчиноос үл хамааран соронзон орон үүсэхэд дагалддаг. Гүйдлийн хүчийг тодорхойлохын тулд дамжуулагчийн соронзон харилцан үйлчлэлийг ашигладаг. 1 ампер нь хоёроор дамжин өнгөрөх гүйдлийн хүч юм зэрэгцээ дамжуулагч¥ урт, бие биенээсээ 1 метрийн зайд байрлах жижиг хөндлөн огтлолтой, соронзон урсгал нь урт метр бүрт тэнцүү доод хэсэгт харилцан үйлчлэх хүчийг үүсгэдэг. Гүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээр соронзон орон үйлчлэх хүчийг Амперын хүч гэнэ. Соронзон орны гүйдэл дамжуулагчд нөлөөлөх чадварыг тодорхойлохын тулд соронзон индукц гэж нэрлэгддэг хэмжигдэхүүн байдаг. Соронзон индукцийн модуль харьцаатай тэнцүү байнагүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээр үйлчлэх Ампер хүчний хамгийн их утга, дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч ба түүний урт. Индукцийн векторын чиглэлийг зүүн гарын дүрмээр тодорхойлно (дамжуулагч нь гарны дагуу, эрхий хуруухүч, алган дээр - индукц). Соронзон индукцийн нэгж нь tesla, индукцтэй тэнцүүийм соронзон урсгал, үүнд 1 ампер гүйдэлтэй 1 метр дамжуулагч ажилладаг хамгийн их хүч чадалАмпер 1 Ньютон. Соронзон индукцийн вектор тангенциалаар чиглэсэн аль ч цэгт байгаа шугамыг соронзон индукцийн шугам гэнэ. Хэрэв зарим орон зайн бүх цэгүүдэд индукцийн вектор байгаа бол ижил үнэ цэнэмодуль ба ижил чиглэлтэй бол энэ хэсгийн талбарыг нэгэн төрлийн гэж нэрлэдэг. Ампер хүчний соронзон индукцийн вектортой харьцуулахад гүйдэл дамжуулагчийн налуу өнцгөөс хамааран өнцгийн синустай пропорциональ өөрчлөгдөнө.

47. Амперын хууль.Хөдөлгөөнт цэнэгт соронзон орны нөлөө. Лоренцын хүч.

Дамжуулагчийн гүйдэлд соронзон орны нөлөөлөл нь хөдөлж буй цэнэгүүдэд үйлчилдэг болохыг харуулж байна. Одоогийн хүч чадал Iдамжуулагч дахь концентрацитай холбоотой nүнэгүй цэнэглэгдсэн тоосонцор, хурд vтэдний захиалгат хөдөлгөөн, талбай Сдамжуулагчийн хөндлөн огтлолын илэрхийлэл, энд q- нэг бөөмийн цэнэг. Энэ илэрхийллийг Ампер хүчний томъёонд орлуулснаар бид олж авна . Учир нь nSlурттай дамжуулагч дахь чөлөөт хэсгүүдийн тоотой тэнцүү байна л, дараа нь хурдтай хөдөлж буй нэг цэнэгтэй бөөм дээр талбайгаас үйлчлэх хүч vсоронзон индукцийн векторын а өнцгөөр Бтэнцүү байна . Энэ хүчийг Лоренцын хүч гэж нэрлэдэг. Эерэг цэнэгийн хувьд Лоренцын хүчний чиглэлийг зүүн гарын дүрмээр тодорхойлно. Нэг төрлийн соронзон орон дээр соронзон орны индукцийн шугамд перпендикуляр хөдөлж буй бөөмс Лоренцын хүчний нөлөөн дор төв рүү чиглэсэн хурдатгал олж авдаг. мөн тойрог хэлбэрээр хөдөлдөг. Тойргийн радиус ба эргэлтийн үеийг илэрхийллээр тодорхойлно . Орбитын радиус ба хурдаас хамааралгүй байдлыг цэнэглэгдсэн бөөмийн хурдасгуур - циклотронд ашигладаг.

48. Бодисын соронзон шинж чанар. Ферромагнетууд.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь цэнэгүүд байгаа орчноос хамаардаг. Хэрэв та том ороомгийн ойролцоо жижиг нэгийг өлгөх юм бол энэ нь хазайх болно. Хэрэв том хэсэгт нь төмөр цөм хийвэл хазайлт нэмэгдэнэ. Энэ өөрчлөлт нь цөм нэмэгдэхэд индукц өөрчлөгддөгийг харуулж байна. Гадны соронзон орныг ихээхэн нэмэгдүүлдэг бодисыг ферромагнет гэж нэрлэдэг. Дундаж дахь соронзон орны индукц нь вакуум дахь талбайн индукцаас хэд дахин ялгаатай болохыг харуулсан физик хэмжигдэхүүнийг соронзон нэвчилт гэнэ. Бүх бодисууд соронзон орныг сайжруулдаггүй. Парамагнетууд үүсгэдэг сул талбар, гадна талын чиглэлтэй давхцаж байна. Диамагнетик нь талбайнхаа хамт гадаад талбарыг сулруулдаг. Ферромагнетизмыг электроны соронзон шинж чанараар тайлбарладаг. Электрон бол хөдөлгөөнт цэнэг тул өөрийн гэсэн соронзон оронтой. Зарим талстуудад электронуудын соронзон орны зэрэгцээ чиглүүлэх нөхцөл байдаг. Үүний үр дүнд ферросоронзон талст дотор домэйн гэж нэрлэгддэг соронзлогдсон хэсгүүд гарч ирдэг. Гадны соронзон орон нэмэгдэхийн хэрээр домайнууд чиглэлээ эрэмбэлдэг. Индукцийн тодорхой утгын үед домайнуудын чиг баримжаа бүрэн эрэмбэлэгдэж, соронзон ханалт үүснэ. Ферромагнетыг гадны соронзон орноос салгахад бүх домэйнууд чиглэлээ алддаггүй бөгөөд бие нь байнгын соронз болж хувирдаг. Доменуудын эмх цэгцтэй чиг баримжаа нь атомуудын дулааны чичиргээнээс болж эвдэрч болно. Бодисын ферросоронзон байхаа болих температурыг Кюри температур гэж нэрлэдэг.

49. Цахилгаан соронзон индукц. Соронзон урсгал. Хууль цахилгаан соронзон индукц. Лензийн дүрэм.

Хаалттай хэлхээнд соронзон орон өөрчлөгдөхөд цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Энэ гүйдлийг индукцийн гүйдэл гэж нэрлэдэг. Хэлхээнд нэвтэрч буй соронзон орны өөрчлөлтөөс болж хаалттай хэлхээнд гүйдэл үүсэх үзэгдлийг цахилгаан соронзон индукц гэж нэрлэдэг. Хаалттай хэлхээнд гүйдэл гарч ирэх нь цахилгаан статик бус шинж чанартай гадны хүч байгааг илтгэнэ. өдөөгдсөн emf. Тоон тодорхойлолтЦахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг өдөөгдсөн emf ба соронзон урсгалын хоорондын холбоог тогтоох үндсэн дээр өгсөн болно. Соронзон урсгал Фгадаргуугаар дамжин өнгөрөх нь гадаргуугийн талбайн бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм Ссоронзон индукцийн векторын нэг модуль Бба гадаргын нормаль хоорондын а өнцгийн косинусаар. Соронзон урсгалын нэгж нь вэбер бөгөөд 1 секундын дотор жигд буурах үед 1 вольтын эмф үүсгэдэг урсгалтай тэнцүү байна. Чиглэл өдөөгдсөн гүйдэлхэлхээг цоолох урсгал ихсэх эсвэл буурах эсэх, мөн хэлхээтэй харьцуулахад талбайн чиглэлээс хамаарна. Ленцийн дүрмийн ерөнхий томъёолол: хаалттай хэлхээнд үүссэн индукцийн гүйдэл нь ийм чиглэлтэй байдаг тул хэлхээгээр хязгаарлагдсан талбайн дундуур үүсгэсэн соронзон урсгал нь энэ гүйдлийг үүсгэдэг соронзон урсгалын өөрчлөлтийг нөхөх хандлагатай байдаг. Цахилгаан соронзон индукцийн хууль: Хаалттай хэлхээний индукцийн цахилгаан эрчим хүч нь энэ хэлхээгээр хязгаарлагдсан гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгалын өөрчлөлтийн хурдтай шууд пропорциональ бөгөөд Ленцийн дүрмийг харгалзан энэ урсгалын өөрчлөлтийн хурдтай тэнцүү байна. -аас бүрдсэн ороомог дахь EMF өөрчлөгдөх үед nижил эргэлтүүд, нийт emf in nнэг ээлжинд emf-ийг дахин нэмэгдүүлнэ. Соронзон урсгалын тодорхойлолт дээр үндэслэн жигд соронзон орны хувьд 1 квадрат метр хэлхээг дамжих урсгал 1 Вебертэй тэнцүү бол индукц нь 1 Теслатай тэнцүү байна. Хөдөлгөөнгүй дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл үүсэх нь соронзон харилцан үйлчлэлээр тайлбарлагддаггүй, учир нь Соронзон орон нь зөвхөн хөдөлгөөнт цэнэг дээр ажилладаг. Соронзон орон өөрчлөгдөхөд үүсдэг цахилгаан оронг эргүүлэгтэй цахилгаан орон гэж нэрлэдэг. Хүчний ажил эргүүлэг талбарцэнэгийн хөдөлгөөнөөр өдөөгдсөн EMF юм. Эргэлтийн талбар нь цэнэгтэй холбоогүй бөгөөд хаалттай шугамуудыг илэрхийлдэг. Битүү гогцооны дагуу энэ талбайн хүчний хийсэн ажил тэгээс өөр байж болно. Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл нь соронзон урсгалын эх үүсвэр амарч, дамжуулагч хөдөлж байх үед бас тохиолддог. Энэ тохиолдолд өдөөгдсөн emf үүсэх шалтгаан нь тэнцүү байна , нь Лоренцын хүч юм.

50. Өөрийгөө индукцийн үзэгдэл. Индукц. Соронзон орны энерги.

Дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх цахилгаан гүйдэл нь түүний эргэн тойронд соронзон орон үүсгэдэг. Соронзон урсгал Фхэлхээгээр дамжин өнгөрөх нь соронзон индукцийн вектортой пропорциональ байна IN, ба индукц нь эргээд дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч юм. Тиймээс соронзон урсгалын хувьд бид бичиж болно. Пропорциональ коэффициентийг индукц гэж нэрлэдэг бөгөөд дамжуулагчийн шинж чанар, түүний хэмжээ, түүний байрлах орчноос хамаарна. Индукцийн нэгж нь Генри, хэрэв 1 ампер гүйдлийн хүч чадалд соронзон урсгал 1 Вебертэй тэнцүү бол индукц нь 1 henry-тэй тэнцүү байна. Ороомог дахь гүйдэл өөрчлөгдөхөд энэ гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон урсгал өөрчлөгддөг. Соронзон урсгалын өөрчлөлт нь ороомогт өдөөгдсөн emf гарч ирэхэд хүргэдэг. Энэ хэлхээнд гүйдлийн хүч өөрчлөгдсөний үр дүнд ороомог дахь өдөөгдсөн EMF үүсэх үзэгдлийг өөрөө индукц гэж нэрлэдэг. Лензийн дүрмийн дагуу өөрөө индукцийн emf нь хэлхээг асаах үед нэмэгдэж, хэлхээг унтраах үед буурахаас сэргийлдэг. Индуктив ороомогт үүсдэг өөрөө өдөөгдсөн EMF Л, цахилгаан соронзон индукцийн хуулийн дагуу тэнцүү байна . Сүлжээг эх үүсвэрээс салгахад шугаман хуулийн дагуу гүйдэл багасна гэж бодъё. Дараа нь өөрөө өдөөгдсөн emf байна тогтмол утга, тэнцүү . Тухайн үед тшугаман бууралтаар цэнэг нь хэлхээгээр дамжих болно. Энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдлийн хийсэн ажил нь тэнцүү байна . Энэ ажлыг эрчим хүчний гэрлийн төлөө хийдэг В мороомгийн соронзон орон.

51. Гармоник чичиргээ. Хэлбэлзлийн далайц, үе, давтамж, үе шат.

Механик чичиргээ нь цаг хугацааны тэнцүү интервалд яг эсвэл ойролцоогоор ижил давтагдах биеийн хөдөлгөөн юм. Харгалзан үзэж буй биетүүдийн системийн доторх биетүүдийн хооронд үйлчлэх хүчийг дотоод хүч гэж нэрлэдэг. Системийн биед бусад биеэс үйлчлэх хүчийг гадны хүч гэнэ. Чөлөөт чичиргээ нь нөлөөн дор үүсдэг чичиргээ юм дотоод хүчжишээлбэл, утсан дээрх дүүжин. Гадны хүчний нөлөөн дор чичиргээ - албадан хэлбэлзэлжишээлбэл, хөдөлгүүр дэх бүлүүр. Бүх төрлийн чичиргээний нийтлэг шинж чанар нь тодорхой хугацааны дараа хөдөлгөөний үйл явцын давтагдах чадвар юм. Гармоник чичиргээ нь тэгшитгэлээр тодорхойлсон чичиргээ юм . Ялангуяа хэв гажилттай пропорциональ нэг сэргээх хүч бүхий системд үүсэх хэлбэлзэл нь гармоник юм. Биеийн хөдөлгөөн давтагдах хамгийн бага интервалыг хэлбэлзлийн үе гэж нэрлэдэг Т. Нэгж цаг хугацааны хэлбэлзлийн тоог тодорхойлдог хэлбэлзлийн үеийн урвуу физик хэмжигдэхүүнийг давтамж гэж нэрлэдэг. Давтамжийг герцээр хэмждэг, 1 Гц = 1 с -1. Циклийн давтамжийн тухай ойлголтыг бас ашигладаг бөгөөд энэ нь 2p секундын хэлбэлзлийн тоог тодорхойлдог. Тэнцвэрийн байрлалаас хамгийн их шилжилтийн хэмжээг далайц гэж нэрлэдэг. Косинусын тэмдгийн доорх утга нь хэлбэлзлийн үе шат, j 0 нь хэлбэлзлийн эхний үе шат юм. Деривативууд нь мөн гармоник байдлаар өөрчлөгддөг ба , дурын хазайлтаар нийт механик энерги X(өнцөг, координат гэх мэт) тэнцүү байна , Хаана АТэгээд IN- системийн параметрээр тодорхойлогддог тогтмолууд. Энэ илэрхийлэлийг ялгаж, гадны хүч байхгүйг харгалзан үзээд , хаанаас .

52. Математикийн дүүжин. Пүршний ачааны хэлбэлзэл. Хэлбэлзлийн үе математикийн дүүжинмөн пүршний жин.

Биеийн масстай харьцуулахад жин нь өчүүхэн бага, сунадаггүй утсан дээр дүүжлэгдсэн жижиг биеийг математикийн дүүжин гэж нэрлэдэг. Босоо байрлал гэдэг нь таталцлын хүчийг уян хатан байдлын хүчээр тэнцвэржүүлдэг тэнцвэрийн байрлал юм. Савлуурыг тэнцвэрийн байрлалаас бага зэрэг хазайлтын үед тэнцвэрийн байрлал руу чиглэсэн үр дүнгийн хүч гарч ирэх ба түүний хэлбэлзэл нь гармоник байна. Бага дүүжин өнцөгтэй математик дүүжингийн гармоник хэлбэлзлийн хугацаа нь тэнцүү байна. Энэ томьёог гаргахын тулд савлуурын Ньютоны хоёрдугаар хуулийг бичье. Савлуур нь таталцлын хүч болон утасны суналтын нөлөөгөөр ажилладаг. Тэдний бага зэрэг хазайсан өнцгөөс гарах үр дүн нь -тэй тэнцүү байна. Тиймээс, , хаана .

Пүрш дээр дүүжлэгдсэн биеийн гармоник чичиргээний үед уян харимхай хүч нь Хукийн хуулийн дагуу тэнцүү байна. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу.

53. Гармоник чичиргээний үед эрчим хүчний хувиргалт. Албадан чичиргээ. Резонанс.

Математикийн дүүжин тэнцвэрийн байрлалаасаа хазайх үед түүний потенциал энерги нэмэгддэг, учир нь Дэлхий хүртэлх зай нэмэгддэг. Тэнцвэрийн байрлал руу шилжих үед савлуурын хурд нэмэгдэж, боломжит нөөц багасч, кинетик энерги нэмэгддэг. Тэнцвэрийн байрлалд кинетик энерги хамгийн их, боломжит энерги хамгийн бага байна. Хамгийн их хазайлтын байрлалд энэ нь эсрэгээрээ байна. Пүршний хувьд энэ нь адилхан боловч дэлхийн таталцлын талбайн боломжит энерги биш, харин булгийн потенциал энерги юм. Чөлөөт чичиргээүргэлж чийгтэй болж хувирдаг, өөрөөр хэлбэл. далайцын бууралттай, учир нь энерги нь хүрээлэн буй биетэй харилцахад зарцуулагддаг. Энэ тохиолдолд эрчим хүчний алдагдал нь тухайн үеийн гадны хүчний ажилтай тэнцүү байна. Далайц нь хүчний өөрчлөлтийн давтамжаас хамаарна. Гадны хүчний хэлбэлзлийн давтамж нь системийн байгалийн хэлбэлзлийн давтамжтай давхцах үед энэ нь хамгийн их далайцдаа хүрдэг. Тодорхойлсон нөхцөлд албадан хэлбэлзлийн далайцыг нэмэгдүүлэх үзэгдлийг резонанс гэж нэрлэдэг. Резонансын үед гадаад хүчтухайн хугацаанд хамгийн их эерэг ажлыг гүйцэтгэдэг бол резонансын нөхцөлийг системд хамгийн их энерги шилжүүлэх нөхцөл гэж тодорхойлж болно.

54. доторх хэлбэлзлийн тархалт уян хатан орчин. Хөндлөн ба уртааш долгион. Долгионы урт. Долгионы урт ба түүний тархалтын хурд хоорондын хамаарал. Дууны долгион. Дууны хурд. Хэт авиан

Орчны нэг газар дахь хэлбэлзлийг өдөөх нь хөрш зэргэлдээ хэсгүүдийн албадан хэлбэлзлийг үүсгэдэг. Орон зайд тархах чичиргээний үйл явцыг долгион гэж нэрлэдэг. Тархалтын чиглэлд перпендикуляр чичиргээ үүсэх долгионыг хөндлөн долгион гэнэ. Долгионы тархалтын чиглэлийн дагуу хэлбэлзэл үүсдэг долгионыг уртааш долгион гэнэ. Уртааш долгионбүх орчинд тохиолдож болно, хөндлөн - in хатуу бодисхэв гажилт эсвэл гадаргуугийн хурцадмал байдал ба таталцлын хүчний үед уян хатан хүчний нөлөөн дор. Сансарт v хэлбэлзлийн тархалтын хурдыг долгионы хурд гэнэ. Ижил фазаар хэлбэлзэж буй бие биендээ хамгийн ойр цэгүүдийн хоорондох l зайг долгионы урт гэнэ. Хурд ба хугацаанаас долгионы уртын хамаарлыг , эсвэл гэж илэрхийлнэ. Долгион үүсэх үед тэдгээрийн давтамж нь эх үүсвэрийн хэлбэлзлийн давтамжаар, хурд нь тархаж буй орчинд тодорхойлогддог тул ижил давтамжтай долгионууд өөр өөр байж болно. өөр өөр орчинөөр өөр урттай. Агаар дахь шахалт, ховордох үйл явц нь бүх чиглэлд тархдаг бөгөөд үүнийг дууны долгион гэж нэрлэдэг. Дууны долгион нь уртаашаа байдаг. Дууны хурд нь аливаа долгионы хурд шиг орчиноос хамаардаг. Агаарт дууны хурд 331 м/с, усанд 1500 м/с, ганд 6000 м/с байна. Дууны даралт нь дууны долгионы улмаас үүссэн хий эсвэл шингэн дэх даралт юм. Дууны эрчмийг нэгж хугацаанд нэгж хөндлөн огтлолын дундуур дууны долгионоор дамжуулсан энергиээр хэмждэг. чиглэлд перпендикулярдолгионы тархалт ба метр квадрат тутамд ваттаар хэмжигддэг. Дууны эрч хүч нь түүний эзлэхүүнийг тодорхойлдог. Дууны өндөр нь чичиргээний давтамжаар тодорхойлогддог. Хэт авиа ба хэт авиан нь 20 килогерц ба 20 герц давтамжтай сонсогдохын хязгаараас давсан дууны чичиргээ юм.

55.Хэлхээний чөлөөт цахилгаан соронзон хэлбэлзэл. Тербеллийн хэлхээнд энергийг хувиргах. Хэлхээний хэлбэлзлийн байгалийн давтамж.

Цахилгаан осцилляторын хэлхээ нь хаалттай хэлхээнд холбогдсон конденсатор ба ороомогоос бүрдэх систем юм. Ороомог конденсаторт холбогдсон үед ороомогт гүйдэл үүсч, цахилгаан орны энерги нь соронзон орны энерги болж хувирдаг. Конденсатор шууд цэнэггүй болдог, учир нь... Энэ нь ороомог дахь өөрөө өдөөгдсөн EMF-ээр сэргийлдэг. Конденсаторыг бүрэн цэнэггүй болгох үед өөрөө индукцийн EMF нь гүйдэл буурахаас сэргийлж, соронзон орны энерги нь цахилгаан энерги болж хувирна. Энэ тохиолдолд үүссэн гүйдэл нь конденсаторыг цэнэглэх бөгөөд ялтсууд дээрх цэнэгийн тэмдэг нь анхныхаас эсрэг байх болно. Үүний дараа бүх энерги нь хэлхээний элементүүдийг халаахад зарцуулагдах хүртэл процесс давтагдана. Ийнхүү хэлбэлзлийн хэлхээн дэх соронзон орны энерги нь цахилгаан энерги болон эсрэгээр хувирдаг. Системийн нийт энергийн хувьд дараах харилцааг бичиж болно. , хаанаас дур зоргоороо цаг хугацаа . Мэдэгдэж байгаагаар, бүрэн гинжин хэлхээний хувьд . Үүнд итгэж байна хамгийн тохиромжтой R»0, бид эцэст нь авах, эсвэл . Үүний шийдэл дифференциал тэгшитгэлфункц юм , Хаана. w утгыг хэлхээн дэх хэлбэлзлийн байгалийн дугуй (циклик) давтамж гэж нэрлэдэг.

56. Албадан цахилгаан хэлбэлзэл. Хувьсах цахилгаан гүйдэл. Оруулагч. Хувьсах гүйдлийн хүч.

Цахилгаан хэлхээн дэх хувьсах гүйдэл нь тэдгээрийн албадан хүчийг өдөөх үр дүн юм цахилгаан соронзон чичиргээ. Хавтгай ороомогыг талбайтай болго Сба индукцийн вектор Бороомгийн хавтгайд перпендикуляр j өнцөг үүсгэнэ. Соронзон урсгал ФЭнэ тохиолдолд эргэлтийн талбайг илэрхийллээр тодорхойлно. Ороомог n давтамжтайгаар эргэх үед j өнцөг хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө. Дараа нь урсгалын илэрхийлэл хэлбэрийг авна. Соронзон урсгалын өөрчлөлт нь урсгалын өөрчлөлтийн хурдыг хассантай тэнцүү өдөөгдсөн emf-ийг үүсгэдэг. Тиймээс өдөөгдсөн EMF-ийн өөрчлөлт нь дагуу явагдана гармоник хууль. Генераторын гаралтаас хасагдсан хүчдэл нь ороомгийн эргэлтийн тоотой пропорциональ байна. Гармоник хуулийн дагуу хүчдэл өөрчлөгдөх үед Дамжуулагч дахь талбайн хүч нь ижил хуулийн дагуу өөрчлөгддөг. Талбайн нөлөөн дор давтамж, фаз нь хүчдэлийн хэлбэлзлийн давтамж, үе шаттай давхцдаг зүйл гарч ирдэг. Хэлхээний гүйдлийн хүч чадлын хэлбэлзэл нь хэрэглэсэн ээлжит хүчдэлийн нөлөөн дор үүсдэг. Гүйдэл ба хүчдэлийн үе шатууд давхцах үед хувьсах гүйдлийн хүч нь эсвэл тэнцүү байна . Тухайн үеийн косинусын квадратын дундаж утга нь 0.5, тиймээс . Гүйдлийн үр дүнтэй утга нь дамжуулагч дахь хувьсах гүйдэлтэй ижил хэмжээний дулаан ялгаруулдаг шууд гүйдэл юм. Далайцаар Imaxодоогийн хүч чадлын гармоник хэлбэлзэл үр дүнтэй хүчдэлтэнцүү байна. Үр дүнтэй хүчдэлийн утга нь түүний далайцын утгаас хэд дахин бага байна хэлбэлзлийн үе шатууд давхцах үед гүйдлийн дундаж хүчийг үр дүнтэй хүчдэл ба гүйдлийн хүчээр тодорхойлно.

5 7. Идэвхтэй, индуктив ба багтаамжийн урвал.

Идэвхтэй эсэргүүцэл Рчадлын илэрхийллээс гаргаж авсан хүчийг гүйдлийн квадраттай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм. Бага давтамжтай үед энэ нь давтамжаас бараг хамааралгүй бөгөөд дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэлтэй давхцдаг.

Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ороомгийг холбоно. Дараа нь гүйдэл нь хуулийн дагуу өөрчлөгдөхөд ороомогт өөрөө индуктив emf гарч ирдэг. Учир нь ороомгийн цахилгаан эсэргүүцэл тэг бол emf нь гадаад генераторын үүсгэсэн ороомгийн төгсгөлд хүчдэлийг хасахтай тэнцүү байна. (??? Өөр ямар генератор???). Тиймээс гүйдлийн өөрчлөлт нь хүчдэлийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг боловч фазын шилжилттэй байдаг . Бүтээгдэхүүн нь хүчдэлийн хэлбэлзлийн далайц, i.e. . Ороомог дээрх хүчдэлийн хэлбэлзлийн далайцыг одоогийн хэлбэлзлийн далайцтай харьцуулсан харьцааг индуктив урвал гэнэ. .

Хэлхээнд конденсатор байгаарай. Үүнийг асаахад энэ нь хугацааны дөрөвний нэгийг цэнэглэж, дараа нь ижил хэмжээгээр цэнэглэж, дараа нь ижил зүйл, гэхдээ туйлшрал өөрчлөгддөг. Конденсатор дээрх хүчдэл гармоник хуулийн дагуу өөрчлөгдөх үед түүний ялтсууд дээрх цэнэг нь тэнцүү байна. Хэлхээний гүйдэл нь цэнэг өөрчлөгдөх үед үүсдэг: ороомогтой адил гүйдлийн хэлбэлзлийн далайц нь тэнцүү байна. . Далайцыг одоогийн хүч чадалтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү утгыг багтаамжийн урвал гэж нэрлэдэг .

58. Хувьсах гүйдлийн Ом-ын хууль.

Цуваа холбосон резистор, ороомог, конденсатораас бүрдэх хэлхээг авч үзье. Ямар ч үед хэрэглэсэн хүчдэл нь элемент бүрийн хүчдэлийн нийлбэртэй тэнцүү байна. Бүх элементүүдийн одоогийн хүч чадлын хэлбэлзэл нь хуулийн дагуу явагддаг. Эсэргүүцэл дээрх хүчдэлийн хэлбэлзэл нь гүйдлийн хэлбэлзэлтэй үе шатанд давхцаж, конденсатор дээрх хүчдэлийн хэлбэлзэл нь фазын гүйдлийн хэлбэлзлээс хоцорч, ороомог дээрх хүчдэлийн хэлбэлзэл нь фазын гүйдлийн хэлбэлзлээс хоцорч байна. (тэд яагаад хоцорч байгаа юм бэ???). Тиймээс хүчдэлийн нийлбэр нь нийттэй тэнцүү байх нөхцөлийг дараах байдлаар бичиж болно. Давуу талыг ашиглаж байна вектор диаграм, хэлхээн дэх хүчдэлийн далайц нь , эсвэл , i.e.-тэй тэнцүү байгааг харж болно. . Хэлхээний нийт эсэргүүцлийг дараах байдлаар тэмдэглэнэ . Диаграмаас харахад хүчдэл нь гармоник хуулийн дагуу хэлбэлздэг . Эхний үе шат j-ийг томъёог ашиглан олж болно . Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд агшин зуурын хүч тэнцүү байна. Тухайн үеийн косинусын квадратын дундаж утга 0.5, . Хэрэв хэлхээнд ороомог ба конденсатор байгаа бол хувьсах гүйдлийн хувьд Ом-ын хуулийн дагуу. Энэ утгыг чадлын хүчин зүйл гэж нэрлэдэг.

59. Цахилгаан хэлхээн дэх резонанс.

Багтаамж ба индуктив урвал нь хэрэглэсэн хүчдэлийн давтамжаас хамаарна. Тиймээс тогтмол хүчдэлийн далайцтай үед гүйдлийн далайц нь давтамжаас хамаарна. Давтамжийн утгад ороомог ба конденсатор дээрх хүчдэлийн нийлбэр болно тэгтэй тэнцүү, учир нь Тэдний хэлбэлзэл нь фазын эсрэг байна. Үүний үр дүнд резонансын идэвхтэй эсэргүүцэл дээрх хүчдэл нь бүрэн хүчдэлтэй тэнцүү болж, гүйдэл нь гүйдэлд хүрдэг. хамгийн их утга. Резонансын индуктив ба багтаамжийн урвалыг илэрхийлье. , тиймээс . Энэ илэрхийлэл нь резонансын үед ороомог ба конденсатор дээрх хүчдэлийн хэлбэлзлийн далайц нь хэрэглэсэн хүчдэлийн хэлбэлзлийн далайцаас давж болохыг харуулж байна.

60. Трансформатор.

Трансформатор нь хоёр ороомогоос бүрдэнэ өөр өөр хэмжэээргэх. Ороомогуудын аль нэгэнд хүчдэл өгөхөд гүйдэл гарч ирнэ. Хэрэв хүчдэл нь гармоник хуулийн дагуу өөрчлөгдвөл гүйдэл нь ижил хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө. Ороомгоор дамжин өнгөрөх соронзон урсгал нь тэнцүү байна . Соронзон урсгал өөрчлөгдөхөд эхний ороомгийн эргэлт бүрт өөрөө индуктив EMF үүсдэг. Бүтээгдэхүүн нь нэг эргэлт дэх emf-ийн далайц, анхдагч ороомог дахь нийт emf юм. Хоёрдогч ороомог нь ижил соронзон урсгалаар нэвтэрдэг тул . Учир нь соронзон урсгал нь ижил байна. Ороомгийн идэвхтэй эсэргүүцэл нь индуктив эсэргүүцэлтэй харьцуулахад бага байдаг тул хүчдэл нь ойролцоогоор emf-тэй тэнцүү байна. Эндээс. Коэффицент TOхувиргах харьцаа гэж нэрлэдэг. Тиймээс утас ба судлын халаалтын алдагдал бага байдаг Ф1" Ф 2. Соронзон урсгал нь ороомгийн гүйдэл ба эргэлтийн тоотой пропорциональ байна. Тиймээс, өөрөөр хэлбэл. . Тэдгээр. трансформатор нь хүчдэлийг нэмэгдүүлдэг TOудаа, одоогийн хүчийг ижил хэмжээгээр бууруулдаг. Хоёр хэлхээний одоогийн хүч нь алдагдлыг үл тоомсорлож, ижил байна.

61. Цахилгаан соронзон долгион. Тэдний тархалтын хурд. Цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарууд.

Хэлхээний соронзон урсгалын аливаа өөрчлөлт нь индукцийн гүйдэл үүсэхэд хүргэдэг. Түүний гадаад төрхийг соронзон орны аливаа өөрчлөлттэй эргүүлэгтэй цахилгаан орон үүссэнээр тайлбарладаг. Хуйрамтгай цахилгаан зуух нь ердийнхтэй ижил шинж чанартай байдаг - соронзон орон үүсгэх. Ийнхүү нэгэнт эхэлсэн бол соронзон болон цахилгаан орон харилцан үүсгэх үйл явц тасралтгүй үргэлжилсээр байна. Цахилгаан соронзон долгионыг бүрдүүлдэг цахилгаан ба соронзон орон нь бусад долгионы процессоос ялгаатай нь вакуум орчинд байж болно. Интерференцтэй туршилтаас харахад цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд ойролцоогоор . IN ерөнхий тохиолдолдурын орчин дахь цахилгаан соронзон долгионы хурдыг томъёогоор тооцоолно. Цахилгаан ба соронзон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн энергийн нягт нь хоорондоо тэнцүү байна. , хаана. Цахилгаан соронзон долгионы шинж чанар нь бусад долгионы процессуудын шинж чанартай төстэй байдаг. Хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфейсээр дамжин өнгөрөхдөө тэдгээр нь хэсэгчлэн тусгагдсан ба хэсэгчлэн хугардаг. Тэдгээр нь диэлектрик гадаргуугаас тусдаггүй; тэдгээр нь металаас бараг бүрэн тусдаг. Цахилгаан соронзон долгион нь интерференц (Герцийн туршилт), дифракц (хөнгөн цагаан хавтан), туйлшрал (торон) шинж чанартай байдаг.

62. Радио холбооны зарчим. Хамгийн энгийн радио хүлээн авагч.

Радио холбоог явуулахын тулд цахилгаан соронзон долгион ялгаруулах боломжийг хангах шаардлагатай. Яаж илүү том өнцөгконденсаторын ялтсуудын хооронд - EM долгион нь орон зайд илүү чөлөөтэй тархдаг. Бодит байдал дээр, нээлттэй хэлхээороомог ба урт утас - антеннаас бүрдэнэ. Антенны нэг үзүүр нь газардуулгатай, нөгөө нь дэлхийн гадаргуугаас дээш өргөгдсөн байдаг. Учир нь цахилгаан соронзон долгионы энерги нь давтамжийн дөрөв дэх чадалтай пропорциональ байдаг бол ээлжит гүйдэл дууны давтамж дээр хэлбэлзэх үед EM долгион бараг үүсдэггүй. Тиймээс модуляцын зарчмыг ашигладаг - давтамж, далайц эсвэл үе шат. Хамгийн энгийн генератормодуляцлагдсан хэлбэлзлийг зурагт үзүүлэв. Хэлхээний хэлбэлзлийн давтамжийг хуулийн дагуу өөрчилье. Модуляцлагдсан дууны чичиргээний давтамжийг мөн адил өөрчилье , болон В<(Яагаад ийм юм бэ???)(G нь эсэргүүцлийн эсрэг). Энэ илэрхийлэлд хүчдэлийн утгыг орлуулснаар бид . Учир нь резонансын үед резонансын давтамжаас хол давтамжууд, дараа нь илэрхийллээс таслагдана бихоёр, гурав, тав дахь нэр томъёо алга болно, i.e. .

Энгийн радио хүлээн авагчийг авч үзье. Энэ нь антен, хувьсах конденсатор бүхий хэлбэлзэх хэлхээ, детекторын диод, резистор, утаснаас бүрдэнэ. Осцилляторын хэлхээний давтамжийг зөөгч давтамжтай давхцаж байхаар сонгосон бөгөөд конденсатор дээрх хэлбэлзлийн далайц хамгийн их болно. Энэ нь бүх хүлээн авсан давтамжаас хүссэн давтамжийг сонгох боломжийг танд олгоно. Хэлхээнээс модуляцлагдсан өндөр давтамжийн хэлбэлзэл детектор руу ордог. Илрүүлэгчийг өнгөрсний дараа гүйдэл нь хагас цикл тутамд конденсаторыг цэнэглэдэг бөгөөд дараагийн хагас мөчлөгт гүйдэл нь диодоор дамжихгүй бол конденсатор нь резистороор дамждаг. (Би зөв ойлгосон уу???).

64. Механик ба цахилгаан чичиргээний аналоги.

Механик болон цахилгаан чичиргээний аналоги нь дараах байдалтай байна.

Координат

Хурд

Одоогийн хүч чадал

Хурдатгал

Гүйдлийн өөрчлөлтийн хурд

Индукц

Хатуу байдал

Харилцан үнэ цэнэ

цахилгаан хүчин чадал

Хүчдэл

Зуурамтгай чанар

Эсэргүүцэл

Боломжит энерги

гажигтай пүрш

Цахилгаан талбайн энерги

конденсатор

Кинетик энерги, хаана .

65. Цахилгаан соронзон цацрагийн хуваарь. Цахилгаан соронзон цацрагийн шинж чанарын давтамжаас хамаарах хамаарал. Цахилгаан соронзон цацрагийн хэрэглээ.

10-6 м-ээс м хүртэлх урттай цахилгаан соронзон долгионы хүрээ нь радио долгион юм. Телевиз, радио холбоонд ашигладаг. 10 -6 м-ээс 780 нм хүртэлх урт - хэт улаан туяаны долгион. Үзэгдэх гэрэл - 780 нм-ээс 400 нм хүртэл. Хэт ягаан туяа - 400-аас 10 нм хүртэл. 10 нм-ээс оройн 22 цаг хүртэлх долгионы цацраг нь рентген туяа юм. Гамма цацраг нь богино долгионы урттай тохирдог. (өргөдөл???). Долгионы урт богино байх тусам (тиймээс давтамж их байх болно) долгион бага байх тусам орчин шингэдэг.

65. Гэрлийн шулуун шугаман тархалт. Гэрлийн хурд.Гэрлийн тусгал ба хугарлын хуулиуд.

Гэрлийн тархалтын чиглэлийг харуулсан шулуун шугамыг гэрлийн туяа гэнэ. Хоёр зөөвөрлөгчийн зааг дээр гэрэл хэсэгчлэн ойж, эхний орчинд шинэ чиглэлд тархаж, мөн хилээр хэсэгчлэн өнгөрч, хоёр дахь орчинд тархаж болно. Тусгалын цэг дээр сэргээн босгосон тусгалын цацраг, ойсон цацраг, хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хилийн перпендикуляр цацраг нь нэг хавтгайд байрладаг. Тусгалын өнцөг нь тусах өнцөгтэй тэнцүү байна. Энэ хууль нь аливаа байгалийн долгионы тусгалын хуультай давхцаж байгаа бөгөөд Гюйгенсийн зарчмаар нотлогдсон. Хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйсээр гэрэл өнгөрөхөд тусах өнцгийн синусыг хугарлын өнцгийн синустай харьцуулсан харьцаа нь өгөгдсөн хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хувьд тогтмол утга болно.<рисунок>. Хэмжээ nхугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг. Вакуумтай харьцуулахад орчны хугарлын илтгэгчийг тухайн орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэнэ. Хугарлын үр нөлөөг ажиглахдаа орчин нь оптик нягтралаас бага нягт руу шилжих тохиолдолд тусгалын өнцөг аажмаар нэмэгдэхийн хэрээр ийм утгад хүрч болохыг та анзаарч болно. хугарлын өнцөг нь тэнцүү болно. Энэ тохиолдолд тэгш байдал хангагдана. 0 тусгалын өнцгийг нийт ойлтын хязгаарын өнцөг гэнэ. 0-ээс их өнцөгт нийт тусгал үүсдэг.

66. Линз, дүрс бүтээх. Линзний томъёо.

Линз нь хоёр бөмбөрцөг гадаргуугаар хүрээлэгдсэн тунгалаг бие юм. Ирмэгээрээ дундаасаа зузаан линзийг хотгор, дунд хэсэгтээ зузаан линзийг гүдгэр гэж нэрлэдэг. Линзний хоёр бөмбөрцөг гадаргуугийн төвүүдийг дайран өнгөрөх шулуун шугамыг линзний гол оптик тэнхлэг гэж нэрлэдэг. Хэрэв линзний зузаан бага бол гол оптик тэнхлэг нь линзтэй огтлолцдог нэг цэгийг линзний оптик төв гэж нэрлэж болно. Оптик төвөөр дамжин өнгөрөх шулуун шугамыг хоёрдогч оптик тэнхлэг гэж нэрлэдэг. Хэрэв гол оптик тэнхлэгтэй параллель гэрлийн туяа линз рүү чиглэсэн бол гүдгэр линз дээр цацраг нь нэг цэг дээр нийлнэ. Ф. Линзний томъёонд линзээс виртуал дүрс хүртэлх зайг сөрөг гэж үздэг. Хоёр гүдгэр (мөн ямар ч) линзний оптик хүчийг түүний муруйлтын радиус, шил, агаарын хугарлын илтгэгчээр тодорхойлно. .

66. уялдаа холбоо. Гэрлийн хөндлөнгийн оролцоо ба түүнийг технологид ашиглах. Гэрлийн дифракци. Дифракцийн тор.

Гэрлийн долгионы шинж чанар нь дифракц, интерференцийн үзэгдлүүдэд ажиглагддаг. Фазын зөрүү нь тэгтэй тэнцүү хоёр гэрлийн давтамжийг хоорондоо уялдаатай гэж нэрлэдэг. Интерференцийн үед - уялдаа холбоотой долгион нэмэгдэх - цаг хугацааны явцад тогтвортой байх гэрэлтүүлгийн максимум ба минимумын интерференцийн загвар гарч ирдэг. Замын зөрүүтэй үед интерференцийн максимум үүсдэг - хамгийн бага. Саадын ирмэгийг туулах үед гэрлийн шугаман тархалтаас хазайх үзэгдлийг гэрлийн дифракц гэж нэрлэдэг. Энэ үзэгдлийг Гюйгенс-Фреснелийн зарчмаар тайлбарладаг: аль ч цэгийн эвдрэл нь долгионы гадаргуугийн элемент бүрээс ялгарах хоёрдогч долгионы хөндлөнгийн оролцооны үр дүн юм. Дифракцийг спектрийн хэрэгсэлд ашигладаг. Эдгээр төхөөрөмжүүдийн элемент нь хол зайд байрлах тунгалаг параллель судалтай системээр бүрсэн тунгалаг хавтан болох дифракцийн тор юм. гбие биенээсээ. сараалж дээр монохромат долгион унах болтугай. Дифракцийн үр дүнд ангархай бүрээс гэрэл зөвхөн анхны чиглэлд төдийгүй бусад бүх чиглэлд тархдаг. Хэрэв та линзийг сараалжны ард байрлуулбал фокусын хавтгайд бүх ангархайн зэрэгцээ цацрагийг нэг тууз болгон цуглуулна. Зэрэгцээ туяа нь замын зөрүүгээр дамждаг. Замын зөрүү нь бүхэл тооны долгионтой тэнцүү байх үед хамгийн их гэрлийн интерференц ажиглагдана. Долгионы урт бүрийн хувьд хамгийн их нөхцөл нь өөрийн өнцгөөр j хангагдана, тиймээс сараалж нь цагаан гэрлийг спектр болгон задалдаг. Долгионы урт нь урт байх тусам өнцөг том болно.

67. Гэрлийн тархалт. Цахилгаан соронзон цацрагийн спектр.Спектроскопи. Спектрийн шинжилгээ. Цацрагийн эх үүсвэр ба спектрийн төрлүүд.

Нарийхан зэрэгцээ цагаан гэрлийн цацраг нь призмээр дамжин өнгөрч, өөр өөр өнгийн гэрлийн цацрагт задардаг. Энэ тохиолдолд харагдах өнгөний зурвасыг тасралтгүй спектр гэж нэрлэдэг. Гэрлийн хурд долгионы уртаас (давтамжаас) хамаарах үзэгдлийг гэрлийн дисперс гэнэ. Энэ нөлөөг цагаан гэрэл нь хугарлын илтгэгчээс хамаардаг янз бүрийн долгионы урттай EM долгионуудаас бүрддэгтэй холбон тайлбарладаг. Энэ нь хамгийн богино долгионы хувьд хамгийн их утгатай - ягаан, хамгийн бага нь - улаан. Вакуум орчинд гэрлийн хурд давтамжаас үл хамааран ижил байна. Хэрэв спектрийн эх үүсвэр нь ховордсон хий юм бол спектр нь хар дэвсгэр дээр нарийн зураас шиг харагдана. Шахсан хий, шингэн болон хатуу бодисууд нь тасралтгүй спектрийг ялгаруулж, өнгө нь хоорондоо жигд нийлдэг. Спектрийн мөн чанарыг элемент бүр өөрийн гэсэн тодорхой ялгарах спектртэй байдгаараа тайлбарладаг. Энэ шинж чанар нь бодисын химийн найрлагыг тодорхойлох спектрийн шинжилгээг ашиглах боломжийг олгодог. Спектроскоп нь тодорхой эх үүсвэрээс ялгарах гэрлийн спектрийн найрлагыг судлахад ашигладаг төхөөрөмж юм. Задаргаа нь дифракцийн тор (илүү сайн) эсвэл кварцын оптикийг хэт ягаан туяаны бүсийг судлахад ашигладаг.

68. Фотоэлектрик эффект ба түүний хууль. Гэрлийн квант. Фотоэлектрик эффектийн Эйнштейний тэгшитгэл. Фотоэлектрик эффектийг технологид ашиглах.

Гэрлийн нөлөөгөөр хатуу болон шингэн зүйлээс электрон ялгарах үзэгдлийг гадаад фотоэлектрик эффект гэж нэрлэдэг ба ийм байдлаар ялгарсан электронуудыг фотоэлектрон гэж нэрлэдэг. Фотоэлектрон эффектийн хуулиудыг туршилтаар тогтоосон - фотоэлектронуудын хамгийн дээд хурд нь гэрлийн давтамжаар тодорхойлогддог бөгөөд түүний эрчмээс хамаардаггүй, бодис бүрийн хувьд фотоэлектрик эффектийн өөрийн гэсэн улаан хязгаар байдаг. Ийм давтамж n мин үед фотоэлектрик эффект боломжтой хэвээр байгаа бол секундэд ялгарах фотоэлектронуудын тоо гэрлийн эрчтэй шууд пропорциональ байна. Инерцигүй фотоэлектрик эффект мөн тогтоогдсон - энэ нь улаан хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд гэрэлтүүлэг эхэлсний дараа шууд үүсдэг. Фотоэлектрик эффектийг энергийн салангид чанарыг баталгаажуулдаг квант онолыг ашиглан тайлбарлаж болно. Энэ онолын дагуу цахилгаан соронзон долгион нь тусдаа хэсгүүдээс бүрддэг - квантууд (фотонууд). Квант энергийг шингээх үед фотоэлектрон кинетик энергийг олж авдаг бөгөөд үүнийг фотоэлектрик эффектийн Эйнштейний тэгшитгэлээс олж болно. , энд A 0 нь ажлын функц, бодисын параметр юм. Металлын гадаргуугаас гарах фотоэлектронуудын тоо нь электронуудын тоотой пропорциональ бөгөөд энэ нь эргээд гэрэлтүүлгээс (гэрлийн эрчмээс) хамаардаг.

69. Альфа бөөмсийг тараах Рутерфордын туршилтууд. Атомын цөмийн загвар. Борын квант постулатууд.

Атомын бүтцийн анхны загвар нь Томсонд хамаардаг. Тэрээр атом бол эерэг цэнэгтэй бөмбөг бөгөөд дотор нь сөрөг цэнэгтэй электронууд байдаг гэж тэр санал болгосон. Рутерфорд хурдан альфа тоосонцорыг металл хавтанд суулгах туршилт хийсэн. Үүний зэрэгцээ тэдгээрийн зарим нь шулуун шугаман тархалтаас бага зэрэг хазайж, зарим нь 2 0-ээс их өнцөгт байгаа нь ажиглагдсан. Үүнийг атомын эерэг цэнэг жигд бус, атомын хэмжээнээс хамаагүй бага тодорхой хэмжээгээр агуулагддагтай холбон тайлбарлав. Энэ төв хэсгийг эерэг цэнэг ба бараг бүх масс нь төвлөрсөн атомын цөм гэж нэрлэдэг байв. Атомын цөмийн радиус нь 10-15 м хэмжээтэй байдаг. атомын гаригийн загвар, үүний дагуу электронууд атомыг тойрон эргэдэг гаригуудын адил Нарыг тойрон эргэдэг. Хамгийн хол орбитын радиус = атомын радиус. Гэхдээ энэ загвар нь электродинамиктай зөрчилдөж байсан тул хурдасгасан хөдөлгөөн (тойрог доторх электронуудыг оруулаад) EM долгионы ялгаралт дагалддаг. Үүний үр дүнд электрон аажмаар эрчим хүчээ алдаж, цөм рүү унах ёстой. Бодит байдал дээр электрон цацраг туяа, уналт ч тохиолддоггүй. Үүний тайлбарыг Н.Бор өгсөн бөгөөд хоёр постулат дэвшүүлсэн - атомын систем нь зөвхөн гэрэл ялгардаггүй, хөдөлгөөн нь хурдасдаг боловч нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үед шингээлттэй байдаг. эсвэл квант ялгаралт нь хуулийн дагуу явагддаг бөгөөд энэ нь Планкийн тогтмол юм. Төрөл бүрийн боломжит суурин төлөвүүдийг хамаарлаас тодорхойлно , Хаана n- бүхэл тоо. Устөрөгчийн атомын тойрог дахь электрон хөдөлгөөний хувьд дараах илэрхийлэл хүчинтэй байна: цөмтэй харилцан үйлчлэх Кулоны хүч. Эндээс. Тэдгээр. Энергийн квантчлалын тухай Борын постулатыг харгалзан үзэхэд хөдөлгөөн нь зөвхөн радиус нь тодорхойлогдсон хөдөлгөөнгүй дугуй тойрог замд л боломжтой. Нэгээс бусад бүх төлөв нь нөхцөлт хөдөлгөөнгүй бөгөөд зөвхөн нэг төлөвт - электрон нь хамгийн бага хэмжээний энергитэй байдаг үндсэн төлөвт - атом хүссэн хугацаандаа үлдэж чадах бөгөөд үлдсэн төлөвийг өдөөгдсөн гэж нэрлэдэг.

70. Атомуудын гэрлийн ялгаралт ба шингээлт. Лазер.

Атомууд аяндаа квант гэрлийг ялгаруулж чаддаг бол энэ нь хоорондоо уялдаа холбоогүй (атом бүр бусдаас үл хамааран ялгардаг тул) аяндаа гэж нэрлэгддэг. Электроныг дээд түвшнээс доод түвшинд шилжүүлэх нь шилжилтийн давтамжтай тэнцүү давтамжтай гадаад цахилгаан соронзон орны нөлөөн дор тохиолдож болно. Ийм цацрагийг албадан (индукц) гэж нэрлэдэг. Тэдгээр. Өдөөгдсөн атомын харгалзах давтамжийн фотонтой харилцан үйлчлэлийн үр дүнд ижил чиглэл, давтамжтай хоёр ижил фотон гарч ирэх магадлал өндөр байна. Өдөөгдсөн ялгаруулалтын онцлог нь монохромат, уялдаатай байдаг. Энэ шинж чанар нь лазерын (оптик квант генератор) ажиллах үндэс суурь болдог. Бодисоор дамжин өнгөрөх гэрлийг нэмэгдүүлэхийн тулд түүний электронуудын талаас илүү хувь нь өдөөгдсөн төлөвт байх ёстой. Энэ мужийг түвшний урвуу популяци бүхий муж гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд фотон шингээлт нь ялгаралтаас бага тохиолддог. Лазерыг бадмаараг саваа гэж нэрлэдэг. шахах чийдэн, түүний зорилго нь популяцийн урвуу байдлыг бий болгох явдал юм. Түүгээр ч зогсохгүй, хэрэв нэг атом метастаз төлөвөөс үндсэн төлөв рүү шилжвэл фотоны ялгаралтын гинжин урвал явагдана. Тусгал толины тохирох (параболик) хэлбэрийн тусламжтайгаар нэг чиглэлд цацраг үүсгэх боломжтой. Бүх өдөөгдсөн атомуудыг бүрэн гэрэлтүүлэх нь 10-10 секундын дотор явагддаг тул лазерын хүч хэдэн тэрбум ватт хүрдэг. Мөн хийн чийдэнг ашигладаг лазерууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн давуу тал нь цацрагийн тасралтгүй байдал юм.

70. Атомын цөмийн бүрэлдэхүүн. Изотопууд. Атомын цөмийн холболтын энерги. Цөмийн урвал.

Атомын цөмийн цахилгаан цэнэг qэнгийн цахилгаан цэнэгийн үржвэртэй тэнцүү байна дсерийн дугаар бүрт Зүелэх систем дэх химийн элемент. Ижил бүтэцтэй атомууд нь ижил электрон бүрхүүлтэй бөгөөд химийн хувьд ялгагддаггүй. Цөмийн физик нь өөрийн хэмжих нэгжийг ашигладаг. 1 Ферми – 1 фемтометр, . 1 атомын массын нэгж нь нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12 байна. . Цөмийн цэнэг нь ижил боловч өөр өөр масстай атомуудыг изотоп гэж нэрлэдэг. Изотопууд нь спектрээрээ ялгаатай байдаг. Атомын цөм нь протон ба нейтроноос бүрдэнэ. Цөм дэх протоны тоо цэнэгийн тоотой тэнцүү байна З, нейтроны тоо – массаас протоны тоог хасна A–Z=N. Протоны эерэг цэнэг нь электроны цэнэгтэй тоогоор тэнцүү, протоны масс 1.007 аму байна. Нейтрон нь цэнэггүй бөгөөд 1.009 аму масстай. (нейтрон нь протоноос хоёр электрон массаас илүү хүнд). Нейтронууд нь зөвхөн атомын цөмийн найрлагад тогтвортой байдаг бөгөөд тэд ~15 минут амьдардаг бөгөөд протон, электрон, антинейтрино болж задардаг. Цөм дэх нуклонуудын хоорондох таталцлын хүч нь электростатик түлхэлтийн хүчнээс 10 36 дахин их байна. Цөмийн тогтвортой байдлыг тусгай цөмийн хүч байгаагаар тайлбарладаг. Протоноос 1 фм-ийн зайд цөмийн хүч нь Кулоны хүчнээс 35 дахин их боловч маш хурдан буурч, ойролцоогоор 1.5 фм-ийн зайд тэдгээрийг үл тоомсорлож болно. Цөмийн хүч нь бөөмс цэнэгтэй эсэхээс хамаардаггүй. Атомын цөмийн массыг нарийн хэмжсэн нь цөмийн масс ба түүнийг бүрдүүлэгч нуклонуудын массын алгебрийн нийлбэрийн хооронд ялгаа байгааг харуулсан. Атомын цөмийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нь салгахын тулд энерги зарцуулагдах ёстой. Хэмжээг массын согог гэж нэрлэдэг. Цөмийг бүрдүүлэгч нуклонуудад хуваахад шаардагдах хамгийн бага энергийг цөмийн татах хүчний эсрэг ажил хийхэд зарцуулдаг цөмийн холбох энерги гэнэ. Холболтын энергийн массын тоон харьцааг тусгай холболтын энерги гэнэ. Цөмийн урвал гэдэг нь аливаа бөөмстэй харилцан үйлчлэлцсэний дараа анхны атомын цөм нь анхныхаас өөр болж хувирах явдал юм. Цөмийн урвалын үр дүнд бөөмс эсвэл гамма туяа ялгарч болно. Хоёр төрлийн цөмийн урвал байдаг: зарим нь эрчим хүчний зарцуулалтыг шаарддаг бол зарим нь энерги ялгаруулдаг. Гарсан энергийг цөмийн урвалын гаралт гэж нэрлэдэг. Цөмийн урвалын үед хамгааллын бүх хуулиуд хангагдсан байдаг. Өнцгийн импульс хадгалагдах хууль нь спин хадгалагдах хуулийн хэлбэртэй байна.

71. Цацраг идэвхит. Цацраг идэвхт цацрагийн төрөл, тэдгээрийн шинж чанар.

Цөмүүд нь аяндаа задрах чадвартай байдаг. Энэ тохиолдолд зөвхөн хамгийн бага энергитэй цөмүүд нь цөм нь аяндаа хувирч чаддаг цөмтэй харьцуулахад тогтвортой байдаг. Нейтроноос илүү протонтой цөм тогтворгүй байдаг Кулоны түлхэлтийн хүч нэмэгддэг. Илүү их нейтронтой цөмүүд бас тогтворгүй байдаг, учир нь Нейтроны масс нь протоны массаас их бөгөөд массын өсөлт нь энергийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Цөмүүд нь илүү тогтвортой хэсгүүдэд хуваагдах (альфа задрал ба хуваагдал) эсвэл цэнэгээ өөрчлөх (бета задрал) замаар илүүдэл энергиэс ангижрах боломжтой. Альфа задрал нь атомын цөмийг альфа бөөмс болон бүтээгдэхүүний цөм болгон аяндаа хуваах явдал юм. Уранаас хүнд бүх элементүүд альфа задралд өртдөг. Альфа бөөмийн цөмийн таталцлыг даван туулах чадварыг туннелийн эффектээр тодорхойлно (Шродингерийн тэгшитгэл). Альфа задралын үед цөмийн бүх энерги нь бүтээгдэхүүний цөм ба альфа бөөмийн хөдөлгөөний кинетик энерги болж хувирдаггүй. Эрчим хүчний нэг хэсгийг бүтээгдэхүүний цөмийн атомыг өдөөхөд ашиглаж болно. Ийнхүү задралын дараа хэсэг хугацааны дараа бүтээгдэхүүний цөм нь хэд хэдэн гамма квант ялгаруулж, хэвийн байдалдаа ордог. Өөр нэг төрлийн задрал байдаг - аяндаа үүссэн цөмийн задрал. Ийм задрах чадвартай хамгийн хөнгөн элемент бол уран юм. Хаана хуулийн дагуу ялзрал үүсдэг Т– хагас задралын хугацаа, өгөгдсөн изотопын хувьд тогтмол. Бета задрал нь атомын цөмийг аяндаа хувиргах үйл явц бөгөөд үүний үр дүнд электрон ялгарснаар түүний цэнэг нэгээр нэмэгддэг. Гэхдээ нейтроны масс нь протон ба электроны массын нийлбэрээс давсан байна. Энэ нь өөр нэг бөөмс болох электрон антинейтрино ялгарснаар тайлбарлагддаг. . Зөвхөн нейтрон ялзарч чадахгүй. Чөлөөт протон нь тогтвортой боловч бөөмсийн нөлөөнд автвал нейтрон, позитрон, нейтрино болж задарч болно. Хэрэв шинэ цөмийн энерги бага байвал позитрон бета задрал үүснэ . Альфа задралын нэгэн адил бета задралыг гамма цацраг дагалдаж болно.

72. Ионжуулагч цацрагийг бүртгэх арга.

Фотоэмульсийн арга нь дээжийг гэрэл зургийн хавтан дээр түрхэх ба түүнийг боловсруулсны дараа түүн дээрх ширхэгийн ул мөрийн зузаан, уртыг үндэслэн дээжинд тодорхой цацраг идэвхт бодисын хэмжээ, тархалтыг тодорхойлох боломжтой. Сцинтилляцийн тоолуур гэдэг нь хурдан бөөмийн кинетик энерги нь гэрлийн гялбааны энерги болж хувирч байгааг ажиглаж, улмаар фотоэлектрик эффект (цахилгаан гүйдлийн импульс) үүсгэж, олшруулж, бүртгэх төхөөрөмж юм. . Үүл танхим нь агаар, хэт ханасан спиртийн уураар дүүрсэн шилэн тасалгаа юм. Бөөмс нь танхимаар дамжин өнгөрөхдөө молекулуудыг ионжуулж, конденсац нэн даруй эхэлдэг. Үүний үр дүнд үүссэн дуслын гинж нь бөөмийн замыг үүсгэдэг. Бөмбөлөгний камер нь ижил зарчмаар ажилладаг боловч бичигч нь буцалгах цэгт ойрхон шингэн юм. Хийн ялгаралтын тоолуур (Geiger counter) нь ховор хийгээр дүүргэсэн цилиндр бөгөөд дамжуулагчийн сунгасан утас юм. Энэ бөөмс нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор ионууд нь катод ба анод руу шилжиж, бусад атомуудыг ионжуулдаг. Титэм ялгадас гарч, импульс нь бүртгэгддэг.

73. Ураны цөмийн задралын гинжин урвал.

30-аад онд ураныг нейтроноор цацрагаар цацахад альфа эсвэл бета задралын үр дүнд үүсэх боломжгүй лантан цөмүүд үүсдэг болохыг туршилтаар тогтоосон. Уран-238 цөм нь 82 протон, 146 нейтроноос бүрдэнэ. Яг хоёр хэсэгт хуваах үед празеодим үүсэх ёстой, гэхдээ тогтвортой празеодим цөмд 9 нейтрон цөөн байдаг. Тиймээс ураны задралын үед бусад цөмүүд болон чөлөөт нейтроны илүүдэл үүсдэг. 1939 онд ураны цөмийн анхны хиймэл задрал хийгдсэн. Энэ тохиолдолд 2-3 чөлөөт нейтрон, 200 МэВ энерги ялгарч, 165 МэВ орчим нь фрагментийн цөм буюу эсвэл кинетик энерги хэлбэрээр ялгарсан. Тааламжтай нөхцөлд суллагдсан нейтронууд нь бусад ураны цөмүүдийг задлахад хүргэдэг. Нейтрон үржүүлэх хүчин зүйл нь урвал хэрхэн үргэлжлэхийг тодорхойлдог. Хэрэв энэ нь нэгээс олон байвал. Дараа нь хуваагдах бүрт нейтроны тоо нэмэгдэж, уран хэдэн сая градус хүртэл халж, цөмийн дэлбэрэлт болдог. Хугарлын коэффициент нэгээс бага байвал урвал задарч, нэгтэй тэнцүү бол цөмийн реакторт ашигладаг тогтмол түвшинд хадгалагддаг. Ураны байгалийн изотопуудаас зөвхөн цөм нь хуваагдах чадвартай бөгөөд хамгийн түгээмэл изотоп нь нейтроныг шингээж, схемийн дагуу плутони болж хувирдаг. Плутони-239 нь уран-235-тай төстэй шинж чанартай.

74. Цөмийн реактор. Термоядролын урвал.

Удаан ба хурдан нейтрон гэсэн хоёр төрлийн цөмийн реактор байдаг. Явах явцад ялгардаг ихэнх нейтронууд нь 1-2 МэВ-ийн эрчимтэй, ойролцоогоор 107 м/с хурдтай байдаг. Ийм нейтроныг хурдан гэж нэрлэдэг бөгөөд уран-235 ба уран-238 хоёуланд нь адилхан үр дүнтэй шингэдэг. Илүү хүнд изотоп байдаг, гэхдээ энэ нь хуваагддаггүй, дараа нь гинжин урвал хөгждөггүй. Ойролцоогоор 2×10 3 м/с хурдтай хөдөлж буй нейтроныг дулаан гэж нэрлэдэг. Ийм нейтронууд нь уран-235-д хурдан шингэсэнээс илүү идэвхтэй шингэдэг. Тиймээс хяналттай цөмийн урвал явуулахын тулд нейтроныг дулааны хурд хүртэл удаашруулах шаардлагатай. Реакторын хамгийн түгээмэл зохицуулагч нь бал чулуу, энгийн ба хүнд ус юм. Хуваалтын коэффициентийг нэгдмэл байдалд байлгахын тулд шингээгч ба цацруулагчийг ашигладаг. Шингээгч нь дулааны нейтроныг барьж авдаг кадми, бороор хийсэн саваа бөгөөд тусгагч нь берилли юм.

Хэрэв 235 масстай изотопоор баяжуулсан ураныг түлш болгон ашигладаг бол реактор хурдан нейтрон ашиглан зохицуулагчгүйгээр ажиллах боломжтой. Ийм реакторт нейтронуудын ихэнх нь уран-238-д шингэдэг бөгөөд энэ нь хоёр бета задралаар плутони-239, мөн цөмийн түлш, цөмийн зэвсгийн эхлэлийн материал болдог. Тиймээс хурдан нейтрон реактор нь зөвхөн цахилгаан станц төдийгүй реакторын түлшний үржүүлэгч юм. Сул тал нь ураныг хөнгөн изотопоор баяжуулах хэрэгцээ юм.

Цөмийн урвалын энерги нь зөвхөн хүнд цөмийн задралаас гадна хөнгөн хэсгүүдийн нэгдлээс болж ялгардаг. Цөмүүдийг хооронд нь холбохын тулд плазмын температур 10 7 –10 8 К орчим байх боломжтой Кулоны түлхэлтийн хүчийг даван туулах шаардлагатай. Термоядролын урвалын жишээ бол дейтерий, тритий эсвэл гелийн нийлэгжилт юм. . 1 грамм гелий нийлэгжүүлснээр 10 тонн дизель түлш шатаахтай тэнцэх энерги ялгардаг. Удирдлагатай термоядролын урвал нь цахилгаан гүйдэл дамжуулах эсвэл лазер ашиглан зохих температурт халаах боломжтой.

75. Ионжуулагч цацрагийн биологийн нөлөө. Цацрагийн хамгаалалт. Цацраг идэвхт изотопын хэрэглээ.

Аливаа төрлийн цацрагийн бодист үзүүлэх нөлөөллийн хэмжүүр нь цацрагийн шингэсэн тун юм. Тунгийн нэгж нь саарал өнгөтэй бөгөөд 1 кг жинтэй цацрагт бодис руу 1 жоуль энерги шилждэг тунтай тэнцүү байна. Учир нь Аливаа цацрагийн бодист үзүүлэх физик нөлөө нь халаалттай биш харин ионжуулалттай холбоотой байдаг тул цацрагийн агаар дахь иончлолын нөлөөг тодорхойлдог өртөлтийн тунгийн нэгжийг нэвтрүүлсэн. Системийн бус өртөлтийн тунгийн нэгж нь рентген юм, 2.58×10 -4 С/кг. 1 рентген туяаны тунгаар 1 см 3 агаарт 2 тэрбум хос ион агуулагддаг. Ижил шингэсэн тунгаар янз бүрийн төрлийн цацрагийн нөлөө өөр өөр байдаг. Бөөмс хүнд байх тусам түүний нөлөө илүү хүчтэй болно (гэхдээ энэ нь илүү хүнд байх тусам түүнийг барихад хялбар байдаг). Цацрагийн биологийн нөлөөллийн ялгаа нь гамма цацрагийн хувьд нэгдэлтэй тэнцүү биологийн үр ашгийн коэффициентээр тодорхойлогддог, дулааны нейтроны хувьд 3, 0.5 МэВ энергитэй нейтроны хувьд 10 байна. Коэффицентээр үржүүлсэн тун нь тунгийн биологийн үр нөлөөг тодорхойлдог бөгөөд үүнийг сивертээр хэмжсэн эквивалент тун гэж нэрлэдэг. Бие махбодид үзүүлэх гол механизм нь ионжуулалт юм. Ионууд нь эстэй химийн урвалд орж, үйл ажиллагааг нь тасалдуулж, улмаар эсийн үхэл эсвэл мутацид хүргэдэг. Байгалийн суурь цацраг жилд дунджаар 2 мЗв, хотуудад жилд +1 мЗв нэмэгддэг.

76. Гэрлийн хурдны үнэмлэхүй байдал. Үйлчилгээний станцын элементүүд. Харьцангуй динамик.

Гэрлийн хурд нь ажиглагчийн байрлаж буй лавлах системээс хамаардаггүй нь туршилтаар тогтоогдсон. Мөн электрон гэх мэт аливаа энгийн бөөмийг гэрлийн хурдтай тэнцэх хурдтай болгох боломжгүй. Энэ баримт болон Галилейгийн харьцангуйн зарчим хоёрын зөрчилдөөнийг А.Эйнштейн шийдвэрлэсэн. Түүний харьцангуйн онолын үндэс нь хоёр постулат байсан: аливаа физик үйл явц нь янз бүрийн инерцийн лавлах системд ижилхэн явагддаг, вакуум дахь гэрлийн хурд нь гэрлийн эх үүсвэр ба ажиглагчийн хурдаас хамаардаггүй. Харьцангуйн онолоор тодорхойлсон үзэгдлийг харьцангуйн гэж нэрлэдэг. Харьцангуйн онол нь түүнээс бага хурдтай хөдөлдөг бөөмсийг хоёр ангилдаг -тай, мөн тэдгээртэй нь лавлагаа системийг холбож болох ба ижил хурдтай хөдөлдөг системүүд -тай, үүнтэй лавлах системүүд холбогдох боломжгүй. Энэ тэгш бус байдлыг () -ээр үржүүлбэл бид . Энэ илэрхийлэл нь Ньютоны хэмтэй давхцаж байгаа хурдыг нэмэх харьцангуй хуулийг илэрхийлдэг v<. Инерцийн лавлагааны системийн аливаа харьцангуй хурдны хувьд V

Хувийн цаг, өөрөөр хэлбэл. бөөмстэй холбоотой лавлагааны системд үйлчилдэг зүйл нь өөрчлөгддөггүй, өөрөөр хэлбэл. инерцийн жишиг хүрээний сонголтоос хамаарахгүй. Харьцангуйн зарчим нь энэ мэдэгдлийг өөрчилдөг бөгөөд инерциал систем бүрт цаг хугацаа ижилхэн урсдаг боловч бүгдэд зориулсан цорын ганц үнэмлэхүй цаг байдаггүй. Зохицуулах цаг нь хуулийн дагуу цаг хугацаатай холбоотой байдаг . Энэ илэрхийлэлийг квадрат болгосноор бид . Хэмжээ синтервал гэж нэрлэдэг. Хурд нэмэх харьцангуй хуулийн үр дагавар нь долгионы эх үүсвэр ба ажиглагчийн хурдаас хамааран хэлбэлзлийн давтамжийн өөрчлөлтийг тодорхойлдог Доплер эффект юм. Ажиглагч эх үүсвэр рүү Q өнцгөөр шилжихэд давтамж нь хуулийн дагуу өөрчлөгддөг . Та эх үүсвэрээс холдох тусам спектр нь илүү урт долгионы урттай тохирох доод давтамж руу шилждэг. улаан руу, ойртох үед - нил ягаан руу. Ойролцоогоор хурд нь мөн өөрчлөгддөг -тай:.

77. Элементар бөөмс.

Эхлээд протон, нейтрон, электроныг энгийн бөөмс, дараа нь фотон гэж ангилсан. Нейтроны задралыг илрүүлэхэд мюон ба пионыг энгийн бөөмсийн тоонд нэмсэн. Тэдний масс нь 200-300 электрон масстай байв. Нейтрон нь суваг, электрон, нейтрино болж задардаг хэдий ч дотор нь эдгээр бөөмс байдаггүй бөгөөд үүнийг энгийн бөөмс гэж үздэг. Ихэнх энгийн хэсгүүд тогтворгүй бөгөөд хагас задралын хугацаа 10 -6 –10 -16 секунд байна. Диракийн боловсруулсан атом дахь электрон хөдөлгөөний харьцангуй онолд электрон нь эсрэг цэнэгтэй ихэртэй байж болно гэж үзсэн. Сансар огторгуйн цацрагт илэрсэн энэ бөөмсийг позитрон гэж нэрлэдэг. Дараа нь бүх бөөмс нь спин болон (хэрэв байгаа бол) цэнэгээрээ ялгаатай өөрийн эсрэг бөөмстэй болох нь батлагдсан. Мөн тэдний эсрэг бөөмстэй (пи-нөл мезон ба эта-нэг мезон) бүрэн давхцдаг жинхэнэ саармаг хэсгүүд байдаг. Устгах үзэгдэл нь энерги ялгаруулж хоёр эсрэг бөөмсийг харилцан устгах явдал юм. . Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу ялгарах энерги нь устгагдсан бөөмсийн массын нийлбэртэй пропорциональ байна. Хамгаалалтын хуулийн дагуу бөөмс хэзээ ч дангаараа үүсдэггүй. Бөөмүүдийг массын өсөлтийн дагуу бүлэгт хуваадаг - фотон, лептон, мезон, барион.

Нийтдээ таталцлын, цахилгаан соронзон, сул ба хүчтэй гэсэн 4 төрлийн үндсэн (бусадтай харьцуулшгүй) харилцан үйлчлэл байдаг. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг виртуал фотонуудын солилцоогоор тайлбарладаг (Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлаас үзэхэд электрон нь дотоод энергийн улмаас богино хугацаанд квант ялгаруулж, ижил энергийн алдагдлыг нөхөж чаддаг. Ялгарсан квант нь нөгөөд шингэж, харилцан үйлчлэлийг хангадаг.), хүчтэй - глюонуудын солилцоогоор (эргэлт 1, масс 0, "өнгөт" кваркийн цэнэгийг зөөвөрлөх), сул - вектор бозонууд. Таталцлын харилцан үйлчлэлийг тайлбарлаагүй боловч таталцлын талбайн квантууд онолын хувьд масс 0, спин 2 байх ёстой. (???).

Биеийн хөдөлгөөнийг дүрслэхийн тулд түүний янз бүрийн цэгүүд хэрхэн хөдөлж байгааг мэдэх хэрэгтэй. Гэсэн хэдий ч орчуулгын хөдөлгөөний хувьд биеийн бүх цэгүүд тэнцүү хөдөлдөг. Иймд биеийн хөрвүүлэх хөдөлгөөнийг дүрслэхийн тулд түүний аль нэг цэгийн хөдөлгөөнийг тайлбарлахад хангалттай.

Түүнчлэн, механикийн олон асуудалд биеийн бие даасан хэсгүүдийн байрлалыг зааж өгөх шаардлагагүй байдаг. Хэрэв биеийн хэмжээсүүд нь бусад бие хүртэлх зайтай харьцуулахад бага бол энэ биеийг цэг гэж тодорхойлж болно.

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Материаллаг цэгөгөгдсөн нөхцөлд хэмжээсийг үл тоомсорлож болох бие юм.

Энд байгаа "материал" гэсэн үг нь энэ цэг болон геометрийн хоорондох ялгааг онцлон тэмдэглэж байна. Геометрийн цэг нь ямар ч физик шинж чанартай байдаггүй. Материаллаг цэг нь масс, цахилгаан цэнэг болон бусад физик шинж чанартай байж болно.

Ижил биеийг зарим нөхцөлд материаллаг цэг гэж үзэж болох боловч бусад тохиолдолд биш юм. Жишээлбэл, хөлөг онгоцны нэг боомтоос нөгөө боомт руу шилжих хөдөлгөөнийг авч үзвэл хөлөг онгоцыг материаллаг цэг гэж үзэж болно. Гэсэн хэдий ч хөлөг онгоцны тавцангийн дагуу эргэлдэж буй бөмбөгний хөдөлгөөнийг судлахдаа хөлөг онгоцыг материаллаг цэг гэж үзэх боломжгүй юм. Чонооос ой дундуур гүйж буй туулайн хөдөлгөөнийг туулайг материаллаг цэг болгон авч тайлбарлаж болно. Гэхдээ туулайг нүхэнд нуугдах оролдлогыг тайлбарлахдаа материаллаг цэг гэж үзэх боломжгүй юм. Нарны эргэн тойрон дахь гаригуудын хөдөлгөөнийг судлахдаа тэдгээрийг материаллаг цэгүүдээр дүрсэлж болох боловч гаригуудын тэнхлэгийг өдөр бүр эргэдэг тул ийм загварыг ашиглах боломжгүй юм.

Материаллаг цэгүүд байгальд байдаггүй гэдгийг ойлгох нь чухал. Материаллаг цэг нь хийсвэрлэл, хөдөлгөөнийг дүрслэх загвар юм.

"Материалын цэг" сэдвээр асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

ЖИШЭЭ 2

Дасгал хийх Дараахь тохиолдлуудын алинд нь судалж буй биеийг материаллаг цэг болгон авч болохыг заана уу: a) тракторын газар дээрх даралтыг тооцоолох; б) пуужин хөөрсөн өндрийг тооцоолох; в) хэвтээ байрлалд мэдэгдэж буй масстай шалны хавтанг өгөгдсөн өндөрт өргөх үед хийх ажлыг тооцоолох; г) хэмжих цилиндр (стакан) ашиглан ган бөмбөлгийн эзэлхүүнийг тодорхойлно.
Хариулах а) тракторын газар дээрх даралтыг тооцоолохдоо тракторыг материаллаг цэг болгон авч болохгүй, учир нь энэ тохиолдолд замын гадаргуугийн талбайг мэдэх нь чухал юм;

б) пуужингийн өргөх өндрийг тооцоолохдоо пуужин нь хөрвүүлэлтийн дагуу хөдөлж, пуужингийн туулсан зайтай тул пуужинг материаллаг цэг гэж үзэж болно. хэмжээнээс хамаагүй том;

в) энэ тохиолдолд шалны хавтанг материаллаг цэг гэж үзэж болно. Энэ нь орчуулгын хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг тул асуудлыг шийдэхийн тулд түүний массын төвийн хөдөлгөөнийг мэдэхэд хангалттай;

г) бөмбөгний эзэлхүүнийг тодорхойлох үед. Бөмбөгийг материаллаг цэг гэж үзэх боломжгүй, учир нь энэ асуудалд бөмбөгний хэмжээ чухал байдаг.

ЖИШЭЭ 3

Дасгал хийх Тооцоолохдоо дэлхийг материаллаг цэг болгон авах боломжтой юу: a) Дэлхийгээс Нар хүртэлх зай; б) Нарны эргэн тойрон дахь тойрог замд дэлхийн туулсан зам; в) дэлхийн экваторын урт; г) тэнхлэгээ тойрон дэлхийг өдөр бүр эргүүлэх үед экваторын цэгийн хөдөлгөөний хурд; д) Дэлхийн нарыг тойрон эргэх хурд?
Хариулах a) эдгээр нөхцөлд дэлхийг материаллаг цэг болгон авч болно, учир нь түүний хэмжээсүүд нь түүнээс нар хүртэлх зайнаас хамаагүй бага байдаг;

д) энэ тохиолдолд тойрог замын хэмжээсүүд нь дэлхийн хэмжээнээс хамаагүй их байдаг тул дэлхийг материаллаг цэг болгон авч болно.

Биднийг хүрээлж буй бүх бие нь асар их тооны атом эсвэл молекулуудаас бүрддэг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь макроскоп систем юм.

Биеийн механик шинж чанар

Биеийн механик шинж чанарТэдний дотоод бүтэц, төлөв байдал, химийн найрлагаар тодорхойлогддог бөгөөд судалгаа нь механикийн хүрээнээс давж гардаг тул тэдгээрийг физикийн бусад салбаруудад судалдаг. Механикийн хувьд бодит биеийг авч үзэхдээ тодорхой асуудлын нөхцлөөс хамааран хялбаршуулсан загваруудыг ашигладаг: материаллаг цэг, туйлын хатуу бие болон бусад.

Материаллаг цэг(MT) нь тухайн бие махбодийн тодорхой асуудалд хэмжээ, хэлбэрийг үл тоомсорлож болох бие юм. Үүний шалгуур нь өгөгдсөн хөдөлгөөний үед бие махбодийн туулах зай (хөдөлгөөний цар хүрээ, L-ээр тэмдэглэгдсэн) нь биеийн онцлог шинж чанараас том хэмжээтэй (дор хаяж 1-2 баллын дараалал) байх ёстой. . Тиймээс физик биеийг МТ гэж үзэх шалгуур нь нөхцөлийн биелэлт байх болно. "Материал цэг" гэсэн нэр томъёо нь бид биеийн хэмжээсийг үл тоомсорлодог, гэхдээ тэр үед масстай физик объект гэдгийг онцлон тэмдэглэж байх шиг байна. Энэ утгаараа "цэгний цэнэг" гэсэн ойлголтыг ашигладаг электростатикт үүнийг хэрхэн хийдэгтэй адил "цэгний масс" гэсэн нэр томъёог ашиглах нь илүү зөв байх болно.

Үүнтэй төстэй хураангуйг уншина уу:

Физикийн хувьд хэмжигдэхүүний эрэмбийн тухай ойлголт маш чухал байдаг: энэ ойлголтыг МТ-ийг зөв тодорхойлоход ч ашиглах ёстой тул энэ тодорхойлолтыг товч эргэн санацгаая. Хэмжээний дарааллаар дамжуулан ийм харьцуулалт нь энэ биеийг өгөгдсөн физик асуудлын материаллаг цэг гэж үзэж болох эсэхийг зөв тогтоох боломжийг олгодог. Энгийнээр хэлбэл, өгөгдсөн хөдөлгөөний үед биеийг туулах зайтай харьцуулахад биеийн хэмжээг үл тоомсорлож болно.

Дэлхий нарыг тойрон эргэх явцад үүнийг материаллаг цэг гэж үзэж болох нь одоо тодорхой байна. Дэлхийн гадаргуу дээрх биетүүдийн хөдөлгөөний явцад . эсвэл дэлхийн ойролцоо (хиймэл дагуулын хөдөлгөөн) Дэлхийг материаллаг цэг гэж үзэхээ больсон бөгөөд эсрэгээр бид эдгээр биетүүдийн хэмжээг дэлхийн хэмжээтэй харьцуулах болно.

Механикийн чиглэлээр судлагдсан аливаа бие, биеийн системийг материаллаг цэгүүдийн систем гэж үзэж болно. Үүнийг хийхийн тулд системийн бүх биеийг хангалттай олон тооны хэсгүүдэд хуваах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр эдгээр хэсгүүдийн хэмжээ нь биетүүдийн хэмжээтэй харьцуулшгүй бага байх болно.

Дурын хоёр цэгийн хоорондох зай нь өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа биеийг туйлын хатуу бие гэнэ. Ийм загварыг биеийн хэв гажилтыг үл тоомсорлож болох асуудалд ашиглаж болно. Үнэн хэрэгтээ туйлын хатуу бие нь хоорондоо нягт уялдаатай МТ систем юм.

Үүнтэй төстэй хураангуйг уншина уу:

Физик дэх биеийн хөдөлгөөн

Туйлын хатуу биетийн аливаа хөдөлгөөнийг хөрвүүлэх болон эргэлтийн гэсэн хоёр үндсэн хөдөлгөөнд хувааж болно.

Урагшаа хөдөлгөөн- энэ бол хөдөлж буй биед зурсан энэ биеийн дурын хоёр цэгийг холбосон дурын шулуун шугам нь өөртэйгөө параллель хэвээр байх хөдөлгөөн юм. Жишээлбэл, хөдөлгүүр эсвэл дулааны хөдөлгүүрийн цилиндр дэх поршений поршений хэсэг, эсвэл лифтний машиныг буулгах, өсгөх үед аажмаар хөдөлдөг. Хөрвүүлэлтийн хөдөлгөөний үед биеийн бүх цэгүүдийн хурд, хурдатгал цаг мөч бүрт ижил байх болно гэдгийг доор харуулав, энэ нь хатуу биетийн ийм хөдөлгөөнийг дүрслэхийн тулд ямар ч хөдөлгөөнийг авч үзэхэд хангалттай гэсэн үг юм. түүний нэг цэг.

МАТЕРИАЛ ЦЭГ- сонгодог механикийн загвар ойлголт (хийсвэрлэл) нь алга болохуйц жижиг хэмжээтэй, гэхдээ тодорхой масстай биеийг илэрхийлдэг.

Нэг талаас материаллаг цэг нь механикийн хамгийн энгийн объект юм, учир нь түүний орон зай дахь байрлал нь зөвхөн гурван тоогоор тодорхойлогддог. Жишээлбэл, бидний материаллаг цэг байрладаг орон зайн цэгийн гурван декарт координат.

Нөгөөтэйгүүр, механикийн үндсэн хуулиудыг түүнд зориулж боловсруулсан тул материаллаг цэг нь механикийн гол тулгуур объект юм. Механикийн бусад бүх объектууд - материаллаг бие ба хүрээлэн буй орчныг нэг буюу өөр материаллаг цэгийн хэлбэрээр төлөөлж болно. Жишээлбэл, аливаа биеийг жижиг хэсгүүдэд хувааж, тус бүрийг нь тохирох масстай материаллаг цэг болгон авч болно.

Биеийн хөдөлгөөний талаар асуудал тавихдаа бодит биеийг материаллаг цэгээр "орлуулах" боломжтой бол томъёолсон асуудлын шийдлээр хариулах ёстой асуултуудаас хамаарна.

Материалын цэгийн загварыг ашиглах асуудалд янз бүрийн арга барил байж болно.

Тэдний нэг нь эмпирик шинж чанартай байдаг. Хөдөлгөөнт биетүүдийн хэмжээ нь эдгээр биетүүдийн харьцангуй хөдөлгөөний хэмжээтэй харьцуулахад өчүүхэн бага байх үед материаллаг цэгийн загварыг ашиглах боломжтой гэж үздэг. Нарны системийг жишээ болгон ашиглаж болно. Хэрэв бид нар бол хөдөлгөөнгүй материаллаг цэг гэж үзээд түүнийг бүх нийтийн таталцлын хуулийн дагуу өөр материаллаг гариг ​​гариг ​​дээр үйлчилдэг гэж үзвэл цэг-гаргийн хөдөлгөөний асуудал тодорхой шийдэлтэй байна. Цэгийн хөдөлгөөний боломжит замналуудын дунд нарны аймгийн гаригуудад эмпирик байдлаар тогтоосон Кеплерийн хуулиудыг хангасан хуулиуд бас бий.

Тиймээс гаригуудын тойрог замын хөдөлгөөнийг дүрслэхдээ материаллаг цэгийн загвар нь хангалттай сэтгэл ханамжтай байдаг. (Гэсэн хэдий ч нар, сарны хиртэлт зэрэг үзэгдлийн математик загварыг бий болгохын тулд Нар, Дэлхий, Сарны бодит хэмжээг харгалзан үзэх шаардлагатай боловч эдгээр үзэгдлүүд нь тойрог замын хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг.)

Нарны диаметрийг хамгийн ойрын тойрог болох Буд гаригийн тойрог замын диаметртэй харьцуулсан харьцаа ~ 1·10 -2, наранд хамгийн ойр байгаа гаригуудын диаметрийг тойрог замын диаметртэй харьцуулсан харьцаа ~ байна. 1 ÷ 2·10 -4. Эдгээр тоо нь бусад асуудалд биеийн хэмжээг үл тоомсорлож, цэгийн загварыг хүлээн зөвшөөрөх албан ёсны шалгуур болж чадах уу? Дадлага нь үгүй ​​гэдгийг харуулж байна.

Жишээлбэл, жижиг сумны хэмжээ л= 1 ÷ 2 см зайд нисдэг Л= 1 ÷ 2 км, өөрөөр хэлбэл. Гэсэн хэдий ч нислэгийн зам (болон зай) нь зөвхөн сумны массаас гадна түүний хэлбэр, эргэлдэж байгаа эсэхээс ихээхэн хамаардаг. Тиймээс жижиг сум ч гэсэн хатуухан хэлэхэд материаллаг цэг гэж үзэж болохгүй. Хэрэв гадны баллистикийн асуудалд шидсэн биеийг ихэвчлэн материаллаг цэг гэж үздэг бол энэ нь дүрмээр бол биеийн бодит шинж чанарыг эмпирик байдлаар харгалзан үздэг хэд хэдэн нэмэлт нөхцөл дагалддаг.

Хэрэв бид сансрын нисгэгч рүү хандвал сансрын хөлөг (SV) нь ажлын тойрог замд гарах үед түүний нислэгийн чиглэлийн цаашдын тооцоонд үүнийг материаллаг цэг гэж үздэг, учир нь SC-ийн хэлбэрийн өөрчлөлт нь траекторийн чиглэлд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй. . Зөвхөн заримдаа траекторийн залруулга хийхдээ тийрэлтэт хөдөлгүүрийн орон зайд нарийн чиглэлийг хангах шаардлагатай болдог.

Буух тасалгаа дэлхийн гадаргад ~100 км-ийн зайд ойртоход тэр даруй бие болж хувирдаг, учир нь түүний "хажуу тал" нь агаар мандлын нягт давхаргад нэвтэрч, сансрын нисэгчид болон буцаж ирсэн материалыг тус тасалгаагаар хүргэх эсэхийг тодорхойлдог. Дэлхий дээрх хүссэн цэг рүү .

Материаллаг цэгийн загвар нь энгийн бөөмс, атомын цөм, электрон гэх мэт бичил ертөнцийн физик объектуудын хөдөлгөөнийг тайлбарлахад бараг тохиромжгүй болсон.

Материалын цэгийн загварыг ашиглах асуултын өөр нэг хандлага бол оновчтой юм. Системийн импульсийн өөрчлөлтийн хуулийн дагуу бие даасан биед хэрэглэсэн биеийн массын C төв нь ижил хүчний үйлчилдэг зарим (үүнийг эквивалент гэж нэрлэе) материаллаг цэгтэй ижил хурдатгалтай байна. бие дээрх шиг, өөрөөр хэлбэл.

Ерөнхийдөө үүссэн хүчийг нийлбэр хэлбэрээр илэрхийлж болно, энэ нь зөвхөн ба (радиус вектор ба С цэгийн хурд), мөн биеийн өнцгийн хурд ба түүний чиглэлээс хамаарна.

Хэрэв Ф 2 = 0 бол дээрх хамаарал нь эквивалент материаллаг цэгийн хөдөлгөөний тэгшитгэл болж хувирна.

Энэ тохиолдолд биеийн массын төвийн хөдөлгөөн нь биеийн эргэлтийн хөдөлгөөнөөс хамаардаггүй гэж тэд хэлдэг. Тиймээс материаллаг цэгийн загварыг ашиглах боломж нь нарийн математик (зөвхөн эмпирик биш) үндэслэлийг хүлээн авдаг.

Мэдээжийн хэрэг, практик дээр нөхцөл байдал Ф 2 = 0 нь ховор бөгөөд ихэвчлэн хийгддэг Ф 2 Үгүй 0 Гэсэн хэдий ч энэ нь болж магадгүй юм Ф 2-той харьцуулахад зарим талаараа бага Ф 1. Дараа нь бид эквивалент материаллаг цэгийн загвар нь биеийн хөдөлгөөнийг дүрслэхийн тулд зарим нэг ойролцоо утгатай гэж хэлж болно. Ийм ойролцоо тооцооллын үнэн зөв байдлын тооцоог математикийн аргаар олж авах боломжтой бөгөөд хэрэв энэ тооцоог "хэрэглэгч" хүлээн зөвшөөрвөл биеийг ижил материалаар солихыг зөвшөөрч болно, эс тэгвээс ийм солих нь ихээхэн алдаа гаргахад хүргэнэ. .

Энэ нь бие нь орчуулгын дагуу хөдөлж байх үед ч тохиолдож болох ба кинематикийн үүднээс авч үзвэл түүнийг ямар нэгэн эквивалент цэгээр "солих" боломжтой.

Мэдээжийн хэрэг, материаллаг цэгийн загвар нь “Сар яагаад дэлхий рүү зөвхөн нэг талтай байдаг вэ?” гэх мэт асуултуудад хариулахад тохиромжгүй байдаг. Иймэрхүү үзэгдлүүд нь биеийн эргэлтийн хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг.

Виталий Самсонов

Материаллаг цэг

Материаллаг цэг(бөөмс) - механик дахь хамгийн энгийн физик загвар - биетийн хэмжээсүүд нь тэгтэй тэнцүү байх хамгийн тохиромжтой биеийг судалж буй асуудлын таамаглал дахь бусад хэмжээ эсвэл зайтай харьцуулахад хязгааргүй жижиг гэж үзэж болно. Орон зай дахь материаллаг цэгийн байрлалыг геометрийн цэгийн байрлал гэж тодорхойлдог.

Практикт материаллаг цэгийг энэ асуудлыг шийдэхдээ хэмжээ, хэлбэрийг үл тоомсорлож болох масстай бие гэж ойлгодог.

Бие шулуун шугамаар хөдөлж байх үед түүний байрлалыг тодорхойлоход нэг координатын тэнхлэг хангалттай.

Онцлог шинж чанарууд

Материаллаг цэгийн масс, байрлал, хурд нь цаг хугацааны аль ч мөчид түүний зан байдал, физик шинж чанарыг бүрэн тодорхойлдог.

Үр дагавар

Механик энергийг материаллаг цэгт зөвхөн түүний орон зайд хөдөлгөөний кинетик энерги ба (эсвэл) талбайтай харилцан үйлчлэх боломжит энерги хэлбэрээр хадгалах боломжтой. Энэ нь автоматаар материаллаг цэг нь хэв гажилт (зөвхөн туйлын хатуу биетийг материаллаг цэг гэж нэрлэж болно) болон өөрийн тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж, орон зайд энэ тэнхлэгийн чиглэлийг өөрчлөх чадваргүй гэсэн үг юм. Үүний зэрэгцээ, энэ цэгийг төвтэй холбосон шугамын чиглэлийг тодорхойлсон зарим эргэлтийн төв ба Эйлерийн хоёр өнцгөөс зайгаа өөрчлөхөөс бүрдэх материаллаг цэгээр дүрсэлсэн биеийн хөдөлгөөний загвар. механикийн олон салбарт маш өргөн хэрэглэгддэг.

Хязгаарлалт

Материаллаг цэгийн ойлголтын хязгаарлагдмал хэрэглээ нь энэ жишээнээс тодорхой харагдаж байна: өндөр температурт ховордсон хийд молекул бүрийн хэмжээ молекулуудын хоорондох ердийн зайтай харьцуулахад маш бага байдаг. Тэдгээрийг үл тоомсорлож, молекулыг материаллаг цэг гэж үзэж болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь үргэлж тийм байдаггүй: молекулын чичиргээ, эргэлт нь молекулын "дотоод энерги" -ийн чухал нөөц бөгөөд "хүчин чадал" нь молекулын хэмжээ, бүтэц, химийн шинж чанараар тодорхойлогддог. Ойролцоогоор нэг атомын молекулыг (инерт хий, металлын уур гэх мэт) заримдаа материаллаг цэг гэж үзэж болох боловч ийм молекулуудад хангалттай өндөр температурт молекулуудын мөргөлдөөний улмаас электрон бүрхүүлийн өдөөлт ажиглагддаг. , дараа нь ялгаруулалт.

Тэмдэглэл


Викимедиа сан.

  • 2010 он.
  • Механик хөдөлгөөн

Үнэхээр хатуу биетэй

    МАТЕРИАЛ ЦЭГБусад толь бичгүүдэд "материаллаг санаа" гэж юу болохыг хараарай. - масстай цэг. Механикийн хувьд биеийн хэмжээ, хэлбэр нь түүний хөдөлгөөнийг судлахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, зөвхөн масс чухал байдаг тохиолдолд материаллаг цэгийн тухай ойлголтыг ашигладаг. Бараг ямар ч биеийг материаллаг цэг гэж үзэж болно, хэрэв......

    МАТЕРИАЛ ЦЭГТом нэвтэрхий толь бичиг - масстай цэг гэж тооцогддог объектыг тодорхойлохын тулд механикт нэвтрүүлсэн ойлголт. Хууль дахь M. t-ийн байр суурийг геомийн байрлал гэж тодорхойлдог. цэгүүд, энэ нь механикийн асуудлыг шийдвэрлэхэд ихээхэн хялбар болгодог. Бодит байдал дээр бие махбодийг ...... гэж үзэж болно.

    Физик нэвтэрхий толь бичигматериаллаг цэг Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

    МАТЕРИАЛ ЦЭГ Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

    МАТЕРИАЛ ЦЭГ- Механикийн хувьд: хязгааргүй жижиг бие. Орос хэлэнд орсон гадаад үгсийн толь бичиг. Чудинов А.Н., 1910 ... Орос хэлний гадаад үгсийн толь бичиг

    Материаллаг цэг- МАТЕРИАЛ POINT гэдэг нь хэмжээ, хэлбэрийг үл тоомсорлож болох биеийг тодорхойлох зорилгоор механикт нэвтрүүлсэн ойлголт юм. Орон зай дахь материаллаг цэгийн байрлалыг геометрийн цэгийн байрлал гэж тодорхойлдог. Бие махбодийг материаллаг гэж үзэж болно...... Зурагт нэвтэрхий толь бичиг

    Физик нэвтэрхий толь бичиг- хязгааргүй жижиг хэмжээтэй, масстай объектын хувьд механикт нэвтрүүлсэн ойлголт. Орон зай дахь материаллаг цэгийн байрлалыг геометрийн цэгийн байрлал гэж тодорхойлдог бөгөөд энэ нь механикийн асуудлыг шийдвэрлэхэд хялбар болгодог. Бараг ямар ч бие байж болно...... Нэвтэрхий толь бичиг

    Материаллаг цэг- масстай геометрийн цэг; материаллаг цэг нь масстай, хэмжээсгүй материаллаг биеийн хийсвэр дүрс юм... Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны эхлэл

    Физик нэвтэрхий толь бичиг- materialusis taškas statusas T sritis fizika atitikmenys: англи хэл. массын цэг; материаллаг цэг vok. Массенпункт, м; materieller Punkt, m rus. материаллаг цэг, f; цэгийн масс, f pranc. цэгийн масс, м; цэгийн материал, м … Физикос терминų žodynas

    Физик нэвтэрхий толь бичиг- Масстай цэг ... Политехникийн нэр томъёоны тайлбар толь бичиг

Номууд

  • Хүснэгтийн багц. Физик. 9-р анги (20 ширээ), . 20 хуудас бүхий боловсролын цомог.


Материаллаг цэг. Хөдөлгөөнт биеийн координатууд. Хурдатгал. Ньютоны хуулиуд. Бүх нийтийн таталцлын хууль. Шулуун ба муруйн хөдөлгөөн. Биеийн хөдөлгөөнийг дагаад... Танд нийтлэл таалагдсан уу?