Fizikos konspektai

1. Gauso teorema ir jos taikymas: bendruoju atveju vektoriaus E srautas per bet kokį uždarąjį paviršių vakuume yra lygus to paviršiaus viduje esančių elektros krūvių algebrinei sumai padalintai iš ε0. Tai yra Gauso teorema. Фe=fsEndS=Σqi/ε0. Pvz.: kaip ji taikoma elektriniams laukams skaičiuoti. Apsk 2 lygiagrečių skirtingo ženklo elektros krūviais tolygiai įelektrintų begalinių plokštumų elektros lauką, kai plokštumų paviršiaus krūvių tankiai dq/dS yra σ ir –σ. Pirmiausia nustatysime vienos plokštumos laiką, o dviejų ieškosime pagal laukų superpozicijos principą. Tarkime, kad plokštuma dalija cilindrą pusiau. Tada vektorių E11 ir E moduliai bus lygūs, o vektoriaus E srautas per cilindro paviršių Фe=E12ΔS. Kadangi krūvis viduje cilindro yra sukauptas tik ant plotelio ΔS ir lygus q=σΔS, taikydami Gauso teoremą gauname: E12ΔS=σΔS/ε0 arba E1=σ/2ε0. Gautas rezultatas artimas baigtinių matmenų plokštelėms, jei atstumas tarp jų daug mažesnis už plokštelių linijinius matmenis.
2. Potencialinis elektrostatinio lauko pobūdis: potenciniai energijai matuoti pagrindu imama vienetinio teigiamojo krūvio q0 sąveikos su elektriniu lauku energija-potencialas φ. Taškinio krūvio q potencialas lygus: φ=q/4πε0r+C. Konstanta C lieka nenustatyta, t.y. gali būūti parinkta laisvai. Dažnai ji parenkama lygi 0. Šiuo atveju išplaukia, kad kai r→∞, tai φ→0. Lauko taško potencialas φ nustatomas pagal lauko jėgų darbą, perkeliant vienetinį krūvį iš to lauko į ∞.
3. Elektrostatinio lauko stipris: elektrostatinis laukas yra substancija, pasireiškianti tik tuo, kad atsiranda jė

ėga, veikianti elektros krūvį, patalpintą į kiekvieną erdvės tašką, kuriame elektrostatinis laukas≠0. Elektrostatinio lauko dinaminė charakteristika yra elektrostatinio lauko stipris. Tai jėgos F, veikainčios taškinį krūvį q‘, kuriame nors erdvės taške, ir to krūvio santykis: E=F/q‘. Taikant elektrostatinį lauką, kai tiriamasis taškinis krūvis sąveikauja su keliais krūviais, jį veikianti jėga išreiškiama per elektrostatinio lauko stiprį duotajame taške. Svarbi elektrostatinio (susukto nejudančiu elektros krūviu) lauko ypatybė ta, kad jėga, veikianti tiriamąjį krūvį, neprikaluso nuo to, ar tiriamasis krūvis nejuda, ar jis juda šiame lauke.
4. Dipolio elektrostatinis laukas: elektriniu dipoliu vadiname sistemą, sudarytą iš dviejų vienodo didumo ir priešingo ženklo taškinių krūvių +q ir –q. Per abu krūvius nubrėžta tiesė vadinama dipolio ašimi. Dipolis kuria elektrinį lauką. Dipolio sukurto elektrostatinio lauko taško potencialas prriklauso nuo to taško nuotolio iki dipolio ir dipolio momento orientacijos.
5. Elektrostatinis laukas dielektrikuose: dielektrike sukurtas elektrinis laukas kitoks nei sukurtas vakuume, nes išorinio lauko poliarizuotas dielektrikas savo ruožtu pats kuria elektrinį lauką. Pagal laukų superpozicijos principą, atstojamojo lauko stiprumas dielektrike yra šių abiejų laukų stiprumų geometrinė suma. Tikrasis lauko stiprumas dielektrike smarkiai kinta molekulės matmenų nuotoliais. Tačiau tie mikropokyčiai neturi įtakos, kai nagrinėjame lauko poveikį makroskopiniam kūnui-jis priklauso nuo tam tikros vidutinės, t.y. makroskopinės, lauko stiprumo vertės. Poliarizuotame vienalyčiame iz
zotopiniame dielektrike elektrostatinio lauko stiprumas yra ε kartų mažesnis negu vakuume.
6. Poliarizacijos vektorius: poliarizuotam dielektrikui apibūdinti naudojamas specialus dydis-poliarizacijos vektorius P, išreiškiantis dielektriko tūrio vienetui tenkančių molekulių n0 suminį dipolinį momentą . Tarp vektoriaus P ir σ‘ yra ryšys. Jį lengvai gauname išskyrę poliarizuotojo dielektriko juostelę. Tada jos dipolio momento Pe modulį galima užrašyti dviem būdais: arba pagal P prasmę Pe=P•V=P•dS•l, arba teigiant, kad juostelės galuose yra taškiniai krūviai Pe=q‘•l=σ‘•dS•l. Palyginę šias išraiškas, gauname: P=σ‘.
7. Pjezoelektrinis efektas bei jo taikymas: sudėtingos sandaros kristaluose, kurie neturi simetrijos centro, eletros krūviai gali būti išsidėstę nesimetriškai. Tokio kristalo teigiamų ir neigiamų krūvių centrai nesutampa-kristalas yra savaime poliarizuotas. Šia savybe pasižymi visi segnetoelektrikai ir kai kurie kiti dielektrikai. Tačiau, jei kristalo T ir išotinės jį veikainčios jėgos nekinta, jo paviršiuose surištųjų krūvių neaptinkame. Mat savaime poliarizuotame dielektrike vidinio elektrinio lauko veikiami laisvieji krūvininkai sudaro silpną elektros srovę, kuri teka tol, kol kompensuojami poliarizaciniai krūviai ir vidinis elektrinis laukas išnyksta. Jam išnykti „padeda“ iš aplinkos ant dielektriko paviršiaus nusėdę jonai. Tokį kristalą deformavus, pakinta jo savaiminis poliarizuotumas ir priešinguose paviršiuose susidaro priešingo ženklo surištieji krūviai. Jei kristalą deformuoja išorinės jėgos, šis efektas vadinamas tiesioginiu pjezoelektriniu reiškiniu. Paviršinis krūvio tankis proporcingas deformacijai, kurie savo ruožtu priklauso nuo kristalą veikiančios jė
ėgos. Ši savybė panaudota pjezoelektriniuose davikliuose (matavimo keitikliuose). Tokie keitikliai ypač tinka pačiai kintančiai jėgai matuoti. Pjezoelektiniuose prietaisuose, svarsyklėse, vibracijos ir deformacijos matuokliuose, pjezoelektriniuose mikrofonuose ir adapteriuose.
8. Segnetoelekrikai: segnetoelektrikų pavadinimas kilęs iš pirmosios ištirtos šio tipo medžiagos-segneto druskos NaKC4HO6•4H2O. Nuo paprasų dielektrikų segnetoelektrikai skiriasi keliomis ypatybėmis. Daugumos dielektrikų santykinė dieletrinė skvarba yra nedidelė-retai kurių siekai 100. Tuo tarpu segnetoelektrikų ε gali siekti keletą tūkstančių. Paprastų dielektrikų dielektrinė skvarba nepriklauso nuo elektrinio lauko stiprumo, o segnetoelektrikų dielekrinė skvarba –priklauso. Segnetoelektrikų santykinė dielektrinė skvarba taip pat labai priklauso nuo T ir tam tikroje T yra didžiausia. Viesiems segnetoelektrikams būdingas dielektikams būdingas dielektrinės hizterezės reiškinys. Tolydžio stiprinant elektrinį lauką pamažu silpninant iki 0, poliarizuotumas pasiekia vertę P0. Toliau stiprinant elektrinį lauką, segnetoelektrikas vėl poliarizuojamas iki soties. Kreivė P=f(E) vadinama histerezės kilpa, o toks poliarizuotumo priklausomumas nuo lauko stiprumo-dielektrine histereze. Kiekvienam segnetoelektikui būdinga tam tikra T, kurioje jis visas šias savybes praranda ir pasidaro paprasu dielektriku. Ši T vadinama Kiuri tašku. Segnetoelektrikų monokristalai, keramika, plėvelės gana plačiai naudojami šiuolaikinėje elektrotechnikoje ir radiotechnikoje.
9. Laidininkai elektrostatiniame lauke: elektros krūviai laidininko paviršiuose gali būti sukurti ir neįelektrinant laidiniko, o įnešant laidininką į elektrostatinį lauką. Šis reiškinys vadinamas elektrostatine indukcija, pvz.: įnešus metalinį rutulį į elektrostatinį lauką, laukas pasikeičia, o ant priešingų ženklų el
lektros krūviai pasiskirsto taip, kad viduje rutuliuko lauko nebūtų. Dėl šios priežasties elektronikos prietaisai, esantys metaliniuose korpusuose, yra apsaugoti nuo korpusų įelektrinimo laukų. Korpusą įžeminus, gaunama elektrostatinė apsauga-prietaiso potencialas tampa lygus žemės potancialui.
10. Žaibolaidis: elektrostatinės indukcijos reiškinys taikomas ir žaibolaidyje. Artėjant įelektrintam debesiui prie žaibolaidžio-laidininko, kurio apatinis galas įžemintas, o viršuje susikaupia didelis priešingo ženklo negu debesis elektros krūvis, vyksta krūvio nutekėjimas, t.y. debesis išsielektrina.
11. Elektrinė talpa. Skirtingiems laidininkams suteikiant tokį pat elektros krūvį jų potencialai pakinta nevienodai. Bet vienam laidininkui keičiat suteiktą krūvį jo potencialas kinta proporcingai krūvio dydžiui q=Cφ. Proporcingumo koeficientas, t.y. dydis, vadinamas elektrine talpa. Jis matuojamas elektros krūviu, kurį reikia suteikti laidininkui, kad jo potencialas pakistų vienodu voltu. Talpos vienetu faradu laikoma elektrinė talpa laidininko, kuriam suteikus vieno kulono krūvį potencialas pakinta vienodu voltu. Laidininko elektrinė talpa nepriklauso nuo medžiagos matmenų ir formos, o priklauso nuo aplinkos, kurioje yra laidininkas, santykinės dielektrinės skvarbos ir jį supančių kūnų.
12. Elektrostatinio lauko energija: kyla klausimas kur dingsta lokalizuota elektrinant laidininką sukaupta energija. Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad ji išreiškia krūvių sąveikos potencinę energiją ir todėl susieta su elektros krūviais. Tačiau yra ir kitas labai reikšmingas požiūris, kad energija susijusi su įelektrinant kūną atsiradusiu elektriniu lauku. Tai reikštų, kad energija yra erdvėje visur, kur yra elektrinis laukas. Elekrtostatikoje abu požiūriai lygiaverčiai. Kai plokščiajame kondesatoriuje elektrinis laukas yra tik tarp kondensatoriaus plokščių, gauname:W=εε0S/2d•(Ed)2=εε0/2•E2V. Iš čia vienetinaim erdvės tūriui tenkanti energija-tūrinis elektrinio lauko energijos kiekis We=W/V=εε0/2•E2.
13. Elektodinamika: fizikos dalis, kuri nagrinėja reiškinius, susijusius su elektringųjų dalelių arba įelektrintų kūnų judėjimu.
14. Elektros srovė: tai kryptingas elektringųjų dalelių ir įelektrintų kūnų judėjimas.
15. Būtinos laidumo srovės atsiradimo sąlygos: 1 nagrinėjamoje erdvės dalyje turi būti laisvųjų krūvininkų. 2 juos turi veikti elektrinis laukas ir versti kryptingai judėti.
16. Elektros srovės stiprumas: yra skaliarinis dydis, kurio skaitinė vertė lygi per laiko vienetą pro laidininko skerspjūvį perneštam krūviui.
17. Nuolatinė srovė: tai srovė, kurios kryptis laike nesikeičia. Nuolatinę srovę, kurios stiprumas nesikeičia, vadiname pastoviąja nuolatine srove. Nuolatinės srovės formulė: I=q/t.
18. Elektros srovės tankis: (j=I/S) skaitine verte lygus stiprumui srovės, kuri prateka pro laidiniko skerspjūvio, statmeno srovės krypčiai, ploto vienetą. Elektos srovės tankis rodo srovės tekėjimo kryptį ir jos pasiskirstymą laidininko skerspjūvyje.
19. Omo dėsnis: Metaluose elektros srovės tankis yra tiesiogiai proporcingas elektrinio lauko stiprumui j=γ•E.
20. Vydėmano ir Franco dėsnis: (λ/γ=C) toje pačioje T visų metalų šilumos laidumo koeficientas λ ir specifinio elektrinio laidumo γ santykis yra vienodas. Santykį A/q=ε (jis rodo pašalinių jėgų darbą perkeliant vienetinį krūvį) vadiname grandinės dalyje (visoje grandinėje) veikiančia elektrovaros jėga.
21. Vienalytė grandinės dalis: tai dalis, kurioje krūvininką veikia tik elektrinės jėgos. O grandinės dalį, kurioje krūvininką veikia ir pašalinės jėgos vadinsime nevienalyte.
22. Omo dėsnis nevinalytei grandinės daliai: bendriausia išraiška j=γ(E+E*). Integralinė išraiška IR=φ1-φ2+ε12 (grandinės dalies elektrinė įtampa lygi darbui, kurį atlieka elektrostatinės ir pašalinės jėgos, perkeldamos toje grandinės dalyje vienetinį teigiamą krūvį). Dydis U=IR vadinamas grandinės dalies įtampa arba įtampos kritimu.
23. Elektrinė varža: R=ρ/S tai laidininko savybė priešintis srovei.
24. Ominė varža: tai varža nuolatinei srovei.
25. Superlaidumas: T, žemesnėje kaip 4,2 K, gryno gyvsidabrio elektrinė varža pasidaro neišmatuojamai maža.
26. Voltamperinė charakteristika: vadinama elektrine grandine ar jos elementu (rezistoriumi, kondensatoriumi) tekančios srovės stiprumo priklausomybė nuo U (arba srovės tankio priklausomybė nuo elektrinio lauko stiprumo). Grandinės ar elementai, kuriems galioja Omo dėsnis vadinami tiesiniais, o kuriems negalioja-netiesiniais.
27. Magnetinis laukas: magnetinis laukas atsiranda arba judant elektringoms mikrodalelėms, arba dėl to, kad kai kurioms mikrodalelėms būdinga tam tikra magnetinė savybė, nusakoma savuoju magnetiniu momentu. Judant elektringai dalelei, jos elektrinis laukas kinta laike ir dėl to atsiranda magnetinis laukas. Gamtos dėsnis: kiekvienas laike kintantis elektinis laukas kuria magnetinį lauką, ir atvirkščiai. Magnetinis laukas, kurio kiekvinieną tašką apibūdinantys dydžiai nekinta bėgant laikui, vadinama stacionariuoju.
28. Magnetinė indukcija: B=Mmax/IS, tai savrbiausia magnetinio lauko charakteristika. Vienalyčio magnetinio lauko magnetinė indukcija skaitine verte yra lygi srovės rėmelį, kurio magnetinis momentas lygus vienetui, veikiančiam didžiausiam sukimo momentui.
29. Magnetinės indukcijos linijos: tai kreivės, kurių liestinės kiekviename taške sutampa su vektoriaus B kryptimi.
30. Dešinio sraigto taisyklė: jei sukamas dešinis sraigtas srovės kryptimi, tai sukimo kryptis rodo magnetinės indukcijos kryptį.
31. Bio ir Savaro dėsnis: Kai laukus kuria taškiniai objektai, jų stiprumas yra atvirščiai proporcingas nuotolio r iki objekto kvadratui. Tikėtina, kad ir nuo erdvės savybių priklauso ir srovės sukurto magnetinio lauko indukcija. ; .
32. Pilnutinės srovės dėsnis: nuolatinių elektros srovių kuriamo magnetinio lauko indukcijos vektoriaus cirkuliacija uždaru kontūru yra lygi to kontūro juosiamų srovių algebrinei sumai.
33. Stokso teorema: bet kokio vektoriaus cirkuliacija kontūru l yra lygi to vektoriaus rotoriaus srautui pro kontūro l juosiamą ploto S paviršių.
34. Magneinis sarutas: Ф=BS
35. Gauso teorema: divB=0: kiekvino magnetinio lauko indukcijos vektoriaus srautas pro bet kokį ploto S uždarąjį paviršių visuomet lygus 0.
36. Ampero dėsnis: dviejų lygiagrečių be galo ilgų ir plonų laidų, kuriais teka srovės, kiekvieną ilgio metrą veikianti jėga yra tiesiogiai proporcinga srovių stiprumų sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atsumui tarp laidų.
37. Lorenco jėga: ši jėga mechaninio darbo neatlieka. Ji daleliai suteikia normalinį pagreitį, dėl to kinta jos greičio v kryptis. Taigi magnetine jėga galima keisti elektringosios dalelės judėjimo trajektoriją.
38. Holo reiškinys: laidininke, kuriuo teka srovė, sudariusi magnetinį lauką, kurio magnetinė indukcija B statmena srovės tankio vektoriui j, atsiranda skersinis elektrinis laukas.
39. Elektromagnetinės indukcijos reiškinys: kai kinta laidų kontūrą veikiantis maganetinis srautas, jame atsiranda elektrovaros jėga.
40. Faradėjauas elektromagnetinės indukcijos dėsnis: εi=-dФ/dt Indukcinė elektorvaros jėga nepriklauso nuo magnetinio srauto kitimo preižasties, o priklauso tik nuo jo kitimo spartos.
41. Lenco taisyklė: indukuotoji srovė teka tokia kryptimi, kad jos pačios kuriamas magnetinis laukas priešinasi tam magnetinio lauko kitimui, dėl kurio atsiranda srovė. Lenco taisyklę Faradėjaus dėsnyje atspindi minuso ženkalas.
42. Dešiniosios rankos taisyklė: jeigu dešinioji ranka laikoma taip, kad magnetinės indukcijos linijos eitų taip, kad magnetinės indukcijos linijos eitų į delną, o atlenktas nykštys rodytų laidininko judėjimo kryptį, tai ištiesti keturi pirštai rodys indukuotosios srovės kryptį.
43. Saviindukcija: jeigu dėl kokių nors priežaščių kinta laidaus kontūro ribojamą paviršių kertantis surištasis magnetinis srautas, tai jame taip pat indukuojasi elektrovaros jėga. Šis reiškinys vad saviindukcija.
44. Magnetinio lauko energija: W=LI2/2 sukuriant magnetinį lauką, tam tikras energijos kiekis W perkeliamas iš srovės šaltinio į elektros grandinę supančią erdvę. Magnetinio lauko energijos tūrinis tankis: tūriniu tankiu vadinamas dydis W(m)=W/V, kuris skaitine verte lygus vienalyčio magnetinio lauko, esančio vienetiniame tūryje, energijai.
45. Šveisa: tai optinio diapazono elektromagnetinės bangos, kurių dažnių intervalas ~3•1011 iki 3•1016Hz. O bangų ilgis nuo 1mm iki 10nm. Siauresne prasme šviesa dažniausiai vadinamos bangos, kurių bangos ilgis λ0 vakuume 400-750nm. Reiškinių, kuriuose reiškiasi šveisos banginė prigimtis, visumą tiria banginė optika. Šviesos bangoje periodiškai tarpusavyje susietai kinta magnetinio ir elektrinio laukų stipriai. Daugelyje reiškinių svarbiausias yra elektrinis laukas E. Monochromatiniai šviesai jo kitimą aplinkoje galima aprašyti bangos lygtimi: . Em-elektrinio lauko amplitudė; T-periodas; l-bangos ilgis; λ-bangos ilgis toje aplinkoje; φ0-pradinė fazė. Kvantiniame nagrinėjime kvantuojama ne tik medžiaga, bet ir spinduliuotė. Jei nagrinėjant šviesos sąveikas su medžiaga klasikiniame ir pusiau klasikiniame lygiuose įskaitoma tik banginė šviesos prigimtis, tai klasikiniame lygyje pasitelkiamos ir dalelinės (kvantinės) savybės. Tai atitinka perėjimui nuo klasikinės optikos, bendraujančios su spinduliais ir šviesos bangomis, prie optikos, vadinamos kvantine optika.
46. Hiugenso ir Frenelio principas: kiekvienas sklindančios bangos paviršiaus taškas yra antrinis sferinių koharentinių bangų šaltinis. Geometrine taškų vieta, kuri vienu metu pasiekia svyravimai yra vadinama bangos frontu (plokščios, sferinės, cilindrinės ir sudėtingų formų).
47. Koharenčios bangos: tokios, kurios turi vienodą dažnį ir vienodą bangų fazių skirtumą laiko intervale τ. Optikoje tai natūraliai negaunama, nes šviesą spinduliuoja atskiri sužadintieji atomai, kurie tarpusavyje tiesiogiai nesusiję, todėl vykstant savaiminiam spinduliavimui dviejų vienodų šaltinių arba vieno šaltinio atskirų dalių skleidžiama šviesa nekoherentinė.
48. Optinis interfermetras: tai prietaisas, veikaintis interferncijos principu, kuriame interferuojantys šviesos pluoštai išskiriami erdvėje taip, kad vieno iš jų kelyje galima talpinti tiriamuosius pavyzdžius.
49. Šviesos difrakcija: geomerinė optika pagrįsta teiginiu, kad optiškai vienalytėje aplinkoje šviesa sklinda tiesiomis linijomis. Tačiau tiesiaeigio šviesos sklidimo dėsnis nėra universalus. Šviesa nukrypsta nuo tiesiaeigio sklidimo kai eina pro siaurą plyšelį, mažas skyles arba kai sklidimo kelyje pasitaiko neskaidrios mažos kliūtys. Šviesos nukrypimas nuo tiesiaeigio judėjimo yra vadinamas difrakcija.
50. Šviesolaidžiai: dviejų aplinkų su skirtingais lūžio rodikliais n1 ir n2 riboje gaunams šviesos lūžis. Kai šviesa pereina iš optiškai tankesnės medžiagos į aplinką, kurios lūžio rodiklis mažesnis ir kritimo kampas Ф yra mažesnis už kritimą, lūžio kampas Ф* yra didesnis už kritimo kampą. Šviesos lūžio dėsnis išreiškiamas formule n1sinФ=n2sinФ*. Šviesos kritimo kampui didėjant, lūžio kampas pasiekia kritinį Фkr, lūžio kampas Ф* tampa 2/π, ir šviesa nebeprasiskverbia į aplinką, kurios lūžio rodiklis mažesnis. Pagal sinФkr=n2/n1. Kai Ф>Фkr gaunamas visiškas šviesos atspindys. Visiškasis šviesos atspindys ir buvo pritaikytas skaiduliniuose šviesolaidžiuose.
51. Frenelio zonų metodas: tarkime, kad sferinė banga sklinda iš taškinio šaltinio S vienalytėje aplinkoje. Jos frontas-sfera, simetriška SP teisės atžvilgiu. Norėdami nustatyti suminę svyravimo amplitudę taške P, išskaidysime (mintyse) bangos paviršių į žiedines zonas. Gretimų zonų atstumas iki nagrinėjamo taško P skiriasi λ/2. Todėl iš šių zonų sklindančių ir taške P persiklojančių bangų fazės yra priešingos. Todėl suminio svyravimo amplitudė Ap=A1-A2+A3-A4+. . Ai-amplitudė bangų, pasiekusių tašką P iš visos Frenelio zonos. Kol Frenelio zonų numeriai nelabai dideli, tai jų plotai nepriklauso nuo numerio ir yra vienodi. Tai reiškia, kad iš kiekvienos Frenelio zonos išeina ir tašką P pasiekia vienodas bangų skaičius. Tačiau, didėjant zonos numeriui, didėja jos atsumas iki nagrinėjamo taško P ir kampas α tarp normalės n zonai ir taško P padėties vektoriaus r. Todėl pagal Heigenso ir Frenelio principą: A1>A2>A3., t.y. tašką P pasiekiančių bangų amplitudė monotoniškai mažėja. Tuomet pritaikę viduriniojo nario taisyklę, gauname Ap=A1/2. Šviesai skaidrūs kūnai, iš abiejų pusių apriboti sferiniais paviršiais, kurie fokusuoja arba dėsningai išskleidžia šviesą vadinami lęšiais. Į lęšį lygiagrečiai jo pagrindinei optinei ašiai kritusių ir jame lūžusių spindulių susikirtimo taškas vadinamas lęšio pag židiniu F. Dydis, atvirkščias židinio nuotoliui F, vadinamas lęšio optine geba G=l/F, kuri matuojama dioptrijomis m-1 ir yra neigiama sklaidomajam lęšiui.
52. Difrakcijos gardelė: difrakcijos gardelę sudaro N vienodų plyšelių atskirtų neskaidriais tarpais. Tokiu būdu praleidę šviesą gausime N vienodų šviesos pluoštelių, kurie interferuoja. Δ=dsinφ, d-const (periodas), A1=A2=.=AN=A. , k=1,2,3,.max sąlyga. , k‘=1,2,3.. .min sąlyga. Tarp dviejų kaimyninių max tepla (N-1) min, arba vienodo pločio vienodais atstumais išdėstytų daugelio plyšių, paviršiaus iškilimų arba kitokių optinių kliūčių sistema vadinama difrakcijos gardele.
53. Kristalinė gardelė: paprastiems puslaidininkiams-germaniui ir siličiui-būdinga deimanto tipo kristalinė gardelė. Šia gardelę galima įsivaizduoti kaip dvi sudarytas iš vienodų atomų ir įstatytas viena į kitą centruotojo paviršiaus kubines gardeles, perstumtas viena kitos atžvilgiu per ketvirtį tūrinės įstrižainės. Kiekvieną atomą deimanto tipo gardelėje supa keturi artimiausi atomai. Daugeliu atvejų vietoje puslaidininkių gardelių modelių tinka paprastesni-plokštieji modeliai. Begalinės simetriškai išsidėsčiusių taškų sistemos, todėl jų simetrijai aprašyti neužtenka vien tik uždarųjų simetrijos elementų.
54. Poliarizuota šviesa: natūrali šviesa-tokia šviesa, kurios vektorių E amplitudės visomis kryptimis yra vienodas. Tiesiškai poliarizuota yra tokia banga, kai sklindant bangai vektoriaus E galas brėžia tiesę. Jei vektoriaus E modulis ir kryptis kinta taip, kad laikui bėgant jis brėžia elipsę, tai tokia banga yra elipsiškai poliarizuota, o jei apskritimą, tai apskritimiškai poliarizuota. Elekrtomagnetinės bangos poliarizacija rodo vektoriaus E orientaciją bangos sklidimo krypties atžvilgiu, bei jo kitimą laikui bėgant. Gavimas. Vienas iš būdų –naudoti šviesos atspindį nuo dielektriko, t.y. pasiekusi dielektriko paviršių šviesa jame sukelia elektringų dalelių, t.y. antrinių bangų (atsispindėjusios ir lūžusios šviesos) šaltinius. Dirbtinė optinė anizotropija. Kero efektas optiškai skaidrus izotropinis kūnas mechaniškai deformuotas tampa optiškai anizotropiniu ir dvejopai laužia šviesą, t.y dirbtinės anizotropijos atvejis. Toks reiškinys kai dielektrikas (kietas, skystas ar dujinis) tampa optiškai anizotropiniu išoriniame magnetiniame lauke yra vadinamas Kero efektu. Poliarizacinės prizmės arba tiesiog nikolis-tai iš islandiškojo špato kristalo išpjaunama dviejų dalių tam tikros formos prizmė. Šviesa krinta dideliu kampu į optinę kristalo ašį 00‘. Elektrinio lauko vektorius yra statmenas optinei ašiai, todėl toks spindulys lūžta pagal įprastinį dėsnį ir nueina. Spindulio elektrinis laukas sudaro kampą su kristalo ašimi 00‘, todėl lūžio rodiklis yra kitoks ir spindulys sklinda mažiau lūžęs .
55. Poliarizaciniai svyravimai: elektromagnetinės bangos elektrinis laukas veikia elektroną jėga F=-eE(t)=eE0cosωt, kurios kitimo amplitudė eE0, o kampinis dažnis ω ir sukelia atomų bei molekulių elektroninio apvalkalo poliarizacinius svyravimus. Kai atomai yra toli vienas nuo kito pvz.: vienatomėse dujose, išskirtas vienas elektronas atome yra kvazielastiškai surištas ir turi savųjų svyravimų dažnį ω0 bei virpesių slopinimo koeficientą β. Veikaint šviesos elektriniam laukui, elektrono koordinatės rS priverstinius svyravimus, kurie yra analogiški mechaniniams, aprašo lygtis: D2rS/dt2+2β(drS/dt)+ω2rS=(sE0/m)cosωt. Šios diferencialinės lygties atskirasis sprendinys yra periodinė sinuso arba kosinuso f-ja, kurią galima išskaidyti į dviejų f-jų sumą: rS=acos(ωt-α)=aarcacosωt+asinasinωt=Acosωt+Bsinωt. Kaip jau buvo minėta, amplitudė B lemia absorbciją, o jos kitimas-absorbcijos linijų, o medžiagose absorbcijos juostų susidarkymą.
56. Normalioji dispersija: Stiklų ir į juos panašių skaidrių medžiagų elektroninio apvalkalo pagrindinis dažnis ω0 didesnis už regimosios šviesos dažnį, t.y. absorbcijos juostos B=f(ω) yra ultravioletinėje spektro srityje. Todėl regimosios šviesos dažniui didėjant iki ωt t.y. mažėjant šviesos bangos ilgiui, lūžio rodiklis didėja. Tai normalioji dipersija.
57. Anomalioji dispersija: absorbcijos juostų srityje stebimas priešingas kitimas-anomalioji dispersija. Išmatuota medžiagos dispersijos kreivė teikia informaciją apie medžiagos vidinę elektroninę struktūrą, o skaidrių medžaigų dipersija naudojama šviesai skaidyti į spektrą. Labai intensyvi lazerio šviesa gali sukelti ir netiesinius neharmoninius elektronų svyravimus, todėl kinta lūžio rodiklis, absorbcijos koeficientas, generuojama iki tokių bangų ilgių šviesa. Tai netiesinės optikos reiškiniai.
58. Absorbcijos spektras: absorbcijos koeficiento priklausomybė nuo bangos ilgio.
59. Šilumos spinduliavimas: kūnų spinduliavimas vyksta skleidžiant į aplinką elektromagnetines bangas. Dėl to kūnai netenka savo energijos ir spinduliavimas gali būti palaikomas tik kompensuojant šios energijos nuostolius. Labiausiai iš jų paplitęs šiluminis spinduliavimas vyksta skleidžiant aplinkoje elektromagnetinėmis bangomis kūno dalelių chaotiško judėjimo energiją. Visi kiti spinduliavimai vadinami liuminescencijomis ir skirstomi pagal spinduliavimui eikvojamos energijos šaltinį.
60. Šiluminis spindulaivimas: vyksta nepriklausomai nuo to, kokia kūno T. Šio spinduliavimo metu išspinduliuojamos bangos plačių bangų ilgių intervalu, be to, kūno T mažėjant spinduliuojančių bangų intervalas slenka į ilgesnių bangų pusę.
61. Spektrinė šviesos spinduliavimo (emisija) geba: aprašo spinduliavimo energetinio šviesio pasiskirstymą įvairiose spektro vietose. Ev,τ =dWv,τ/dv, dW-energinis šviesis (W/m2). Taigi emisijos geba išreiškia energinį šviesį, tenkantį vienetiniam dažnių intervalui. Jis priklauso nuo T ir dažnio v. Kai į kūną krinta spindulinė energija, dalis jos atspindima, o kita dalis absorbuojama ir virsta šiluma. Kūno absorbcines savybes apibūdina spektrinės absorbcijos geba. Ji išreiškiama kūno sugertuve energinio šviesio, kai dažnio intervalas nuo v iki v+dv, santykiu su kritusiuoju Av,τ =dW‘v,τ/dWv,τ
62. Absorbcijos geba: Av,τ priklauso nuo kūno T ir nuo dažnio ν.
63. Pusiausvyrasis spindulaivimas: Kai energijos tankis erdvėje pasiekia tam tikrą reikšmę, nusistovi dinaminė pusiausvyra-kiek kūnas per laiko vienetą išspinduliuoja energijos, tiek jos gauna.
64. Absoliučiai juodas kūnas: įvairiausių kūnų šiluminio spinduliavimo aprašymo pagrindas yra kūnas, kurio absorbcijos geba visų dažnių bangoms a=1.
65. Planko formulė: absoliučiai juodo kūno spindulaivimo ypatybes skaidant jo spinduliuotę prizmė ar difrakcinė gardelė į spektrą ir nustatant atskirų dažnių bangų intensyvumą termoelementu, fotoelementu, bolometru arba fotoplokštele. Pritaikęs statinius metodus, Plankas gavo absoliučiai juodo kūno emisijos gebos priklausomybės nuo dažnio išraišką:εv,τ=2πν2/c2(hv/ekT-1)
66. Pag spinduliavimo dėsnis: bet kurio kūno spektrinių emisijos ir absorbcijos gebų santykis nepriklauso nuo kūno prigimties. Jis priklauso tik nuo bangos dažnio (ilgio) ir T ir yra visiems kūnams universali dažnio ir T f-ja.
67. Energetinių lygmenų diskretiškumas atome: atominių kristalų atomų elektroninė sandara yra pag veiksnys, lementis kristalinės gardelės erdvinę konfigūraciją (atomų tarpusavio išsidėstymą) ir tarpatominių ryšių stiprumą, kurį dėl ryšio kovalentiškumo nulemia gretimų atomų valentinių elektronų banginių f-jų erdvinio sutapimo dydis.
68. Kristalų elektroninė sandara: lemia elektros srovės tekėjimo juose ypatybes ir skirtumus išreiškiamus, kaip įprasta, eletriniu laidumu σ=1/p=enu. Taigi laidumo problemos sprendimas pirmiausia yra kristalų elektroninės struktūros nustatymas kvantmechaniškai. Kitiems atomams ji sprendžiama apytiksliai centrinio traukos lauko artiniu, t.y. kiekvieno elektrono būsenos atome paliekant tik sferiškai simetrinę dalį su centru atomo branduolyje.
69. Diskretinė energija: kiekvienam vienelektriniam lygmeniui atome, kristale atsiranda labai arti vienas kito su diskretinėmis energijos vertėmis lygmenų skaičius lygus kristalą sudarančių atomų skaičiui-liestinė energetinė juosta.
70. Elektronų būsenos kristaluose: kristaliniuose kūnuose dalelės dėsningai išsidėsto erdvėje, kurios matmenys, šimtai ir tūkstančiai atomo matmenų, ir sudaro erdvinę kristalinę gardelę, o jų chaotiška visuma-polikristalinę struktūrą. Kai skyla medžiaga šaldoma labai lėtai, galima išsaugoti vientisą kristalą, turintį daug molių atomų-monokristalą.
71. Energetinių juostų susidarymas: pagal kristalų energetinių juostų stuktūrą lengva paaiškinti jų elektros laidumą. Atome elektronais užpildyti vienelektriniai lygmenys kristale sudaro užpildytą energetinę juostą. Taip kristale gaunama užpildytas visos leistinės juostos iki juostos gautos iš atomų valentinių elektronų. Metaluose valentinė juosta nepilnai užpildyta, todėl yra laisvų labai mažai besiskiriančių energija lygmenų, per kuriuos ir vyksta elektronų kryptingas judėjimas veikiant elektriniam laukui. Virš valentinės esančios leitinės juostos, yra elektronais neužpildytos-laisvosios. Pirmoji laisvoji juosta vadinama laidumo juosta. Puslaidininkių ir dielektrikų valentinė juosta užpildyta, o laidumo-atskirta draustiniu intervalu ΔE.
72. Kristalų skirstymas į metalus, puslaidininkius ir dielektrikus juostinės teorijos požiūriu: pagal ryšių tarp dalelių pobūdį kristalinius kūnus galima suskirstyti į metalinius kristalus (pasižymi geru elektriniu ir šilumos laidumu), joninius kristalus (būdingas joninis elektrinis laidumas, pvz.: NaCl), valentinius kristalus (būdingas mažas elektrinis laidumas, pvz.: deimantas) ir molekulinius kristalus (dėl silpnos sąveikos tarp molekulių pasižymi žemomis lydymosi T, pvz.: ledas).
73. Elektronų Fermio ir Dirako statistika kristaluose: laisvųjų elektronų koncentracija vertinama statitiškai, taikant Fermio ir Dirako skirstinį, kuris aprašo krūvininkų pasiskirstymą vienelektriniuose tik erdvinėmis koordinatėmis apibrėžtuose energetiniuose lygmenyse pagal jų padėtį kristale atžvilgiu Fermio enegetinio lygmens. Fermio lygmuo yra susijęs su cheminiu potencialu naudojamu nustatyti sistemos pusiausvyrai, kuri pažeista ne dėl gautos šilumos arba darbo, o dėl sistemos dalelių skaičiaus pokyčio. Statistinė termodinamika taip pat įrodo, kad dviejų kūnų, medžiagų arba skirtingų medžiagos fazių pusiausvyros sąlyga yra ir kristalo elektronai. Šiuo atveju cheminis potencialas susijęs su medžiagos savybėmis ir apibūdina procese dalyvaujančių elektronų vidinę vieno elektrono energiją kristale.
74. Savasis ir priemaišinis laidumas puslaidininkiuose, jų priklausomybė nuo T: puslaidininkiai nuo kitų kietųjų kūnų skiriasi daugybe specifinių savybių-viena iš jų-savasis puslaidininkių laidumas-kokybiškų, be priemaišų puslaidininkių laidumas aktyvuojant (perkeliant) elektronus iš valentinės į laidumo juostą: σ=1/p yra mažesnis už metalų ir didesnis už dielektrinkų. Realūs kristalai visuomet turi kitokių nei kristalo atomų (priemaišų) ir kitų defektų, kurių laidumas panašus kaip priemaišų. Taigi svarbesis yra puslaidininkių priemaišinis laidumas. Laisvųjų krūvininkų koncentacija daug mažesnė nei metalų ir labai priklauso nuo T. Skirtumas tarp metalų ir puslaidininkių yra jų elektros laidumo ir laisvųjų krūvininkų koncentracijos temperatūrinė priklausomybė. Prie absoliutinio nulio puslaidininkai virsta dielektrikais, o daugelis metalų net ir superlaidininkais.
75. Atomo branduolio sandara: atomų branduoliai sudaryti iš protonų ir neutronų. Protono elektros krūvis teigiamas, neutronas elektriškai neultralus. Protono masė mp=1,672•10-27kg, neutrono mn=1,675•10-27kg. Protonas ir neutronas yra elementariosios dalelės, kurios bendrai vadinamos nukleonais, kurie gali būti su elemetariuoju teigiamuoju krūviu ir neultraliosios būsenos. Protonų skaičius branduolyje nusako jo krūvį ir elemento eilės nr Mendelėjevo periodinėje sistemoje. Barnduolių masės skaičius nusako jų masę, išreikštą atominiais masės vienetais ir elementariųjų dalelių-protonų ir neutronų skaičius jame. Branduoliai, kurių krūvis vienodas, bet skiriasi masės vadinami izotopais, kurių masės skaičiai vienodi, bet skirtingi krūviai-izobariais. Branduoliai dar apibūdinami sukiniu ir magnetiniu momentu.
76. Radioaktyvumas: vadinama vienų atomų branduolių virtimas kitias. Natūralus-kai branduolių kitimai vyksta savaime. Indukuotasis-vyksta paveikus kitoms elementariosioms dalelėms. Svarbi radioaktyviojo spindulaivimo ypatybė yra ta, kad jis priklauso nuo išorinių sąlygų: slėgio, T, apšvietimo. α dalelių spinduliavimas vyksta tada, kai dėl vidinių procesų branduoliuose iš jų išlieka keturių elementariųjų dalelių-dviejų protonų ir dviejų neutronų sankaupa. Radioaktyvusis β spindulaivimas vyksta tada, kai dėl vidinių branduolių kitimų spinduliuojamos dviejų tipų elementariosios dalelės: elektronai arba pozitronai. Šios dalelės spinduliuojamos. Kai nukleonai branduolyje virsta vienas kitu. Sklindant α β ir γ spindulaims medžiagomis, mažiausiai silpnėja γ spindulių intensyvumas. Rentgeno dėsnis nusako γ spindulių silpnėjimo priklausomybę nuo medžiagos rūšies. Radioaktyviųjų medžiagų γ spindulių intensyvumo silpnėjimas, jiems sklindant medžiagomis, tiesiogiai proporcingas medžiagos atomų skaičiui.
77. Pag skilimo dėsnis: nesuskilusių branduolių sk priklausomybė nuo laiko vadinama medžiagos radioaktyviojo skilimo dėsniu N=N0e-λT. Rementis sąryšio tarp puamžio ir skilimo const, pag skilimo dėsnį galima užrašyti taip: N=N0e-0,6931/T.
78. Termobranduolinių reakcijų problema: sprogsant vandenilinei bombai, vyksta trumpalaikė intensyvi nevaldoma lengvųjų branduolių jungimosi reakcija. Sintezės reakcijai valdyti reikia tam tikrame tūryje gauti ir gana ilgą laiką palaikyti per 108K T. Tokią T galima gauti praleidžiant pro medžiagą labai stiprią elektros srovę. Kad tokioje T nesusidarytų neleistinai didelis slėgis, medžiagos tankis imamams milijonus kartų mažesnis už normalųjį. Taigi valdomas termobranduolinėms reakcijoms gauti visų pirma reikia išspręsti superaukštųjų T gavimo problemą.
79. Barnduolinės reakcijos: atomų branduolių, dalyvaunjačių stiprioje sąveikoje su kitais branduoliais ir elementariomis dalelėmis, kitmas. Vienose branduolinėse reakcijose energija išskiriama, o kitose atvirkščiai-sugeriama. Pirmosios vadinamos egzoterminėmis, antrosios-endoterminėmis reakcijomis. Priverstinai pasidalijus sunkiam branduoliui, susidaro nauji, periodinės lentelės viduje esantys elementai. Šis dalijimasis yra statistinio pobūdžio. Reakcijos, kuriose lengvųjų elementų branduoliai jungiasi, sudarydami sunkesnius branduolius, vadinamos branduolių sintezės reakcijomis. Jos visų pirma buvo gautos labai aukštose T, todėl šio tipo reakcijos dar vadinamos termobranduolinėmis.
80. Puslaidininkiai diodai: puslaidininkis diodas yra vienas paprasčiausių puslaidininkių prietaisų. Didelės veikimo spartos diodus galima klasifikuoti pagasl įvairius požymius. Svarbiausią pus-nių diodų grupę sudaro impulsiniai diodai- taikomi impulsimės technikos įtaisuose. Kitą gausią diodų grupę sudaro aukštadažniai diodai taikomi nenutrūkstamiems virpesiams ir signalams apdoroti. Keitikliniai diodai taikomi netiesiniuose elektronikos ir radiotechnikos įtaisuose-detektoriuose, maišikliuose. Komutaciniai diodai naudojami kaip nedidelės galios paskirstytųjų parametrų grandinių komutavimo elementai. Jų veikimas pagrįtas tuo, kad dėl voltamperinės charakteristikos netiesiškumo diodo diferencinė varža labai priklauso nuo slinkio įtampos.
81. Puslaidininkis tranzistorius: tai preitaisas, kuris turi 3 kontaktus ir skirtas srovei valdyti. Sudarytas iš 3 puslaidininkių, atskirtų vienas nuo kito 2-iem pn sandūromis. Du kraštiniai yra vienodo laidumo, o vidurinysis priešingo. Tarnzistoriai yra pnp ir npn. Tranzistoriaus vidurinioji dalis vadinama baze. Stiprioji kintama įtampa-įėjimo signalu, patenka tarp bazės ir vienos kraštinės dalies emiterio. Kita kraštinės dalis vadinama kolektoriumi. Tarnzistoriui reikia dviejų elektros šaltinių: mažesnės įtampos emiterio šaltinio, didesnės įtampos kolektoriaus šaltinio. Tarnzistoriai būna taškiniai ir plokštiniai-taškinis neekonomiškas. Plokštinį triodą sudaro kristalo plokštelės. Tanz emiterio šaltinis visuomet jungiamas taip, kad emiterio bazės sandūra np būtų laidi srovei; kolektoriaus šaltinis atvirkščiai, taip kad bazės-kolektorius sandūra pn būtų nelaidi elektros srovei. Bazė yra labai siaura. Pajungus elektros šaltinį, iš p srities difunduoja į n sritį. Kadangi n sritis plona, tai didelė dalis skylučių pereina į kolektorių. Tanz stiprina dėl varžos nevienodumo. Prijungus stiprinamąjį signalą, jo įtampa veikia emiterio srovę, tada emiteriu ir baze teka nenuolatinė, o pulsuojanti signalo dažnių srovė. Tarnz valdomos galingos elektros grandinės. Jie stiprina silpnus antenų sugautus radio signalus, mikrotonais tekančios srovės virpesius, valdomi kosminiai aparatai.
82. Kietieji kūnai: jie gali būti kristaliniai ir amorfiniai. Kristalai-tai kietieji kūnai, kuriems būdinga taisyklinda geometrinė forma; ją lemia periodiškas dalelių išsidėstymas kristalo viduje. Kristalą sudarančių dalelių-atomų, molekulių ar jonų –taisyklingas išsidėstymas periodiškai kartojasi šimtus tūkstančių kartų, todėl sakoma, kad kristaluose yra tolimoji tvarka. Neturintieji kristalinės struktūros kietieji kūnai vadinami amorfiniais. Amorfines medžiagas (vašką, parafiną, gintarą, stiklą) galima laikyti net ne kietaisiais kūnais, o didelio klampumo skysčiais, nes jų dalelių išsidėstymui būdinga tik artimoji tvarka, ir jie turi skysčio savybių.
83. De Broilio hipotezė: kreivė vaizduojanti įvykių dažnio pasiskirsymą vadinama statistiniu pasiskirstymu. Ši kreivė yra tiksliai tokia, kokią intensyvumui numato banginė teorija lygybe išreikšto ilgio De Broilio bangoms praėjus dviejų lygiagrečių plyšių sistemą ir interferavimus. Taigi de Broilio banga-nefizikinė banga. Ji yra labai patogi matematinė priemonė neįprastoms mikrodalelių savybėms paaiškinti. Čia ryšys tarp sąvokų banga ir dalelė yra analogiškai šviesos atveju.
84. Neapibrėžtumų ryšiai: jeigu dydžio keleto matavimų rezultatai nesutampa, tai toks dydis vadinamas neapibrėžtiniu. Neapibrėžtumo lygtis: ΔpxΔx≈pλ=h. ΔpxΔx≥h-ši nelygybė vadinama neapibrėžtiniu sąryšiu. Ji išreikšta fundamentalų kvantinės mechanikos principą, teigiantį, kad mikrodalelių būsenų, kurias tiksliai apibūdina judesio kiekis, tuo pačiu laiko momentu neįmanoma tiksliai apibūdinti koordinatėmis ir atvirkščiai.
85. Banginė f-ja ir jos statistinė prasmė: de Broilio banga nėra fizikinė banga. Ji naudojama todėl, kad taip patogiau vaizdžiai paaiškinti neįprastas mikrodalelių savybes. Todėl ją aprašanti banginė f-ja Ψ(x,y,z) ir jos amplitudė tiesiogiai eksperimentiškai nestebima ir fizikinės prasmės neturi. Remiantis analogija su šviesos dvejopumu prieta prie išvados, kad fizikinę prasmę turi jos modulio kvadratas |Ψ(x,y,z)|2. Tikimybė aptikti dalelę bet kuriuo laiko momentu t bet kokiame erdvės taške x, y, z yra proporcinga ją aprašančios banginės f-jos kvadratui.
86. Elektronų struktūra atome: elektronų pasiskirstymas pagal būsenas atome vadinamas jų konfigūracija. Ji žymima tam tikrais simboliais. Skaitmeninis simbolis rodo būsenos pagrindinį kvantinį sk, raidinis simbolis rodo orbitinį (šaltinį). Pastarojo simbolio laipsnio rodiklio vietoje esantis sk rodo toje būsenoje esančių elektronų sk.
87. Elektrono sukinys: JAV fizikai Gaudsmitas ir Ulenbekas padarė prielaidą, kad elektrodas pasižymi savuoju judesio kiekio momentu, trumpai vadinamu sukiniu. Su juo susijęs savasis magnetinis momentas. Eksperimentiškai nustatyta, kad pastarojo vektoriaus projekcija išilgai nukreiptoje Oz ašyje skaitine verte lygi Boro magnetonui. Pagal jų pasiūlymą sukinio modelį elektronas yra įelektrintas rutuliukas, kaip vilkelis besisukantis apie tam tikrą ašį. Tačiau tokio sukinio samprata prieštarauja realiatyvumo teorijai. Todėl padaryta prielaida, kad kiekvienam elektronui visuomet būdingas ne tik tam tikras krūvis, rimties masė, bet ir sukinys, t.y. jam būdingas ypatingos savybės, be kurių jis neegzistuoja.
88. Paulio principas: vienoje kvantinėje sistemoje negali būti dviejų (arba daugiau) antisimetrinėmis banginėmis f-jomis aprašomų dalelių, jeigu visi kvantiniai sk yra vienodi.
89. Periodinė Mendelejevo sistema: periodinė elementų sistema, arba cheminių elementų išsidėstymas, pagrįsta rusų chemiko Mendelejevo atrastu elementų periodu dėsniu: cheminės elementų savybės peiodiškai priklauso nuo atomų branduolių elektrinio krūvio. Kiekvienas periodas prsideda šarminiu metalu ir baigiasi inertinėmis dujomis, to paties pogrupio elementų cheminės savybės panašios. Kiekvieno atomo branduolio krūvis lygus Ze; Z-cheminio elemento nr periodinėje lentelėje nuosekliai pereinant nuo vieno elemento prie kito, didėja branduolio krūvis, taip pat ir atomo elektronų sk.
90. Spektrinė analizė: kiekvienas elektronas turi susijusį su sukiniu savąjį magnetinį momentą. Dėl to elektrono savasis ir jo orbitinis magnetinis momentas sąveikauja. Šarminių metalų, pvz.: Na atomo išoriniame sluoksnyje yra vienas vadinamas optinis elektronas. Sužadinus jo savasis magnetinis momentas orbitinio atžvilgiu gali būti orientuota tik dvejopai: ta pačia arba priešinga kryptimi. Tai atitinka dvi labai artimas energijų vertes, todėl sužadinimo lygmuo yra dubletas (dvilypis). Spindulinio šuolio metu l, dėl sukurto ir orbitos sąveikos energinis spektras pasidaro dar sudėtingesnis.
91. Medžiagos magnetinės savybės: kiekviena medžiaga sudaryta iš atomų ar molekulių, todėl logiška manyti, kad medžiagos magnetinės savybės priklauso nuo jos struktūrinių dalelių magnetinių savybių. Taigi su kiekvieno elektrono orbitiniu judėjimu apie branduolį susijęs tam tikras orbitinis magnetinis momentas, apibūdinantis mikrosrovės magnetinį lauką. Kiekvienam elektronui dar būdingas savasis judesio kiekio momentas. Medžiagos struktūrinės dalelės atstojamasis magnetinis momentas yra visų jos elektronų orbitinių ir savųjų magnetinių momentų geometrinė suma. Vienų medžaigų atomo ar molekulės atstojamasis magnetinis momentas nelygus 0 net tada , kai jų neveikia magnetinis laukas tokios medžiagos-paramagnetikai (deguonis, aliuminis, platina). Kitų medž atomo ar molekulės atstojamasis magnetinis mom lygus 0. tokios medž-diamagnetikai (inertinės dujos, organiniai junginiai, vanduo, stiklas)
92. Įmagnetėjimas: makroskopinio kūno magnetinis momentas yra lygus visų jį sudarančių mikrodalelių magnetinių momentų geometrinei sumai. Jei kūno magnetinis momentas nelygus 0, tai jis kuria magnetinį lauką-sakome, kad kūnas yra įmagnetintas. Jo įmagnetėjimo laipsnis nusakomas vektoriniu dydžiu J, vadinamu įmagnetėjimu. Tolygiai įmagnetinto kūno įmagnetėjimas skaitine verte lygus medžaigos tūrio vieneto magnetiniam momentui. Jei kūnas įmagnetintas netolygiai, įmagnetėjimas užrašomas J=dP/dV. Magnetinio jautrio neigiamas ženklas rodo, kad medž įmagnetėjimas išoriniame magnetinaime lauke yra priešingos krypties negu įmagnetinančio magnetinio lauko vektorius H. Toks reiškinys-diamagnetizmas. Paramagnetizmu vadinama medž savybė išorinaime magnetinaime laike įsimagnetinti lauko kryptimi. Vidinio lauko magnetinė indukcija tiesiogiai proporcinga medžiagos įmagnetėjimui.
93. Diamagnetikai, paramagnetikai: paramagnetikais vadinamos medž, sukuriančios silpną magnetinį lauką, kurio kryptis sutampa su išorinio lauko kryptimi. Labai stiprių paramagnetikų magnetinė skarba mažai skiriasi nuo l . medž, kurių atomo ar molekulės atstojamasis magnetinis momentas nelygus 0, net tada kai jų neveikia magnetinis laukas yra paramagnetikai. Diamagnetikais vadinamos medž, sukuriančios lauką, kuris susilpnina išorinį magnetinį lauką. Medž, kurių atomo ar molekulės atstojamasis magnetinis momentas lygus 0 yra diamegnetikas.
94. Feromagnetizmo prigimtis: medž, kurios smarkiai sustiprina išorinį magnetinį lauką, vad feromagnetikais. Feromagnetikai kaitaip nei paramagnetikai ar diamegnetikai, jie gali būti įsimagnetinę savaime. Feromagnetizmas susijęs su elektronų savaisiais magnetiniais momentais. Kaip išplaukia iš kvantinės mechanikos, daugiaelektronių atomų elektronai pasiskirsto tam tikrais sluoksniais. Feromagnetikai tokios kristalinės medž, kurių atomų priešpaskutiniai elektronų sluoksniai yra ne visai užpildyti elektronų, dėl to elektronų savieji magnetiniai momentai nesikompensuoja. Kai T yra žemesnė už tos medž Kiuri tašką, tokiuose kristaluose tam tikros jėgos elektronų savuosius magnetinius momentus orientuoja lygiagrečiai. Taip medžiagoje susidaro savaiminio įmagnetėjimo sritys domenai. Tačiau jau Kiuri taško T atomų šiluminis judėjimas pasidaro toks intensyvus, kad spontaninio įmagnetėjimo sritys suyra ir medž virsta paprastu paramagnetiku.
95. Domenai: feromagnetikai tokios kristalinės medž, kurių atomų priešpaskutiniai elektronų sluoksniai yra ne visai užpildyti elektronų, dėl to elektronų savieji magnetiniai momentai nesikompensuoja. Kai T yra žemesnė už tos medžiagos Kiuri tašką, tokiuose kristaluose tam tikros jėgos elektronų savuosius magnetinius momentus orientuoja lygiagrečiai. Taip medžiagoje susidaro savaiminio įmagnetėjimo sritys domenai. Kiekvienas domenas, spontaniškai įsimagnetinęs iki soties, apibūdinamas tam tikru magnetiniu momentu. Tačiau, kai nėra išorinio magnetinio lauko, atskirų domenų magnetiniai momentai būna orientuoti erdvėje chaotiškai, todėl viso kūno atstojamasis magnetinis momentas lygus 0-kūnas neįsimagnetinęs. Išoriniame magnetiniame lauke kiekvienas domenas įgyja potencinės energijos. Domenus dezorientuoti galima pakėlus medž T arba paveikus mechaniškai.
96. Histerezė: įsotinus visų domenų magnetiniai momentai yra oreintuoti vektoriaus H kryptimi. Silpninant magnetinį lauką, dėl trinties domenai negali dezorientuotis visiškai chaotiškai, dėl to atsiranda histerezė ir liktinis įmagnetėjimas.
97. Kiuri T: tvarkingą domenų orientaciją feromagnetike suardo kristalo atomų šiluminiai virpesiai. Juo aukštesnė kristalo T, juo greičiau sutirnka domenų orientacija ir bandinys išsimagnetina. T, kurioje medž virsta ne feromegnetiku vad Kiuri T. Kiuri taško T atomų šiluminis judėjimas pasidaro toks intensyvus, kad spontaninio įmagnetėjimo sritys suyra ir medž virsta paprastu paramagnetiku.
98. Laisvieji virpesiai: virpesiai, kurie vyksta virpesių kontūrui kartą suteikus energiją, vad laisvaisiai. Po to laisvaisiais elektromagnetiniais virpesiais vad periodiškas srovės stiprumo kitimas elektrinėje grandinėje, kuri negauna energijos iš išorinių šaltinių. d2q/dt2+1/LC•q=0 dif lygtis. Harmoniniai virpesiai q=qmcos(ω0t+α0).
99. Slopinamieji virpesiai: slopinamieji virpesiai yra neharmoniniai ir neperiodiniai. Vykstant elektriniams virpesiams kontūre, dalis energijos praranda. Ji sunaudojama laidininkams ir dielektrikams įšildyti. Taigi elekrtinio ir magnetinio lauko energija laipsniškai virsta vidine medž atomų šiluminio judėjimo energija. Dėl to srovės ir įtampos virpesių amplitudė kontūre laikui bėgant mažėja ir po tam tikro laiko laisvieji virpesiai kontūre nuslopsta laisvieji elektromagnetiniai virpesiai kontūre yra slopinamieji. dif lygtis q=qme-δtcos(ω1t+ α0). Apskritai slopinamieji virpesiai susidaro tik tuose virpesių kontūruose, kurių slopinimo koef δ< ω0.
100. Priverstiniai virpesiai: virpesiai, kurie vyksta veikaint išorinei periodinei evj ar įtampai, vad priverstiniais. Priverstiniai virpesiai yra neslopinamieji. Dif lygtis d2q/dt2+2δ•dq/dt+ω20q=Um/L•cos ωt.
101. Kintamosios srovės grandinė: kintamoji elektros srovė energetinėse elektrinėse garndinėse yra priverstinių elektromagnetinių virpesių sužadinimo rezultatas. Šiuos priverstinius virpesius sukuria elektrinėse veikiantys kinatmosios srovės generatoriai. Kintamojo elektinio lauko veikiamame laidininke atsiranda kintamoji elektros srovė, kurios virpesių dažnis ir fazė sutampa su įtampos virpesių dažniu ir faze. Kai laidininku teka kintamoji elektros srovė jame ir apie jį susidaro kinatamasis magnetinis laukas. Kiekviename laidininke, kuriuo teka kintamoji el srovė, atsiranda indukcinė evj.
102. Slinkties srovė, jos tankis: kiekvienas kintamasis magnatinis laukas erdvėje kuria sūkurinį elektrinį lauką ir kiekvienas kintamasis elektrinis laukas kuria sūkurinį magnetinį lauką. Taigi kintamasis elektrinis laukas magnetinio lauko kūrimo srovei, todėl Dž. Maksvelis jį pavadino slinkties srove. Kintant elektriniam laukui, tiek vakuume, tiek dielektrike „teka“ slinkties srovė, kurianti magnetinį lauką. Slinkties srovės tankis js=∂D/∂t=ε0∂E/∂t+∂P/∂t.
103. Maksvelio lygtys integralinėje formoje: 1 ∫lH•dl=∫S(jl+∂D/∂t)•dS ši integralinė lygtis sieja magnetinio lauko stiprumą H su jį sukėlusio elektrinio lauko kitimo sparta ∂D/∂t. 2 ∫lE•dl=-∫S∂B/∂t•dS ši lygtis matematiškai apibendrina elektromagnetinės indukcijos dėsnį. Iš 1 ir 2 Maksvelio lygčių išplaukia, kad kintamasis elektrinis ar magnetinis laukai neegzistuoja pavieniui, o tik kartu. Jo lygtys dar vadinamos lauko lygtimis. 3 ∫SD•dS=∫vρdV. 4 ∫SB•dS=0. Taigi keturios Maksvelio lygtys su šiomis trijomis lygtimis D=ε0εE, B=μ0μH, j=γE sudaro pilnąją Maksvelio lygčių sistemą.
104. Elektromagnetinės bangos: elektromagnetinių bangų susidarymo sąlyga: magnetinis laukas kinta, kintant srovės stipriui laidininke, o srovės stiprumas-kintant elektros krūvių judėjimo greičiui, t.y. krūviams judant su pagreičiu. Vadinasi elektromagnetinės bangos turi atsirasti, elektros krūviams judant su pagreičiu. Elektromagnetinės bangos greitis lygus šviesos greičiui ir nepriklauso nuo dažnio. Elektromagnetinės bangos perneša energiją ir ši energija priklauso nuo dažnio. Elektromagnetinės bangos yra skersinės. Iš dviejų koharentinių šaltinių sklindančios elektromagnetinės bangos susitikus viename taške įvyksta jų interferncija.
105. Pointindo vektorius: bangos energijos tūrinį tankį padauginę iš jos sklidimo greičio, gauname energijos kiekį, pernešamą per vienetinį laiką pro vienetinį plotą, statmeną energijos sklidimo krypčiai S=ων=EH šis dydis vad energijos srauto tankiu. Jis yra vektorius, kurio kryptis sutampa su bangos sklidimo kryptimi. Taigi vektorius S||ν, t.y. nukreiptas taip kaip vektorius E×H. Iš to išplaukia, kad S=E×H. Šis energijos srauto tankio vektorius dar vad pointingo vektoriumi.
106. Bangų plitimas: erdvė, kurios taškų nuotolis iki dipolio yra labai didelis, palyginti su jo spiduliuojamos bangos ilgiu, vad dipolio bangine erdve. Jeigu toje erdvėje yra vienalytė ir izotopinė, tai per laiką t visomis kryptimis nuo dipolio banga nusklinda tą patį nuotolį r. Apie dipolį tokiu spinduliu nubrėžus sferą, visuose jos paviršiaus taškuose vektorių E (el.laukas) ir H (mag.laukas) fazės yra vienodos. Tokios bangos paviršius yra sferinis, todėl ji vad sferine.
107. Radiolokacija, greičio matuokliai: elektromagnetinės bangos atsispindi nuo metalinių arba kitokių elektros srovei laidžių kūnų. Ši elektromagnetinių bandų savybė sudaro radiolokacijos pagrindą. Įrenginiai, skirti atstumams matuoti radio bangomis, vad radiolokatoriais. Rodiolokacijos stotis sudaryta iš radio siųstuvo, imtuvo, antenos.

Leave a Comment