Fizikos konspektas

1.Magn. laukas ir jo reiškimasis.Magnetinė indukcija.
Kūnai kurie traukia plieninius daiktus, pasisuka šiaurės pietų kryptimi vadiname magnetais.Jo savybes magnetizmu.Magnetizmas susijęs su elektriniais reiškiniais.Nuolatiniai magnetai vienas su kitu ir elektros srove sąveikauja be tarpinės medžiagos(jėgų laukais).Nuolatinis magnetas, elektros srovė ir judantis įelektrintas kūnas kuria makroskopinį magnetinį lauką.Magnetinis laukas atsiranda arba judant elektringosioms mikrodalelėms arba dėl to, kad kai kurioms mikrodalelėms būdinga magnetinė savybė nusakoma savuoju magnetiniu momentu.Magnetinė indukcija.Svarbiausia magnetinio lauko charakteristika-magnetinė indukcija B.Ją vaizduojame rėmelio pagalba.Magnetinės indukcijos B kryptis- statmena rėmelio plokštumai irr nukreipta taip, kad žiūrint iš vektoriaus galo srovė tekėtų prieš laikrodžio rodyklę.Magnetinių jėgų sukimo momentas M=Pm´B rėmelis sukamas tol kol Pm pasidaro lygiagretu vektoriui B,tada M=0.Kai Pm^B, tai B=Mmax/(IS) Vienalyčio magnetinio lauko magnetinė indukcija skaitine verte lygi srovės rėmelį veikiančiam didžiausiam sukimo momentui.B=SBi matuojama (A*m)Magnetinės indukcijos linijos tos kurių liestinės kiekviename taške sutampa su vektoriaus sutampa su vektoriaus B kryptimi.Tiesiosios srovės sukurto lauko magnetinės indukcijos linijų kryptis nusakoma dešiniojo sraigto taisykle: jei sukamas dešinys sraigtas slenka srovės kryptimi tai suukimo kryptis rodo magnetinės indukcijos linijų kryptį.Magn. indukc. linijos išeina iš šiaurinio polio ir eina į pietinį.
2.Ampero dėsnis. Srovės elementas kuria magnetinį lauką, kuris veikia srovės elementą.A. Amperas nustatė dF=Idl´B, dF elementarioji jėga(Ampero jėga), Dfmax, kai di^B.Ampero jėga ^ dl ir

r B sudarytai plokštumai.Vienalyčiame magnetiniame lauke esantį tiesų l ilgio laidą, kuriuo teka srovė I veikia jėga F=IlBsina; a kampas tarp srovės tankio ir magnetinės indukcijos B krypčių.Amperas nustatė, kad lygiagretūs laidai,kai jais teka tos pat krypties elektros srovės, vienas kitą traukia magnetinę jėga, jei priešingos krypties- stumia.AMPERO DĖSN.:dviejų lygiagrečių be galo ilgų laidų, kuriais teka srovės kiekvieną ilgio metrą veikianti jėga yra tiesiogiai proporcinga srovių stiprumų sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumui tarp laidų. dF1=m0/4p´2F1F2/a´dl Vienas amperas yra lygus stiprumui nuolatinės srovės, kuriai tekant dviem lygiagrečiais be galo ilgais laidais, esančiais vakume 1m atstumu vienas nuo kito, vienas laidas veikia kiekvieną kito laido metrą 2´10-7 N jėga.
3.Bio Savaro, Laplaso dėsnis ir jo taikymas.Šie mokslininkai atrado elektronikos dėsnį, siejantį srovės stiprumą I suu jos kuriamo magnetinio lauko indukcija B.Laplasas užrašė matematinė šio dėsnio išraišką.Jis teigė, kad magnetinį lauką kuria srovės tankio krypties nykstamai mažas srovės elementas Idl ir nagrinėjo lauko elementariąją indukciją dB taške C, kurio nuotolis r nuo laido elemento dL tenkina nelygybę r>>dL, tada dB=k´mIdL sina/r2;a-kampas tarp vektorių dl ir r ;m- santykinė magnetinė skvarba.Naudojant SI vienetus k=m0/4p o pastovus dydis m0=4p´10-7
dB=m0m/4p´Idl´r/r3 ; dB statmena plokštumai nubrėžtai per vektorių dl ir r.Lauke tekančio nuolatinės srovės kuriamo magnetinio lauko indukcija taške C yr
ra lygi atskirų srovės elementų kuriamų laukų elementariųjų indukcijų integralinei sumai.Naudojamas įsimagnetinimui nustatyti.Įvedamas pagalbinis vektorinis dydis H- magnetinio lauko stiprumas.H=B/m0m
4.Tiesios srovės magnetinis laukas Tiesaus laido visi elementai dl yra vienoje plokštumoje, todėl pagal dB=m0m/4p´Idl´r/r3 vektorinės lygybės kiekvieno elemento Idl sukurto lauko elementarioji magnetinė indukcija dB taške C yra tos pat krypties.Tada B=m0mI/4pņdl/r2´sina r=a sina ;-l=a ctga ;
dl=a/sin2a´da tai B=m0m/4p´I/aņsinada=m0m/4p´I/a(cosa1-cosa2)
Integravimo rėžiai a1 ir a2 priklauso nuo laido ilgio ir nuo nagrinėjamo taško C nuotolio a iki laido.Tiesu laidu tekančios elektros srovės kuriamo magnetinio lauko indukcija priklauso nuo tos srovės stiprumo, laido matmenų, nagrinėjamo taško nuotolio iki laido ir erdvę užpildančios medžiagos magnetinių savybių.Kai laidas labai ilgas a®0, oa2®p ,tai B=m0m/4p´2I/a.
5.Apskritiminės srovės magnetinis laukas,magnetinis momentas.Apskaičiuokime magnetinio lauko indukciją apskritiminės srovės centre.Apskritiminės vejos centre kiekvieno srovės elemento kuriamo magnetinio lauko elementarioji indukcija dB yra tos pačios krypties, todėl vektorinę integralinę sumą pakeičiame jų modulių suma.Be to tokios srovės visi elementai Idi yra statmeni spinduliui vektoriui r(a=p/2), kurio modulis r= vijos spinduliui R.Į tai atsižvelgę, gauname:B=ņdB=m0m/4p´2pI/R Sunkiau yra apskaičiuoti apskritiminės srovės lauko magnetinę indukciją taške C, esančiame vijos ašyje nuotoliu h nuo jos centro.Visos vijos magnetinio lauko indukcija:
B=ņdB=ņdB//+ņdB^Į tai atsižvelgę gauname B=m0m/4p´2pm/(R2+h2)3/2Magnetinė indukcija lauko taške, esančiame labai toli nuo apskritiminės srovės(h.>>R) B=m0mpm/2ph3
6. Magnetinio lauko sūkūrinis po
obūdis. Magnetinės indukcijos vektoriaus cirkuliacija. Jei magnetinį lauką kuria tuo pačiu metu tekančios kelios elektros srovės, pagal magnetinių laukų superpozicijos principą, atstojamojo magnetinio lauko indukcija B=∑Bi. Jos cirkuliacija bet kokiu juosiančiu tas sroves kontūru l išreiškiama šitaip: fBdl=fåBidl. Sukeitę vektorių skaliarinės sandaugos integravimo ir sumavimo veiksmus, gauname tokią formulę:fBdl=åfBidl=m0åIi. Ši lygtis išreiškia pilnutinės srovės dėsnį: nuolatinių elektros srovių kuriamo magnetinio lauko indukcijos vektoriaus cirkuliacija uždaru kontūru yra lygi to kontūro juosiamų srovių algebrinei sumai. Stokso teorema įrodo: bet kokio vektoriaus cirkuliaciją kontūru l yra lygi to vektoriaus rotoriaus srautui pro kontūro l juosiamą ploto S paviršių. Magnetinės indukcijos vektoriui B ta teorema atrodo šitaip: fBdl=∫rotBdS; čia rotB žymimas vektorius.
7.Kontūras su srove magnetiniame lauke, magnetinis srautas. Magnetins laukas, kurio indukcija nėra vienoda visuose taškuose, vadinama nevienalyčiu.Nevienalyčiai laukai yra tiesiosios ir apskritiminės srovės laukai.magnetinis laukas, kurio indukcija visuose taškuose vienoda, vadinamas vienalyčiu lauku.Vienalytis magnetinis laukas grafiškai vaizduojamas jėgų linijomis, kurias sudaro lygiagrečios tiesės, lygiai nutolusios viena nuo kitos.Kertančios tam tikrą kontūrą magnetinio lauko indukcijos ir kontūro ploto sandauga vadinama magnetinės indukcijos srautu.Pažymėję magnetinį srautą raide F, kontūro plotą S ir kampą tarp indukcijos B vektoriaus krypties ir normalės n į kontūro plotą a galime parašyti lygybę : F=BS cos a Kintant laukui, keičiasi ir ma
agnetinis srautas, perveriantis kontūrą; stiprėjant laukui didėja magnetinis srautas, o laukui silpnėjant, magnetinis srautas mažėja.
8.Darbas perkeliant laidininką su srove ir kontūrą magnetiniame lauke. Apseisi. ŠPYGĄ TAU TAUKUOTĄ CHA CHA CHA.
9.Elektromagnetinės indukcijos reiškinys.Faradėjaus dėsnis. M.Faradėjus atrado elektromagnetinės indukcijos reiškinį:kai kinta laidų kontūrą veriantis magnetinis srautas, jame atsiranda elektrovaros jėga.Jeigu tas kontūras yra uždaras, juo teka indukcinė elektros srovė.Indukcinė elektrovaros jėga nepriklauso nuo magnetinio srauto kitimo priežasties, o priklauso tik nuo jo kitimo spartos.Šio dėsnio matematinė išraiška: εi=-dF/dt. Tai vadinamasis Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnis. Lencas suformulavo taisyklę, pagal kurią nustatoma indukuotosios srovės kryptis: 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 ženklas. EVJ laikoma teigiama, kai indukcinės srovės magnetinis momentas pm su tą srovę sukūrusio lauko magnetinės indukcijos linijomis sudaro smailųjį kampą, priešingu atveju indukcinė EVJ laikoma neigiama. Faradėjaus dėsnį galima išvesti ir iš energijos tvermės dėsnio: εIdt=I²Rdt+IdF; arba I=ε+(dF/dt)/R=ε+ε1/R. Dydis ε1=-dF/dt reiškia indukcinę EVJ.
10.Saviindukcija. Induktyvumas. Saviindukcija. Jeigu dėl kokių nors priežasčių kinta laidus kontūro ribojamą paviršių kertantis surištasis magnetinis srautas, ta jame indukuojasi elektrovaros jėga. Šis reiškinys vadinamas saviindukcija.Pagal Faradėjaus dėsnį, saviindukcijos elektrovaros jėga εs=-dF/dt=-d/dt(LI)=-I(dL/dt)-L(dI/dt). Tuo atveju, kai kontūro induktyvumas L=const, lygybė perrašoma taip: εs=-L(dI/dt). Srovei stiprėjant, saviindukcijos EVJ<0, t.y. saviindukcijos srovė teka priešinga išorinio šaltinio kuriamai srovei kryptimi ir priešinasi pastarosios kryptimi.
11.Laidininko su srove energija. Magnetinio lauko energijos tūrinis tankis.Pradėjus tekėti elektros srovei, grandinėje atsiranda saviindukcijos EVJ ε0=-L(dI/dt). Tuomet Omo dėsnis visai grandinei užrašomas šitaip: I=ε+εs/R=ε-L(dI/dt)/R. Per laiką dt srovės šaltinis atlieka darbą dA=εIdt. Taigi dA=I²Rdt+LidI. Srovei stiprėjant, didėja jos magnetinio lauko indukcija, todėl logiška manyti, kad, atlikus darbą dA, turi padidėti dydžiu dW magnetinio lauko energija. Pagal energijos tvermės dėsnį : dW=LidI. Suintegravus rėžiuose nuo 0 iki I, gauname srovės magnetinio lauko energijos išraišką: W=∫LIdI=LI²/2. Taigi, sukuriant magnetinį lauką, tam tikras energijos kiekis W perkeliamas iš srovės šaltinio į elektros grandinę supančią erdvę. Kai srovė nusistovi, magnetinio lauko energija daugiau nekinta. Grandinę išjungus, nykstantis magnetinis laukas indukuoja elektros srovę, ir magnetinio lauko energija transformuojasi į laiduose išsiskiriančią Džaulio šilumą.
Sakykime vienalyčio magnetinio lauko energija W yra pasiskirsčiusi tūryje V; jis tūriniu tankiu vadinamas dydis wm=W/V. Jis skaitine verte lygus vienalyčio magnetinio lauko, esančio vienetiniame tūryje, energijai. wm=½m0n²I²=B²/2m0; čia B=m0nI─solenoido magnetinio lauko indukcija. Taigi magnetinio lauko energijos tūrinis tankis yra tiesiogiai proporcingas jo magnetinės indukcijos kvadratui. Lygybę užrašę vakuumui (m=1), gauname: B=m0H; tuomet wm=HB/2. Nors ši formulė išvesta vienalyčiam laukui vakuume, tačiau ji teisinga ir bet kokiam magnetiniam laukui magnetike. Dažnai ji užrašoma taip: wm=m0mH²/2.
12.Atomų magnetiniai momentai. Magnetikų tipai. Elektroną skriejantį apie branduolį greičiu v spindulio r apskrita orbita, ji apibūdina orbitiniu judesio kiekio momentu: Ll=r´mv. Jo modulis Ll=mvr. Su elektrono orbitiniu judėjimu susijusi konvekcinė mikrosrovė, kurios stiprumas I=en=e/T; čia n-elektrono sukimosi dažnis, T-jo sukimosi periodas. Elektrono linijinį greitį v su periodu T sieja lygybė: 2pr=vT; iš jos T=2pr/v. Todėl mikrosrovės magnetinio momento modulis Pm =IS=(e/T)pr²=evr/2. Dydis Pm vadinamas elektrono orbitiniu magnetiniu momentu. Jis yra vektorius ir nukreiptas priešinga vektoriui Ll kryptimi. Vektorius Pm ir Ll modulių santykis. Pm / Ll =e/2m vadinamas giromagnetiniu santykiu. Kiekvienam elektronui dar būdingas savasis judesio kiekio momentas Ls, kuris vadinamas sukiniu arba spinu, su juo neatskiriamai susijęs savasis magnetinis momentas Pms=(-e/m)Ls. Medžiagos struktūrinės dalelės atstojamasis magnetinis momentas yra visų jos elektronų orbitinių ir savųjų magnetinių momentų geometrinė suma: Pa=∑Pmi+∑Pmsi. Vienų medžiagų atomo ar molekulės atstojamasis magnetinis momentas Pa≠0 net ir tada, kai jų neveikia magnetinis laukas. Tokios medžiagos vadinamos paramagnetikais. Paramagnetikai yra deguonis, aliuminis, platina, šarminiai ir žemės metalai. Kiekviena tokios medžiagos dalelė kuria magnetinį lauką. Kitų medžiagų atomo ar molekulės atstojamasis magnetinis momentas Pa=0, taip yra atomuose, jonuose ar molekulėse, kurių elektronų išorinių sluoksnių tam tikri posluoksniai visiškai užpildyti. Tokios medžiagos vadinamos diamagnetikais. Diamagnetikams priklauso inertinės dujos, dauguma organinių junginių, daugelis metalų, vanduo, stiklas ir kt. Feromagnetikais vadinami tokie metalai, kuriuose vidinio magnetinio lauko magnetinės indukcijos modulis yra daug didesnis už įmagnetinančio išorinio lauko magnetinę indukciją. Jiems priklauso 9 metalai: geležis, nikelis, kobaltas, ir 6 lantanidų grupės elementai. Feromagnetikų įmagnetėjimo J priklausomybė nuo išorinio magnetinio lauko stiprumo H: didinant H, iš pradžių įmagnetėjimas sparčiai didėja, toliau ši sparta mažėja iki pasiekiama įmagnetėjimo soties vertė mažinant išorinio magnetinio lauko stiprumą H, feromagnetikas lieka šiek tiek įmagnetintas, tai vadinama liktiniu įmagnetėjimu. Kad feromagnetikas visiškai išsimagnetintų, jį reikia paveikti priešingos krypties stiprumo Hk magnetiniu lauku. Ši išmagnetinančio lauko stiprumo vertė vadinama koerciniu lauko stiprumu. Jis apibūdina liktinio įmagnetėjimo patvarumą. Toliau stiprinant magnetinį lauką, vėl pasiekiama įmagnetėjimo J soties vertė, tik ji yra priešingo ženklo. Toliau feromagnetiką galima išmagnetinti ir vėl iki soties įmagnetinti. Visą šią kaitą galima pavaizduoti histerezės kilpa. Histerezės kilpos pavidalas priklauso nuo jo prigimties. Stipriu koerciniu lauku pasižymi plienai. Jų magnetinės histerezės kilpa yra plati. Tokios medžiagos vadinamos kietamagnetėmis; tų, kurių siaura-minkštamagnetėmis. Visi feromagnetikai šiomis savybėmis pasižymi tiktai temperatūroje, žemesnėje už Kiuri tašką, kurių kiekvienam elementui yra skirtingas. Kiuri taško temperatūroje feromagnetikai virsta paramagnetikais. Feritai tai sudėtingi geležies ir kitų metalų oksidų kompleksiniai kristaliniai junginiai. Jų savybės panašios į feromagnetikų.
13.Įmagnetėjimas. Dia-ir paramagnetikai. Makroskopinio kūno magnetinis momentas yra lygus visų jų sudarančių mikrodalelių magnetinių momentų magnetinei sumai. Jei kūno magnetinis momentas nelygus nuliu, sakome, kad kūnas yra įmagnetintas. Jo įmagnetinimo laipsnis nusakomas vektoriniu dydžiu J, vadinamu įmagnetėjimu. Įmagnetėjimu vadiname dydį J=P/V=∑P∆i/V.Vadinasi tolygiai įmagnetinto kūno įmagnetėjimas skaitine verte yra lygus medžiagos tūrio vieneto magnetiniam momentui. Įmagnetėjimo 51 vienetas yra amperas metrui (A/m). Diamagnetikais-vadinamos tokios medžiagos, kurių atomų arba molekulių magnetiniai momentai, nesant išorinio magnetinio lauko, lygūs nuliui. Diamagnetikams priklauso inertinės dujos, daugumas organinių junginių, daugumas metalų (cinkas, varis, auksas, sidabras), dervos stiklas, marmuras. Diamagnetikų magnetinis jautrumas<0.Paramagnetikais vadinamos medžiagos, kurių atomo (arba molekulės) elektronų orbitinių magnetinių momentų vektorinė suma nelygi nuliui, t.y. turi tam tikrą magnetinį momentą. Paramagnetikams priklauso deguonis, aliuminis, platina, šarminiai ir žemės šarminiai metalai. Daugelyje metalinių paramagnetikų vyksta anomalus paramagnetinis efektas: jų magnetinis jautrumas praktiškai nepriklauso nuo temperatūros.
14.Magnetinis jautris ir jo priklausomybė nuo temperatūros. Dėl elektronų precesijos atsiradęs diamagnetiko įmagnetėjimas užrašomas šitaip: I=cH. Neigiamas dydis c=-n02e²m0S0/4pm vadinamas magnetiniu jautriu.Jis yra nedimensinis dydis. Neigiamas jo ženklas rodo, kad medžiagos įmagnetėjimas J išoriniame magnetiniame lauke yra priešingos krypties negu įmagnetinančio magnetinio lauko vektorius H. Neaukštoje temperatūroje dauguma diamagnetiko atomų yra nesužadinti, ir dydis c nuo temperatūros nepriklauso. Nepriklauso jis ir nuo H vertės. Vienam moliui medžiagos apskaičiuotoji dydžio cskaitinė vertė yra apie 10-6.Bet paramagnetikų magnetinis jautris priklauso nuo medžiagos savybių ir absoliutinės temperatūros. Daugumos paramagnetikų c vertė 10-103 kartų didesnė negu daugumos diamagnetikų, vis dėlto ji yra maža.
15.Medžiagų magnetinė skverbtis. Magnetinio lauko stiprumas magnetikuose. Magnetinė indukcija B priklauso nuo lauką kuriančių laidumo srovių ir nuo medžiagos, kurioje šis laukas sukuriamas, savybių. Kiekvieną medžiagą išorinis magnetinis laukas vienaip ar kitaip įmagnetina. Dėl to visos medžiagos vad. magnetikais. Įsimagnetinusios jos pačios kuria indukcijos B¹ magnetinį lauką, vadinamą vidiniu. Išorinio magnetinio lauko indukcija B0=m0H, magnetike atstojamojo lauko magnetinė indukcija išreiškiama taip B=m0H+ B¹(1). Vidinio lauko magnetinė indukcija tiesiogiai proporcinga medžiagos įmagnetėjimui: B¹=m0I. Įrašę į (1) formulę gauname B=m0H+m0I; I=cH, todėl B=m0(1+c)H=m0mH. m=1+c-šis nedimensinis dydis vad. medžiagos santykine magnetine skvarba: m=B/B0.Diamagnetikų c<0, todėl B0, B>B0.
16.Feromagnetikai. Histerezės kilpa. Feromagnetikais vad. tokios medžiagos, kuriose vidinis magnetinis laukas gali būti šimtus ir tūkstančius kartų stipresnis už jį sukėlusį magnetinį lauką. Feromagnetikams priklauso geležis, nikelis, kobaltas ir daugelis lydinių. Feromagnetikai buvo plačiai pradėti naudoti tik nuo praeito šimtmečio pabaigos. Jie turi kelias įdomias savybes:1) jie gali būti įsimagnetinę savaime,2) didinant išorinio magnetinio lauko stiprumą iš pradžių įmagnetėjimas sparčiai didėja, toliau ši sparta mažėja iki pasiekiama įmagnetėjimo soties vertė. Histerezės kilpa-uždara kreivė, gaunama feromagnetiką veikiant pakankamo stiprumo periodiškai kintamu magnetiniu lauku. “Kietųjų” magnetinių medžiagų histerezės kilpa yra plati. Tai volframiniai ir chrominiai, angliniai plienai. Iš jų gaminami nuotoliniai magnetai. “Minkštųjų” magnetinių medžiagų histerezės kilpa yra siaura, tai permalojus, supermalojus ir kt. Iš jų gaminamos transformatorių šerdys. Feromagnetinių reiškinių teoriją padėjo sukurti Stoletovo darbai. Klasikinę feromagnetizmo teoriją sukūrė P.Veisas. Feromagnetikai savybėmis pasižymi tiktai temperatūroje, žemesnėje negu tam tikra, kiekvienam feromagnetikui būdinga temperatūra Tk, vad. Kiuri tašku.Kiuri taško temperatūroje feromagnetikai virsta paprastais paramagnetikais.
17.Kiuri taškas. Kylant temperatūrai, feromagnetikų liekamasis magnetinis poliarizuotumas +mažėja.Pakankamai aukštoje temperatūroje, kuri +vadinami Kiuri tašku, jis visiškai išnyksta.Tai paaiškinama feromagnetiko dalelių šiluminiu judėjimu: jis pasidaro toks intensyvus, kad spontaniško įsimagnetinimo sritis suyra.Aukštesnėse uš kiuri tašką temperatūrose feromagnetikas.Pereinant iš feromagnetinio būvio į paramagnetinį šiluma nei išskiriama nei sugeriama.Kinta šiluminis talpumas, elektrinis laidumas ir t.t.Feromagnetizmo prigimtis.Elektronai atome juda aplink branduolį tam tikromis orbitomis.Tam tikras elektronų orbitų skaičius drauge sudaro elektroninį apvalkalą.Kiekviename atome yra tam tikras skaičius apvalkalų, kurių kiekviename yra nustatytas elektronų skaičius.Kiekvienas apvalkalas, išskyrus arčiausiai branduolio esantį, savo ruožtu skirstomas į sluoksnius.Elektronai atome stengiasi užimti vietas tuose apvalkaluose ir sluoksniuose, kurie yra kuo arčiau branduolio.Atomuose neišlaikomas apvalkalų ir sluoksnių užpildymo elektronais nuoseklumas.Dar neužpildžius viso apatinio apvalkalo elektronai pradeda užimti aukštesnį apvalkalą.Tik tokios medžiagos gali pasižymėti feromagnetinėmis savybėmis.Elektronų sukiniai tarpusavyje sąveikauja ir sukuria vidinį molekulinį lauką.Feromagnetizmo priežastys – elektronų sukinių sąveika yra magnetinės kilmės.
18.Maksvelo lygtys:elektrinio lauko stiprumo vektoriaus cirkuliacija bet kuriuo uždaru kontūru L lygi magnetinio srauto veriančio kontūro ribojama plotą, kitimo greičiu, tik su priešingu ženklu.Šis reiškinys buvo panaudotas betatronui sukurti.Pagrindiniai betatrono elementai yra stiprus elektromagnetas su kūginiais polių antgaliais ir uždaro žiedo formos vakuumine greitinimo kamera.S=pr2;E=-1/2r´dBvid/dt sūkurinio elektrinio lauko stiprumas.Įleiskime į kamerą elektroną taip, kad jo greičio v kryptis sutaptu su elektrinio lauko stiprumo
linijos liestine.Elektroną veikia elektrinė jėga, kurios kryptis -išilgai lauko stiprumo linijos liestinės į priešingą vektoriui E pusę . -e Edt=e´r/2´dBvid=d(mv).Elektrono orbitos betatroninė stabilumo sąlyga:Kiekvienu laiko momentu magnetinė indukcija B elektrono orbitoje turi būti lygi pusei vidutinės magnetinės indukcijos Bvid apskaičiuotas orbitos kontūro apribotam plotui. B=1/2Bvid.
19.Slinkties srovė. Slinkties srove pro bet kurį paviršių S vadinamas fizikinis dydis, skaitine verte lygus slinkties srovės tankio vektoriaus srauto pro tą paviršių: Isl=dFe/dt.(slinkties srovės tankis tai dydis dD/dt, kuris turis srovės tankio dimensiją, bei reiškia srovės tankio normalinę dedamąją).Slinkties srovės sąvoka įvedė Maksvelas.Slinkties srovės uždaro bet kurių nepastovių srovių grandines.Pagal Maksvelą slinkties srovė, kaip ir paprastos laidumo srovės sukuria sūkurinį magnetinį lauką.Slinkties srovė dialektike.Slinkties srovės tankis dialektike susideda iš slinkties srovės vakuume tankio e0dE/dt ir poliarizacijos srovės tankio dPe/dt.Slinkties srovė vakuume neišskiria šilumos.Šios srovės tankis tuo didesnis, kuo didesnis elektrinio lauko stiprumo kitimo greitis.
20.Elektromagnetinės bangos energija.
Elektromagnetinis laukas turi energiją.Todėl sklindanti elektromagnetinė banga perneša lauko energiją, panašiai kaip tamprioji banga perneša medžiagoje mechanizmo energiją.Elektromagnetinių bangų energijos srauto tankio vektorius P vadinamas Pointingo vektoriumi:P=wu ; w- bangos elektromagnetinio lauko energijos tūrinis tankis.Jis lygus w=1/v´EH ; v- monochromatinės bangos greitis, E ir H Monochromatinės bangos vektoriai.
21.Šviesos interferencija ir jos gavimo būdas. & 22.Interferencinė vaizdo nuo 2 koherentinių šaltinių skaičiavimas. Interferenciją sudaro vienodo dažnio monochromatinės bangos, kurių šviesos vektoriai yra kolinearūs. Todėl galime užrašyti virpesius: E1=Em1cos( t-kr1+ 01) ir E2=Em2cos( t-kr2+ 02). Bangos, kurios susitikimo taške sukelia nestatmenus virpesius, o jų fazių skirtumas nekinta laike yra koherentinės. Bendru atveju sudedamų koherentinių šviesos bangų atstojamasis intensyvumas nelygus tų bangų intensyvumų sumai. Tokia šviesos bangų sudėtis vadinama šviesos interferencija. Max. sąlyga = m , min. sąlyga , m=1.2.3. Interferenciją galime gauti plonose plėvelėse. Banga iš dalies lūžta ir iš dalies atsispindi.
23. Optinio kelio ilgis. Bangos nueito kelio(r1) ir aplinkos absoliutinio lūžio rodiklio(n) sandauga(nr1) vadinama bangos optiniu keliu. Dabar fazių skirtumą parašome taip: čia =nr1-nr2 yra šviesos bangų optinių kelių skirtumas. Jeigu kiekviena banga sklistų skirtinga aplinka, tai optinių kelių skirtumą rašytume =n1r1-n2r2.
24.Interferencija plonuose sluoksniuose. Šviesos banga iš dalies atsispindi nuo abiejų skaidrios plėvelės paviršių, iš dalies lūžusi juos praeina. Atsispindėjusi banga nuo antrojo paviršiaus, pasiekusi pirmąjį paviršių iš dalies atsispindi, iš dalies lūžta, ir lūžusi banga, kurios sklidimo kryptį rodo spindulys su paviršiaus normale sudaro kampą. Taigi dėl to šviesos atspindžio nuo abiejų plėvelės paviršių susidaro dvi bangos. Šių bangų optinių kelių skirtumas D=n(AB+BC)-AD±l0/2narys imamas todėl kad banga atsispindi nuo optiškai tankesnės aplinkos ir dėl to jos šviesos vektoriaus fazė pakinta dydžiu . Tuo tarpu kitai bangai atsispindėjus nuo optiškai retesnės aplinkos(oro), todėl jos fazė nekinta ~ . Atsižvelgę į lūžio rodiklį gauname n(AB+BC)-AD=2dn cos r=2d√n²-sin²i. Optinių kelių skirtumas:D=n(AB+BC)-AD±l0/2.
25. Šviesos difrakcija. Šviesos difrakcijos sąvoka: geometrinė optika pagrysta teiginiu, jog optiškai vienalytėse aplinkose šviesa sklinda tiesiai. Šviesa yra tam tikrų dalelių srautas. Vienalytėje aplinkoje šios dalelės iš inercijos juda tiesiai ir tolygiai. Tačiau nuo tiesiaeigio šviesos sklidimo dėsnio yra nukrypstama, kai šviesa sklinda pro labai siaurus plyšius, mažas skylutes. Visi šie reiškiniai, pastebimi šviesai sklindant aplinka su ryškiomis nevienalytiškumo sritimis, vadiname šviesos difrakcija.
26.Heigenso-Frenelio principas. Frenelio juostų metodas. Heigensas suformulavo tokį principą: kiekvienas taškas, kurį banga pasiekia tam tikru laiko momentu, yra elementariųjų bangų šaltinis, o visų tokių bangų gaubtinė AB vėlesniu laiko momentu yra bangos paviršius. Šis principas gerai paaiškina bangų sklidimą, bet nepakankamai gerai- jų difrakciją. Freinelis pasinaudojęs bangų koherentiškumu ir interferencijos sąvokomis, papildė Heigenso formuluotę. Taigi Heigenso ir Frenelio principas yra toks: kiekvienas sklindančios bangos paviršiaus taškas yra antrinių koherentinių bangų šaltinis. Frenelis parodė, kad simetriniuose uždaviniuose išraišką galima rasti daug paprasčiau: integravimą pakeitus algebrine ar geometrine sudėtimi. Taip daroma, kai iš kokio nors taško vienalytė ir izotropinė aplinka sklinda ilgio šviesos banga. Nuotoliu nuo bangos paviršiaus esančiame taške atstojamųjų virpesių amplitudei rasti iš taško spinduliais R=r0+n(l/2); n=1;2;3;4.brėžiamos koncentrinės sferos. Jos banginį paviršių dalija į juostas, vad. Frenelio zonomis.
27. TIESIAEIGIS ŠVIESOS PLITIMAS. FRENELIO DIFRAKCIJA NUO APVALAUS EKRANO KRAŠTO IR APVALIOS ANGOS.
Difrakcini vaizdą stebime ekrane, lygiagrečiame angelės plokštumai ir nutolusiame nuo jos atstumu L . Ką matysime priklauso nuo to, ar m lyginis ar nelyginis:A=A1-A2+A3- .+(-1)m-1Am= A1/r +Am/r ,kai m-lyginis ir(A1+Am-1)/r-Am kai m-nelyginis. Pirmuoju atveju (m -nelyginis) taške m matysime interferencini maksimumą, o antruoju – minimumą. Max ir Min tuo labiau skirsis vienas nuo kito, kuo dydis Am artimesnis A1.Jeigu šviesos šaltinio padėtis nekinta, tai zonų skaičius m priklauso nuo angeles skersmens ir atstumo . Keičiant angeles skersmenį arba atstumą tarp skylutes ir ekrano, šviesos interferencijos rezultatas keičiasi. Jeigu angeles skersmuo didelis, Am<1. Šitokia potencialo duobė vadinama be galo gilia stačiakampe duobe. Kai dalelės pilnutinė energija W yra baigtinė, tuomet dalelė negali atsidurti šalia duobės, taigi jos koordinatė x kinta intervale tarp 0 ir l. Toks apribotas dalelės judėjimas vadinamas finitiniu (baigtiniu). Čia dalelė juda ribotoje erdvės dalyje ir tikimybė dalelei atsidurti šalia potencialo duobės lygi 0. Kadangi banginė f-ja yra tolydinė, tai ji turi būti =0 ir potencialo duobės kraštuose, t.y. y(0)= 0 ir y(l)=0. Šios lygybės vadinamos kraštinėmis sąlygomis. Taigi šiuo atveju f-ja: y=y1+y2=A sin kx+B cos kx dar turi tenkinti šias abi kraštines sąlygas. Pirmoji kraštinė sąlyga: y(0)=A sin k0+B cos k0 yra tenkinama tik tuomet, kai koeficientas B=0. Taigi iš to seka, kad y(x)=A sin kx. Antroji kraštinė sąlyga: y(l)=A sin kl=0, tenkinama tik tuomet, kai kl=np(n=1,2,3.), taigi esant fiksuotam potencialo duobės pločiui l, dalelę aprašantis de Broilio bangos skaičius k gali turėti tik tam tikras vertes: k=(p/l)n. Iš šių formulių: k=√(2m/n²)W ir k=(p/l)n seka, kad potencialo duobėje esančios dalelės energija W yra kvantuota: Wn=(h²/8ml²)n². Tačiau atsižvelgus į de Broilio formulę: p=h/ln=(h/2l)n gaunama energijos išraiška: W=p²/2m=(h²/8l²m)n². Dalelės banginė f-ja : yn=A sin (pn/l)x=√(2/l )sin (pn/l)x.
46.Vandenilio atomas-Pagrindinis, orbitinis ir magnetinis kvantiniai skaičiai. Atomo elektrono impulso momento kvantavimo formulė: L1=√l(l+1)n, joje l=0,1,2.,(n-1) ¾ orbitinis kvantinis skaičius. Iš formulės: Dy+(2m/ħ²)(W-u)y=0, seka, kad, kai W<0, t.y., kai elektronas “surištas” atome, jo judėjimas turi būti periodinis, o pilnutinė energija W-kvantuota. Energijos reikšmes, kurios gali įgyti atomo elektronas apibrėžiamas formule: W=-2²me4/8h²εo²(n2+l+1)², kurioje n2- vadinamasis radialinis kvantinis skaičius. Kvantinis skaičius n1 apibrėžtas pagal formulę: n=n2+l+1 sutampa su pagrindiniu kvantiniu skaičiumi. Elektrono orbitinio impulso momento vektoriaus Ll projekcija Ll2 išorinio momentinio lauko kryptyje 2 gali būti lygi tik sveikajam ħ skaičiui. Ll2=mħ: čia m –vadinamas magnetinis kvantinis skaičius. m=0; ±1; ±2;.±l, čia l-orbitinis kvantinis skaičius, nuo kurio priklauso vektorius Ll modulis. Tuo būdu vektorius Ll gali būti orientuotas erdvėje (2l+1) skirtingomis kryptimis.
47.Šterno ir Gerlacho bandymas. Elektrono sukinys ir jo kvantiniai skaičiai. Šterno ir Gerlacho bandymas: Vokiečių fizikai V.Šternas ir V.Gerlachas eksperimentiškai tyrė atomo magnetinio momento erdvinį kvantavimą vamzdyje, kuriame slėgis apie 0,001 Pa, įtaisytas atomų pluoštelio šaltinis iš periodinės lentelės 1-os grupės elemento. Pirmuose bandymuose tai buvo iki aukštos temperatūros įkaitintas sidabrinis rutuliukas K. Diafragmų sistemos D suformuotas siauras atomo pluoštelės juda statmenai labai nevienalyčio magnetinio lauko momentinės indukcijos linijoms. Šitoks laukas veikia didele jėga: F=-Pm(B/z). Ši jėga atomų pluoštelį nukreiptų išilgai ašies Oz. Tai būtų galima pastebėti plokštelėje P, kurioje atomas nusėda. Atomai sužadinami garinant medžiagą ir jie būna apie 10-8s, todėl į magnetinį lauką patenka jau nesužadinti, tuomet atomo valentinis elektronas yra s būsenoje (l=0). Atomo visų elektronų atstojamasis orbitinis judesio kiekio momentas bei magnetinis momentas =0. Išvada tokia, kad net nesužadinti šie atomai (sidabras, litis) pasižymi magnetiniu momentu, kuris išorinio magnetinio lauko vektoriaus B atžvilgiu gali būti tik dvejopai orientuotas. Elektrono sukinys ir jo kvantiniai skaičiai: JAV fizikai Gaudsmitas ir Ulenbekas padarė prielaidą, kad elektronas pasižymi savuoju judesio kiekio momentu, vadinamu sukiniu arba spinu. Eksperimentiškai nustatyta, kad pastarojo vektoriaus projekcija išilgai B nukreiptoje Oz ašyje skaitine verte lygi Boro magnetonui, t.y. Pmrz=±eh/2me=±mB. Elektronas yra įelektrintas rutuliukas. Jo išorės taškų linijinis greitis turėtų būti apie 300 kartų didesnės už šviesos greitį vakume. Kiekvienam elektronui visuomet būdingas ne tik tam tikras krūvis, rimties masė, bet ir sukinys, t.y. jam būdingos savybės. 1-os grupės nesužadinto atomo visų elektronų, išskyrus valentinį, sukiniai tarpusavyje kompensuojasi. Tuomet atomo magnetinį momentą nusako valentinio elektrono sukinys Ls=ħ·√s(s+1) ; s ¾ sukinio kvantinis skaičius. Sukinio projekcija vektoriaus B kryptimi parinktoje ašyje Oz išreiškiama Lsz=msħ (ms-sukinio magnetinis kvantinis skaičius). Šterno ir Gerlacho bandymas parodė, kad 2s+1=2 arba s=½, sukinio magnetinis kvantinis skaičius ms=±½. Magnetiniame lauke šis sukinys orientuojasi tik taip, kad jo projekcija ašyje Oz Lsz=±½ħ, kaip tik dėl to sidabro ar ličio atomų pluoštelis nevienalyčiame magnetiniame lauke suskyla į du pluoštelius. Dėl sąveikos su indukcijos B magnetiniu lauku dektrono sukinys įgyja papildomą energijos kiekį DWn=-pms·B=-pmszB=±mB·B. Sukinio sąlygojama spektro linijų skaida magnetiniame lauke vadinama anomaliojo Zemano reiškiniu. Taigi elektrono būsena atome aprašoma 4 kvantiniais skaičiais: pagrindiniu n, orbitiniu l, magnetiniu m, ir sukinio magnetiniu ms.
48.Paulio principas. Elektronų pasiskirstymas atomuose pagal būsenas. Vienoje kvantinėje sistemoje negali būti dviejų (ar daugiau) antisimetrinėmis banginėmis funkcijomis aprašomų dalelių, jeigu jų visi kvantiniai skaičiai yra vienodi. Ši išvada vadinama Paulio principu. Dalelės banginės funkcijos simetriškumas glaudžiai susijęs su jos sukiniu, t.y. su dalelės prigimtimi. Sveikąjį sukinio kvantinį skaičių (taip pat ir nulį) turinčios dalelės aprašomos tik simetrinėmis banginėmis funkcijomis. Šitokių dalelių rinkiniams taikoma Bozės ir Einšteino kvantinė statistika, todėl jos vadinamos bozonais. Bozonai yra fotonai, mezonai ir kai kurios kitos dalelės. Dalelės, kurių sukinio kvantinis skaičius yra pusinis (1/2; 3/2) aprašomas antisimetrinėmis banginėmis funkcijomis. Šios dalelės vadinamos fermionais, t.y. neutrinai, nukleonai, elektronai ir kt. Iš čia Paulio principą galima formuluoti taip: vienoje kvantinėje sistemoje negali būti dviejų prenijonų , turinčių visus tuos pačius kvantinius skaičius.
Elektronų pasiskirstymas: Nesužadintame atome elektronai pasiskirsto taip, kad atomo energija būtų mažiausia. Atomo būsenos energija labiausiai priklauso nuo dydžio n, mažiau nuo l ir dar mažiau nuo m ir ms . Be to, didėjant elektronų skaičiui z, orbitinio kvantinio skaičiaus l įtaka energijos vertei didėja. Elektronų pasiskirstymą atome panagrinėkime detaliau.
Būsenoje n gali būti ne daugiau kaip 2n² elektronai. Šie elektronai su tuo pačiu pagrindiniu kvantiniu skaičiumi sudaro elektronų sluoksnį. To paties sluoksnio elektronai, kurių vienodas šalutinis kvantinis skaičius l sudaro jų posluoksnį. Kai l apibrėžtas, turime (2l+l) būseną, kurių skirtingi būsenų magnetiniai skaičiai m. Taigi s posluoksnyje (l=0) gali būti iki 2 elektronų, p posluoksnyje (l=1) – iki 6 elektronų ir t.t.
49.ŠVIESOS SUGĖRIMAS. SAVAIMINIS IR INDUKUOTAS SPINDULIAVIMAS. LAZERIS. Šviesos sugėrimas dar kitaip vadinamas absorbcija. Visi kūnai absorbuoja i juos krintančiu elektromagnetiniu bangu energija. Absorbcijos spektrine charakteristika yra kūno absorbcijos pajėgumas (monochromatines absorbcijos koeficientas):
Jis rodo kuria dalimi krintančiu į kūno paviršiaus ploto vienetą per laiko vienetą , dažnio nuo v iki v+dv, elektromagnetiniu bangu energijos dW tas kūnas absorbuoja. Kūnas, kuris esant bet kokiai temperatūrai absorbuoja visa i ji krintančiu elektromagnetiniu bangu energija nepriklausomai nuo jų dažnio, vadinamas absoliučiai juodu. Visi kūnai taip pat spinduliuoja elektromagnetines bangas. Labiausiai paplitęs spinduliavimas, kuri sužadina medžiagos daleliu šiluminiai virpesiai. Jis vadinamas šiluminiu ir yra savaiminis. Indukuotas spinduliavimas atsiranda įnešus optiškai neaktyvią medžiagą įnešus į magnetinį lauką. Čia ji pasidaro aktyvi: tuomet tiesiai poliarizuotos šviesos, sklindančios išilgai vektoriaus H krypties, poliarizacijos plokštuma pasisuka. Poliarizacijos plokštumos posūkio kampas j yra tiesiog proporcingas šviesos nueito kelio medžiagoje ilgiui L ir magnetinio lauko stiprumui H. j=VLH Čia V – Vertės konstanta.Ji priklauso nuo medžiagos savybių, temperatūros ir šviesos bangu ilgio.
50. ELEKTRONŲ PASISKIRSTYMAS PAGAL BŪSENAS (metaluose) JO PRIKLAUSOMYBĖ NUO TEMPERATŪROS. FERNSI LYGMUO.
Elektrono energijos lygmenys priklauso tik nuo pagrindinio kvantinio skaičiaus.Atomo fizikoje pagrindines būsenas , atitinkančias įvairias orbitinio kvantinio skaičiaus reikšmes , priimta žymėti taip:L=0 – s būsena; L=1 – p būsena; L=2 – d būsena;L=3 – f būsena ir t.t.Elektrono būsena priklauso nuo spindulio R ; t.y. atstumo, kuris skiria elektroną nuo branduolio. Kuo elektronas labiau nutolęs nuo branduolio, tuo silpnesnis juos sieja ryšys ir tuo nestabilesne yra elektrono būsena. Labiausiai nuo branduolio nutolę elektronai vadinami laisvaisiais, nes jų dėka vyksta įvairūs mainai; kryptingas jų judėjimas yra elektros srove.Didinant temperatūra elektronai aktyvėja. Metaluose aktyvėjant elektronams didėja tarpas tarp jų ir branduolio, metalai plečiasi, o vėliau virsta skysčiu.
51. ENERGIJOS JUOSTOS KRISTALUOSE. ELEKTRONŲ PASISKIRSTYMAS JUOSE. VALENTINĖ IR LAIDUMO JUOSTOS.
Izoliuotame atome elektronas gyvuoja sužadintoje būsenoje baigtini laika T (r»10-8s), todėl natūralus energijos lygmens plotis
DW » n/r» 10-7eV Nuo jo priklauso ir natūralaus spektro linijos plotis. Kristale atomu valentiniai elektronai suristi su branduoliais silpniau už vidinius elektronus, todėl gali pereiti nuo vieno atomo prie kito, prasiskverbdami pro potencialo barjerus, kurie skiria kristalo atomus (tunelinis efektas). Dėl šios priežasties tokiu elektronu energijos lygmenys išsiplečia ir virsta leidžiamu energijos reikšmių juostomis (zonomis). Kristale atomai yra arti vienas kito ir stipriai sąveikauja. Dėl to valentiniai elektronu debesėliai persikloja. Tuo būdu, vietoj izoliuoto atomo elektrono energijos lygmens, kurio natūralus plotis DW » 10-7eV , kristale susidaro leistinu energijos lygmenų juosta, kurios plotis elektronvolto eiles, t.y . 107 didesnis už izoliuoto atomo energijos lygmens ploti. visiškai elektronais užpildyta juosta yra valentine, o ne visiškai – laidumo. Laidumo juostoje elektrinis laukas verčia elektroną kryptingai judėti.
52. METALAI, DIELEKTIRKAI, PUSLAIDININKIAI. PUSLAIDININKIU LAIDUMAS. Medžiaga, kurios valentine juosta yra pilnai užpildyta elektronais, yra idealus dielektrikas.Puslaidininkiais vadinamos medžiagos, kuriu specifinis elektrinis laidumas g kambario temperatūroje užima tarpine vieta tarp metalu (g – 10-8ø10-6W*m) ir geru dielektriku (g – 108 ø 1013) . Nuo metalu jie dar skiriasi ir tuo, kad kylant temperatūrai puslaidininkiu (ir dielektriku) specifinis laidumas smarkiai didėja, tuo tarpu metalu – nežymiai mažėja. Svarbiausias puslaidininkiu
parametras yra draustines juostos DWg plotis. Labiausiai ištirti N grupes elementai: silicis ir germanis. Puslaidininkiai naudojami rezistorių, fotoelementu, lazeriu ir kt. gamybai. Puslaidininkiai, kuriuose vyrauja joninis ryšys, turi ryškias magnetines savybes – tai feromagnetiniai puslaidininkiai.
53.Priemaišinis laidumas puslaidininkiuose. p ir n laidumas. Priemaišiniame puslaidininkyje yra ramieji ir priemaišiniai krūvininkai. Jo specifinis elektrinis laidumas , čia -savasis laidumas, o -priemaišinių krūvininkų sąlygojamas laidumas. Donorinėmis priemaišoms užrašoma: , čia n1-priemaišinių elektronų koncentracija. Priemaišinio puslaidininkio laidumas priklauso nuo temperatūros panašiai kaip jo laisvųjų krūvininkų koncentracija žemose temperatūrose vyrauja priemaišinis laidumas, aukštose- savasis laidumas. Dviejų puslaidininkių kontaktas vadinamas p-n sandūra. Įjungus puslaidininkį su p-n sandūra į elektrinę grandinę, taip kad p puslaidininkio potencialas būtų teigiamas, o n- neigiamas, tai srovę p-n sandūroje sukels pagr. krūvininkai: iš n srities į p- elektronai, o iš p į n- skylės. Dėl to viso puslaidininkio laidumas bus didelis, o varža maža. Ši sandūra vadinama tiesiogine. Sukeitus srovės polius ir prijungus tą patį potencialų skirtumą srovės stipris grandinėje bus daug mažesnis nei tiesioginės sandūros. Nes elektronai per kontaktą judės iš p į n sritį, o skylės iš n į p. Bet p puslaidininkyje mažai laisvų elektronų, o n- mažai skylių. Tad per kontaktą eis nepagrindiniai krūvininkai, kurių yra nedaug. Dėl to puslaidininkių laidumas mažas o varža didelė. Tokio tipo sandūra vadinama atbuline.
54.Kontaktiniai reiškiniai p-n sandūroje ir jos voltamperinė charakteristika. Įdomiausi reiškiniai vyksta suliečiant p ir n puslaidininkius. Būtent jie pritaikomi daugelyje puslaidininkinių prietaisų. Dviejų puslaidininkių kontaktas vadinamas pn sandūra. Susidarius šiam kontaktui, dalis elektronų pereina iš n puslaidininkio į p puslaidininkį, o skylės – priešinga kryptimi. Tuomet n puslaidininkis įsielektrina teigiamai, o p puslaidininkis – neigiamai. Difuzija nutrūksta, kai sandūros zonoje susidaręs elektrinis laukas ima trukdyti toliau judėti elektronams ir skylėms. Reiškinių pn sandūra srovės atžvilgiu yra nesimetriška : tiesiogine kryptimi jos varža daug mažesnė negu atbuline.
55.Masės defektas ir branduolio ryšio energija. Tikslūs eksperimentai parodė, kad atomo branduolio masė mb yra keliomis dešimtosiomis procento mažesnė už jį sudarančių laisvųjų nukleonų rimties masių sumą Zmp+Nmn, t.y. Zmp+(A+Z)mn-mb= m. Skirtumas m- branduolio masės defektas. Tai branduolį sudarančių protonų ir neutronų rimties masių sumos ir branduolio masės skirtumas. m nusako branduolį sudarančių protonų ir neutronų ryšio stiprumą. Branduolys yra sąveikaujančių nukleonų skaičiaus A sistema, kuri apibudinama ryšio energija W. Branduolio ryšio energija lygi darbui, kurį reikia atlikti skaidant branduolį į laisvus protonus ir neutronus be papildomos kinetinės energijos. Branduolį sudarant iš nukleonų, pagal energijos tvermės dėsnį, lygiai tiek pat energijos išsiskiria, ir jai ekvivalenčiu dydžiu m sumažėja sistemos masė. Tad remiantis Einšteino masės ir energijos pokyčio lygtimi gauname W=c2[Zmp+(A-Z)mn-mb]=c2 m. Tai branduolio ryšio energijos matematinė išraiška. Vienam nukleonui tenkanti ryšio energija W/A vadinama nukleono ryšio energija branduolyje, arba specifine ryšio energija.
56.a,b ir g spinduliai.‚šakės NNNNNNNN
57.Branduolinės reakcijos. Grandininė branduolinė reakcija. Branduolių sintezės reakcija. SĖKMĖS PERLAIKANT EGZAMINĄ.
58.Optinė pirometrija-bekontakčiai aukštos kūnų temperatūros (>6000C) matavimo metodai ir prietaisai. Pagrįsta kūno šiluminio spinduliavimo intensyvumo, kuris priklauso nuo kūnų t-ros, matavimu. Pirometrijos metodais matuojama kaitinimo krosnių, išlydytų metalų, plazmos t-ra. Pirometras-prietaisas aukštai temperatūrai matuoti bekontakčiu metodu. Veikimas pagrįstas įkaitusių kūnų šiluminiu spinduliavimu. Skiriami: radiaciniai, skaistiniai ir spalviniai. Radiacinį sudaro okuliaras, objektyvas ir veidrodžiai; kūno spinduliavimas fokusuojamas į imtuvą, kurio signalą matuoja rodyklinis prietaisas. Jo skalė sugraduota t-ros laipsniais pagal absoliučiai juodo kūno spinduliavimą. Skaistiniu pirometru palyginamos kūno ir pirometrinės lempos spinduliavimo skaistis toje pačioje spektro srityje. Spalvinis pirometras registruoja kūno, kurio t-ra matuojama, spinduliavimo dviejų bangų ilgių skaisčių santykį.
1. Magnetinis laukas ir jo reiškimasis. Magnetinė indukcija.
2. Ampero dėsnis.
3. Bio-Savoro Laplaso dėsnis ir jo taikymas.
4. Tiesios srovės magnetinis srautas.
5. Apskritiminės srovės magnetinis srautas. Magnetinis momentas.
6. Magnetinio lauko sūkurinis pobūdis. Magnetinės indukcijos vektoriaus cirkuliacija.
7. Kontūras su srove magnetiniame lauke. Magnetinės indukcijos srautas.
8. Darbas perkeliant laidininką su srove ir kontūrą magnetiniame lauke.
9. Elektromagnetinės indukcijos reiškinys. Faradėjaus dėsnis.
10. Saviindukcija. Induktyvumas.
11. Laidininko su srove energija. Magnetinio lauko energijos tūrinis tankis.
12. Atomų magnetiniai momentai. Magnetikų tipai.
13. Įmagnetėjimas. Dia ir paramagnetikai.
14. Magnetinis jautris ir jo priklausomybė nuo temperatūros.
15. Medžiagų magnetinė skverbtis. Magnetinio lauko stiprumas magnetikuose.
16. Feromagnetikai. Histerezės kilpa.
17. Kiuri taškas feromagnetikams. Feromagnetizmo prigimtis.
18. Maksvelio elektromagnetinio lauko lygtys.
19. Slinkties srovė.
20. Elektromagnetinių bangų energija. Energijos srautas.
21. Šviesos interferencija ir jos gavimo būdas.
22. Interferencinė vaizdo nuo 2 koherentinių šaltinių skaičiavimas.
23. Optinio kelio ilgis.
24. Interferencija plonuose sluoksniuose.
25. Šviesos difrakcija.
26. Heigenso-Frenelio principas. Frenelio juostų metodas.
27. Tiesiaeigis šviesos plitimas. Frenelio difrakcija nuo apvalaus ekrano krašto ir apvalios angos.
28. Šviesos poliarizacija.
29. Šviesos poliarizacija atsispindint. Brūsterio dėsnis.
30. Dvigubas šviesos lūžimas. Vienaašiai kristalai.
31. Poliaroidai ir poliarizacinės prizmės. Maliu dėsnis.
32. Poliarizacijos plokštumos sukimas. Dirbtinė optinė anizotropija ir jos taikymas.
33. Šiluminis spinduliavimas. Absoliučiai juodas kūnas.
34. Kirhofo dėsnis. Energijos pasiskirstymas absoliučiai juodojo kūno spektre.
35. Vino postūmio dėsnis ir jo taikymas.
36. Kvantų hipotezė. Planko formulė absoliučiai juodajam kūnui.
37. Stefano-Bolcmano ir Vino dėsnių ryšys su Planko formule.
38. Išorinis foto efektas ir jo dėsniai.
39. Einšteino formulė išoriniam fotoefektui.
40. Fotono masė ir impulsas (judėjimo kiekis). Šviesos slėgis.
41. De-Broilio hipotezė. Eksperimentinis korpuskulinio banginio dualizmo pasireiškimas.
42. Neapibrėžtumų ryšiai, kai materijos-korpuskulinio-banginio pasireiškimo išraiška.
43. Banginė funkcija ir jos statistinė prasmė.
44. Šredingerio lygtys. Stacionarios būsenos.
45. Dalelė vienmatėje stačiakampio potencinėje duobėje.
46. Vandenilio atomas. Pagrindinis, orbitinis ir magnetinis kvantiniai skaičiai.
47. Šterno-Gerlacho eksperimentas. Elektrono sukinys. Sukininis kvantinis skaičius.
48. Paulio principas. Elektronų pasiskirstymas atomuose pagal būsenas.
49. Šviesos sugėrimas. Savaiminis ir indukuotas spinduliavimas. Lazeris.
50. Elektronų pasiskirstymas pagal būsenas metaluose. Jo priklausomybė nuo temperatūros. Fernsi lygmuo.
51. Energetinės juostos kristaluose. Elektronų pasiskirstymas juose. Valentinė ir laidumo juostos.
52. Metalai, dielektrikai, puslaidininkiai. Savasis puslaidininkių laidumas.
53. Priemaišinis laidumas puslaidininkiuose. p ir n laidumas.
54. Kontaktiniai reiškiniai p n sandūroje ir jos voltamperinėje charakteristikoje.
55. Masės defektas ir branduolio ryšio energija.
56. a, b ir  spinduliai.
57. Branduolinės reakcijos. Grandininė branduolinė reakcija. Branduolių sintezės reakcija.
58. Optinė pirometrija.

Leave a Comment