1.Laukas ir medžiaga – dvi pagrindinės materijos formos. Yra dvipagrindinės materijos rūšys: laukas ir medžiaga. Medžiaga – sutankintamaterija, laukas – išsklaidyta materija. Abi formos susiliejamikropasaulyje (fotonas yra laukas, kuris virsta medžiagos dalelėmis:elektronu ir pozitronu). Taigi elektrinis laukas yra materijos rūšis, okrūvis – medžiagos (materijos rūšies) savybė. Elektrostatinio laukostiprisNejudantys įelektrinti kūnai net vakuume veikia vienas kitąelektrostatine jėga. Ir kaip šis poveikis perduodamas vieno kūno kitam?Fizikos raidoje yra du požiūriai, kurie apibūdina šį klausimą:toliveikos irartiveikos. Toliveikos teorijoje, nutolusių įelektrintų kūnų poveikis nuovieno kitam perduodamas akimirksniu ir betarpiškai. Tačiau šiandien yralaikomasi artiveikos teorijos. Artiveikos teorija teigia, kad vienoįelektrinto kūno poveikis kitam perduodamas baigtiniu greičiu (ne didesniuuž šviesos greitį) ir per tarpininką, kuris vadinamas elektrostatiniulauku. Jį sukūria nejudantys elektros krūviai, to pasekoje jį apibūdinantysdydžiai nekinta laike ir elektrostatinis laukas yra vadinamas stacionariuelektriniu lauku. Elektrinio lauko stiprumas. Bandymai rodo, kadkiekvienas elektrinis laukas bet kuriame jo taške esantį taškinį krūvį q’veikia jėga F. Ši jėga yra tiesiogiai proporcinga krūvio q1 didumui. Todėlsantykis F/q’ = E nuo krūvio nepriklauso (Tai teisinga tik tuomet, kaidydis q’ yra labai mažas ir nekeičia lauką sukuriančių krūvių išsidėstymo)ir yra lauko taško charakteristika. Dydis E vadinamas elektrinio laukostiprumu. Jis moduliu ir kryptimi sutampa su jėga, kuria elektrinis laukasveikia teigiamą taškinį vienetinį (1C) krūvį. Kai krūvis q'<0, jėgos Fkryptis yra priešinga lauko stiprumo E krypčiai. Taškinį elektros krūvįveikiančios jėgos formulė: F = q’·E Kai elektrinį lauką vakuumesukuria nejudantis taškinis krūvis q, iš [pic] ir F/q’ = E formuliųgauname štai tokią elektrostatinio lauko stiprumo išraišką: [pic], kuriosmodulis: [pic]; Pagal šias formules galima spręsti, kad nuo krūvio q begalo nutolusiuose taškuose (r→∞) elektrinio lauko nėra (E=0). Tačiau kailauką sukūria baigtinio didumo elektros krūvis, erdvės taškuose,nutolusiuose nuo krūvio q daugiau kaip tam tikru nuotoliu r, dydis Epasidaro neišmatuojamai mažas. Galima sakyti, kad elektrinio laukopraktiškai nėra. Gauso teorema ir jos taikymas [pic]Šia formuleelektrostatikoje matematiškai išreiškiama Gauso teorema: elektrostatiniolauko stiprumo vektoriaus srautas pro bet kokį uždarąjį paviršių yratiesiogiai proporcingas to paviršiaus gaubiamų elektros krūvių algebrineisumai. Gauso teorema tinka ir tolydžiai pasiskirsčiusiems krūviams.Pavyzdžiui,kai krūvis pasiskirstęs tūryje V ir jo tankis ρ (ro), taielektrostatinio lauko srautas pro jį gaubiantį paviršių užrašomastaip:[pic][pic]; Gauso teoremos taikymas elektrinio lauko stipriuiskaičiuoti. Nusibraižome įelektrintą kūną ir jo lauko jėgų inijasPertaškus, kuriuose norim rasti elektrinio lauko stiprį, brėžiame paviršių,gaubiantį įelektrintą kūną tokios formos, kad būtų lengviau integruotiskaičiuojant srautą. Pritaikykime Gauso teoremą įelektrinto laidaus rutuliolauko stipriui rasti, jo spindulys r0, krūvis +q. Ieškosime lauko stiprio Etaškuose A, B, C. Per šiuos taškus braižome uždarus paviršius, gaubiančiusrutulį. Srautą lengviausia apskaičiuoti tuo atveju, jei paviršiai buskoncentrinės sferos, kurių spinduliai xa, xb=R0 ir xc. Skaičiuojam srautąpro paviršių, kuriame yra taškas A. [pic]Pagal Gauso teoremą EA·4πxA =4πkq. Gauname[pic]. Gauname taškinio krūvio lauko stiprio formulę. Taigi ,įelektrinto laidaus rutulio lauko stipris už rutulio yra toks pat, kaip irto paties dydžio taškinio krūvio, patalpinto į rutulio centrą, laukostipris. Ryšys tarp elektrostatinio lauko stiprio irpotencialo Kiekvienas elektrostatinio lauko taškas apibūdinamas dvejopai:vektoriumi – lauko stiprumu ir skaliaru – potencialu. Iš [pic] lygybėsišplaukia, kad elektrostatinių jėgų atliekamas elementarusis darbas dA superkeliamu krūviu q’ bei potencialo elementariuoju pokyčiu dφ susietas štaitaip: [pic]. [pic] → elektrostatinių jėgų atliekamas elementarusis darbasSuintegravus elementariojo darbo lygybę tarp bet kurių dviejų lauko taškų,pvz.: 1 ir 2, gaunama tokia jų potencialų skirtumo išraiška:[pic]Šią lygybę([pic]) galime perrašyti taip:[pic]; [pic];Lygybėje matyti, kadlauko stiprumo vektoriaus projekcija laisvai pasirinktoje ryptyje lygipotencialo neigiamai išvestinei išilgai tos krypties.[pic]; Ex, Ey,Ez → vektoriaus E projekcijos i Dekarto koord. ašis.[pic];[pic] →elektrostatinio lauko stiprumas yra lygus potencialo neigiamam gradientui.Taškinių krūvių sistemosElektrostatinio lauko stipris randamas vektoriškaisudedant atskirų krūvių sukurtų laukų stiprius pagal superpozicijosprincipą. [pic]Jei sfera įelektrinta tik paviršiuje tai jos vidujeelektrostatinio lauko nėra, o už sferos elektrostatinio lauko stipris yratoks pats kaip taškinio krūvio, jei sferos paviršiuje esantį krūvįsukoncentruotume sferos centre.Elektrostatinis dipolio laukas. Elektriniudipoliu vadiname sistemą, sudarytą is dviejų vienodo didumo ir priešingoženklo taškiniu krūvių +q ir -q, atstumas tarp kurių l yra mazas,palyginti su atstumu iki nagrinejamųjų lauko taskų. Per abu krūviusnubrežta tiesė vadinama dipolio asimi. Dipolio petimi vadinamas vektoriusl, kurio kryptis yra išilgai dipolio ašies nuo neigiamo krūvio linkteigiamo, o modulis lygus atstumui l. Dipolio teigiamo elektros krūvio irjo peties sandauga (p=ql) vadinama elektriniu dipoliniu momentu. Dipoliskuria elektrinį lauką. Potencialinis elektrostatinio lauko pobūdisPotencialinių jėgų darbas kūnui perkelti iš taško 1 į tašką 2 yra lygus tokūno potencinės energijos neigiamam pokyčiui:[pic], [pic]- kūno potencinėenergija potencialinių jėgų lauko taške 1, [pic]- taške 2. [pic]Taškiniokrūvio q’ potencinės energijos santykį su krūvio didumu pažymėkime: [pic];dydis φ vadinamas elektrostatinio lauko taško potencialu. Taškinio krūvio qsukurto lauko kiekvieno taško potencialas priklauso nuo lauką kuriančiokrūvio didumo ir to taško atstumo iki lauko šaltinio. Lauko taškopotencialas skaitine verte lygus tame taške esančio vienetinio taškiniokrūvio potencinei energijai. Potencialas yra algebrinis dydis: jo ženklaspriklauso nuo lauką kuriančio elektros krūvio ženklo. Potencialui, kaip irlauko stiprumui, galioja superpozicinis principas: elektros krūvių sistemossukurto lauko bet kurio taško potencialas lygus laukų, kuriuos sukuria tame
taške atskiri krūviai, potencialų algebrinei sumai, t.y. [pic]. Darbas,kurį atlieka elektrostatinio lauko jėgos, perkeldamos taškinį krūvį [pic]iš lauko taško 1 į tašką 2, užrašome šitaip: [pic] . Dydis [pic] vadinamaspotencialų skirtumu, o [pic] – potencialo pokyčiu. Išvada: lauko taškopotencialas skaitine verte lygus darbui, kurį atlieka lauko jėgos,perkeldamos vienetinį krūvį iš nagrinėjamo taško į begalybę. SI potencialovienetas yra voltas (V). Elektrostatiniai matavimo prietaisai,elektringųjų dalelių greitintuvai, elektrostatinis fokusavimasElektrostatinis matuoklis. Jo veikimas pagrįstas tuo, kad jo judamąją dalįstumia elektrinio lauko jėgos. Dėl tų jėgų poveikio gali kisti aktyvusiselektrodų plotas.Prijungus prie jo elektrodų įtampą, elektrinio lauko jėgosstengiasi pasukti judamąjį elektrodą taip, kad elektrinio lauko energijaWe=CU2/2 būtų didžiausia. Taip esti, kai matuoklio talpa C didžiausia, T.Y.didžiausias aktyvusis elektrodų plotas. Svarbiausi privalumai:1) tinkamatuoti nuolatiniai ir kintamajai įtampai;2) maži energijosnuostuoliai;3) matavimo rezultatai neturi įtakos aplinkos temperatūra,matuojamosios įtampos dažnis ir kreivės forma, pašaliniai magnetiniailaukai.Trūkumai:1) mažas jautrumas ir nedidelis sukimo momentas, todėlpaprastai elektrostatiniai voltmetrai daugiau naudojami aukštoms įtampomsmatuoti;2) jautrūs pašaliniams elektriniams laukams;3) ganasudėtinga konstrukcija, nes reikia imti specialių priemonių, kad matuokliotalpa būtų kuo didesnė ir kuo geresnė izoliacija tarpelektrodų.Elektrostatiniai matuokliai ypatingi tuo, kad elektrinis dydis, įkurį jie tiesiod reguoja, yra įtampa. Kai prie jų prijungta nuolatinėįtampa, jie visi nevartoja energijos, o kai kintamoji – vartoja labaimažai.Elektringųjų dalelių greitintuvaiYra tiesiniai ir cikliniai greitintuvai.
Tiesiniame greitintuve vienoje tiesėje išdėstytai daug laidžių vamzdžių,prie kurių prijungtas kintamosios įtampos šaltinis (135 pav.). Dalelėsgreitinamos tik tarp vamzdžių, nes jų viduje elektrinis laukas lygusnuliui. Kol dalelė lekia vamzdžiu, šaltinio polių ženklai turi pasikeisti.Dalelės greičiui didėjant, vamzdžių ilgiai ir atstumas tarp jų irgi turibūti didesni.
|[pic] |
Plačiau taikomi cikliniai greitintuvai. Juose dalelių greitinimuinaudojamas elektrinis, o jų trajektorijai valdyti – magnetinis laukas.
Priminsime statmenai magnetiniam laukui judančios elektringosios dalelėstrajektorijos spindulio R ir apskriejimo periodo formules (6.66) ir(6.67):[pic][pic]
|[pic]|[pic]|
Ciklotrono schema pateikiama 136 pav. Jį sudaro du magnetiniame laukeesantys laidūs duantai, prie kurių prijungtas kintamosios įtampos šaltinis.Dalelės greitinamos tik tarp duantų esančioje srityje, nes duantų vidujeelektrinio lauko nėra. Todėl duantų viduje dalelės juda pusapskritimiais,kurių spindulys didėja didėjant dalelių greičiui (žr. (6.66)).
Ciklotrone gali būti naudojama pastovaus dažnio greitinančioji įtampa, nesdalelės apskriejimo periodas nepriklauso nuo jos greičio (žr. 6.67)).Tačiau jei pasiekiamas didelis (reliatyvistinis) greitis, dalelės masėpadidėja, nes pagal reliatyvumo teoriją
Masei didėjant, reikia didinti ir greitinančios įtampos periodą taip, kadsantykis m/T išliktų pastovus. Tas daroma fazotrone.
Be to, pasiekus didelius greičius, dalelės trajektorijos magnetiniame laukespindulys gali pasidaryti neleistinai didelis, nes, sutinkamai su (6.66),R∼v. Kad nedidėtų R, reikia didinti ir magnetinio srauto tankį B taip, kadmv/B būtų pastovus dydis. Tai daroma sinchrotrone. Sinchrotronai paprastaidaromi žiedo formos, nes juose R beveik nekinta (137 pav.).
Sinchrofazotrone sujungtos fazotronui ir sinchrotronui būdingos savybės. Jame keičiama ir greitinančios įtampos periodas, ir magnetinio srauto tankis.
2. Elektrostatinis laukas dielektrikuose. Dielektrikai – tai medžiagos,kuriose nėra laisvų elektronų. Įnešus dielektrikus į elektrostatinį lauką,elektronų poslinkiai vyksta tik atskiruose molekulėse ir dėl to pasislenkavienas kito atžvilgiu molekulės teigiamų ir neigiamų krūvių svorio centrai.Kol dielektrikas yra ne elektrostatiniame lauke, jo natūralūs dipoliai dėlchaotiško judėjimo išsidėstę netvarkingai, ir bendras dipolinis elektrinismomentas lygus nuliui. Elektrostatiniame lauke Kulono jėga natūraliuosiusdipolius stengiasi pasukti išilgai lauko jėgų linijų. Taigielektrostatiniame lauke dielektrikas poliarizuojasi, atsiranda jo dipoliniselektrinis momentas.Dielektriko paviršiuose atsiradę elektros krūviaivadinami surištaisiais, nes jie priklauso molekulėms. Surištieji krūviaisukuria savąjį lauką E, kurio kryptis priešinga išorinio lauko krypčiai.Todėl dielektriko elektrostatinio lauko stiprumas yra [pic] kartų mažesnisnegu vakuumo, t.y [pic]. Nustatyta, kad dielektriko molekulių deformacinėsir orientacijos poliarizacijos atvejais surištųjų krūvių paviršinis tankis[pic] proporcingas lauko stipriui dielektrike. [pic] Čia [pic] –dielektriko jautris. Atsižvelgę į vektorių E0 ir E’ kryptį gauname laukostiprio dielektrike modulį E=E0 – E’, tai pat panaudoję išraiška gauname[pic]. Iš šios lygybės išplaukia [pic]. Dydis [pic] atskleidžia dielektrikomolekulių deformacijos arba orientacines savybes dielektrike ir visiemsdielektrikams [pic] taigi [pic]. Poliarizuotam dielektrikui apibūdintinaudojamas specialusis dydis – poliarizacijos vektorius P, išreiškiantisdielektriko tūrio vienetui tenkančių molekulių n0 suminį dipolinį momentą[pic]. Tarp vektoriaus P modelio ir [pic] yra ryšys. Jį lengvai gaunameišskyrę poliarizuotojo dielektriko juostelę.
Dialektriko polirizacija. Įnešus dielektrikus į elektrostatinį lauką,elektronų poslinkiai vyksta tik atskiruose molekulėse ir dėl to pasislenkavienas kito atžvilgiu molekulės teigiamų ir neigiamų krūvių svorio centrai.Šis reiškinys vadinamas molekulių elektronine poliarizacijaDialektrike polirizacijos matas yra dialektriku polirizuotumas. [pic] ,p=[[pic]]; [pic]-mazo atomo el momentas. Jei dialektrikas vienalytis, taikoncentracija [pic]: [pic]. Atomo el momentas priklauso nuo isorinioelektrinio lauko. [pic], r-atomo molecules spindulys, [pic]-atomo moleculespolirizuojamumas.
Segnetoelektrikai – kristaliniu dielektriku grupe. Segneto druskoje vykstasavaimine polirizacija. Del savaimines polirizacijos atsirandantys elektroskruviai pavadinti segnetoelektros kruviais. Temperature, kuria pasiekessegnetoelektrikas praranda savo savybes, virsta paprastu dialektrikuvadinama kiuri tasku. Segneto druska turi 2 kiuri taskus: -15 ir –22.5[pic]C. Tik siu temperaturu intervale segneto druska islaiko savosavybes [pic]- koercinis laukas (koercine jega), kuri diapolirizuojasegnetoelektrika. Segnetoelektrikai placiai taikomi technikoje:kondencatoriu gamyba, dialektriniai rezonatoriai, superauksto daznio fazeskeitikliai. Termolektrikai – dialektrikai, kuriuos galima polirizuotpakaitinus iki tam tikros temperatures. Fotoelektrikai – tai dialektrikurusis, bet ji polirizuojama tik sviesoje.
3. Laidininkai elektrostatiniame lauke. Ielektrintame laidininke.Perteklinis statinis elektros kruvis laidininko viduje elektrinio laukonesukuria.,sis kruvis pasiskirsto tik isoriniame laidiniko pavirsiuje.Ties ielektrinto laidiniko pavirsiumi. Elektrostatinio lauko stiprumas tiesilektrinto laidiniko pavirsiumi yra tiesiogiai proporcingas kruviopavirsiniam tankiui.[pic]Kruviu pasiskirstymas isoriniame laidininkopavirsiuje priklauso tik nuo jo formos.Elektrinė talpa. Kuo didesnis laidininko krūvis, tuo didesnis ir jopotencialas. Taigi krūvio ir potencialo santykis yra pastovus dydis,
vadinama elektrinė talpa. Elektrinės talpos skaitinė vertė lygi krūviui,kurį gavusio laidininko potencialas pakinta vienu voltu: [pic]. Laidininkoelektrinė talpa priklauso nuo jo formos, matmenų ir aplinkos santykinėsdielektrinės skvarbos: rutulio, kurio spindulys R, elektrinė talpaapskaičiuojama pagal formulę [pic]Kondensatoriai. Plokščiojo kondensatoriaus elektrodai – dvi lygiagrečiosplokštelės, įelektrintos vienodo modulio, bet priešingų ženklų krūviais.Tarpas užpildytas dielektriku. Tokio kondensatoriaus elektrinė talpa [pic].S –plokščių dengimosi plotas, kurį sudaro viena kitą dengiančios plokštės,d – atstumas tarp plokščių. . Kondensatoriaus, kartu ir tarp elektrodųsukurto elektrostatinio lauko energija lygi kondensatoriaus įkrovimodarbui, t.y. [pic]Elektrinės talpos vienetas – faradas (F). Tai talpalaidininko, kurio potencialas pakinta 1V, laidininkui gavus 1C krūvį.Taskiniu kruviu sistemos energija: [pic][pic] Ilektrinto laidininkoenergija: [pic] Elektrostatinio lauko energija: [pic] R – spindulysElektrostatinio lauko energijos turinis tankis: [pic] arba [pic]4. Nuolatine elektros srove – kryptingas elektros kruvi turinciu daleliujudejimas. Sroves tekejimo kryptimi laikoma teigiama elektros kruviturinciu daleliu judejimo kryptis. Srove atsiranda kai medziagoje yralaisvu elektringuju daleliu ir laidininku viduje egzistuoja elektrinislaukas4.2Potencialu skirtumas- islekdamas uz metalo ribu elektronas privalonugaleti ji sulaikanti dvigubo sluoksnio elektrini laukasi lauka. Si laukaapibudina φ12= φ1- φ2 1V= 1J/CTarp dvieju tasku esanciu visai artibesiliecianciu metalu pavirsiuje.4.3Elektrovara-sroves saltinio vidujelaisvuosius elektros kruvius be elektrostatines kilmes jegu(kulon jeg) darveikia pasalines jegos, kuriu kryptis priesinga elektrostatines saveikosjegu krypciai.Pasaliniu jegu poveikis apibudinamas elektrovaros jegaε=Apas/q 1V=1J/C 4. Itampa – itampa U tarp dvieju grandines tasku yradydis matuojamas darbu, kuri atlieka elektrostatines ir pasalines jegospernesdeamos teigiama kruvio vieneta is vieno tasko i kita 4.4 Srovesstipris ir tankis- Sroves stiprumas I=dq/dt 1A=1C/1S. Elektros srovesstiprumo pasiskirstyma laidininko skerspj apibudina sroves tankisj=I/S=dq/dt·s A/m2.4.5Omo desnis-[pic],[pic]I·R21=(φ1- φ2)+ε21,U=I·R4.6Laidininko varza-tiesiog proporcinga laidininko ilgiui iratvirksciai proporcinga jo skerspjuvio plotui ir priklauso nuo laidininkomedziagos R=ρ(l/S) 1Ω varza turi laidininkas kuriuo teka 1a stiprumoelektros srove sukurianti jo galuose 1V potencialu stipruma.4.7Kirchofodesniai-1.i issisakojusios grandines mazga itekanciu ir is jo isteknaciuelektros sroviu stiprumu algebrine suma lygi 0 ΣIk=0 2.issisakojusioselektros sroves grandines bet kurio uzdaro konturo sakomis tekanciuelektros sroviu stiprumu Ik ir atitinkamu varzu Rk sandaugu algebrine sumayra lygi tame konture veikianciu elektrovaros jegu Ek algebrinei sumai. ΣIkRk=. ΣRk.Taikome kai reikia apskaiciuoti sudetingas nuolatines srovesgrandines .4.8omo bei dziaulio –lencodesniai- ziureti4.5Dziaulio lencoW=IUtW=[pic],W=[pic],[pic],W=It[pic], [pic], Q=IUT, U=IR, Q=I2Rt, Q= (U2/R)t4.9Metlu laidumo teorija-metalu elektrinis laidumas atsiranda del laisvuju elektronu kryptingojudejimo.kruvi pernesa elektronaisusidures su metalu gardelesjonais,elektronas gali pradeti judeti bet kuria kryptimi.=[pic],<λ>=kT/21/2σp, σ=e2n< λ>/2me4.10metalu elektr laidumo priklausomybe nuotemperatures-metalu varza priklauso nuo temperat.tdidejant metalu varzadideja,o mazejant mazeja.Varzos priklausomybe nuo temp aiskinama metalojonu siluminiu svyravymu amplitudes padidejimu.Kuo aukst temp tuo maziauvietos lieka laisviesiems elektronams ir tuo didesne laidininko varza.Q=ρ0(1+αΔt)4.11Superlaidininkai-pakankamai zemose temperaturose metaluspecifine varza arteja prie tam tikros ribos vadinamos liekamaja specifvarza. Kuo chemiskai grynesnis metalas ir kuo maziau ivairiu defektukuriuos sukelia vidiniai itempimai,tuo mazesne jo liekamoji varza.Ir tokiumetalu varza esant labia zemoms temperaturoms arteja i 0 ir tokia savybepasizymincios medziagos vadinamos superlaidininkais.
5. Judancio kruvininko bei laidininku tekancios elektros srives magnetinislaukas. Magnet.laukas atsiranda arba judant elektringosioms mikrodalelėms,arba dėl to, kad kai kurioms mikrodalelėms būdinga tam tikra magnetinėsavybė, nusakoma savuoju magnetiniu momentu. Judant elektringajai dalelei,jos elektrinis laukas kinta laike ir dėl to atsiranda magnetinis laukas.Tai-gamtos dėsnis: kiekvienas laike kintantis elektrinis kūnas kuriamagnetinį lauką ir atvirkščiai-kiekvienas kintantis magnetinis laukas kuriaelektrinį lauką.
Bio ir Savaro desnis: Indukcija kiekviename bet kokios formos laidutekancios sroves sukurto lauko taske yra lygo elementariu magnetiniu lauku,kuriuos sukuria kiekvienas to laidininko elementas dl, indukciju dBvektorinei sumai. [pic] l- laidininko ilgis, r – spindulys – vektorius,nubreztas is laidininko elemento dl i nagrinejamaji lauko tašką, k –proporcingumo koeficientas.Lorenco jega: Kiekvieną krūvio q0 elektringąją dalelę stiprumo E išoriniselektrinis laukas veikia elektrine jėga Fe(q0E Judantis krūvininkas kuriamagnetinį lauką, todėl greičiu v judantį krūvininką išorinis magnetinislaukas dar veikia magnetine jėga Fm. Ši jėga tiesiogiai proporcingasandaugai q0v. Olandų fizikas H. Lorencas apibendrinęs eksperimentųrezultatus, magnetinę jėgą išreiškė: Fm(q0v(B.Elektromagnetinis laukas krūvininką veikia jėga FL (Fe+Fm(q0E+q0v(B. Šifundamentalioji elektromagnetinės sąveikos jėga vadin.Lorenco jėga.Ampero dėsnis: tiesiu laidininku teka stiprumo I srove ir jis yravienalyčiame magnetiniame lauke, taiji veikianti jega yra tiesiogproporcinga sroves stiprumui I, laidininko ilgiui l, magnetinei indukcijaiB ir kampo ά tarp sroves krypties laidininke ir vektoriaus B sinusui:F= [pic]Solenoido magnetinis laukas: ji charakterizuoja magnetine indukcija, kuripriklauso nuo medžiagos magnetinės skvarbos [pic], viju skaiciaus n, irtekancios sroves stiprumo I.[pic]Solenoido magnetinis momentas: jis yra lygus visu jo viju magnetiniumomentu sumai. Srove visuose vijose vienoda, ju plotai lygus, o asyssutampa su solenoido asimi. Todel solenoido magnetinis momentas einaišilgai jo asiesir paskaičiuojamas: [pic]6. Medžiagos magnetines savybes priklauso nuo jos struktūriniu daleliumagnetiniu savybių. Norint išaiškinti medžiagos magnetines savybes irkodėl jos turi įtakos magnetinio lauko indukcijos didumui, reikiaišnagrinėti tuos procesus, kurie vyksta medžiagos viduje, veikiantišoriniam magnetiniam laukui, t.y. kaip veikia magnetinis laukas medžiagosatomus ir molekules. Medžiagos įmagnetėjimas: Įmagnetėjimu vadiname dydį [pic] ( P – magnetinis momentas, V – turis), kuris skaitine verteyra lygus medžiagos tūrio vieneto magnetiniam momentui. Jeikūno magnetinis momentas nelygus nuliui, sakome, kad yra įmagnetintas.Paramagnetikai: paramagnetikais vadinsime tokias medžiagas, kuriu atomo armolekules atstojamasis momentas[pic] net ir tada, kai jų neveikiamagnetinis laukas. ( deguonis, aliuminis, platina ir t.t.)Diamagnetikai: diamagnetikais vadinsime tas medžiagas, kuriu atomo armolekules atstojamasis magnetinis momentas [pic]. Pavyzdžiui, taip yraatomuose, jonuose ar molekulėse, kuriu elektronu išorinių sluoksniu tamtikri posluoksniai yra užpildyti. ( auksas, sidabras, varis įvairios
inertines dujos ir t.t.)Feromagnetizmo prigimtis: 1907 m. buvo iškelta hipoteze, kadferomagnetikuose esama tam tikros vidines sąveikos, dėl kurios jų atskirossritys spontaniškai įsimagnetina. Bet tik praėjus dviems dešimtmečiams buvosukurta nuosekli kiekybine domenine feromagnetizmo teorija. Dabarneabejotinai nustatyta, kad feromagnetizmas susijęs su elektronu savaisiaismagnetiniais momentais. Feromagnetikai – tai tokios kristalines medžiagos,kuriu atomu priešpaskutiniai elektronu sluoksniai yra ne visai užpildytielektronų, todėl savieji elektronu magnetiniai momentai nesikompensuoja.Magnetiniai domenai: Savaiminio įmagnetinimo sritys vadinamos magnetiniaisdomenais. Visame medžiagos gabale susidaro ne vienas, o daug įvairioskrypties domenų, nes bet kuri sistema stengiasi turėti mažiausią potencinęenergiją, o įsimagnetinus visam medžiagos gabalui, atsirastų didelėspotencinės energijos išorinis magnetinis laukas.Feromagnetiko histerezė: feromagnetiko savybe, veikiant pakankamo stiprumoperiodiškai kintamu magnetiniu lauku, jo įmagnetėjimas kinta pagal kreive,vadinama magnetinės histerezės kilpa.Kiuri temperatūra: Didinant temperatūrą feromagnetikai virstaparamagnetikais. Kiekvienam feromagnetikui yra būdinga temperatūros vertė(Kiuri temperatūra), kurią pereidamas jis virsta paramagnetiku. Pavyzdžiui,Fe Kiuri temperatūra lygi 770[pic] C, Ni – 360[pic] C, Gd – 17[pic]C.Feromagnetikų taikymas technikoje: kietamagneciai feromagnetikai ar feritaidėl didelio liktinio įmagnetėjimo naudojami nuolatiniu magnetu, mažųvarikliu ir garsiakalbiu magnetu gamyboje. O iš minkštamagnečiųferomagnetikų gaminamos elektromagnetų bei elektromagnetinių relių šerdys.7. Magnetinės indukcijos srautas ir cirkuliacija.Svarbiausia magnetinio lauko charakteristika yra magnetinis laukas [B].Jaiapipibūdinti paimkime laisvai pakabintą elementarūjį plokščią rėmelį,kuriuoteka stiprumo I elektros srovė.Bandymai rodo kad agnetiniame lauke rėmelįveikia jėgų dvejetas.Todėl laisvai pakabinto rėmelio normalė tame pačiamelauko taške visada nukrypsta ta pačia kryptimi.Ši kryptis priklauso nuomagnetinio lauko savybių ir laikoma magnetinės indukcijos Bkryptimi.Magnetinė indukcija – vienalyčio magnetinio lauko magnetinėindukcija skaitine verte yra lygi srovės rėmelį,kurio magnetinis momentaslygus vienetui, veikiančiam didžiausiam sukimo momentui. Kaip elektriniolauko stiprumą vaizduojame elektrinėmis jėgų linijomis, taip magnetinęindukciją – magnetinės indukcijos linijomis. Jei magnetinė indukcija tamtikroje vietoje lygi (B) teslų, tai pro statmeno linijoms paviršiaus plotovienetą brėžiama (B) magnetinės indukcijos linijų. Einančių pro bet kokįpaviršiaus plotą S jam statmenų magnetinės indukcijos linijų skaičiusvadinamas magnetinės indukcijos srautu arba tiesiog magnetiniu srautu, iržymimas [pic] ir užrašomas taip:[pic] Paprastai sakant, nuosekliai augantis(mažėjantis) magnetinės indukcijos srautas apie save sukuria pastovųelektrinį lauką. Magnetinio srauto vienetas yra Veberis (Wb). Veberis yratoks magnetinis srautas kuriam tolygiai mažėjant iki nulio per 1 s, šįsrautą juosiančiame laidininke indukuojasi evj, lygi 1 V. Pro kiekvienosgrandinės, kuria teka elektros srovė, ribojamą plotą praeina savasismagnetinis srautas. Kintant tekančiai elektros srovei kinta ir šismagnetinis srautas.dėl to grandinėje indukuojasi evj ir elektros srovė.Toks reiškinys vadinamas savindukcija.Nuolatinių elektros srovių kuriamo magnetinio lauko indukcijos vektoriauscirkuliacija uždaru kontūru yra kontūru yra lygi to kontūro juosiamų sroviųsrovių algebriniai sumai.Magnetinės indukcijos B cirkuliacija išilgaikontūro l,dutampančio su bet kuria spindulio R indukcijos linija, yra lygi[pic]; [pic].7.2.Elektromagnetinė indukcija.A.Amperui, Ž.Bio ir kitiems mokslininkams įrodžius eksperimentaismagnetinio lauko ryšį su elektros srove, imta ieškoti atvirkštinio ryšio-elektros srovės priklausomybės nuo magnetinio lauko.1831m. po daugeliobandymų M.Faradėjus atrado elektromagnetnės indukcijos reikškinį:kai kintalaidų kontūrą verentis magnetinis srautas,jame atsiranda elektrovaros jėga.Elektrovaros jėga – tai pašalinių jėgų veikimą apibūdinantis fizikinisdydis (sutrumpintai evj). Elektrovaros jėga uždarame kontūre yra pašaliniųjėgų darbo, atliekamo perkeliant krūvį kontūru, ir to krūvio santykis:[pic]Kaip ir potencialų skirtumas, elektrovaros jėga matuojama voltais.7.3.Faradėjaus dėsnisM.Faradėjus apibendrindamas daugybės eksperimentų rezultatus, priėjo prieišvados, kad indukcinė elektrovaros jėga nepriklauso nuo magnetinio srautokitimo priežasties, o priklauso tik nuo jo kitimo spartos; tai ir yraelektromagnetinės indukcijos dėsnis.Kaip vėliau įrodė Dž.Maksvelis, tasdėsnis matematiškai užrašomas taip:[pic]7.4.Indukcijos elektrovaros elektroninis mechanizmas Judančiame laidininke elektrovara atsiranda dėl Lorenco jėgos veikimo, o jei laidininkas nejuda o kinta tik magnetinis srautas tai to priežastis yra sūkurinio elektrinio lauko atsiradimas: [pic]; [pic]; [pic]; [pic]7.5.Saviindukcijos reiškinys ir laidininko induktyvumas. Jeigu dėl kokių nors priežasčių kinta laidaus kontūro ribojamą paviršių kertantis surištasis magnetinis srautas,tai jame taip pat indukuojasi elektrovaros jėga.[pic] Tas srautas yra tiesiai proporcingas sroves stipriui, o proporcingumo koeficientas L priklauso tik nuo laidininko formos, aplinkos savybiu ir vadinamas konturo induktyvumu matuojama henriais.Pagal elektromagnetines indukcijos desni [pic].Uždaru kontūru tekant stiprumo I srovė sukuria magnetinį lauką.Magnetinis srautas pro šio kontūro ribojamą ploto S paviršių apskaičiuojamas šitaip:[pic] toks srautas vadinamas surištuoju.Šis dydis vadinamas kontūro induktyvumu.SI induktyvumo vienetas henris(1H=1 Wb/1 A):Tai induktyvumas tokio uždaro kontūro, kurį veria 1 Wb magnetinis srautas, kai juo teka 1 A nuolatinė elektros srovė.
7.6.Įjungimo ir išjungimo srovė Įjungus evj šaltinį ar staiga išjungus, uždaroje grandinėje srovės stiprumas kurį laiką kinta.Šį kitima lemia saviindukcijos reiškinįs.Tarsime kad srovės šaltinio evj [pic],grandinės induktyvumas L ir jos ominė varža R yra pastovūs dydžiai.Tomet uždarai grandinei pritaikę Omo dįėsnį,gauname:[pic].Staigiai išjungus evj šaltinį,lygybėje dydis [pic],taigi turime šitokią lygtį: [pic],taigi [pic], arba [pic].[pic]- relaksacijos trukmė.Išjungus evj šaltinį,elektros srovė eksponentiškai sipnėja. Įjungus evj šaltinį, lygybėje [pic].Įvedame naują kintamajį [pic];iš šios lygties gauname [pic];čia [pic] yra nuostovosios srovės stiprumas.Įjungus evj šaltinį srovčė eksponentiškai stiprėja. 7.7.Magnetinio lauko energija 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.Magnetinio lauko energija lygi darbui kurį elektros srovė atlieka šį lauką sukurdama:[pic],matuojama
7.8.Elektros variklio veikimo principas Elektromagnetinės indukcijos reiškinys naudojamas mechaninę energiją paverčiant elektros energija.Generatorius priešingu atveju nei magnetiniame lauke suka rėmelį.Variklyje,kintamame magnetiniame lauke,ampero jėgų veikiamas sukamas rotorius. . Jei būtų tik vienas rėmelis tai statoriaus apvijose reiktų keistimagnetinio lauko indukciją.8. Sūkurinis elektrinis laukas: Indukciniu būdu sukurtas elektrinis laukasyra sūkurinis – jo jėgų linijos yra uždaros. Kintamojo magnetinio laukokuriamas elektrinis laukas vadinamas sūkuriniu elektriniu lauku. Jo stipriolinijos yra uždaros, panašiai, kaip magnetinio srauto tankio linijos.kintant magnetiniam laukui sūkurinis elektrinis laukas atsiranda ir nesantlaidaus kontūro. Vektorius [pic] visais atvejais yra statmenasvektoriui[pic] ([pic]^[pic]), o kryptis susijusi su [pic] kryptimikairinio sraigto taisykle.Slinkties srovė: kiekvienas kintamasis magnetinis laukas erdvėje kuriasūkurini elektrini lauka ir kiekvienas kintamasis elektrinis laukas kuriasūkurinį magnetinį lauką. Taigi kintamasis elektrinis laukas magnetiniolauko kūrimo aspektu yra ekvivalentus elektros srovei, todėl jis buvopavadintas slinkties srove.Maksvelio lygtys: Pirmoji Maksvelio integralinė lygtis: [pic] (H-pilnutinės srovės kuriamo magnetinio lauko stiprumas, S – kontūro ljuosiamo plotas. Absoliučiai idealiu dielektriku laidumo srovė neteka([pic]=0), todėl jam lygybė bus paprastesnė: [pic]. Primoji Maksveliodiferencialinė lygtis: rotH = [pic] + [pic]. Absoliuciai idealiamdielektrinkui ji paprastesnė: rotH =[pic].Antroji Maksvelio integralinė lygtis: [pic] ši lygtis matematiškaiapibendrina elektromagnetinės indukcijos dėsnį. Antroji Maksveliodiferencialinė lygtis: : rotE =[pic].Trečioji Maksvelio lygtis – tai elektronikoje nagrinėta Gauso teoremaelektrinei slinkčiai:[pic]; čia S- erdvės dalies, kurios tūris V, paviršius, [pic] – laisvojokrūvio tankis toje vietos dalyje. Gauso teoremos diferencialinė išraiškadivD = [pic]. Ketvirtoji Maksvelio lygtis: [pic] ši lygtis reiškia, kadgamtoje nėra laisvųjų magnetinių krūvių, kitaip sakant, kad visimagnetiniai laukai yra sūkuriniai. Toji lygtis diferencialiniu pavidaluužrašoma šitaip: divB = 0Elektromagnetinės bangos: Maksvelis padarė išvadą, kad elektromagnetinislaukas gali egzistuoti elektromagnetinių bangų pavidalu, t.y. periodiškaikintantis elektromagnetinis laukas gali atsiskirti nuo jį sukūrusiųmaterialiųjų objektų ir nepriklausomai nuo jų sklisti erdve.Elektromagnetinės bangos yra skersinės.E(Em cos ((t – kx + (0 ),H(Hm cos ((t – kx + (0 ); Em – elektrinio, o Hm – magnetinio laukų stiprumoamplitudės, ( – bangų kampinis dažnis, k-bangos skaičius, (0 – pradinėfazė.Pointingo vektorius: Bangų energijos tūrinis tankis susideda iš jųelektrinio ir magnetinio laukų energijos tūrinių tankių. Bangos energijostūrinį tankį padauginę iš jos sklidimo greičio, gauname energijos kiekį,pernešamą per vienetinį laiką pro vienetinį plotą, statmeną energijossklidimo krypčiai: S(wv(EH – tai energijos srauto tankis. Jis yravektorius, kurio kryptis sutampa su bangos sklidimo kryptimi. Taigivektorius S || v, t.y. nukreiptas taip kaip vektorius E(H. iš to gaunam,kad S(E(H. šis energijos srauto tankio vektorius dar vadinamas Pointingovektoriumi. Elektromagnetinių bangų skalė:Nors elektromagnetinių bangų skalė vientisa, tačiau įvairiųskirtingų bangų diapazonai yra gaunami skirtingais būdais, skiriasi ir jųsavybės.Ilgiausias bangas turi kintamoji srovė, ν = 50 Hz, tai λ ≈ 100 kmbangų, kuriu ν < 10000 Hz λ ≈ 10000 m, gaunamos elektros mašinose.Radijo bangos 10000 < ν < 10[pic] Hz 10 [pic]> λ > 10[pic]gaunamosautogeneratoriuose.Ultravioletiniai spinduliai gaunami rusenančio dujų išlydžio metu.Rentgeno spindulių bangos ilgis yra nuo 10[pic]iki 10[pic] m. jie gaunamiRentgeno vamzdžiuose, smūgiuojant elektronais antikatodą.γ persidengia su Rentgeno spinduliais. Jų savybės panašios, tik gavimobūdai skiriasi. γ spindulius skleidžia atomų branduoliai.
Kuo ilgesnės bangos, tuo ryškesnės jų banginės savybės: interferencija,difrakcija, poliarizacija, ir tuo silpnesnės kvantinės savybės –fotoefektas, Komptono efektas.
9. Idealaus virpesiu konturo varza =0. virmesiai vykstantys viena kartsuteikus tokiam kont. Energ. – lasvieji. O svyravimai – harmoniniai.kondencatoriaus en:W=q2/2C; rites: W=LI2/2;pagal en. Tvermes desni:W(kond)+W(rit).=const.=>kond elektrinio lauko en. Virsta rites magnetiniolauko en.W02=1/LC d2q/dt2+w02q=0 q=qmcos(w0t+α0)svyravimo periodas:T0=2π/w0 kond itampa:Uc=φ2- φ1=q/C(tai itamposamplitude)=Umcos(w0t+α0)I=dq/dt=- W0*qmsin(w0t+α0) qmsin=I – sroves ampl. Realsu virp. kont. R≠0,jo svyravimai slopinamieji, jie yra neharmoniniai ir neperiodiniai.kond.en. virsta dzaulio siluma ir virp. slpbsta. Virp. kont. Lygtis:d2q/dt2+R/L* dq/dt+q/LC=0; R/L=2δ; δ-slopinimo kof.=R/(2L)d2q/dt2+2δ*dq/dt+ W02q=0kai δ< W0 tai:q=qm0*e-δt cos(w0t+α0);w1=(w02- δ2)1/2=(1/LC-R2/4L2) –slopinamuju virpesiu kampinis daznis.qm0*e-δt – nusako amplitudes mazejimodesny.Kond. Itampa:Uc=q/C= Um0*e-δt cos(w1t+α0); :Uc=q/C-itamposampl.I=dq/dt= w0 qm0*e-δtcos(w1t+α0+ψ) Ψ-prilauso nuo δ irW0 (π/2<Ψ<π)Jei δ =<|E×H|>; I-sviesos intensyvumas, S- srauto yankis, E -sviesosvektorius H-magnetinio l. stip. I=εε0/μ0μ*Em^2; Emsvies vekt. Amplitude;
11. Bangos urios susitikimo taske sukelia nesatatmenus virpesius , o jufaziu skirtumas δ nekinta laike yraKoherentinesInterferenciuja- keliu koherentiniu bangu persiklojimas , kai vienjuosevietose susidaro max kitose min. Δ=n1r1-n2r2; n-absoliut luzio rod, r –bangos nueitas kelias.I=I1-I2+2(I1*I2)^1/2 *cosδ; I1,2- sudedamu bangu intenc. δ- faziuskirtumas. Max salyga:δ =±2mπ; min salyga: δ =±(2m+1)π m=1.2.3… reaiossviesos δ gali kistilaiko atzvilgiu -(w1-w2)t+k1r1-k2r2+α02-α01
Interf plevelese kampu i krites spind. λ atsispindi nuo pleveles (luzio rodn) ir po ja esancios medziagos. Kadangi plev turi stori dsusidarbanguoptiniu keliu skirtumas Δ=2d(n^2-(sini)^2)^1/2±λ/2Interf max : 2d(n^2-(sini)^2)^1/2=±(2m+1)λ/2; min: 2d(n^2-(sini)^2)^1/2=±2mλ/2Lesiu skaidrinimas:stiklas atspindi ~4% sviesos en. Ji padengus atsitinkamostorio d svesai laidziomis plev. (kurios n mazesnis uz stiklo). Jei dtenkina interf min salyga, atsispindeje spinduliai vienas kita slopina iratspindzio nuotolis mazeja. Stiklas tampa skaidrus.Interferatosius – tikslus ilgio matavimo prietaisas. Sviesa krinta idalinai skaidre siadbro ploxtele(450 kampu), prasiskverbusi spinduliu daliseina I antra veidrodi ir gryzus atgal ir atsispindi nuo sidabro pl. antekrano; atsispindejusi (nuo sidab. pl.) dalis eina link judancio veidrodzioir gryzus atgal prasiskverbia pro sidabra, patekdama ant to patiesekrano(pakeliui itaisytas dar viena stiklo plokstele, eigai suvienodinti).Ant jo susidaro interf min ar max (judinant judanty veidr, keiciant atstumal.)Δ=2n(l1-l2); n-oro luzio rod.; l1,2 – nuotoliai nuo sidabro pl. Ikiveidrodziu. Prietaiso paklaida – 10^-8 mm
12. 12.Šviesos difrakcija. Geometrinė optika pagrįsta teiginiu, jog
optiškai vienalytėse aplinkose šviesa sklinda tiesiai. Tai lengvaipaaiškino Niutono sukurta šviesos teorija. Pagal ją, šviesa yra tam tikrųdalelių srautas. Vienalytėje aplinkoje jos iš inercijos juda tiesiai irtolygiai. Tačiau nuo jo gerokai nukrypstama, kai šviesa sklinda pro labaisiaurus plyšius, mažas skylutes ar kai sklidimo kelyje pasitaiko mažosneskaidrios kliūtys.visi šie reiškiniai, pastebime šviesai sklindantaplinka su ryškiomis nevienalytiškumo sritimis, vadinami šviesos difrakcija(reiskinys kai šviesos bangos užlinksta perėjusios kliūtį. Difrakcinįvaizdą galima gauti apšvietus šviesa kliūtį, kurios matmenys apytiksliailygūs krintančios šviesos bangos ilgiui. ). Heigenso ir Frenelio principas:kiekvienas taškas, kurį banga pasiekia tam tikru laiko momentu, yraelementariųjų bangų šaltinis , o visų tokių angų gaubtinė [pic] AB vėlesniulaiko momentu yra bangos paviršius. Šis Heigenso principas gerai paaiškinobangų sklidimą pagal geometrinės optikos dėsnius, bet nepakankamai jųdifrakciją. O Frenelis, pasinaudojęs bangų koherentiškumo irinterferencijos sąvokomis, papildė Heigenso formuluotę. Pagal O. Frenelį,virpesius taške galima nagrinėti kaip elementariųjų atraminių dalelių,kurias spinduliuoja kiekvienos bangos paviršiaus elementas dS,interferencijos rezultatą. Heigenso ir Frenelio principas teigia, kadkiekvienas sklindančios bangos paviršiaus taškas yra antrinių koherentiniųbangų šaltinis. Difrakcinę gardelę sudaro neskaidri medžiaga, kurioje yradaug siaurų lygiagrečių angų. Atstumas tarp gretimų angų centrų vadinamagardelės konstanta d. Paprastai gardelė gaminama specialia mašina, kuriįbrėžia stiklo plokštelės ilgio milimetre tūkstantį ir daugiau lygiagrečiųbrūkšnelių. Kiekvienas gardelės plyšys yra antrinių koherentinių bangųšaltinis. Jeigu gardelė, už kurios pastatytas glaudžiamasis lęšisapšviečiama statmenai lygiagrečių spindulių pluoštu, tai lęšio židinioplokštumoje esančiame ekrane gaunamas antrinių bangų interferencinisvaizdas. Prieš gardelės centrą visada yra šviesi juostelė – centrinismaksimumas. Abipus jo vienodais atstumais gaunamas pirmos, antros iraukštesnių eilių maksimumai. Jie gaunami tose ekrano vietose, į kuriaslęšis surenka kampu užlinkusius spindulius. Tų spindulių eigos skirtumassveikam bangų ilgiui skaičiui: [pic]. Apšvietus gardelę balta šviesa,ekrane gaunamas jos spektras: abipus centrinio baltos šviesos maksimumoišsidėsto kiti maksimumai bangos ilgėjimo tvarka. Kuo aukštesnė spektroeilė m, tuo platesnis spektras. Difrakcinės gardelės metodu gana tiksliainustatomas šviesos bangos ilgis arba dalelių išsidėstymas kristaluose.Frenelio juostų metodas. Jei pirminė banga banga sklisdama nesutinkakliūčių, tai taške P, kuris yra ekrane, jos sukeliamų virpesių amplitudėlygi pirmosios (centrinės) Frenelio juostos keliam virpesių amplitudėspusei.Fraunhoferio difrakcija. Šviesos bangas, sklindančias pro angas, kuriųmatmenys daug mažesni už Frenelio pirmosios juostos matmenis, galimalaikyti, galima laikyti plokščiosiomis, arba spindulius lygiagrečiais.Tokių šviesos bangų difrakcija vad. Franhoferio difrakcija.Optinių prietaisų skiriamoji geba. ———————- niekur neradau.Nebent parašyti kad lupa susideda iš lęšio, kuris priartina nuo 2,5 iki 25kartų.Holografijos principai: 1948 D. Gaboras (monochomatinę šviesą prizme reikiaišskaidyti į 2 koherentinius šviesos pluoštelius: pagrindinį ir pagalbinį.Pagrindiniu apšviečiamas daiktas. Šviesai jautri medž. apšviečiama kartudaikto išsklaidyta šviesa ir pagalbiniu pluošteliu. Jei šių bangukoherentiškumo nuotolis didesnis už jų nueitų kelių skirtumą, tai josinterferuoja, ir šviesos interferencinį lauką fiksuoja fotoplokštelė. Toksinterferencinis vaizdas vad. holograma. Bangų interferencijos rez.prikauso nuo jų amplitudžių didumo ir fazių skirtumo. Faziu skirtumasteikia informaciją apie daikto atskirų dalių nuotolį ikifotoplokštelės(hologramoje įrašomas erdvinis vaizdas). Fotografinė zoninėplokštelė yra taškinio monochromatinės šviesos šaltinio holograma.)1963 E.Lytas ir J. Upatniekas: panaudojo lazerį. Veidrodžiu atspindėtaspagalbinis šviesos pluoštelis apšviečia fotoplokštelę, o tos pačios šv.pagrindinis pluoštelis- daiktą.kiekvienas jo taškas išsklaido šviesą ir yratartum lazerio šviesos taškinis šaltinis. Išsklaidytoji šviesafotoplokštelėje interferuoja su pagalbiniu puošteliu. Fotoplokštelėjefiksuojamas šis labai sudėingas interferencinis vaizdas. Fotoemulsijs 1 mmgali būti tūkstančiai įvairiai orientuotų interferencinių minimumų irmaximumų. Į kiekviena hologramos taška patenka hologramuojamo daiktokiekvieno taško išsklaidyta šviesa. Kiekviename holog. taške yra tam tikrainform: atspindžio geba ir nuotolis iki daikto. Daiktorealuji(susiglaudžiantis) ir menama(išsiskleidžiantis) vaizda atkuriapirmos eil. interferenciniai pluošteliai.13. Poliarizuota šviesa – šviesa, kurios elektrinis (ir magnetinis)vektorius svyruoja kai kuria griežtai nustatyta linkme, vadiname tiesiaipoliarizuota šviesa, o statmeną šviesos vektoriaus svyravimo linkmeiplokštumą – poliarizacijos plokštuma. Šviesos atspindėjimas nėravienintelis būdas poliarizuotai šviesai gauti. Poliarizuotai šviesai gautiplačiai naudojami poliaroidai.Poliarizuotos šviesos gavimas šviesai lūžtant ir atsispindint dviejųdielektrikų riboje bei esant dvejopam šviesos spindulių lūžimuivienaašiuose ir dviašiuose kristaluose.Islandijos špatas kristalizuojasi rombinėje kristalografinėje sistemoje, išjo kristalų lengvai galima iškelti keturkampių prizmių romboedrus. Dvejoseviena prieš kitą gulinčiose kertėse susiduria trys bukų kampų sienelės.Žiūrėdami išilgai linijos , jungiančios šias dvi kristalo kertes, dviguboatvaizdo negauname. Šią kryptį kristale vadiname optine ašimi. Jeigukristale užtinkame tik vieną tokią kryptį, kristalą vadiname vienakiu, ojeigu yra dvi kryptys – dviašiu kristalu. Šviesos spindulys kritęsstatmenai į kristalo sienelę ir praeidamas kristalą, išsisklaido į duspindulius. Abu jie yra poliarizuoti.Tampriųjų deformacijų kietuose kūnuose tyrimo poliarizacijos metodai.Dirbtinė anizotropija deformuojant aplinkas yra proporcinga deformacijai.Sudarę vidinį įtempimą skaidrios medžiagos plokštelėse, jį galime stebėt,padėję p[plokšteles tarp sukryžiuotu nikolių. Tada regimame lauke matysimespalvotas . keičiant įtempimą figūrų forma ir spalvos kinta skirtingai. Šisoptinis metodas naudojamas įvairių statinių bei mašinų detalių įtempimuitirti.14. Bangų dispersija vadinamas jų fazinio greičio priklausomumas nuo bangosdažnio (arba bangos ilgio).Šviesos fazinis greitis v=c/n. Kadangi vakuume šviesos greitis c nuo dažnionepriklauso, tai šviesos dispersiją nusako lūžio rodiklio n priklausomumasnuo bangos dažnio. Dėl šios priežasties balta šviesa trikampėje prizmėjeišsisklaido į spektrą.Bangų dispersijos elektroninė teorija. Pagal šią teoriją, surištuosiuselektronus veikia kvazitampriosios jėgos, ir medžiaga sklindančios šviesoselektrinis laukas verčia juos virpėti bangos dažniu. Taigi kiekvienamedžiagos struktūrinė dalelė yra tam tikrų osciliatorių sistema, okiekvienam osciliatoriui būdingas savasis virpesių kampinis dažnis ω.Molekulės (atomo) išoriniai elektronai su ja susieti silpniausiai. Todėljie ir nulemia įvairisu optinius reiškinius, ir išoriniai eleltronai darvadinami optiniais. Jonai yra daug inertiškesni už elektronus, todėl juospriversti virpėti geba tik žemojo dažnio infraraudonieji spinduliai.Krintančios šviesos dažniu ω virpantys elektronai ar jonai spinduliuoja topaties dažnio antrines bangas. Kūne atstumai tarp molekulių yra mažesni užšviesos bangos koherentiškumo nuotolį, todėl antrinės šviesos bangos yrakoherentinės, ir jos interferuoja tarpusavyje bei su krintančiąja banga.Šviesos bangų sklaida, atspindys ir kt. – tai šios bangų interferencijospadarinys.Normalioji dispersija. Trumpesnės bangos (aukštesnio dažnio) sklindamažesniu faziniu greičiu už ilgesnes ir dėl to daugiau lūžta. Šiuo atvejuišvestinės dv/dλ ir dn/dω yra teigiamos, ir tokia dispersija vadinamanormaliąja.Anomalioji dispersija. Dažniuose, kurių bangas medžiaga labai geraisugeria, turime atvirkščią priklausomybę – dn/dω<0 bei dv/dλ<0. Tokiadispersija vadinama anomaliąja.Bugerio dėsnis(absorbcijos): monochromatinės šviesos srauto, praėjusiostorio x absorbuojantį medžiagos sluoksnį, intensyvumas išreiškiamaslygybe: [pic]. Čia Io- krintančios šviesos intensyvumas, α- šviesosabsorbcijos rodiklis. Jis priklauso nuo medžiagos prigimties, jos būsenos,ir krintančios šviesos bangos ilgio, bet nepriklauso nuo šviesosintensyvumo ir absorbuojančio sluoksnio storio. Kai šviesą absorbuojančiosluoksnio storis x=1/α, praėjusios šviesos bangos intensyvumas I sumažėja ekartų krintančios bangos atžvilgiu.Kūnų spalvos ir absorbcijos spektras. Dydžio α priklausomybė nuo šviesosbangos ilgio vadinama medžiagos absorbcijos spektru. Praretintųjųvienatomių dujų absorbcijos spektras yra linijis , t.y. tik labai siauruosebangų ilgių diapazonuose absorbcijos rodiklis α nelygus 0. Tokia absorbcijavadinama atrankine, arba selektyviąja. Skystieji ir kietieji dielektrikaipaprastai sugeria labai plačios spektro srities bangas, ir jiems dydis αyra tolydinė šviesos bangos ilgio λ funkcija. Mat dėl kondensuotosiosaplinkos dalelių stiprios sąveikos osciliatorių savųjų virpesių dažniųdiapazonas yra labai platus. Kai šviesa sklinda medžiaga, šie osciliatoriairezonuoja, sugerdami atitinkamo dažnio bangas.Dydžio α priklausomumu nuo bangos ilgio paaiškinama šviesą sugeriančiosaplinkos spalva. Pvz., balta šviesa apšviesta plėvelė, kuri sugeria visas,išskyrus raudonos šviesos, bangas, praėjusioje šviesoje atrodo raudona. Šisreiškinys panaudojamas absorbcinių šviesos filtrų gamybai. Tokie filtrai –tai stiklo plokštelė su spalvotu šviesą absorbuojančio želatino sluoksniu.Šviesos atspindys: atspindys vad. veidrodiniu, jei tam tikru kampu į lygųplokščią paviršių krintantys lygiagretūs spinduliai, atsispindėję nuoplokščio paviršiaus taip pat yra lygiagretūs. Atspindintis pav. vad.veidrodiniu arba veidrodžiu. Sklaidžiuoju(difuziniu), jei tam tikru kampukrintantys į paviršiu lygiagretūs spinduliai, atsispindėję nuo šio pav. ,sklinda ivairiomis kryptimis ir šviesa yra sklaidoma.15. Kvantinės šviesos savybės. Šviesa yra elektromagnetinės bangos irfotonų srautas.Šviesa – dalelės, kvantai, kurie turi tam tikrąenergiją.Dalelės energija priklauso nuo dažnio ar bangos ilgio.Šiluminis spinduliavimas.Spinduliavimo ir sugėrimo geba.Gamtoje labiausiaipaplitęs spinduliavimas, kurį sužadina medžiagos dalelių šiluminiaivirpesiai.Šitaip sukeltas elektromagnetinis spinduliavimas vadinamasšiluminiu arba temperatūriniu.Įvairiais kitais būdais sužadintasspinduliavimas vadinamas liuminescenciniu.Kiekvienas kūnas, kuriotemperatūra aukštesnė kaip 0K,spinduliuoja energiją.Tačiau būdamas žemostemperatūros, jis skleidžia tik infraraudonuosius spindulius;kuotemperatūra aukštesnė,tuo platesnis spinduliavimo dažniųdiapazonas:aukštoje temperatūroje jau spinduliuojami regimieji beiultravioletiniai spinduliai.Be to,kylant temperatūrai didėja bet kokiodažnio spinduliavimo intensyvumas.Taigi šiluminio spinduliavimointensyvumas ir spektras priklauso nuo spinduliuojančio kūno savybių irtemperatūros.Kai per laiko vienetą kūnas išspinduliuoja tiek pat energijoskiek ir absorbuoja,tarp kūno ir jo spinduliavimo nusistovi dinaminėpusiausvyra.Šitokį kūno šiluminį spinduliavimą vadiname pusiausvyruoju.Tikšiluminis spinduliavimas gali būti pusiausvyrasis.Visų rūšiųliuminescencinis spinduliavimas yra nepusiausvyrasis.Kietųjų kūnų irskysčių šiluminio spinduliavimo spektras yra ištisinis:jį sudaro platesnisra siauresnis dažnių υ (arba bangos ilgių λ) intervalas.Šiluminiospinduliavimo spektrui apibūdinti įvedamas kūno spektrinis energijospinduliavimo tankis arba emisijos geba EυT.Pagal apibrėžimą [pic].Čia dWe-energija elektromagnetinų bangų,kurias išspinduliuoja per laiko vienetąvienetinio ploto kūno paviršius 2π erdviniu kampu dažnių intervale nuo υiki υ+dυ.Taigi kūno spektrinis spinduliavimo tankis yra lygus energijossrautui,kurį išspinduliuoja vienetinio ploto kūno paviršius 2π erdviniukampu bangomis,kurių dažniai telpa vienetiniame intervale.Tarptautinėjevienetų sistemoje EυT matuojamas J/m2.Visi kūnai daugiau ar mažiauabsorbuoja į juos krintančių elektromagnetinių bangų energiją.Absorbacijosspektrinė charakteristika yra kūno absorbcijos geba:[pic]Ji rodo ,kuriądalį krintančių į kūno paviršiaus ploto vienetą per laiko vienetą dažnionuo υ iki υ+dυ elektromagnetinių bangų energijos dW tas kūnas absorbuoja,čia dWa-sugertoji energija.Ekaperimentais nustatyta, kad kietųjų kūnųspektrinis energijos spinduliavimo tankis EυT ir absorbcijos geba AυTpriklauso nuo skleidžiamų arba sugeriamų bangų dažnio υ, kūno temperatūros,jo cheminės sudėties ir paviršiaus būsenos.Absoliučiai juodas kūnas,jo spinduliavimo dėsnis.Kūnas,kuris esant betkokiai temperatūrai, absorbuoja visą į jį krintančių elektromagnetiniųbangų energiją nepriklausomai nuo jų dažnių vadinamas absoliučiaijuodu.Absoliučiai juodo kūno absorbcijos geba[pic].Absoliučiai juodo kūnospektrinį energijos spinduliavimo tankį (emisijos gebą) žymėsime ευ,T.Jispriklauso tik nuo dažnio υ ir kūno absoliutinės temperatūros T. Absoliučiaijuodo kūno spinduliavimo spektras yra ištisinis.Tam tikrą bangos ilgį λmatitinka spektrinio energijos spinduliavimo tankio maksimumas.Didėjanttemperatūrai T,šis maksimumas slenka link trumpųjų bangų. V.Vynas nustatėtokų dydžių λm ir T sąryšį: absoliučiai juodo kūno spektrinio energijosspinduliavimo tankio maksimumą atitinkantis bangos ilgio yra atvirkščiaiproporcingas kūno absoliutiniai temperatūrai,t.y. λm=b/T, čia b-Vynokonstanta.Nustayta,kad b=2.898*10-3 m*K.Planko formulė.Planko konstanta-h.Eksperimentiškai nustatyta,kad h=6.626*10-34J*s.Pagal Planko hipotezę osciliatoriaus energija gali būti ne bet kokia-ji kvantuota.Dydis ε=hυ yra mažiausias galimas osciliatoriaus energijoskiekis;jis vadinamas energijos kvantu.Remdamasis šia energijos kvantavimohipoteze ir statistinės fizikos dėsniais, M.Plankas gavo šitokią
absoliučiai juodo kūno spinduliavimo spektrinio tankio analizinęišraišką:[pic];čia k-Bolcmano konstanta,c-šviesos greitis vakuume.Ši Plankoformulė aprašo energijos pasiskirstymą absoliučiai juodo kūno spinduliavimospektre.Komptono efektas.Rentgeno spinduliai yra tam tikro ilgio λelektromagnetinės bangos. Jų periodiškai kintančio elektrinio laukoveikiami medžiagos elektronai virpa lauko dažniu, todėl jie turėtųspinduliuoti to paties ilgio λ bangas. Tarp išsklaidytų spindulių, bepradinio ilgioλ bangų, buvo ir didesnio ilgio λ‘ Rentgeno spindulių.Šisreiškinys pavadintas Komptono efektu.A Komptonas nustatė,kad bangos ilgiopadidėjimas ∆λ=λ‘-λ nepriklausomai nuo krintančių spindulių bangos ilgiobei juos sklaidančios medžiagos, o priklauso tik nuo spindulių sklaidoskampo φ :[pic]pastovus dydis Λ vadinamas elektrono Komptono bangosilgiu.Komptono efektas tiesiogiai patvirtina elektromagnetiniospinduliavimo fotoninę prigimtį.Aiškinant absoliučiai juodo kūnospinduliavimo dėsnius buvo tarta, kad šviesa spinduliuojama kvantais.Aiškinantis fotoefektą įrodyta,kad ji kvantais ir sugeriama.Komptonoefektas taikomas branduolių gama spinduliavimui,taip pat atomų, jųbranduolių ie elementariųjų dalelių struktūrai tirti.Šviesos slėgis.Šviesa krintanti į paviršių sudaro slėgį.[pic], E-energijoskiekio srautas, ρ-atspindžio koeficientas.Jei šviesą sugeria tai slėgis 2kartus mažesnis nei atspindint šviesą.Optinė pirometrija. Optinė pirometrija yra bekontaktinis temperatūrosmatavimo metodas. Galima išmatuoti labai aukštas temperatūras. Praktiškaitai yra vienintelis metodas, aukštesnėms kaip 2500oC temperatūros, matuoti.Optinės pirometrijos metodas pagrįstas įkaitintų kūnų išspinduliavimodėsniais. Optiniuose pirometruose, matuojant įkaitinto kūno temperatūrą,sulyginamas jo spinduliavimo ryškumas su etaloninio šaltinioryškumu.Pirometruose ryškumo fiksavimui gali būti panaudotas fotoelementas.Tuomet praktiškai prietaisas yra neinercinis ir gali būti naudojamasautomatiniam temperatūrų matavimui ir reguliavimui. Fotoelektriniaipirometrai yra dviejų tipų. Pirmo tipo pirometruose fotoelementas paeiliuiapšviečiamas arba nuo kūno, kurio temperatūra matuojama arba nuo etaloniniošviesos šaltinio. Antro tipo pirometruose į fotoelementą patenka tikįkaitinto kūno spinduliavimas. Pagal fotosrovės dydį nustatoma įkaitintokūno temperatūra.16.Priverstinis svyravimas. Einšteino teiginio prasmė apie priverstinįspinduliavimą yra ta, kad veikiant υ dažnio elektromagnetiniam laukuimolekulė gali pereiti iš žemesniojo energijos lygmens E1 į aukštesnįjį E2sugerdama energijos kvantą hυ = E2 – E1, arba pereiti išaukštesniojolygmens E2 į žemesnįjį E1 išspinduliuodama energijos kvantą hυ = E2 – E1.Pirmasis procesas vadinamas sugertimi, antrasis-priverstiniu (indukuotuoju)spinduliavimu. Kiekvieno proceso Sparta proporcinga atitinkamoms tikimybėmsB12u ir B21u (čia B12 ir B21 – sugerties ir priverstinio spinduliavimoEinšteino koeficientai, u – spinduliuotės spektrinisenergijos tankis). Iš detaliosios pusiausvyros principo išplaukia, kadesanttermodinaminei pusiausvyrai šviesos kvantų skaičius dN1, sugertų per laikądt šuolio 1 → 2 metu, turi būti lygus kvantų skaičiui dN2, išspinduliuotųatvirkštinių šuolių 2 → 1 metu. Sugertųjų kvantų skaičius, pagal Einšteiną,proporcingas spektriniam veikiančiosios spinduliuotės tankiui u ir daleliųskaičiui N1 apatiniame lygmenyje:dN1 = B12 u N1 dt. Sandauga B12 u N1 yra sugerties šuolių skaičius pervienetinį laiką. Analogiškai spinduliuotę sukeliančiųjų šuolių skaičius dN2išreiškiamas taip:dN2 = (A21 + B21 u) N2 dt ; čia N2 –sužadintųjų daleliųskaičius būsenoje 2.Koeficientų B12 ir B21 išraiškos ir jų sąryšis su A21gaunamos kvantinėje elektrodinamikoje. Tačiau pateiksime tik sąryšius tarpEinšteino koeficientų.Tam tikslui panagrinėsime uždarą ertmę, kuriossienelės sugeria ir spinduliuoja elektromagnetinę spinduliuotę. Esantstatistinei pusiausvyrai,spinduliuotė ertmės viduje nusakoma spektriniuspinduliuotės energijos tankiu u υ,T, nusakomu Planko formule: [pic].Savosavybėmis priverstinis spinduliavimas iš esmės skiriasi nuosavaiminio.Svarbiausia yra tai, kad susikūręs srautas sklinda ta pačialinkme kaip ir pradinis žadinantysis. Be to priverstinio ir pirminio srautųdažniai ir poliarizacijos griežtai vienodos. Priverstinis srautas yrakoherentinis su pradiniu žadinančiuoju.Lazeriai.Lazerinio spinduliavimo panaudojimas technikoje.Lazeris – taiprietaisas, žadinantis šviesos bangas, suformuoja kompaktišką siaurą jųpluoštą, kuris naudojamas radiolokacijoje, ryšiams, medžiagoms apdirbti irtirti, medicinoje, chemijoje.Lazerio spinduliuotė yra labai kryptinga, lazerio spindulys, nukreiptas įmenulį, apšviečia ne daugiau 1 m2 menulio paviršiaus. Toks didžiulislazerio kryptingumas, taip pat spalvos grynumas, gaunamas dėl labai dideliovisų spinduliuojančių bangų ilgių ir dažnių vienodumo.Lazeriai skirstomi į nuolatinius ir impulsinius. Lazerių spinduliuojantiejielementai gali būti kieto kūno, dujų, skysčių ir plazmos. Lazeriainaudojami labai plačiai. Metrologijoje: lazerinis medžiagų apdorojimas, metalų, polimerų, kitųkietųjų medžiagų gręžimui. Lazeriu galima išgręžti nuo labai mažų ikididelių kiaurinių, taip pat galima suvirinti metalus, pjauti; lazeriniam ryšiui užtikrinti.17. Šterno – Gerlacho bandymas. Elektrono sukinys. Sprendžiant Šredingeriolygtį [pic] vandenilio tipo atomai potencinės energijos funkcija [pic].Šiuo atveju, pagal baginei funkcijai keliamus reikalavimus gaunamas tik tamtikros energijos vertės, sutampančios su Boro teorijos vertėmis , [pic](n-1,2,3). Banginės funkcijos užrašomos parametrais, kurie vadinamikvantiniais skaičiais. Tiesiogiai sprendžiant Šredingerio lygtį, gaunamitrys kvantiniai skaičiai, nusakantys banginę funkciją – tai pagrindiniskvantinis skaičius n, orbitinis l, ir magnetinis kvantinis skaičius m.Pagrindinis kvantinis skaičius n, nusako vandenilio atomo energiją, jisišreiškiamas tik sveikaisiais skaičiais: n=1,2,3… Orbitinis kvantinisskaičius įgyja vertes [pic] ir nusako elektrono orbitinį impulso momentą.[pic]. Magnetinis kvantinis skaičius m, įgyja vertes [pic]. Ir nusakoelektrono orbitinio impulso momento projekciją į išorinio lauko kryptį[pic].Pauli principas. Elektrono pasiskirstymas atomo energetiniuose lygmenyse.Galimas atomo konfigūracijas lemia Pauli principas, pagal kurį vienameatome, negali būti 2 elektronų, turinčių tuos pačius kvantinius skaičius,n, l, ml ir ms. Atomo energija En priklauso tiek nuo jo elektronųkonfigūracijos tiek ir nuo elektronų suminio judesio kiekio momento. [pic]skaičiuojant atomo energiją, reikia įtraukti ir magnetines sąveikas,atsirandančias dėl to, kad su orbitiniu impulso momentu susijęs orbitinismagnetinis momentas, o su sukiniu – magnetinis momentas. Dėl magnetiniųmomentų sąveikos atomo energija priklauso ne tik nuo suminio orbitiniojudesio kiekio momento L, bet ir nuo suminio elektronų sukinio [pic], beibendro atstojamojo atomo judesio kiekio momento. J=L+S . atomo judesiokiekio momentai L, S, kaip ir atskirų elektronų L ir S sudedami pagalvektoriaus sudėties taisykles, nusakančias vadinamąjį vektorinį atomo
modelį. Šių vektorių dydis apibūdinamas kvantiniais skaičiais La ir Ss.Įstatant juos į [pic] ir [pic], Išraiškas vietoj l ir s. Medžiagų banginės savybės. De Broilio hipotezė. Aiškinant optiniusreiškinius, šviesai priskiriamos banginės arba kvantinės savybės. Galima,teigti, kad monochromatinė šviesa yra plintanti vieno dažnioelektromagnetinė banga arba fotonų, pernešančių po energijos kvantą [pic],rinkinys. Spinduliuotei būdingas banginės ir korpusinės savybės L. DeBroilis priskyrė ir visoms kitoms medžiagos dalelėms. Jis atrado , kadelektronams būdingos savybės bangos , kurio ilgis [pic]. Tačiau bangaapibūdinama ne tik ilgiu, bet ir amplitude ir jos intensyvumu, proporcinguamplitudės kvadratui [pic]. Kiekviena dalelė yra banga (Plankas).Stovinčios bangos neperneša energijos.Heizenbergo neapibrėžtumo principas.V. Heizenbergas suformulavoneapibrėžtumo principą, pagal kurį negalima vienu metu tiksliai žinotidalelės padėties erdvėje ir jos impulso. Tai esminė kvantinės mechanikosypatybė, susijusi su dalelės aprašymu, grindžiamu jau paskirta banga. Ištiesų, dalelei judančia x ašies kryptimi priskiriant [pic]ilgio bangą,bangos lygtimi[pic] nenusakome koordinatės vertės, taigi dalelės buvimovieta lieka neapibrėžta. Tai visiškai nepriimtina, nes judanti dalelėparinktu laiko momentai visada yra apibrėžtoje erdvės dalyje. Kadangijudėjimo kiekio projekcija į x ašį [pic], tai [pic]Apribojant dalelės vietągauname [pic]. Atsižvelgiant į tai, kad [pic], lygtį perrašome: [pic] irmatome, kad sunkesnėms dalelėms [pic] – labai mažas dydis. Todėl tokiųdalelių buvimo vietą ir impulsą galima laikyti vienu metu apibrėžtaisdydžiais, nes koordinatę ir greitį galima matuoti esant labai mažomspaklaidoms.
18. Kristaliniai kūnai: nuo peršaldytųjų skysčių ir dujų (amorfinių kūnų)kristalai skiriasi kristaline struktūra. Daugelio kristalų išorė yrataisyklingos geometrinės formos. Kristalus riboja plokščios, taisyklingaiviena kitos atžvilgiu išdėstytos sienos, susieinančios briaunose irviršūnėse. Pasitelkiant rentgeno spindulius buvo nustatyta, kad kristalųdalelės išsidėsčiusios taisyklingai ir net išmatuoti vidutiniai atstumaitarp jų.Kietieji kūnai kurių, kristalinė gardelė yra vienoda visame tūryje,vadinami monokristalais. Tai stambūs pavieniai kristalai, kurių matmenysbūna gana dideli.Daugelis kietųjų kūnų yra smulkiakristalės struktūros t.y. juos sudaro daugsuaugusių į vieną kristalėlių, kurie yra vienas kito atžvilgiu išsidėstęvisiškai netvarkingai. Tokie kietieji kūnai vadinami polikristalais. Jiemspriklauso metalai.Tarpatominiai ryšiai: metalai: mazguose yra metalo branduoliai, o aplinkjuos visame tūryje plaukioja elektronai, tokia metalų struktūra sąlygojagerą jų elektrinį laidumą.Joninių kristalų grupė: pvz. NaCl mazguose paeiliui išsidėstę teigiami irneigiami jonai. Tokio tipo gardelės vadinamos heteropoliarinėmis. Joniniaikristalai lengvai skyla. Tokiose gardelėse jėgos dažniausia būnaelektrostatinės.Valentinių kristalų mazguose būna neutralūs atomai. Tokioje atominėje(homeopolinėje) gardelėje atomų sąveikos jėgas gali paaiškinti tik kvantinėmechanika.Molekuliniai kristalai. Tai jodas, parafinas. Molekulines gardeles turidaugiatomių cheminių junginių kristalai. Tokiu kūnų mazguose būnaneutralios molekulės.Anizotropiškumas: t.y. fizikinių savybių nevienodumas įvairiomis kryptimis.Šildomi kietieji kūnai plečiasi: Linijinis plėtimasis: Δl=ά l0 t Tūrinisplėtimasis: V=V0 (1+ ά t)Kietųjų kūnų šiluminis plėtimasis yra susijęs su gretimų dalelių traukos irstūmos priklausomybe nuo atstumo tarp kūno dalelių. Kuo didesnėtemperatūra, tuo gardelės virpesių amplitudė didesnė, tuo didesnisvidutinis atstumas tarp dalelių. Jei dalelių virpesiai butų harmoningi, taikristalas neišsiplėstų.Šiluminis laidumas: dalelės surištos sąveikos jėgomis, todėl vienų daleliųvirpesiai perduodami kitoms. Šiluminis laidumas priklauso nuo temperatūros:kuo temperatūra didesnė, tuo laidumas mažesnis. Dielektriko šiluminiolaidumo koeficientas nelabai žemose temperatūrose yra atvirkščiaiproporcingas absoliutinės temperatūros pirmajam laipsniui. 19. Energetinių juostų susidarymas. Atome elektronais užpildytivienelektroniniai lygmenys kristale sudaro užpildytą energetinę juostą.Taip kristale gaunama užpildytos visos liestinės juostos iki juostos gautosiš atomų valentinių elektronų.Kristalų skirstymas į metalus,puslaidininkius ir dielektrikus juostinės teorijos požiūriu. Dielektrikai:nelaidžios medžiagos (ΔE>2,5eV). Puslaidininkiai: 0,1eV<ΔE>2,5eV.Laidininkai: ΔE< 0,1eV.Metaluose valentinė juosta nepilnai užpildyta, todėlyra laisvų labai mažai besiskiriančių energija lygmenų, per kuriuos irvyksta elektronų kryptingas judėjimas veikiant elektriniam laukui. Viršvalentinės esančios leistinės juostos, gautos iš atomo galimų sužadintųjųvienelektroninių lygmenų, yra elektronais neužpildytos (laisvosios).Pirmoji laisvoji juosta višr valentinės vadinama laidumo juosta. Yrametalų, kuriuose valentinė juosta užpildyta, bet ji persikloja su laidumojuosta ir todėl elektronams yra galimybė veikiant elektriniam laukuididinti savo energiją ir kryptingai judėti.Puslaidininkių ir dielektrikųvalentinė juosta užpildyta, o laidumo- atskirta draustiniu intervalu ΔE.Sąlyginai puslaidininkiams priskiriamos medžiagos, kurių ΔE yra nuo keliųdešimtųjų iki 3eV. Dielektrikų ΔE>3eV. Elektros laidumas puslaidininkiuoseir dielektrikuose galimas tik tada, kai medžiagos elektroninė sistema yrasužadintos būsenos, t.y. peršokus elektronams iš valentinės į laidumojuostą.Elektronų Fermio ir Dirako statistika kristaluose. Fermio-Dirakoskirstinys: [pic] Funkcija reiškia tikimybę rasti dalelę su energija E.Fermio energija reiškia, kad tikimybė rasti tokią dalelę lygi pusei: [pic].Didėjant temperatūrai: [pic], [pic].20. . Atomo branduolio sandara: Atomo branduolys yra tarpusavyjesąveikaujančiu protonu protonu ir neutronu sistema. Abi sios daleliusudetiens adleles vadinamos nuklonais.[pic] skilimo dėsningumai: [pic] spinduliavimas vyksta tada, kai delvidiniu procesu branduoliuose is ju islekia keturiu elementariuju daleliu –dvieju protonu ir dvieju neutronu sankaupa. Taigi [pic] daleliu strukturaatitinka du kartus jonizuoata helio atoma arba branduoli [pic].[pic] spinduliavimas vyksta tada, kai del vidiniu branduolio kitimu islekiadvieju tipu elementariosios daleles; elektronai arba pozitronai. Ivykus[pic] spinduliavimui ir susidarius elektronams cheminis elementaspasislenka periodineje elementu sistemoje i didesnio Z puse,o susidariuspozitronui – i mažesnio.[pic] spinduliai tai labai trumpos elektromagnetines bangos, kuriasskleidžia sužadinti branduoliai.Radioaktyvaus skilimo dėsnis: [pic] N- nesusikilusiu branduoliu skaiciuslaiko momentu t.Radioaktyvaus skilimo dėsnis: Radioaktyvieji medžiagų skilimo intensyvumącharakterizuoja jo spinduliavimo aktyvumas A, lygus branduoliu skilimogreičiui: [pic] N – branduoliu skaicius.