Физика конспекты для егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Краткие конспекты для подготовки к ЕГЭ

1. Механическое движение, его относительность.

1.1 Прямолинейное
равноускоренное движение

Равноускоренным называется
движение с ускорением, постоянным по модулю и направлению.

При равноускоренном движении с начальной скоростью ускорение
равно

, (1), и
выражается в метрах на секунду в квадрате:1м/c

Скорость тела в
произвольный момент времени:

График 1:
соответствует равноускоренному движению тела из
состояния покоя

График II: соответствует равноускоренному движению тела с

начальной скоростью

График III:
соответствует равнозамедленному движению тела с начальной скоростью

В случае равномерного
прямолинейного движения график движения имеет вид:

V м/c

t,c

Перемещение тела при
равноускоренном прямолинейном движении

S = v₀t +

Уравнение для координаты точки при
равноускоренном движении. Для нахождения координаты x точки в любой момент
времени t нужно к начальной координате точки прибавить проекцию
вектора перемещения на ось ОХ

x =
x₀₊s

Для выполнения расчетов скоростей и ускорений необходимо переходить от
записи уравнений в векторной форме к записи уравнений в проекционной и
алгебраической форме.

Равномерное
движение по окружности

Движение тела по
окружности является частным
случаем криволинейного движения. Наряду с вектором перемещения рассматривают
угловое перемещение Δφ (или угол поворота), измеряемое в радианах
(рис. 1.). Длина дуги связана с углом поворота соотношением

При малых углах
поворота Δl ≈ Δs.

Рис. 1. Линейное и
угловое перемещения при движении тела по окружности.

Угловой скоростью ω тел в данной точке круговой траектории
называют отношение малого углового перемещения Δφ к малому промежутку времени
Δt:

Угловая скорость
измеряется в рад/с.

Связь между модулем линейной скорости υ и угловой
скоростью ω: υ = ωR.

При равномерном
движении тела по окружности угловая скорость есть величина постоянная
w=const).

l03_f02 Рис. 2. Радиус-вектор, скорость и ускорение материальной точки при равномерном
движении по окружности.

Скорость тела,
направленную по касательной к окружности, называют линейной и
определяют по формуле :

V = (2)

При движении по
окружности с постоянной по величине линейной

скоростью v тело
испытывает направленное к центру окружности постоянное центростремительное
ускорение

,(3)

где R — радиус
окружности.

Промежуток времени, в течение которого материальная
точка, двигаясь по окружности, совершает один полный оборот, называют периодом
обращения. Период обращения обозначают буквой Т и выражают в секундах.

Величину n, обратную периоду обращения и равную числу
оборотов, совершаемых телом за единичное время, называют частотой обращения

n=1/T. (4) Размерность частоты: [n] = с^-1 =
Гц.

Законы динамики Ньютона.

Сила – это количественная мера взаимодействия тел. Сила является
причиной изменения скорости тела. Сила является векторной величиной.
Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей
силой.

Первый закон Ньютона

Существуют такие системы отсчета, относительно которых
изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной
по модулю и направлению. Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия
на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона
называют законом инерции.

В этом случае равнодействующая всех сил равна нулю.

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. .Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей
на тело и обратно пропорционально массе этого тела. Здесь F – геометрическая сумма всех сил,
действующих на тело.

Второй закон Ньютона позволяет вычислить силу,
действующую на тело по формуле

Сила, действующая на тело, равна произведению массы
тела на сообщаемое этой силой ускорение. В Международной системе единиц (СИ)
за единицу силы принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг
ускорение 1 м/с². Эта единица называется ньютоном (Н).
Ее принимают в СИ за эталон силы

Третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с
силами, равными по модулю и противоположными по направлению. (рис1)

Силы, возникающие при взаимодействии тел, всегда имеют
одинаковую природу. Они приложены к разным телам и поэтому не могут
уравновешивать друг друга.

Несмотря на разнообразие сил, имеется всего четыре типа
взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое.

Гравитационное
взаимодействие существует между всеми телами, обладающими массами.

Силы в природе: упругости, трения. Закон всемирного тяготения.
Сила тяжести.

Закон всемирного
тяготения, открытый Ньютоном, гласит:
Сила взаимного притяжения двух тел, которые могут быть
принятыми за материальные точки, прямо пропорциональна произведению их масс и
обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

рис.1

Коэффициент пропорциональности у называют
гравитационной постоянной. Она равна 6,67 • 10-11 Н•м²/кг².

Одним из проявлений силы всемирного тяготения является
сила тяжести. Так принято называть силу притяжения тел к Земле
вблизи ее поверхности. Если М – масса Земли, R_З – ее радиус, m –
масса данного тела, то сила тяжести равна где g –
ускорение свободного падения

Для тела, находящегося на расстоянии H от земли силу тяжести рассчитывают
по формуле :

а ускорение свободного падения –

Среднее значение ускорения свободного
падения для различных точек поверхности Земли равно 9,81 м/с².

Примером
электромагнитных сил являются силы трения и упругости

Сила трения
возникает при соприкосновении двух тел вследствие взаимодействия между атомами
и молекулами соприкасающихся тел. Сила трения скольжения всегда направлена в
сторону, противоположную направлению движения и пропорциональна силе
нормального давления тела на опору, равной силе реакции опоры

Коэффициент
пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.

Весом тела
называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на
опору или подвес. В соответствии с третьим законом Ньютона вес тела равен по модулю силе реакции опоры и направленной в
противоположную сторону: .

Рис.2 рис
3

При деформации тела возникает
сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Ее называют
силой упругости.

Простейшим видом деформации является деформация
растяжения или сжатия (рис. 3). При малых деформациях сила
упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону,
противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации:

Это соотношение выражает
экспериментально установленный закон Гука. Коэффициент k называется жесткостью
тела. В системе СИ жесткость измеряется в ньютонах

Законы сохранения в механике

Импульс тела. Закон сохранения импульса

Импульс
тела (количество движения) -векторная физическая
величина, являющаяся мерой механического движения и равная произведению массы
тела на его скорость .Обозначим импульс тела буквой . Тогда

. (1)

Вектор импульса тела сонаправлен с вектором скорости
тела .В СИ за единицу импульса принят импульс тела массой 1
кг, движущегося со скоростью 1 м/с, т.е. единицей импульса является
килограммметр в секунду (1 кг·м/с). [p] = [m] · [υ] = 1
кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .

Импульс обладает особыми свойствами, которые
проявляются в замкнутой системе .

Замкнутой системой называют группу тел, не
взаимодействующих ни с какими другими телами, которые не входят в состав этой
группы. Силы взаимодействия между телами, входящими в замкнутую систему,
называют внутренними.

1.Импульс тела изменяется при
взаимодействии с другим телом. При этом изменяется импульс одновременно двух
взаимодействующих тел.

∆р=р –р ,
где ∆р- изменение импульса тела.

Изменение импульса тела равно произведению силы F на время ее
действия t. Величина Ft называется импульсом силы:

Ft = mv — mv_o.

Второй
закон Ньютона может быть сформулирован следующим образом: изменение импульса
тела (количества движения) равно импульсу силы.

При ударных
взаимодействиях различают абсолютно упругий удар(шарик «прилипает» к стенке)
и абсолютно неупругий удар( шарик прилипает к стенке)

2.В замкнутой системе выполняется закон сохранения
импульса.

p₁‘+p₂‘=p₁+p₂.

Геометрическая (векторная) сумма
импульсов взаимодействующих тел,

составляющих замкнутую систему,
остается неизменной.

Закон сохранения импульса во многих случаях позволяет
находить скорости взаимодействующих тел . Примером может служить реактивное
движение.

1-17-2

Рис1
рис 2

Следствием закона сохранения импульса является
реактивное движение.

Реактивным движением принято называть движение, при
котором одна часть тела отделяется с какой – либо скоростью относительно тела.

А)При стрельбе из орудия возникает отдача – снаряд
движется вперед, а орудие – откатывается назад. Снаряд и орудие – два
взаимодействующих тела(рис 1)

Б) В ракете при сгорании топлива газы, нагретые до
высокой температуры, выбрасываются из сопла с большой скоростью относительно ракеты( при
решении задач считается, что вся масса сгоревшего топлива выбрасывается из
ракеты одновременно(рис2)

Энергия. Закон сохранения энергии

Работой A, совершаемой постоянной
силой называется физическая величина, равная произведению модулей
силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы и перемещения (рис. 1.18.1):

A = Fs cos α.

Мощность характеризует скорость
совершения работы и численно равна отношению работы к интервалу времени, за
который эта работа совершена.

Международной системе
(СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт равен мощности силы,
совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.

Энергия — физическая величина, характеризующая
состояние тела или системы тел по их движению и взаимодействию.

В механике выделяют два вида энергии: кинетическую
энергию и потенциальную энергию

Кинетическая энергия — энергия движущегося тела.(От греческого слова kinema — движение). Это физическая
величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости. Кинетическая
энергия обозначается буквой Eи определяется
формулой

6005880

По определению кинетическая энергия
покоящегося в данной системе отсчета тела обращается в ноль.

— эта формула выражает теорему о
кинетической энергии: изменение кинетической энергии тела
(материальной точки)за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной
силой, действующей на тело, за этот же промежуток времени.

Потенциальная энергия
– это энергия взаимодействия тел.

Потенциальная энергия
поднятого над Землей тела – это энергия взаимодействия тела и Земли
гравитационными силами. Потенциальная энергия упруго деформированного тела –
это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Физическую величину,
равную произведению массы тела на модуль ускорения свободного падения и на
высоту, на которую поднято тело над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией
взаимодействия тела и Земли. 1979195

Значение потенциальной
энергии тела, поднятого над Землей, зависит от выбора нулевого уровня, т. е.
высоты, на которой потенциальная энергия принимается равной нулю. Обычно
принимают, что потенциальная энергия тела на поверхности Земли равна нулю.

Физическая
величина, равная половине произведения жесткости тела на квадрат его
деформации, называется потенциальной энергией
упруго деформированного тела:

Закон сохранения
энергии в механических процессах:

Е_k₁ + Е_р₁ = E_k₂ + E_p₂.

Сумма
кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и
взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается
постоянной.

Сумма кинетической и
потенциальной энергии тел называется полной
механической энергией. Закон сохранения
энергии выполняется в замкнутой системе.

Замкнутая система
– это система, на которую не действуют внешние силы или действие этих сил
скомпенсировано.

История атомистических
учений. Наблюдения и опыты, подтверждающие атомно-молекулярное строение
вещества.

Атомистическая теория— натурфилософская и физическая теория, согласно которой чувственно воспринимаемые (материальные) вещи состоят из химически неделимых
частиц — атомов. Возникла в древнегреческой
философии.
Дальнейшее развитие получила в философии и науке Средних веков и Нового времени.

Атомно-молекулярное учение развил и впервые
применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова
можно свести к следующим положениям.1. Все вещества состоят из «корпускул» (так
Ломоносов называл молекулы).2. Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов
называл атомы).3. Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном
движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц. 4. Молекулы
простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных
атомов. Атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон.
В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно
развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные
массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у
простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По
Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества —
из «сложных атомов» (в современном понимании — молекул). Отрицание Дальтоном
существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии.
Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в- середине
XIX в.Молекула — это наименьшая частица данного вещества, обладающая его
химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и
химическим строением. Атом — наименьшая частица химического элемента, входящая
в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента
определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома,
соответствующее современным представлениям: атом — это электронейтральная
частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно
заряженных электронов. Согласно современным представлениям из молекул состоят
вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из
молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет
молекулярную структуру. Основные положения атомно-молекулярного учения можно
сформулировать так:

• Существуют вещества с молекулярным и
немолекулярным строением.

• Между молекулами имеются промежутки,
размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и температуры.
Наибольшие расстояния имеются между молекулами газов. Этим объясняется их
легкая сжимаемость. Труднее сжимаются жидкости, где промежутки между молекулами
значительно меньше. В твердых веществах промежутки между молекулами еще меньше,
поэтому они почти не сжимаются.

• Молекулы находятся в непрерывном
движении. Скорость движения молекул зависит от температуры. С повышением
температуры скорость движения молекул возрастает.

• Между молекулами существуют силы
взаимного притяжения и отталкивания. В наибольшей степени эти силы выражены в
твердых веществах, в наименьшей — в газах.

• Молекулы состоят из атомов, которые, как
и молекулы, находятся в непрерывном движении.

• Атомы одного вида отличаются от атомов
другого вида массой и свойствами.

• При физических явлениях молекулы
сохраняются, при химических, как правило, разрушаются.

• У веществ с молекулярным строением в
твердом состоянии в узлах кристаллических решето находятся молекулы. Связи
между молекулами, расположенными в узлах кристаллической решетки, слабые и при
нагревании разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением, как правило,
имеют низкие температуры плавления.

• У веществ с немолекулярным строением в
узлах кристаллических решеток находятся атомы или другие частицы. Между этими
частицами существуют сильные химические связи, для разрушения которых требуется
много энергии. Поэтому вещества с немолекулярным строением имеют высокие
температуры плавления.

Объяснение физических и химических явлений с
точки зрения атомно-молекулярного учения. Физические и химические явления
получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения. Так, например,
процесс диффузии объясняется способность молекул (атомов, частиц) одного
вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого вещества. Это
происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся в непрерывном движении
и между ними имеются промежутки. Сущность химических реакций заключается в
разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке
атомов с образованием других веществ.

Молекулярно-кинетическая теория — это раздел физики,
изучающий свойства различных состояний вещества, основывающийся на
представлениях о существовании молекул и атомов как мельчайших частиц вещества.

В основе МКТ лежат три основных
положения:
     1. Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул,
атомов .
     2. Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом
движении
     3. Между частицами существуют силы притяжения и
отталкивания, характер которых зависит от расстояния между ними.

Массы молекул очень малы. Например, масса молекулы
воды:
Поэтому количество молекул даже в малом объеме вещества
значительно.
Единицей количества вещества является моль. Моль
— это количество вещества, содержащее столько же атомов или молекул любого
вещества, сколько содержится атомов в 12
г углерода C⁶₁₂.

Молекулярной массой М
вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома
углерода C⁶₁₂

Число частиц, содержащееся в моле или вещества называется числом
Авогадро. N_A= 6,022×10²³ моль^-1

Количество вещества (ν )равно отношению числа атомов
(молекул) этого вещества к числу Авогадро

ν =

Молярная
масса M
равна массе вещества, взятого в количестве одного моля. [M] = кг/моль. Молярная
масса равна M = m₀N_A,где m₀ — масса
отдельного атома (молекулы).

Масса m любого количества вещества,
содержащего N атомов (молекул), равна m = m₀N = ν M, откуда количество вещества
(в молях) равно ν =
m/M.

Идеальным принято считать газ, если: а) между
молекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. молекулы ведут себя как абсолютно
упругие тела;
б) газ очень разряжен, т.е. расстояние между
молекулами намного больше размеров самих молекул;

  Основное уравнение МКТ идеального
газа:
     , где р — давление
идеального газа, m — масса молекулы, среднее значение квадрата скорости молекул газа, n—   концентрация
молекул/

Идеальный газ. Уравнение состояния идеального
газа.Газовые законы .

   Состояние данной массы газа
полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины
называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры
состояния, называют уравнением состояния.
     Для произвольной массы газа состояние газа описывается
уравнением Менделеева—Клапейрона: pV = mRT/M, где р — давление, V — объем, m —
масса, М — молярная масса, R — универсальная газовая постоянная. R = 8,31
Дж/моль • К.
        Газовые законы –
количественные зависимости между двумя параметрами, при фиксированном значении
третьего   параметра.

Процесс- это переход газа из одного состояния в другое.

Изопроцесс – процесс, в котором изменяются два параметра при
неизменном третьем.

1.
Изобарный
процесс
– процесс изменения состояния термодинамической системы протекающий при постоянном
давлении(р=const) .

2.
. Изохорный процесс – процесс изменения состояния термодинамической системы ,
протекающий при постоянном объеме(V=const).

Тепловое движение. Объяснение агрегатных
состояний вещества и фазовых переходов между ними на основе атомно-молекулярных
представлений.

Теплово́е движе́ние — процесс хаотического (беспорядочного)

движения частиц, образующих вещество. Чаще всего рассматривается тепловое
движение атомов и молекул.

Хаотичность — важнейшая черта теплового движения. Важнейшими
доказательствами существования движения молекул является Броуновское движение и диффузия.

Неверно смешивать понятия «Тепловое движение» и «Броуновское движение». Броуновским
называется движениевидимых взвешенных
в веществе частиц; тепловым — движение частиц самого вещества. Тепловое движение
является причиной броуновского движения.

Агрега́тное состоя́ние — состояние вещества, характеризующееся определёнными
качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём иформу, наличием или
отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может
сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.^[1].

Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. Иногда не
совсем корректно к агрегатным состояниям причисляют плазму. Существуют и другие агрегатные
состояния, например, жидкие кристаллы или конденсат Бозе — Эйнштейна.

Изменения агрегатного состояния это термодинамические процессы, называемые фазовыми переходами. Выделяют следующие их
разновидности: из твёрдого в жидкое —плавление; из жидкого в
газообразное — испарение и кипение; из твёрдого в газообразное — сублимация; из
газообразного в жидкое или твёрдое — конденсация; из жидкого в
твёрдое — кристаллизация. Отличительной
особенностью является отсутствие резкой границы перехода к плазменному
состоянию.

Определения агрегатных состояний не всегда
являются строгими. Так, существуют аморфные тела, сохраняющие структуру жидкости и обладающие
небольшой текучестью и способностью сохранять форму; жидкие кристаллы
текучи, но при этом обладают некоторыми свойствами твёрдых тел, в частности,
могут поляризовать проходящее через них электромагнитное излучение.

Для описания различных состояний в физике
используется более широкое понятие термодинамической фазы. Явления,
описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями.

Твёрдое тело

Состояние, характеризующееся способностью
сохранять объём и форму. Атомы твёрдого тела совершают лишь небольшие колебания
вокруг состояния равновесия. Присутствует как дальний, так и ближний порядок.

Жидкость

Состояние вещества, при котором оно обладает
малой сжимаемостью, то есть хорошо сохраняет объём, однако не способно
сохранять форму. Жидкость легко принимает форму сосуда, в который она помещена.
Атомы или молекулы жидкости совершают колебания вблизи состояния равновесия,
запертые другими атомами, и часто перескакивают на другие свободные места.
Присутствует только ближний порядок.

Газ

Состояние, характеризующееся хорошей
сжимаемостью, отсутствием способности сохранять как объём, так и форму. Газ
стремится занять весь объём, ему предоставленный. Атомы или молекулы газа ведут
себя относительно свободно, расстояния между ними гораздо больше их размеров.

Закон сохранения энергии в
тепловых процессах. Необратимый характер тепловых процессов.

Первый
закон термодинамики – закон сохранения энергии для тепловых процессов –
устанавливает связь междуколичеством теплоты Q, полученной
системой, изменением ΔU ее внутренней энергии и работой A,
совершенной над внешними телами:

Q = ΔU + A

Согласно этому закону, энергия не может быть создана или уничтожена; она
передается от одной системы к другой и превращается из одной формы в другую.
Процессы, нарушающие первый закон термодинамики, никогда не наблюдались.

ервый закон
термодинамики не устанавливает направление тепловых процессов. Однако, как
показывает опыт, многие тепловые процессы могут протекать только в одном
направлении. Такие процессы называютсянеобратимыми. Например, при
тепловом контакте двух тел с разными температурами тепловой поток всегда
направлен от более теплого тела к более холодному. Никогда не наблюдается
самопроизвольный процесс передачи тепла от тела с низкой температурой к телу с
более высокой температурой. Следовательно, процесс теплообмена при конечной
разности температур является необратимым.

Обратимыми процессами называют процессы
перехода системы из одного равновесного состояния в другое, которые можно
провести в обратном направлении через ту же последовательность промежуточных
равновесных состояний. При этом сама система и окружающие тела возвращаются к
исходному состоянию. Процессы, в ходе которых система все время остается в
состоянии равновесия, называются квазистатическими.

Электрические заряды и их взаимодействие. Электрическое
поле и его характеристики.

Закон Кулона, закон сохранения электрического
заряда. Напряженность.

Электрический заряд – физическая величина,
характеризующая свойство тел вступать в электростатические взаимодействия. В СИ
выражается в кулонах (Кл); обозначается буквой q. Существуют два вида электрических зарядов:
положительный и отрицательный. Одноименно заряженные тела отталкиваются,
разноименно заряженные- притягиваются.(рис1).

Рис.1 рис.2. рис
3.

Элементарный заряд – минимальная порция заряда,
которая может переноситься с одного тела на другое. Обозначается буквой e и равен 1,6·10^–19 Кл.

Атомы состоят из ядер и электронов. В состав ядра
входят положительно заряженные протоны и не имеющие заряда нейтроны. Электроны
несут отрицательный заряд. Количество электронов в атоме равно числу протонов в
ядре, поэтому в целом атом нейтрален.

Заряд любого тела: q = ±Ne , где е = 1,6*10^-19Кл — элементарный или минимально возможный заряд (заряд электрона), N
— число избыточных или недостающих электронов

При электризации твердых тел
происходит перемещение электронов, входящих в состав атомов любых тел,
с одного тела на другое.

Если два заряженных металлических шарика одинакового
размера, привести в соприкосновение, то заряд распределится поровну между
двумя шарами.

Сохранение числа протонов и электронов на
соприкасающихся телах объясняет закон сохранения заряда:

в электрически замкнутой системе алгебраическая
сумма зарядов не меняется:

q₁ + q₂ + … + q_n
= q‘₁ + q‘₂ + … + q‘_n,

где q_n и q‘_n
– заряды n-го тела системы до и после взаимодействия его с другими
телами системы

Точечный заряд – заряженное тело, размерого в данных
условиях можно пренебречь.

Закон Кулона. Модуль силы взаимодействия F₁₂
между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами q₁ и
q₂ в вакууме пропорционален произведению этих зарядов и
обратно пропорционален квадрату расстояния R₁₂ между ними.

где k = 9·10⁹ Н·м²/Кл²
– коэффициент пропорциональности,

Электрическое поле – это особый вид материи , основным
свойством которого является действие на электрические заряды.

Напряжённость
электри́ческого по́ля — векторная физическая
величина, характеризующая электрическое
поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей
на пробный
заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:

$vec E= frac{vec F}{q}$ Единица в СИ – Н/Кл или В/м.

Силовые линии электрического поля- это линии, касательная в
каждой точке которой совпадает с направлением вектора напряженности. . Силовые линии начинаются на положительных
зарядах, а заканчиваются на отрицательных зарядах(рис2).

Принцип суперпозиции полей. Если в данной точке пространства поле
создается несколькими зарядами – источниками поля, например их число равно N,
то суммарная напряженность поля равна векторной сумме напряженностей полей,
созданных каждым зарядом – источником(рис3):

Напряженность поля
точечного заряда q на
расстоянии r от него равна:

Потенциальная энергия
заряда в однородном электростатическом поле
равна:

Потенциал
— отношение потенциальной энергии заряда в поле к
величине этого заряда:

Потенциал однородного
поля равен

Потенциал точечного заряженного тела равен

$varphi = frac{q}{4 pi varepsilon_0 r}.$

Работа поля по перемещению заряда из точки с
потенциалом φ₁ в точку с потенциалом φ₂
рассчитывается по формуле

Величина называется
разностью потенциалов или напряжением, измеряется в вольтах(В).

Напряжение или разность
потенциалов между двумя точками — это отношение работы электрического поля по
перемещению заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда:

U=A/q

[U]=1Дж/Кл=1В

Связь между
напряженностью электрического поля и напряжением:

Постоянный электрический ток.
Сила тока, напряжение, сопротивление. Закон Ома для участка цепи.

Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц под
действием сил электрического поля или сторонних сил.

За направление тока выбрано направление
движения положительно заряженных частиц.

Электрический ток называют постоянным, если сила тока
и его направление не меняются с течением времени.

Условия
существования постоянного электрического тока.

Для существования постоянного
электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и наличие
источника тока. в котором осуществляется преобразование какого-либо вида
энергии в энергию электрического поля.

Источник тока —
устройство, в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в
энергию электрического поля. В источнике тока на заряженные частицы в замкнутой
цепи действуют сторонние силы. Причины возникновения сторонних сил в различных
источниках тока различны. Например в аккумуляторах и гальванических элементах
сторонние силы возникают благодаря протеканию химических реакций, в генераторах
электростанций они возникают при движении проводника в магнитном поле, в
фотоэлементах — при действия света на электроны в металлах и полупроводниках.

Электродвижущей силой источника тока называют отношение
работы сторонних сил к величине положительного заряда, переносимого от
отрицательного полюса источника тока к положительному.

Сила тока —
скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через
проводник, ко времени, за которое этот заряд прошел.

где I — сила тока, q — величина заряда
(количество электричества), t — время прохождения
заряда. В Международной
системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах (А).

Плотность тока — векторная
физическая величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения
проводника.

где j -плотность тока, S — площадь
сечения проводника.

Направление вектора плотности тока
совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

Напряжение — скалярная физическая величина, равная отношению
полной работе кулоновских и сторонних сил при перемещении положительного заряда
на участке к значению этого заряда.

где A — полная работа сторонних
и кулоновских сил, q — электрический заряд.

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая электрические свойства
участка цепи. Величина сопротивления зависит от формы и размеров проводника, а
также от свойств материала, из которого он сделан.

где ρ — удельное сопротивление проводника, l — длина участка
проводника, S — площадь поперечного
сечения проводника.

Закон Ома для участка цепи.
Последовательное и параллельное соединение проводников

Зако́н О́ма — это физический закон, определяющий зависимость
между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи.
Назван в честь его первооткрывателя Джорджа Ома.В 1826
г. он экспериментально установил зависимость между силой тока, напряжением и
сопротивлением в электрических цепях
Этот закон выражается формулой :

Где: I — сила тока (А), U — напряжение (В), R-— сопротивление (Ом).

Данное соотношение выражает закон Ома
для однородного участка цепи: сила тока в проводнике
прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна
сопротивлению проводника.

При
последовательном соединении проводников (рис. 2) сила тока во всех проводниках
одинакова:

Рис.2.

Общее
напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U₁
и U₂:

Электрическое
сопротивление всей цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников

При
параллельном соединении (рис. 3.) напряжения U₁ и U₂
на обоих проводниках одинаковы:

Сумма
токов I₁ + I₂, протекающих по
обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:

Этот
результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B
рис.3)) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды.

Рисунок 3.

Параллельное соединение проводников

Общее
сопротивление всей цепи находится по формуле:

Работа
ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику
с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на
проводнике.

При наличии
тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. электрическая
энергия или работа есть произведение напряжения, силы тока в цепи и времени
его прохождения Следовательно, работу тока можно вычислить с помощью
следующего соотношения:

A_эл_. = I∙U∙t = I²∙R∙t = U²∙t/R .

Эта работа выделяется в виде тепла. По закону сохранения энергии
количество теплоты (Q), выделяющееся в проводнике при прохождении
электрического тока, равно работе тока: Q = A_эл.

Следовательно,

Q = I∙U∙t = I²∙R∙t = U²∙t/R . (14)

Формула (14) есть закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи.

Количество теплоты, выделившееся при
прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока,
сопротивлению проводника и времени прохождения тока

Мощностью тепловых потерь
называется величина, равная количеству
выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля —
Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего
тока и приложенному напряжению:

$P = IU = I^2R = frac{U^2}{R}$

Мощность измеряется в ваттах.

Магнитное поле тока и
действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель.

С древних времен магнитами называли стержни из
специальной руды – магнитного железняка, обладающие определенными свойствами.

Магнит притягивает железосодержащие предметы:
стальные гвозди, скрепки, чугунные трубы, железные опилки изделия из окислов
хрома, кобальта и никеля(рис1)

Рис 1.
рис2. рис 3

Места, обладающие наибольшей намагниченностью,
называются полюсами магнита. Одноименные полюсы магнитов
отталкиваются, а разноименные – притягиваются(рис2 ).Магнитное поле неощутимо
для органов чувств человека, но его наличие можно зарегистрировать с помощью
простейшего устройства – легкой магнитной стрелки,
насаженной на ось.

Магнитное действие тока впервые было обнаружено
датским физиком Х. Эрстедом в 1820 г.
При пропускании по прямолинейному горизонтальному
проводнику постоянного тока силой I находящаяся под ним магнитная
стрелка поворачивается вокруг своей вертикальной оси, стремясь расположиться
перпендикулярно проводнику с током (рис. 4).

Рис 4

Основная характеристика магнитного поля – вектор
магнитной индукции,В задающий направление и численное значение магнитного поля.
Направление вектора магнитной индукции задается направлением магнитной стрелки,
помещенной в данную точку поля. Оно совпадает с направлением, которое указывает
северный полюс стрелки (рис. 3)

Линии вектора магнитной индукции ( силовые линии
магнитного поля) вводятся для наглядности картины изменения вектора магнитной
индукции при переходе от одной точки пространства к другой.

Силовой линией магнитного поля называется непрерывная линия,
касательная к которой в любой ее точке задает направление вектора магнитной
индукции , Густота силовых линий прямо
пропорциональна модулю вектора магнитной индукции.

Рис.5 Рис 6.

Силовые линии магнитного поля тока
представляют собой концентрические окружности, причем направление силовых линий
зависит от направления тока в проводнике(рис 5). Внутри
длинного соленоида с током (катушки) магнитное поле является однородным и линии
магнитной индукции параллельны друг другу(рис6),

Для определения направления силовых линий
магнитного поля , созданного вокруг проводника с током, существует правило
буравчика ( правого винта, штопора)

Правило буравчика: «Если направление поступательного
движения буравчика (винта) с правой нарезкой совпадает с
направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика
совпадает с направлением вектора магнитной индукции»(рис 7).На рис 8 показано ,
что за направление тока в проводнике принято направление положительных зарядов,
т.е. направление от «+» источника к «-»источника тока.

Рис.7. Рис.8.

Сила Ампера. На проводник с током, находящийся в
магнитном поле

действует сила,
равная F = I·L·B·sinα , которая называется силой Ампера

где I — сила тока в проводнике;
B — модуль вектора индукции магнитного поля;
L — длина проводника, находящегося в магнитном поле;

α- угол между вектором магнитного поля и проводником

Направление силы Ампера определяется по правилу левой
руки (см. рис.1):

Рис
9 Рис 10.

Если расположить левую руку так, чтобы :

	четыре пальца были направлены по току(за направление тока принято направление движения положительного заряда)
	перпендикулярная проводнику составляющая вектора индукции В входила в ладонь( вектор магнитной индукции выходит из северного полюса магнита, а входит в южный полюс);(рис9)
	Отогнутый на 90 * большой палец левой руки укажет направление силы Ампера.

Сила Лоренца. Так как электрический ток представляет собой
упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с
током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.

Силу, действующую со стороны магнитного поля на
движущуюся в нем заряженную частицу, называют силой Лоренца. Например, сила
Лоренца действует на электрон, движущийся в проводнике с током. ris_23

F_л = q·V·B·sinα
где q — величина движущегося заряда;
V — модуль его скорости;
B — модуль вектора индукции магнитного поля;
α — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Рис11.

Направление вектора F_л
определяется по правилу левой руки:

	четыре пальца по направлению скорости движения положительного заряда V(если заряд отрицательный , то за направление тока принимают направление, противоположное скорости движения отрицательного заряда);
	перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входит в ладонь;
	отогнутый большой палец дает направление силы Лоренца F_л (см. рис2 ). а.

Если заряд движется параллельно
силовым линиям магнитного поля , то F_л = 0 и ускорение частицы равно нулю, следовательно заряд в
магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

В случае ,
когда заряд q движется перпендикулярно силовым линиям магнитного
поля (рис2).

α = π/2, то F_л
= q·v·B

Сила Лоренца создает
центростремительное ускорение, равное a = V²/R .

Заряд движется по
окружности. По второму закону Ньютона можно найти радиус окружности и период
обращения заряда в магнитном поле:

F =ma. Тогда F = m·v²/R

m·v²/R = q·v·B;
R = m·V/(q·B);
T= 2· π ·R/V

Электромагнитная индукция

1.Магнитный поток. Вектор магнитной индукции характеризует
магнитное поле в каждой точке пространства.).

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину

где B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором и нормалью к плоскости
контура (рис. 1.). Единица измерения магнитного потока в систем СИ — 1
Вебер (1 Вб)

1 Вб = 1 Тл · 1 м².

1-20-1

Рис 1

2.Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического
тока в замкнутом контуре при изменении магнитного
потока через него.

Оно выражает взаимосвязь электрических и магнитных
явлений.

Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом
Фарадеем в 1831 г. Он опытным путем установил, что при изменении магнитного
поля внутри замкнутого контура в нем возникает электрический ток, который
называют индукционным током.

Опыты Фарадея можно воспроизвести следующим образом:

-если рядом расположить две катушки (например, на
общем сердечнике или одну катушку внутри другой) и одну катушку через ключ
соединить с источником тока, а вторую подключить к гальванометру, то
индукционный ток появляется

а)при замыкании или размыкании ключа в цепи первой
катушки (рис2),

б)при при сближении и удалении катушек относительно
друг друга (рис3).

— постоянный магнит вставляют в катушку, замкнутую на
гальванометр, или вынимают из нее. При движении магнита в контуре возникает
электрический ток (см. рис. 4).

m13 m12

   Рис
2                                                    рис
3                                     рис 4

Ток, возникающий в контуре при изменении магнитного
потока, называют индукционным током. Условием существования эл силы,
которая приводит в движение электроны контура поддерживающей разность
потенциалов. Следовательно, при изменении магнитного потока, пронизывающего
замкнутый контур, в нем возникает ЭДС, которую называют ЭДС индукции .

Закон электромагнитной индукции формулируется следующим образом:

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения
магнитного потока, пронизывающего контур:

,где — скорость изменения магнитного потока ,

-изменение магнитного потока.

Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС
индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре

Если контур содержит N витков, то E_i= — N ΔФ/Δt
3. Правило Ленца.

Опыт показывает, что индукционный ток, возбуждаемый в
замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что
создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока,
вызывающего индукционный ток. Это утверждение, сформулированное
в 1833 г., называется правилом Ленца.

Рис. 5.иллюстрирует правило Ленца на примере
неподвижного проводящего контура, который находится в однородном магнитном
поле, модуль индукции которого увеличивается во времени.

Рис
5. Рис 6.

Если Ф_внеш > 0 и нарастает при
приближении магнита к кольцу, то согласно закону электромагнитной индукции
отсюда следует, что , т.е. в контуре возникает
индукционный ток такого направления, что его магнитное поле _i
в пределах площади контура направлено вверх , т.е противоположно внешнему
магнитному полю.(рис. 5).

Если магнитный поток уменьшается, в контуре возникает
индукционный ток такого направления, что его магнитное поле направлено вниз,
т.е. сонаправлено с внешним магнитным полем .

Для индукционных токов справедлив закон Ома

где I — сила тока, R — полное сопротивление цепи, т. е. сумма Развитие Развитие
идей Фарадея инженерами XIX и XX вв. привело к созданию электрогенераторов,
которые эффективно преобразуют механическую энергию в энергию движущихся
зарядов, т.е. в электроэнергию.

Простейшей моделью генератора является рамка,
вращающаяся вблизи постоянного магнита (рис. 7).

Рис. 7

4.Явление самоиндукции
заключается в появлении ЭДС индукции в самом проводнике при изменении тока в
нем, частный случай электромагнитной индукции. Примером явления самоиндукции
является опыт с двумя лампочками, подключенными параллельно через ключ к
источнику тока, одна из которых подключается через катушку (рис. 8). При
замыкании ключа лампочка 1, включенная через катушку, загорается позже лампочки
2. Это происходит потому, что после замыкания ключа ток достигает максимального
значения не сразу, магнитное поле нарастающего тока порождает в катушке
индукционную ЭДС, которая в соответствии с правилом Ленца будет мешать
нарастанию тока.

img39_6 рис. 8

При размыкании электрической цепи ток убывает,
возникает уменьшение магнитного потока в катушке, и в катушке возникает ЭДС
самоиндукции, поддерживающая ток в цепи.В результате лампочка 2 при выключении
гаснет медленно, а иногда ярко вспыхивает.

Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате
изменения силы тока. Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции.

Магнитный поток, пронизывающий катушку можно найти по формуле

где Ф — магнитный поток через контур, I — сила тока в
контуре .Коэффициент пропорциональности называют индуктивностью.Единица индуктивности — генри (Гн). 1 Гн = 1
В • с/АВокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает
энергией. Энергия магнитного поля, созданного током

Переменный
электрический ток

Явление электромагнитной индукции используется для преобразования механической
энергии в энергию электрического тока. Для этой цели применяются генераторы
переменного тока .
рис.1

Простейшим
генератором переменного тока является проволочная рамка, вращающаяся равномерно
с угловой скоростью w=const в однородном магнитном поле с
индукцией В (рис. 1). Поток магнитной индукции, пронизывающий рамку
площадью S, равен

При равномерном
вращении рамки угол поворота , где —
частота вращения. Тогда

По закону
электромагнитной индукции ЭДС, наводимая в рамке при ее вращении,

Если к зажимам рамки с помощью
щеточно-контактного аппарата подключить нагрузку (потребителя электроэнергии),
то через нее потечет переменный ток.

Переменный ток – это электрический ток,
который изменяется с течением времени по гармоническому закону.

Синусоидальные токи и напряжения можно изобразить
графически, записать при помощи уравнений. Для этого необходимо знать
обозначения физических величин, характеризующих переменный ток которые
отличаются от значений постоянного тока .

Мгновенное значение переменной величины есть функция
времени. Ее принято обозначать строчной буквой:

i — мгновенное значение тока ;

u — мгновенное значение напряжения ;

e — мгновенное значение ЭДС ;

p — мгновенное значение мощности .

Наибольшее мгновенное значение переменной величины за
период называется амплитудой (ее принято обозначать заглавной буквой с индексом
m).

— амплитуда тока;

— амплитуда напряжения;

— амплитуда ЭДС.

Вынужденные электрические колебания, происходящие в
цепях под действием напряжения, гармонически меняющегося с частотой ω
происходят по синусоидальному или косинусоидальному закону:

или ,

где u – мгновенное значение напряжения, U_m
– амплитуда напряжения, ω – циклическая частота колебаний. Если
напряжение меняется с частотой ω, то и сила тока в цепи будет меняться с
той же частотой, но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе
с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае

где φ_c – разность (сдвиг) фаз между
колебаниями силы тока и напряжения.

Действующим или эффективным
значением переменного тока называют величину такого постоянного тока, который
по своему тепловому действию равноценен данному переменному току. Величина, равная квадратному
корню из среднего значения квадрата мгновенного тока, называется действующим
значением силы переменного тока: .

Действующее значение
переменного напряжения определятся аналогично действующему значению силы тока: . Например, в
осветительной сети U_д=220В.

Аналогично определяются действующие
значения ЭДС

Число полных колебаний (циклов)
синусоидального тока или напряжения за единицу времени называют частотой
соответствующей величины и обозначают буквой ν

ν=

За единицу частоты принимают частоту,
равную одному колебанию в секунду. Эту единицу называют герцем (Гц) по имени
немецкого физика Генриха Герца (1857—1894). Таким образом, технический
переменный ток имеетчастоту50Гц.
Вместо частоты v вводят также величину w=2π ν.
=2 π /T, которую называют циклической или круговой частотой тока (напряжения).
Она представляет собой число полных колебаний (циклов) данной
величины за 2 π секунд

Электромагнитные волны. Свет как
электромагнитная волна.

Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) —
распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей).

Среди электромагнитных полей вообще, порожденных
электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению
ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться
наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее
медленно с расстоянием.

К электромагнитному излучению относятся радиоволны (начиная
со сверхдлинных), инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое,
рентгеновское и жесткое (гамма-)излучение (см. ниже, см. также рисунок).

Электромагнитное излучение способно распространяться в
вакууме (пространстве, свободном от вещества), но в ряде случаев достаточно
хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько
изменяя при этом свое поведение).

Видимое излучение (оптическое)

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое
излучение составляет так называемую оптическую
область спектра в широком
смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих
участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся
для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении
видимого света (линзыи зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава
излучения и пр.).

Частоты волн оптической области спектра уже
сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины — с молекулярными
размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области
становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением
вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света.

Самым известным источником оптического излучения
является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до
температуры 6000 градусов по Кельвину и светит ярко-белым светом (максимум
непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550
нм, где находится и максимум чувствительности глаза). Именно потому, что мы
родились возле такой звезды, этот участок спектра электромагнитного
излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств.

Излучение оптического диапазона возникает, в
частности, при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым)
из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем
выше частота, на которой находится максимум спектра его излучения (см.: Закон смещения Вина). При
определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала
красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического
спектра оказывает на тела тепловое воздействие (см.: Болометрия).

Оптическое излучение может создаваться и
регистрироваться в химических и биологических реакциях. Одна из известнейших
химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии. Источником энергии для
большинства живых существ на Земле является фотосинтез — биологическая
реакция, протекающая в растениях под действием оптического излучения Солнца.

Строение атома. Планетарная модель
и модель Бора. Строение атомного ядра. Ядерная энергетика.

В состав атома входят заряженные частицы, однако атом
– это электронейтральная частица.

Заряд свободного атома или атомов простого вещества
равен нулю.Число протонов в атоме равно числу электронов

Атом состоит из атомного
ядра
и окружающего его электронного облака. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, а окружающее его облако
состоит из отрицательно заряженных электронов. Если число протонов в ядре
совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически
нейтральным

Заря́довое число́ атомного
ядра—
количество протонов в атомном ядре(Z),равное порядковому номеру
соответствующего ядру химического элемента в таблице Менделеева. Массовым числом A назвается сумма числа
протонов Z и числа нейтронов N.

Рассмотрим химический элемент, порядковый номер
которого равен трем. Это – литий. В атоме лития ядро образовано тремя протонами
и четырьмя нейтронами. Заряд ядра равен +3, около него находятся три электрона,
массовое число равно семи 16-3

Для указания порядкового номера и массового число
элемента,запись элемента производится следующим образом : .
Здесь 7 – массовое число, равное сумме протонов и нейтронов. Число электронов в
атоме равно числу протонов (заряд ядра) и такое же, как порядковый номер
элемента (3).

Ядра с одинаковым зарядовым числом, но различным массовым числом A (которое равно сумме числа
протонов Z и числа нейтронов N) являются различными изотопами одного и того же химического
элемента, поскольку именно заряд ядра определяет структуру электронной оболочки
атома и, следовательно, его химические свойства.

У каждого химического элемента есть один или более
изотопов с нестабильными ядрами, которые подвержены радиоактивному распаду, в результате чего атомы испускают
частицы или электромагнитное излучение. Существуют три основные формы
радиоактивного распада:

Альфа-распад происходит,
когда ядро испускает альфа-частицу — ядро атома гелия, состоящее из двух
протонов и двух нейтронов. В результате испускания этой частицы возникает
элемент с меньшим на два атомным
номером.

Правило смещения для α-распада:

${}^{A}_{Z}textrm{X}rightarrow {}^{A-4}_{Z-2}textrm{Y} + {}^{4}_{2}textrm{He}$ .

Пример:

${}^{238}_{92}textrm{U}rightarrow {}^{234}_{90}textrm{Th} + {}^{4}_{2}textrm{He}$ .

Бета-распад происходит из-за
слабых
взаимодействий, и в результате в первом случае происходит
испускание электрона и антинейтрино, во
втором — испускание позитрона и и нейтрино. Электрон и
позитрон называют бета-частицами. Бета-распад увеличивает или уменьшает атомный
номер на единицу.

Правило смещениядля β ⁻
-распада:

${}^{A}_{Z}textrm{X}rightarrow {}^{A}_{Z+1}textrm{Y} + {}^{0}_{-1}textrm{e} + barnu_e$

Пример:

${}^{3}_{1}textrm{H}rightarrow {}^{3}_{2}textrm{He} + {}^{0}_{-1}textrm{e} + barnu_e$

·
Гамма-излучение происходит из-за перехода ядра в
состояние с более низкой энергией с испусканием электромагнитного излучения.
Гамма-излучение может происходить вслед за испусканием альфа- или бета-частицы
после радиоактивного распада.

Я́дерная реа́кция — процесс превращения атомных ядер,
происходящий при их взаимодействии с элементарными частицами, гамма-квантами и друг с другом,
обычно приводящий к выделению колоссального количества энергии. Ядерные реакции записываются в виде специальных формул, в
которых встречаются обозначения атомных
ядер
и элементарных частиц.

Способ написания формул ядерных реакций аналогичен записи формул реакций химических, то есть, слева записывается сумма
исходных частиц, справа — сумма получившихся частиц (продуктов реакции), а
между ними ставится стрелка.

Так, реакция радиационного захвата нейтрона ядром кадмия-113
записывается так:

${}^{113}_{48}textrm{Cd} + n rightarrow {}^{114}_{48}textrm{Cd} + gamma$

Первое принудительное ядерное превращение азота в кислород, которое провёл Резерфорд, обстреливая азот альфа-частицами, записывается в виде формулы

${}^{14}_{7}textrm{N} (alpha, p) {}^{17}_{8}textrm{O}$ , где $p = {}^{1}_{1}textrm{H}$ — ядро атома водорода, протон.

Примеры β –распада

$mathrm{~^{14}_{6}C}rightarrowmathrm{~^{14}_{7}N}+ e^- + bar{nu}_e$ (β⁻ распад),

$mathrm{~^{11}_{6}C}rightarrowmathrm{~^{11}_{5}B} + e^+ + {nu}_e$ (β⁺ распад),

$mathrm{~^{7}_{4}Be} + e^- rightarrowmathrm{~^{7}_{3}Li} + {nu}_e$ (электронный

Примеры α-распада

²²⁶₈₈Ra ²²² ₈₆Rn
+⁴₂He

²³⁸ ₉₂U ²³⁴
₉₀ Th + ⁴₂He

Примеры ядерных реакций:

Литература и Интернет-
сайты

1.Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика-11. – М.: Просвещение,
2001–2003.

2.Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10–11 классы. – М.: Дрофа,
2001–2003.

3.www.fmclass.ru/phys.php?id=485f7d252e32c

4.http://markx.narod.ru/pic/

5.tvsh2004.narod.ru/problems/el_mag_ind.html

6.fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200701608

7.diplomivanov.narod.ru/geomopticstheory.html

8 ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_реакция

9.http://collection.cross-edu.ru/

10.Трубецкова С. В. Физика. Вопросы —
ответы. Задачи — решения. Ч. 5, 6. 11.Электричество и магнетизм. — М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 304 с.

Источник

Физика — теория ЕГЭ

23.02.2020

Критерии оценивания ЕГЭ по физике 2020

(11410)
11.03.2019

Критерии оценивания ЕГЭ 2019 по физике

(9420)
30.07.2018

Типичные ошибки к ЕГЭ по физике

(8505)
20.03.2018

Критерии оценивания ЕГЭ 2018 по физике

(23365)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Электрический ток в различных средах»

(11177)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Последовательное и параллельное соединения»

(5421)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Напряженность электрического поля»

(6688)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Погрешность»

(11504)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Теорема Гаусса»

(5992)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Магнетизм»

(7926)
14.12.2016

Теория по физике на тему «Действие магнитного поля»

(5257)
08.11.2016

Теория по физике на тему «Законы сохранения»

(4732)
06.11.2016

Теория по физике на тему «Основные понятия кинематики»

(4488)
06.11.2016

Теория по физике на тему «Криволинейное движение»

(3914)
02.11.2016

Рекомендации по подготовке к ЕГЭ по физике от ФИПИ

(5641)
25.09.2016

Теория по физике на тему «Законы Ньютона»

(5580)
25.09.2016

Теория по физике на тему «Энергия»

(3889)
25.09.2016

Теория по физике на тему «Вес тела. Невесомость.»

(3968)
25.09.2016

Теория по физике на тему «Динамика»

(3876)
25.09.2016

Теория по физике на тему «Закон всемирного тяготения»

(3905)
25.09.2016

Теория по физике на тему «Масса и плотность вещества»

(3630)
25.04.2015

Теория к заданиям 28-32 ЕГЭ по физике (часть С), экспресс-курс

(16917)
08.11.2014

Формулы по физике для ЕГЭ

(144083)
30.09.2014

Рекомендации по оценке заданий с развёрнутым ответом ЕГЭ 2014 по физике

(8409)
13.04.2014

Методические рекомендации по оцениванию заданий егэ по физике с развернутым ответом часть С

(9365)
13.04.2014

Обновлённые форумы по ФИЗИКЕ

(8242)
13.04.2014

Полный сборник формул для ЕГЭ по физике

(21219)
05.03.2014

Алгоритмы для решения задач ЕГЭ по физике

(22168)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ по теме «Квантовая физика». — физика

(7345)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ по калориметрии — физика

(5644)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ по кинематике — физика

(6974)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ по статике — физика

(6082)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ на закон сохранения импульса — физика

(6151)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ на закон сохранения механической энергии — физика

(5126)
05.03.2014

Алгоритм решения задач ЕГЭ по динамике — физика

(5207)
28.01.2014

Критерии проверки и оценивания экзаменационных работ ЕГЭ по физике

(21328)
06.01.2014

Таблицы по физике для подготовки к ЕГЭ

(12262)
28.11.2013

Все формулы и законы по физике для подготовки к ЕГЭ: полный школьный курс

(21654)
07.11.2013

Формулы ЕГЭ по физике. Сборник формул по физике

(23837)
05.11.2013

Теория задания А1 ЕГЭ по физике. Готовимся и решаем А1.

(15951)
30.09.2013

Полная теория по Кинематике, теория и практика ЕГЭ по физике

(65579)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике на тему «Кинематика» — теория и практика ЕГЭ

(193072)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике на тему «Кинематика», с ответами — теория и практика

(84049)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Кинематика» с ответами — теория и практика

(53759)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Кинематика» с ответами — теория и практика

(42151)
30.09.2013

Полная теория по Динамике, теория и практика ЕГЭ по физике

(34279)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике на тему «Динамика» — теория и практика ЕГЭ

(79896)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике на тему «Динамика», с ответами — теория и практика

(36875)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Динамика» с ответами — теория и практика

(27383)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Динамика» с ответами — теория и практика

(31558)
30.09.2013

Полная теория по Статике и Гидростатике, теория и практика ЕГЭ по физике

(30670)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике на тему «Статика и Гидростатика» — теория и практика ЕГЭ

(59785)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике на тему «Статика и Гидростатика», с ответами — теория и практика

(27993)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Статика и Гидростатика» с ответами — теория и практика

(23654)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Статика и Гидростатика» с ответами — теория и практика

(25953)
30.09.2013

Полная теория по Законам сохранения в Механике, теория и практика ЕГЭ по физике

(19562)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике на тему «Законы сохранения энергии в механике» — теория и практика ЕГЭ

(52241)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике на тему «Законы сохранения энергии в механике», с ответами — теория и практика

(24871)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Законы сохранения энергии в механике» с ответами — теория и практика

(22186)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Законы сохранения энергии в механике» с ответами — теория и практика

(22995)
30.09.2013

Полная теория по Механическим колебаниям, теория и практика ЕГЭ по физике

(26133)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике Механические колебания — теория и практика ЕГЭ

(49972)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике Механические колебания, с ответами — теория и практика

(24077)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Механические колебания» с ответами — теория и практика

(20928)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Механические колебания» с ответами — теория и практика

(24716)
30.09.2013

Полная Молекулярно-Кинетическая теория, теория и практика ЕГЭ по физике

(44407)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике Основы МКТ — теория и практика ЕГЭ

(60521)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике Основы МКТ, с ответами — теория и практика

(27464)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Основы МКТ» с ответами — теория и практика

(21100)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Основы МКТ» с ответами — теория и практика

(22782)
30.09.2013

Полная теория по Термодинамике, теория и практика ЕГЭ по физике

(30226)
30.09.2013

Краткая теория ЕГЭ по физике Термодинамика — теория и практика ЕГЭ

(52318)
30.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике Термодинамика, с ответами — теория и практика

(25544)
30.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Термодинамика» с ответами — теория и практика

(20291)
30.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Термодинамика» с ответами — теория и практика

(22390)
29.09.2013

Полная теория Электростатики, ЕГЭ по физике

(12205)
29.09.2013

Теория по физике Электростатика — теория и практика ЕГЭ по физике раздел «Электростатика».

(73609)
29.09.2013

Обучающие задания ЕГЭ по физике на тему «Электростатика» с ответами — теория и практика ЕГЭ по физике раздел «Электростатика».

(28007)
29.09.2013

Практические задания ЕГЭ по физике на тему «Электростатика» с ответами — теория и практика ЕГЭ по физике раздел «Электростатика».

(21967)
29.09.2013

Контрольная работа ЕГЭ по физике на тему «Электростатика» с ответами — теория и практика ЕГЭ по физике раздел «Электростатика».

(30071)

Источник

Теория и решение задач.

Пособие представляет собой конспекты, написанные автором в процессе работы преподавателем физики в группе дополнительного образования и репетитором по физике. В пособии использованы учебные материалы Заочной физико-технической школы МФТИ (school.mipt.ru)

Пособие содержит 5 тем основного курса (механика, термодинамика, электродинамика, оптика, квантовая физика). Кроме того, в пособие включены элементы астрофизики, выходящие за пределы школьной программы.

Основной курс рассчитан на занятия в группе или с репетитором по 2-3 часа в неделю в течение одного учебного года. Основная цель пособия — достичь понимания школьниками основных законов физики и научить их решать задачи высокой сложности.

Каждое занятие содержит теоретический материал с примерами решения задач и задачи для самостоятельного решения с ответами. По каждой теме приводится краткий список основных физических понятий и формул.

Пособие соответствует программе профильного уровня образования и может быть использовано учителями физики, репетиторами и школьниками 10 — 11 классов при подготовке к ЕГЭ и олимпиадам по физике.

Ссылки на конспекты: posobie-po-fizike.pdf

1. Механика

1.1. Кинематика
1.2. Задачи кинематики
1.3. Динамика
1.4. Задачи динамики
1.5. Движение по окружности
1.6. Тяготение
1.7. Статика
1.8. Гидростатика
1.9. Закон сохранения импульса
1.10. Закон сохранения энергии
1.11. Задачи на законы сохранения
1.12. Механические колебания
1.13. Динамика вращательного движения *

2. Термодинамика

2.1. Молекулярно-кинетическая теория
2.2. Газовые законы
2.3. Термодинамика идеального газа
2.4. Тепловые двигатели

3. Электродинамика

3.1. Электрическое поле
3.2. Электростатика
3.3. Постоянный электрический ток
3.4. Расчет электрических цепей
3.5. Магнитное поле
3.6. Электромагнитная индукция
3.7. Электромагнитные колебания
3.8. Переменный электрический ток

4. Оптика

4.1. Геометрическая оптика
4.2. Оптические приборы
4.3. Волновая оптика

5. Квантовая физика

5.1. Теория относительности
5.2. Квантовая физика
5.3. Атомная физика
5.4. Ядерная физика
5.5. Ядерная энергия *
5.6. Квантовая механика *

6. Элементы астрофизики

6.1. Астрономия *
6.2. Астрофизика *
6.3. Космология *

* — тема выходит за пределы школьной программы.

Автор: vikarh.

Источник

Общая информация об экзамене

ЕГЭ по физике состоит из 31 задания в двух частях.

Первая часть содержит 23 задания с кратким ответом:

13 заданий с кратким ответом в виде числа, слова или двух чисел
10 заданий на установление соответствия и множественный выбор

Вторая часть состоит из восьми заданий — решение задач. Для трех задач необходимо привести краткий ответ (задания с 24 по 26) и для пяти оставшихся заданий ответ должен быть развернутый (с решением).

В ЕГЭ по физике нас будут ждать следующие темы:

Механика (кинематика, динамика, статика, законы сохранения в механике, механические колебания и волны)
Молекулярная физика (молекулярно-кинетическая теория, термодинамика)
Электродинамика и основы СТО (электрическое поле, постоянный ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания и волны, оптика, основы СТО)
Квантовая физика (корпускулярно-волновой дуализм, физика атома, физика атомного ядра)

Общее количество заданий в экзаменационной работе по каждому из разделов приблизительно пропорционально его содержательному наполнению и учебному времени, отводимому на изучение данного раздела в школьном курсе физики.

Части работы	Количество заданий	Максимальный первичный бал	Тип заданий
1 часть	24	34	Краткий ответ
2 часть	8	18	Развернутый ответ
Итого	32	52

Время

На выполнение работы отводится 235 минут. Рекомендуемое время на выполнение заданий различных частей работы составляет:

для каждого задания с кратким ответом 3–5 минут
для каждого задания с развернутым ответом 15–25 минут

Источник

Физика Кодификатор ЕГЭ

Физика Кодификатор ЕГЭ элементов содержания для проведения
единого государственного экзамена (ЕГЭ) по физике

Конспекты по физике
Проверить свои знания
Кодификатор ОГЭ

Содержание (быстрый переход):
Скрыть

Физика Кодификатор ЕГЭ

1. МЕХАНИКА

1.1 КИНЕМАТИКА

1.2 ДИНАМИКА

1.3 СТАТИКА

1.4 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ

1.5 МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА

2.1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

2.2 ТЕРМОДИНАМИКА

3. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

3.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

3.2 ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

3.4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

3.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

3.6 ОПТИКА

4. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

5. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА И ЭЛЕМЕНТЫ АСТРОФИЗИКИ

5.1 КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ

5.2 ФИЗИКА АТОМА

5.3 ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

5.4 ЭЛЕМЕНТЫ АСТРОФИЗИКИ

Элементы содержания, проверяемые заданиями экзаменационной работы.

1. МЕХАНИКА

1.1 КИНЕМАТИКА

Теория и Формулы для ЕГЭ (кратко): КИНЕМАТИКА + Шпаргалка

1.2 ДИНАМИКА

Теория и Формулы для ЕГЭ (кратко): ДИНАМИКА + Шпаргалка

1.3 СТАТИКА

Теория и Формулы для ЕГЭ (кратко): СТАТИКА + Шпаргалка

1.4 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ

Теория и Формулы для ЕГЭ (кратко): ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ + Шпаргалка

1.5 МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Конспект «Механические колебания и волны. Звук» (9 класс)
«ЗАДАЧИ на механические колебания с решениями» (9 класс)
«ЗАДАЧИ на механические волны с решениями» (9 класс)
«ЗАДАЧИ на тему Колебания и волны с решениями» (10-11 класс)

2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА

2.1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

2.2 ТЕРМОДИНАМИКА

3. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

3.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Теория и Формулы для ЕГЭ (кратко): ЭЛЕКТРОСТАТИКА + Шпаргалка

3.2 ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

3.4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Конспект «Электромагнитная индукция» (10-11 класс)

3.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Конспект «Электромагнитные колебания и волны» (8 класс)
Конспект «Электромагнитные колебания» (10-11 класс)

3.6 ОПТИКА

4. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

5. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА И ЭЛЕМЕНТЫ АСТРОФИЗИКИ

5.1 КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ

Конспект Световые кванты

5.2 ФИЗИКА АТОМА

Конспект Атомная физика

5.3 ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

5.4 ЭЛЕМЕНТЫ АСТРОФИЗИКИ

5.4.1 Солнечная система: планеты земной группы и планеты-гиганты, малые тела Солнечной системы.

5.4.2 Звезды: разнообразие звездных характеристик и их закономерности. Источники энергии звезд.

5.4.3 Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звезд.

5.4.4 Наша Галактика. Другие галактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной.

5.4.5 Современные взгляды на строение и эволюцию Вселенной

Физика Кодификатор ЕГЭ элементов содержания

Справочники по физике для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ:

Физика 7 класс. Все формулы и определения. Скачать в формате PDF или JPG.
Физика 8 класс. Все формулы и определения. Скачать в формате PDF или JPG.
Физика 9 класс. Все формулы и определения. Скачать в формате PDF или JPG.
Физика 10 класс. Все формулы и определения в таблицах и схемах.
Физика 11 класс. Все формулы и определения в таблицах и схемах.

Проверить свои знания (онлайн-тесты)

Источник

Автор курса — профессиональный репетитор по физике и математике, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев. Оригиналы статей находятся на сайте автора .
Автор статей о секретах решения задач ЕГЭ по физике — В. З. Шапиро.

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Полный онлайн курс по физике ЕГЭ + Секреты решения заданий ЕГЭ по физике» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из разделов нашего сайта.

Публикация обновлена:
09.03.2023

Источник

Физика Кодификатор ЕГЭ элементов содержания для проведения единого государственного экзамена (ЕГЭ) по физике.

Конспекты по физике Проверить свои знания. ТЕСТЫ Кодификатор ОГЭ