Электрический ток Закон Ома Соединение проводников и источников тока

Машиностроительное черчение
Единая система конструкторской
документации
Машиностроительные построения
Инженерная графика
Сборочный чертеж
Начертательная геометрия
Геометрические основы
построения чертежа
Конспект лекций по начертательной
геометрии
История искусства
Стили в искусстве Готика
Русский балетный театр
Русское изобразительное искусство
ТКМ
Материаловедение
Основы теории сплавов
Теория конструктивных материалов
Сопромат
Сопративление метериалов
Лабораторные работы
Задачи строительной механики
Лекции физика
Физика
Электричество
Магнетизм
Оптика
Электромагнетизм
Молекулярная физика
Лекции МАИ
Лекции МАИ часть 2
Диэлектрики
Квантовая механика
Физические законы механики
Электромагнитное взаимодействия
Атомные станции
Атомная энергетика
Экология энергетики
Атомная и ядерная физика
Теплотехника
Термодинамика
Билеты к экзамену по физике
Задачи физика электротехника
Решение задач по ядерной физике
Электростатика
Геометрическая оптика
Тепловое излучение
Основы теории сплавов
Теория относительности
Физические основы механики
Законы идеальных газов
Электростатика
Основы электротехники
Постоянный ток
Электромагнетизм
Оптика
Законы теплового излучения
Ядерная физика
Строение атома и молекул
Задачи математика
Математика
1 семестр
2 семестр
3 семестр
4 семестр
Интегралы
Лекции по высшей математике
Вычисление площадей в
декартовых координатах
Аналитическая геометрия
 
Информатика
Восстановление сети после аварии
Основные понятия и категории
информатики
Сетевые операционные системы

Постоянный ток

Электрический ток. Основные понятия.
Закон Ома.
Соединение проводников и источников тока.
источник сторонних сил
вид зарядов
векторная диаграмма
Работа и мощность. Закон Джоуля-Ленца.

 

Электростатика

Понятие об электростатическом поле.

Взаимодействие между электрически заряженными частицами или телами, движущимися произвольным образом относительно инерциальной системы отсчета (ИС), осуществляется посредством электромагнитного поля, которое представляет собой совокупность двух взаимосвязанных полей: электрического и магнитного.

Характерной особенностью электрического поля является то, что оно действует на электрический заряд с силой, которая не зависит от скорости движения заряда. Поэтому обнаружить электрическое поле удобно по его силовому действию на помещенный в поле неподвижный электрический заряд.

Электрическое поле неподвижных электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними, называется электростатическим полем.

Силы, действующие на заряженные частицы со стороны электростатического поля, называются электростатическими силами.

В природе существуют два рода электрических зарядов: положительные и отрицательные. Носителями электрических зарядов являются элементарные частицы, входящие в состав атома – электрон (e), заряженный отрицательно, и протон (p), заряженный положительно. Заряды этих частиц называются элементарными зарядами.

Характеристики электростатического поля. Напряженность.
Характеристики электростатического поля. Потенциал.
Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

Магнетизм

 Магнитное взаимодействие
Силовое действие магнитного поля
Вещество в магнитном поле
Электромагнитная индукция
Электромагнитные волны

Переменный ток

Получение и характеристики переменного тока.
Резистор, конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока.
Закон Ома для цепи переменного тока.
Трансформаторы.

 

В 1824 Фарадей был избран членом Королевского общества, в 1825 стал директором лаборатории в Королевской ассоциации. С 1833 состоял Фуллеровским профессором химии Королевского института, оставил этот пост в 1862. Широкую известность получили публичные лекции Фарадея. Используя огромный экспериментальный материал, Фарадей доказал тождественность известных тогда «видов» электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества, гальванического электричества и т.д. Стремление выявить природу электрического тока привело его к экспериментам по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей. Результатом исследований стало открытие в 1833 законов электролиза (законы Фарадея). В 1845 Фарадей обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году открыл диамагнетизм, в 1847 – парамагнетизм. Ввел ряд понятий – подвижности (1827), катода, анода, ионов, электролиза, электродов (1834); изобрел вольтметр (1833). В 1830-х годах предложил понятие поля, в 1845 впервые употребил термин «магнитное поле», а в 1852 сформулировал концепцию поля.Основные работы по электричеству и магнетизму Фарадей представлял Королевскому обществу в виде серий докладов под названием Экспериментальные исследования по электричеству (Experimental Researches in Electricity). Кроме Исследований, Фарадей опубликовал работу Химические манипуляции (Chemical Manipulation, 1827). Широко известна его книга История свечи (A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle, 1861).Умер Фарадей в Хэмптон-Корте 25 августа 1867.

ПИТЕР ЗЕЕМАН

ЗЕЕМАН, ПИТЕР (Zeeman, Pieter) (1865–1943) (Нидерланды). Нобелевская премия по физике, 1902 (совместно с Х.Лоренцом).

Родился 25 мая 1865 в деревушке Зоннемайре, в семье лютеранского священника Катаринуса Форандинуса Зеемана и его супруги Вильгельмины. Получив начальное образование в Зоннемайре, он посещал среднюю школу в Зирикзее – городке, расположенном в пяти милях, а затем в течение двух лет изучал латынь и греческий в Делфте, чтобы соответствовать требованиям, необходимым для поступления в университет. Проявлял способности к наукам: опубликовал отчет о северных сияниях, которые были обычным явлением в Зоннемайре. Х.Камерлинг-Оннес, с которым встретился в Делфте, отметил его понимание трактата по теории тепла, написанного шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом.

В 1885 поступил в Лейденский университет, где учился под руководством Камерлинг-Оннеса и физика-теоретика Хендрика Лоренца. Пять лет спустя стал ассистентом Лоренца. Его экспериментальное мастерство, проявленное при исследовании эффекта Керра во время работы над докторской диссертацией, принесло ему в 1892 золотую медаль Нидерландского гаарлемского научного общества году и докторскую степень в следующем году.

Проведя семестр в Институте Кольрауша в Страсбурге (Франция), Зееман в 1894 вернулся в Лейденский университет приват-доцентом (внештатным лектором). Затем в 1897 перешел лектором по физике в Амстердамский университет.

В 1900 Зееман стал профессором Амстердамского университета. Здесь он посвятил большую часть своей дальнейшей научной деятельности совершенствованию спектральных исследований.

В то время были известны два магнитооптических явления. Одно было обнаружено шотландским физиком Джоном Керром (John Kerr, 1824–1907) в 1875. Эффект Керра связан с влиянием магнитного поля на поляризованный свет. Керр обнаружил, что отражение плоско поляризованного света от полюса магнита поворачивает плоскость поляризации. Второе явление было открыто английским физиком и химиком Майклом Фарадеем, установившим в 1845, что плоскость поляризации поворачивается, когда свет проходит через некоторые тела, помещенные в сильное магнитное поле.

В 1860-х англичанин Джеймс Кларк Максвелл создал электромагнитную теорию. Он теоретически показал, что свет является электромагнитным полем и определил скорость света. Теория Максвелла была подтверждена экспериментально немецким физиком Генрихом Герцем, который получил электромагнитные волны с помощью электрического контура и показал, что они обладают предсказанными характеристиками, например скоростью, совпадающей со скоростью света.

Согласно электронной теории Лоренца спектральные линии излучения (обусловленного движением заряженных частиц, электронов) должны уширяться и расщепляться под действием электрических и магнитных полей

В конце 1880 – начале 1890-х Зееман экспериментально исследовал взаимодействие света с магнитным полем. Он поместил источник излучения, пламя натрия, между полюсами сильного электромагнита. Если свет пропустить сквозь узкую щель и наблюдать его с помощью спектроскопа, то частоты разделяются, что проявляется в серии цветных линий, называемых спектром. Спектр натрия содержит две яркие желто-оранжевые линии, на которых и сосредоточил свое внимание Зееман.

Зееман надеялся, что магнит изменит колебания заряженных частиц в пламени натрия и изменение частоты проявится в расширении спектральных линий. Первые попытки Зеемана были неудачными. Однако он сумел обнаружить предсказанную поляризацию: при сгорании другого металла, кадмия, ему удалось расщепить линии спектра на отдельные компоненты.

Зееман знал, что в 1862 еще Фарадей экспериментировал с натрием и потерпел неудачу. Он вернулся к этому эксперименту, используя оборудование с большей разрешающей способностью и в августе 1896 наблюдал ожидаемое расширение в спектральных линиях натрия. Эксперимент был труден, так как в нем использовался прибор – зеркально-вогнутая дифракционная решетка, созданная в 1882 американским физиком Дж.X.Роулендом (Henry Rowland, 1848–1901). Этот прибор был крайне чувствителен к вибрациям, вызванным любым движением в лаборатории или на близлежащих улицах, поэтому Зееман часто работал в Гронингенском университет, где можно было измерять более точно.

Измерения 3еемана показали, что колеблющиеся частицы не могут быть столь же тяжелыми, как атом, как полагал английский физик Джозеф Лармор (Joseph Larmour). Расщепление линий позволило оценить отношение электрического заряда к массе колеблющейся частицы, которое оказалось очень большим, а также установить, что заряд частицы отрицателен. Эти результаты не только согласовывались с описанием электрона, данным Лоренцем, но позволяли также предположить, что электрон Лоренца – это тот же электрон который открыл Дж.Дж.Томсон, исследуя электрические разряды в газовых вакуумных трубках (1897). «То, что колеблется в источнике света, – сделал вывод 3ееман, – идентично тому, что движется в катодных лучах». Название «катодные лучи» было дано частицам, движущимся от катода к аноду в разрядной трубке. Разница состояла в том, что электроны Лоренца были каким-то образом в атоме связаны, тогда как электроны Томсона представляли собой свободно движущиеся в вакуумной трубке частицы. Утверждение Зеемана внесло фундаментальный вклад в понимание строения материи. Магнитное расщепление спектральных линий, известное как эффект Зеемана, – это важный инструмент исследования природы атома, он полезен и при определении магнитных полей звезд. Открытие того, что спектральные линии могут расщепляться на гораздо большее число компонент, нежели триплеты, как представлял себе Лоренц, вскрыло слабость существовавшей в то время теории, но также и дало важный толчок построению квантовой теории, особенно в связи с энергетическими состояниями атома.Хотя эффект Зеемана не удалось полностью истолковать до появления в 20 в. квантовой теории, предложенное Лоренцом объяснение на основе колебаний электронов позволило понять простейшие особенности этого эффекта. В конце 19 в. многие физики считали (как выяснилось впоследствии, правильно), что спектры должны стать ключом к разгадке строения атома. Поэтому применение Лоренцом теории электронов для объяснения спектрального явления можно считать существенным шагом на пути к выяснению строения вещества.В 1902 Нобелевская премия по физике была присуждена Зееману и Х.Лоренцу «в знак признания выдающегося вклада, который они внесли своими исследованиями влияния магнетизма на излучение». При презентации лауреатов Хьялмар Тсель, член Шведской королевской академии наук, заявил, что эффект Зеемана «представляет собой одно из наиболее важных экспериментальных достижений за последние десятилетия». Он добавил, что «последствия открытия Зеемана обещают существенно повысить наши знания о строении спектров и о молекулярном строении материи». В 1908 Зееман стал директором Физического института при Амстердамском университете. Когда в 1923 университет создал новую Физическую лабораторию (позднее названную лабораторией Зеемана), Зееман стал ее директором. Его дальнейшая работа включала крайне трудные и точные измерения скорости света в движущихся прозрачных средах, таких, как стекло и кварц (другие ученые делали подобные измерения в движущейся воде). Он обнаружил, что изменения зависят не только от скорости и показателя преломления движущейся среды, но и от частоты света. Его результаты согласовались с тогда еще новой теорией относительности, предложенной А.Эйнштейном. Зееман разработал также методику комбинированных магнитно-электрических отклонений электрически заряженных атомов для разделения в соответствии с их массами, и открыл несколько новых изотопов. Зееман получил много научных наград и ученых степеней, включая почетные докторские степени Оксфорда, Гёттингена, Страсбурга, Глазго, Брюсселя и Парижа. Награжден медалью Румфорда (Лондонское королевское общество), премией Уайлда (Французская академия наук), премией Баумгартнера (Австрийская академии наук) и медалью Генри Дрейпера (Национальная академия наук США). Обладавший чувством собственного достоинства и вместе с тем мягкий человек с приятным манерами, он пользовался любовью и уважением своих коллег. Знание языков помогало ему завязывать дружеские отношения со многими физиками. Вышел в отставку и покинул Амстердамский университет в 1935.Умер 9 октября 1943 в Амстердаме.