Атомная физика | Физические законы механики | Термодинамика | Электричество | Магнетизм | Оптика | Молекулярная физика | Физмат.ру
Математика 1 семестр | Математика 2 семестр | Математика 3 семестр | Математика 4 семестр | Интегралы | 1 курс

Электромагнетизм Основные формулы Магнетизм

• Энергия W магнитного поля, создаваемого током в замкнутом контуре индуктивностью L, определяется формулой

,

где I — сила тока в контуре.

• Объемная (пространственная) плотность энергии однородного магнитного поля (например, поля длинного соленоида)

.

• Формула Томсона. Период собственных колебаний в контуре без активного сопротивления

,

где L — индуктивность контура; С — его электроемкость.

• Связь длины электромагнитной волны с периодом Т и час­тотой υ колебаний

 или ,

где с — скорость электромагнитных волн в вакууме (с=3*108 м/с).

• Скорость электромагнитных волн в среде

где ε — диэлектрическая проницаемость; μ — магнитная проницае­мость среды.

2. Объяснение фотоэффекта с точки зрения волновой и квантовой теорий.

Волновая теория не объясняет законы фотоэффекта.

В квантовой теории законы Столетова объясняются уравнением Эйнштейна для фотоэффекта.

hν = Aв + (mV2max/2)

(выход электрона из металла + кинетическая энергия максимального выбитого электора)

eUЗ = mV2max/2 — тоже уравнение Эйнштейна

eUЗ — кинетическая энергия получаемая или отдаваемая электроном

hν = Aв + eUЗ

если hν < Aв — фотоэффект невозможен.

hνкр= Aв и hC/λкр = Aв - объясняет наличие «красной» границы.

3. Селективный, внутренний, вентильный фотоэффект.

Селективный фотоэффект.

Квантовый выход электрона из металла — γ

γ=jфн/Ф = [мА/лм]

обычный фотоэффект

селективный фотоэффект

электромагнитная волна:

E=E0Cos(ωt-kr)

H=H0Cos(ωt-kr)

На электрон действует F=eE, электрон начинает совершать вынужденные колебания, становится возможным появление резонанса. Λ0 — резонансная длина волны. Максимальная амплитуда, максимальный квантовый выход.

Величина пика (максимума) зависит от вида поляризации падающего излучения и от угла падения.

2 — вероятность выхода больше

чем больше угол, тем больше пик.

Селективный фотоэффект чаще на щелочных металлах. Важен тем что подчеркивает дуализм света. Один и тот же эффект объясняется с привлечением обеих теорий.

Внутренний фотоэффект.

Наблюдается не на металлах, а на диэлектриках и полупроводниках.

Hν = AВ1 + AВ1 +AВ1 + (mV2max/2)

AВ1 — отрыв элемента от атома

AВ2 — подведение электрона к поверхности

AВ3 — отрыв электрона от фотокатода

энергии фотона хватает только на AВ1.

Тогда в веществе увеличивается количество свободных электронов, это увеличивает проводимость.

Внутренний фотоэффект используется в фотосопротивлениях.

Вентильный фотоэффект

наблюдается при облучении p-n перехода

рис*

обладает способностью проводить электроны в одном направлении. Преобразует световую энергию в электрическую.

 

  Потенциальный характер электростатического поля. Работа по переносу заряда в электростатическом поле. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда, шара. Потенциал поля, созданного системой зарядов. Эквипотенциальные поверхности. Принцип суперпозиции для потенциала. Связь между напряженностью и потенциалом. Градиент потенциала.