Plati optikos teorija

1) ELEKTROMAGNETINĖS INDUKCIJOS REIŠKINYS. INDUKCIJOS ELEKTROVAROS JĖGOS NUSTATYMAS Esmė tokia: bet kuriame uždarame laidžiame kontūre pakitus magnetinės indukcijos srautui pro plotą kurį riboja šis kontūras atsiranda elektros srovė ši srovė ir vadinama indukcine srove. Elektromagnetinės indukcijos reiškinį galime stebėti atliekant eksperimentą: Tarkime turime uždarą laido kontūrą į kurį įjungiame galvanometrą. Paimame nuolatinį magnetą ir artiname prie šio kontūro. Jei artinant pakinta magn indk srautas Φ≠ const. Nustatykite nuo ko priklauso indukuotos sroves dydis arba atsirandzios ind EVJ dydis. Faradejaus duotasis sarysis seka is energijos pastovumo desnio. Energetinį apskaiciavima atlikime atskiru atveju pasinaudoje konturu su judamaja dalimi. Konturu tekanti elektros srove atlieka darba. Ir per laika ∆t darbas lugus: A= I ε ∆t (1) . Jei sis konturas yra magnetinio lauko isoreje tai visas darbas atliekamas silumai isskirti. Q=I2 R t (2) (R- varza). Tegul konturas bus magnetiniame lauke. Laikykime kad laukas yra vienalytis. Konturo judancia dali veikia Ampero jega ir jos atliktas darbas A2 lygus sroves stipriui padaugintam is srauto pokycio: A2 = I ∆Φ (3). Siuo atveju visas darbas A1 eikvojamas ne tik Dzaulio- Lenco silumai isskirti bet ir konturo dalies AB poslinkio darbui. Tuomet remiantis energijos pastovumo desniu galime uzrasyti kad A1=Q+ A2 (4). Sustacius 1, 2, 3 i 4 gauname: I ε ∆t =I2 R t + I ∆Φ. Jei paimsime be galo maza laiko pokyti dt tai ir srauto Φ pokytis bus be galo mazu dydziu dΦ. I ε dt =I2 R dt + I dΦ, ε dt =I R dt + dΦ, I R dt = ε dt – dΦ(: dt) , I R= ε - dΦ/dt, I= ε - dΦ/dt/R. dΦ/dt – parodo srauto kitimo greiti. Sis narys yra papildoma indukcijos EVJ jega. - dΦ/dt = εi . Sis sarysis vadinamas Faradejaus desniu elektromagnetinei indukcijai arba pagrindiniu elektromagnetines indukcijos desniu. Matome kad indukuotos indukcines elektrovaros jegos dydis proporcingas srauto kitimo greiciui . SAVIINDUKCIJOS REISKINYSJeigu kuriuo nors konturu teka nepastovi srove tai magnetinis laukas kuri sukuria si srove taip pat nepastovus . Tuomet ir magnet indk sraut pro plota kuri riboja tos pacios sroves konturas kinta. Del sios priezasties konture atsiranda indukcine EVJ jega. Sis reiskinys ir vadinamas saviindukcijos reiskiniu. Indukuotos EVJ dydis εi= -dΦ/dt. Magnet indk sraut yra proporcingas tekancios sroves stipriui I. ΦI, Φ= L I, L – konturo saviindukcijos koef. Laikydami kad I =1, matom kad L skaitmeniskai = magnet indk srautui jei siuo konturu teka vienetinio stiprumo srove. Φ=L I, dΦ/dt=L dI/dt, εi = L dI/dt. Saviindukcijos koeficiento vienetas yra henris H. Henris bus toks saviindukcijos koeficientas kai pokytis 1A per 1s indukuojasi 1v EVJ. 2) SAVITARPIO INDUKCIJA Kintant kuriame nors konture elektros sroves stipriui tos sroves kintantis magnetinis laukas gretimuose konturuose indukuojasi EVJ. Sis reiskinys vad. savitarpio indukcija. ε2=-dΦ21/dt; ε1=-dΦ12/dt… MAGNETINIO LAUKO ENERGIJA. Suraskime darba kuri reikia atlikti nugalint indukcijos EVJ. Kai grandineje elektros srove stipreja nuo 0 iki tam tikro dydzio I, tai atliktas darbas per tam tikra laika dt: dA=- εi*I*dt; IndukuotaEVJ εi=-LdI/dt; dA=L*i*di; A=∫(0,i)L*i*di=L∫(0,i)i*di=L*i^2/2; Sis atliktas darbas didina magnetinio lauko energija tad galim rasyt Wm=L*I^2/2,. FUKO ELEKTROS SROVES.Kintant magnetiniam jegu srautui sujungtoje elektros sroves grandineje teka indukuotoji srove.tokios indukcines sroves gaunamos ne tikgrandines laidininkuose bet ir apskritai elektrai laidziuose medziagose.Sios rusies srov. Ir vad.FUKO SROVEMIS.Sios sroves tekedamos vientisuose metaliniuose kunuose trumpais uzdarais keliais kartais buna ypac stiprios. Tokiu indukuotu sroves veikimu remiasi galvanometru,elektros skaitikliu,ir kt priet.FUKOsroves placiai naudojamos indukcinese lydimosi krosnyse.Auksto daznio elektros sroves turi ta savybe kad jos teka tik laidininko pavirsiumi,pasireiskia skir. Efektais.Auksto daznio tekedamos el. Sroves metalo pavirsiumi ji ikaitina ,jeigu staigiai atvesinsime,vyks metalo grudinimas. MEDZIAGU MAGNETINES SAVYBES. Elektronu ir protonu magnetiniai momentai.Klasikines fizikos poziuriu elektronai atomuose juda tam tikromis uzdaromis orbitomis.Toks kiekvieno e judejimas ekvivalentiskas uzdaram sroves konturui. Judantis e turi magnetini momenta ir orbitinio magnetinio momento vektorius yra statmenas e judejimo orbitos plokstumai ir jo kryptis sutampa su magnetinio lauko kryptimi.Pm=I*S;Sroves stipris I=e*υ*ω;υ-sukimosi daznis.;v=2pi*r/T; T-periodas,1/T=υ; υ=v/2pi*r; istacius I=e*v/2pi*r,istacius Pm=e*v/2pi*r*S=e*v*r/2; s=pi*r^2;E;ektronas turi ne tik magnetini momenta bet turi ir mehanini impulso momenta. Le=m*v*r; Le=m(r x v);padalinkime is Pm/ Le=e/2m; e/2m=g; g-GIRO magnetinis santykis.Pm=-g*Le;Pastaraja isvada galime apibendrinti ir visam atomui.Atomo orbitinio magnetinio momento vektoriumi vad visu jo e orbitiniu magnetiniu momentu suma. P ma=Σ(i=1/n) .P mi;Atomo orbitinio impulso momento vektoriumi La vadinama visu jo elektronu orbitine impulsu momentu vektorine suma. La= Σ(i=1/n) .P ei; P ma=-g* Lc;Vektoriai nukreipti priesingomis kryptimis. 3) ATOMAS MAGNETINIAME LAUKE.pradzioje laikome kad atomas juda vienalyciame magnet lauke,kurio kryptis yra statmena orbitos plokstumai.Jeigu nera magnet lauko e atome veiks branduolio traukos jega .Si jega atliks icentrini jegos vaidmeni. .Fe=ω*ω20*R;Magnet lauke be kulonines jegos veikia lorenco jega .FL..Keiciantis magnet lauko stipriui kinta ir kampinio greic. dydis.Tuo metu atsiranda sukurinis el laukas,kurio kryptis sutampa su e orbitos liestines kryptimi.Galima irodyti kad ω pokytis bus =;Δω=g*B; B-magnet indukcija.Jeigu e orbita bet kaip orentuota vek H kryptimi t.y e orbitinis elektrinis momentas susidaro su lauko kryptimi kampa alfa.tai lauko poveikis esti sudetingesnis.Siuo atveju visa orbita priversta taip judeti apie M krypti kad tuo metu PM nekeisdamos i lauko krypti sukasi apie H krypti dydziu ωL; ωL=(e/2m)*μ*μ0*H; Toks jud. meha-oje vad procesija. ; ωL-vad. larmono dazniu. DIAMAGNETIKAI VIENALYCIAME MAGNETINIAME LAUKEDiamagnetikais vad. tokios medziagos kuriu atomu arba molekuliu magnetiniai momentai neasant isorinio magnet lauko =0. Kitaip sakant diamagnetiniu medziagu kunuose atomuose arba molekulese visu elektronu orbininiu magnetiniu momentu vektorine suma =0. ni1Pmi=0 ; Diamagnetikams priklauso inertines dujos, dauguma organ. junginiu, visa eile metalų pvz: Zn, Au, Cu, Ag, ir t.t. Atsidurus magnet laukia diamagnetikui kiekviename jo atome indukuojasi papildomas magnet momentas Pmi kurio kriptis priesinga isorinio magnetinio lauko kripciai. Magnetiniu momentu vekt. kripciu pasiskirstymas isoriniame magnetiniame laukia vad. polirizacija. Medziagos magnetinei polerizacijai apibudinti ivedamas fiz. dydis vad. įmagnetėjimu arba magnetinia poliarizacija. Jos vektoriumi vad. kokio nors medziagos tūrio magnetinio momento ir to tūrio kai pastarasis artėja prie 0 santikio riba. Imagnetėjimas arba poliarizacija – I. Tarkim turim tūrį V ir jo suminis vektorius yra: ni1Pmi; I=limV0(1/V*ni1Pmi); Jeigu dielektrikas vienalytis ir yra vienalyciame laukia tai visu atomu indukuotieji orbitniai magnetiniai momentai vienodi ir ju kriptis priesinga isorinio magnetinio lauko krypciai: I=(n*Pmi)/V; Pastaraja lygtele galim uzrasyti ir taip: I=mH; m – (kapa)medziagos magnetinis jautris arba magnetinis ispudingumas. Jis apibudina medziagos magnetines savybes. Diamagnetiku ispudingumas yra neigiamas >1 ir  yra didelis. Veisas sukure feromagnetiku teorija. Sios teoremos pagrindas sudaro 2 hipotezes: 1) Kad tam tikrame temperaturu intervale feromagnetikuose egzistuoja spontanines imagnetinimo sritys. Nepriklausomai ar yra isorinis magnetinis laukas ar jo nera. Taciau irodymai rodo, kad bet kuris feromagnetinis kunas nebus imagnetintas jei nebus isorinio magnetinio lauko. 2) Bet kuris feromagnetinis kunas yra susiskaides i mazas savaime imagnetintas sritis, o tos sritys yra vad. duomenais. Kai nera isor. Magnet. Lauko, atskiru duomenu magnet. Momentai erdveje orientuoti haotiskai ir del to viso kuno atstojamasis magnetinis laukas =0. Esant tam tikrai temperaturai feromagnetikas virsta paramagnetiku. Temperatura kuriai esant feromagnetikas virsta paramagnetiku vad.: Kiuri tasku. 5) Sviesos interferencija. Sviesa yra elektormagnetines bangos. Eleketromagnetines bangos yra kintamuju elektriniu ir magnetiniu bangu visuma. Sviesos bangoje kintamieji elektriniai bei magnetiniai vektoriai yra statmeni tarp saves, ir statmeni bangos sklidimo krypciai. (Brez*) Koherentiniu bangu sudetis vadinama bangu interferencija. Koherentinemis bangomis vadinamos vienodo daznio ir pastovaus faziu skirtumo bangos. Aprasant elektromagnetine banga, galime pasinaudoti, harmoninio svyruojamjo judesio lygtimi. x= A*cos(ωt+φ), x - suprantamas, kaip bangos elektrinio lauko E arba magnetinio lauko H stirpumo momentines rieksmes. Laikykime, kad dvi monochromatines koherentines bangos dengia viena kita. x1= A1*cos(ωt+φ 1); x2= A 2*cos(ωt+φ 2); x=x1+x2= A1*cos(ωt+φ 1) + A 2*cos(ωt+φ 2). Raskime svyruojamja atstojamojo svyravimo amplitude. Atstojamojo svyravimo amplitude A^2=A1^2 + A2^2 + 2A1*A2 * cos(φ 2 - φ 1). Sviesos intensyvumas, kuri galime pasizymeti I, tiesiog proporcingas amplitudes kvadratui. I=I1+I2 +2(sqrt(I1*I2))*cos(φ 2 - φ 1). Taskuose, kuriuose faziu skirtumas φ2-φ1>0 atstojamasis intensyvumas I>I1+I2 ir taskuose, kuriuose φ 2 - φ 1 n0 , tai svies atspindedama nuo optiskai tankesnes aplinkos faze pakeicia taip, kad taske A prarandamos pusbangis ir (1) turime imti -½*. Jai n0>n, tai pusbnges bus prarandamos taske B ir (1) turesime imti +½*. (1) Lygtyje AB, BC, ir AE isreiskiame stori t santikiu kuriuo rodikli n, kai kritinio arba luzimo kampus. Is brezinio matyti kad AB=BC=t/cosi2 (2); Is tasko B vedam statmeni: AE=AC*sini1 (3); Ac=2ttgi2= 2t*(sini1/cosi2) (4); Isistatome i (3): AE=2t*sini1*sini2/cosi2 (5); n=sini1/sini2; sini1=sini2 (6); (6) I(5): AE=2t*n*(sini22/cosi2); Statome i (1) Δ=2t*n/cosi2–2t*n*sini22/cosi2=2t*n/cosi2*(1sini22)+1/2*=2t*n*cosi2+1/2*  Per kirtimo kampa: cosi2=√1-sin2i2; n=sin i1/sini2; sini2=sini1/n; Δ=2t*n(√1-sin2i1/n2)+1/2*=2t(√n2-sin2i1)+ 1/2*; Δ=K* (max); Δ=2k+1)/2 (min); Δ=2t(√n2- sin2i1)1/2*; 2) Vvienodo stovio interferencija .Siuo atveju turime ne vienodo stovio pleveles 3)Niutono ziedaiPrietaisa Niutono Žiedams stebėti sudaro lygiagrečių sienelių stiklo plokstelė, ant kurios uždėtas pusiau iškylas lęšis. l=(rk^2-rn^2)/((k-n)*R) Interferencinio vaizdo skaiciavimas. Tarkime, kad turime du koherentinius sviesos saltinius. Tam tikrame nuotolyje nuo shaltinio patalpiname ekrana. Ekrane laisvai pasirenkame tam tikra taska B. (Brez*) ∆=S2-S1(1) Is trikampio (2BF) : S22=L2+(x+t/2)2. Is trikampio (1BD)=S12=L2+(x-t/2)2. Randame skirtuma S22 –S12=L+(x2+xt)2+t2/4-L2-x2+xt-t2/4=2xt. (S2+S1)(S2-1)=2xt; S2+S1≈2L; S2-S1=xt/L Jeigu nueitu keliu skirtumas S2-S1 lygus sveikam bangos skaiciui xt/L=n* λ, tao nuotolyje x=(L*n* λ)/L stebesime interferencijos maximuma. Galime rasti atstuma tarp dvieju gretimu maximumu ir minimumu: x1=(n*L* λ)/t. x1=((n+1)*L* λ)/t. ∆x=x2-x1=(Lλ)/t 8) ŠVIESOS DIFRAKCIJA Šviesos difrakcija, Heigenso ir Frenelio principas: geometrime optika yra pagrįsta teiginiu, jog optiškai vienalytėja aplinkoje šviesa sklinda tiesiai. Pagal Niutono šviesos korpuskulinė teorija šviesa yra tam tikrų dalelių korpuskulų srautas. Vienalytėje aplinkoješios dalelės iš inercijos juda tiesiai ir tolygiai. Vėliau nustatyta kad tiesiaeigio šviesos sklidimo dėsnis neuniversalus, kai šviesa sklinda pro labai siaurus plyšius, mažas skylutes ar kai sklidimo kelyje pasitaiko mažos neskaidrios kliūtys./ Reiškinys kai šviesos bangos užlinksta už pasitaikiusios kliuties arba plyšyje, vad.bangų difrakcija./ Norint nustatyti svyravimo amplitude taške, nutolusiame nuo bangos paviršiaus, paviršių turime išskaidyti į mažus elementus./Nustatyta kad svyrav amplitudė priklausys:1)nuo ∆Si dydžio; 2)nuo atstumo ri; 3)nuo polinkio kampo αi;// Susumavus visus svyravimus ateinančius į tašką P nuo visų ∆Si rasime atstojamąją svyravimo amplitudę. Tai būtų integralinis skaičiav, kurį galim pakeisti paprasta aritmet. sudetim.// Frenelis pasiūlė bangos paviršių išskaidyti į zonas.// Elementarius paviršius išskaidome taip kad nueitų kelių skirtumai nuo kiekvienos zonos iki stebėjimo taško būtų = 1/2 bagos ilgio// Svyrav ateinantieji is kiekvienos kaimyninės zonos į stebimą tašką bus priešingu faziu. Reikia žiūrėti koks zonų sk telpa plyšyje, lyginis ar ne. Nesunku parodyti kad visų zonų plotai apytiksliai =. Zonos eilės numeriui didėjant atstumas ri t.p. didėja, todėl nuo tolimesnių zonų ateinantieji svyrav į stebimąjį tašką turės mažesnes amplitudes. Zonos numeriui didėjant polinkio kampas t.p. didėja. Kadangi į stebimą tašką nuo kaimyninių zonų svyrav ateina priešingose fazėse, tai atstojamąja amplitude galim išreikšti: A=A1-A2+A3-A4+-Ak, A=A1/2+(A1/2 – A2 + A3)+(A2/2-A4+A5/2)+-Ak/2 A=A1/2+-Ak/2 k-zonu sk. Jei plyšyje telpa = zonu sk., tada A=A1/2-Ak/2(min). Jei ≠ zonu sk., tai A=A1/2+Ak/2(max).Frenelio difrakcija: kai stebimas taskas yra baigtiniame nuotolyje nuo banginio šaltinio, turesim Frinelio difrakcija. Šiuo atveju difrakcijos reiškn. sudėtingi ir matematiškai aprašomi tik kai kuriais atvejais. Panagrinėkime 2 atvejus:1- tarkime, kad skersinės bangos kelyje patalpintas ekranas. A=A1/2+-Ak/2. Raskim atstojamaja svyrav amplitudę taške P esančio ant statmens išvesto iš ekrano vid. Šiuo atveju k-toji zona bus nutolusi pakankamai toli, todėl Ak~0. Tad taške P A=A1/2. 2- sferinės bangos kelyje patalpinkim plyši. A=A1/2+-Ak/2. Jei plyšyje tilps ≠ zonu sk. A=A1/2+Ak/2. Jei plyšyje tilps = zonų sk. A=A1/2-Ak/2. Keičiant plyšio ploti, galima stebėti švies. arba tams. demelę. Be to zonų sk. angoje priklausys ir nuo taško P padėties atžvilgiu bangos fronto. Artinant tašką P prie bangos fronto vis tilps didesnis zonų sk. 9) Lygiagriačių spindulių einančių pro plyši difrakcija Bangų difrakcijos reiškiniai žymiai supaprastėja, kai yra užlenkiami // spindul. Tada turesime taip vad. Franhoferio difrakcija. Šiuo atveju užlenktų spindulių atvaizdai susidaro begalybėje ir norint gauti vaizdą baigtiniame nuotolyje spindulių kelyje patalpiname glaudžiamajį lešį, kuris užlenktus spindulius surenka į vieną tašką. Tarkim kad turime be galo toli nutolusi šviesos šaltyni. Tuomet // spindulių pluoštelis kurį į plyši a b. Taške P visada stebėsim šviesę dėme, nes spinduliai nueina vienodus optinius kel, susideda vienodose fazėse ir tenkina interferencijos max sąlyga. Raskime, kokį vaizdą stebėsime taške P1.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!