Особливості, будова ті властивості твердих тіл.

Тверде тіло — агрегатний стан речовини, що характеризується стабільністю форми на відміну від інших агрегатних станів рідини та газу. Атоми твердих тіл більшість часу проводять в околі певних рівноважних положень, здійснюючи тільки незначні теплові коливання. Загалом зберігаючи форму, тверді тіла деформуються під впливом зовнішніх сил. Відмінною рисою твердого тіла є те, що воно чинить опір не тільки розтягу та стисканню, а також зсуву, згину й крученню. При руйнуванні в твердому тілі з'являються і розповсюджуються тріщини, які врешті-решт призводять до розлому. До механічних властивостей твердого тіла належить також його здатність проводити звук, який є хвилею, що переносить локальну деформацію з одного місця в інше. У твердому тілі можуть розповсюджуватися не тільки повздовжні звукові хвилі, а й поперечні. Швидкість звуку в твердих тілах загалом вища, ніж у газах. Кристал — тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями. Мають характерні властивості, як: - стала температура плавлення;- спайність;- анізотропія; - пружність;З кристалів складаються сніг і крига, гірські породи, цукор тощо. Аморфні речовини — твердо тільні речовини, які не мають далекого порядку в розташуванні атомів (скло, пластик). Рідкий кристал — специфічний стан термодинамічної системи, якому властиві риси як рідини (текучість), так і кристалу (анізотропія властивостей).

Рівняння фотоефекту.

Фотоефект — явище виривання електронів з речовини під дією світла.

Якщо вирвані електрони вилітають за межі речовини, фотоефект називається зовнішнім.Теоретичне пояснення явища дав Альберт Ейнштейн, за що отримав Нобелівську премію. Ейнштейн використав гіпотезу Макса Планка про те, що світло випромінюється порціями (квантами) із енергією, пропорційною частоті. Припустивши, що світло і поглинається такими ж порціями, він зміг пояснити залежність швидкості вибитих електронів від довжини хвилі опромінення.

,

де ν — частота світла, h — стала Планка, m — маса електрона, v — його швидкість, A — робота виходу.Робота Ейнштейна мала велике значення для розвитку ідей квантової механіки взагалі та квантової оптики зокрема. Три закони фотоефекту: 1. Кількість фотоелектронів прямо пропорційна інтенсивності світла. 2. Максимальна кінетична енергія фотоелектронів не залежить від інтенсивності світла, кінетична енергія фотоелектронів прямо пропорційна частоті світла. 3. Для кожної речовини існують порогові значення частоти та довжини хвилі світла, які відповідають межі існування фотоефекту; світло з меншою частотою та більшою довжиною хвилі фотоефекту не викликає. Завдяки відкриттю фотоефекту стало можливим:1) звукове кіно;2) створення різноманітних апаратів, які слідкують за освітленістю вулиць, своєчасно запалюють і гасять бакени на річках, працюють "контролерами" в метро, рахують готову продукцію, контролюють якість обробки деталей;3) перетворення світлової енергії в електричну за допомогою фотоелементів. Промисловість виготовляє фотоелементи двох типів - вакуумні та напівпровідникові.

 

Білет № 15

Механічна енергія

Механічна енергія — це величина, що характеризує відносний рух тіл та їх взаємодію, їхню здатність здійснювати роботу. Механічна енергія дорівнює сумі кінетичної та потенціальної енергії тіла. Оскільки мірою зміни енергії є робота, то енергія вимірюється в тих самих одиницях, що й робота. Отже, одиницею вимірювання енергії в системі СІ є джоуль. Потенціальна енергія — частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему, та із зовнішніми щодо цієї системи тілами, й зумовлена розташуванням тіл у просторі. Разом із кінетичною енергією, яка враховує не тільки положення тіл у просторі, а й рух, потенціальна енергія складає механічну енергію фізичної сиcтеми.

Потенціальна енергія здебільшого позначається літерами або . Величина, яка дорівнює половині добутку маси тіла на квадрат його швидкості, називається кінетичною енергією. Кінетична енергія — це енергія тіл, які рухаються. Кінетичну енергію має, наприклад, куля, що вилітає зі ствола гвинтівки. Вона залежить від маси тіла і його швидкості. Чим більша маса або швидкість тіла, тим його кінетична енергія більша. Фізичний зміст кінетичної енергії: кінетична енергія тіла, яке рухається з певною швидкістю, дорівнює роботі, яку може виконати сила, подіявши на нерухоме тіло, щоб надати йому цю швидкість. У випадку частинки із масою та швидкістю кінетична енергія дається формулою .

Закон збереження механічної енергії: У механіці закон збереження енергії стверджує, що в замкненій системі частинок, повна енергія, що є сумою кінетичної і потенціальної енергії не залежить від часу, тобто є інтегралом руху.

Еволюція механічної системи матеріальних точок з масами за другим законом Ньютона задовольняє системі рівнянь

, де - швидкості матеріальних точок, а - сили, що діють на ці точки.