При равноускоренном прямолинейном движении скорость тела с течением времени возрастает.

Ускорением тела при равноускоренном движении называют векторную физическую величину, равную отношению изменения скорости тела к промежутку времени, за который это изменение произошло.

Векторы скорости и ускорения направлены в одну сторону.

Вопрос. Электромагнитные излучения различных диапазонов. Свойства и применение этих излучений.

Электромагнитные излучения представляют собой распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью взаимосвязанные и не могущие существовать друг без друга переменные электрические и магнитные поля. Они обладают волновыми и квантовыми свойствами.

Радиоволны.

Частота: от 3 кГц до 300 ГГц.

Получают с помощью колебательного контура и макроскопических вибраторов.

Свойства: Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.

Применение: Радиосвязь, телевидение, радиолокация.

Инфракрасное излучение (тепловое).

Частота: 1,5 ТГц - 405 ТГц.

Длина волны:

· короткие: 0,74—2,5 мкм;

· средние: 2,5—50 мкм;

· длинные: 50—2000 мкм.

Излучается атомами и молекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре. Человек излучает электромагнитные волны c длиной волны λ= l,9*10-6 м.

Свойства:

1. Проходит через некоторые непрозрачные тела, также сквозь дождь, дымку, снег.

2. Производит химическое действие на фотопластинки.

3. Поглощаясь веществом, нагревает его.

4. Вызывает внутренний фотоэффект у германия.

5. Невидимо.

6. Способно к явлениям интерференции и дифракции.

Регистрируют тепловыми методами, фотоэлектрическими и фотографическими.

Применение: Получают изображения предметов в темноте, приборах ночного видения (ночные бинокли), тумане. Используют в криминалистике, в физиотерапии, в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.

Видимое излучение.

Это часть спектра солнечного излучения (от красного до фиолетового).

Частота: 4*1014-8*1014 Гц

Свойства: Отражается, преломляется, воздействует на глаз, способно к явлениям дисперсии, интерференции, дифракции.

Ультрафиолетовое излучение.

Частота: 10¹³—10¹⁶ Гц.

Источники: газоразрядные лампы с трубками из кварца (кварцевые лампы).

Излучается всеми твердыми телами, у которых t>1000ºС, а также светящимися парами ртути.

Свойства: Высокая химическая активность (разложение хлорида серебра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменения в развитии клеток и обмене веществ, действие на глаза.

Применение: В медицине, в промышленности.

Рентгеновские лучи.

Излучаются при большом ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке (p=10-3-10-5 Па) ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозятся. При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной (от 100 до 0,01нм).

Свойства: Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь.

Применение: В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль внутренней структуры различных изделий, сварных швов).

Гамма-излучение (гамма-лучи).

Вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — менее 2·10⁻¹⁰ м — и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствам

Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью, т. е. может проходить сквозь большие толщи вещества.

Гамма-излучение используется в технике (напр., дефектоскопия), радиационной химии (для инициирования химических превращений, напр., при полимеризации), сельском хозяйстве и пищевой промышленности (мутации для генерации хозяйственно-полезных форм, стерилизация продуктов), в медицине (стерилизация помещений, предметов, лучевая терапия) и др.

 

 

Билет 2.

Вопрос. Законы Ньютона. Их проявление, учёт и использование.

Законы Ньютона.

1) Существуют такие инерциальные системы отсчета, относительно которых тело при отсутствии воздействия на него внешних сил (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

2) Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу.

3) Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению

На основании этих законов строится вся классическая механика.
Законы Ньютона являются основными законами механики. Из них могут быть выведены уравнения движения механических систем. Однако не все законы механики можно вывести из законов Ньютона. Например, закон всемирного тяготения или закон Гука не являются следствиями трёх законов Ньютона.

Законы Ньютона позволяют объяснить закономерности движения планет, их естественных и искусственных спутников. Иначе, позволяют предсказывать траектории движения планет, рассчитывать траектории космических кораблей и их координаты в любые заданные моменты времени. В земных условиях они позволяют объяснить течение воды, движение многочисленных и разнообразных транспортных средств (движение автомобилей, кораблей, самолетов, ракет). Для всех этих движений, тел и сил справедливы законы Ньютона.

 

Вопрос. Экспериментальные методы регистрации ионизирующих излучений.

Камера Вильсона.

По пути следования заряженных частиц образуются треки конденсированного перенасыщенного пара на ионах. С помощью камеры Вильсона определяется энергия, скорость, заряд. Состоит из стеклянной пластины, поршня и вентиля.

Принцип действия: Рабочий объем камеры заполнен газом, который содержит насыщенный пар. При быстром перемещении поршня вниз газ в объеме расширяется и охлаждается, при этом становясь перенасыщенным. Когда в этом пространстве пролетает частица, создающая на своём пути ионы, то на этих ионах образуются капельки сконденсированного пара. В камере возникает трек частицы в виде полоски тумана.

Счётчик Гейгера. Состоит из катода, тонкой нити натянутой вдоль оси, и анода.

Принцип действия: В герметизированный баллон с двумя электродами закачивается газовая смесь. На электроды подается высокое напряжение.. Появление пришедших извне частиц приводит к тому, что первичные электроны, ускоренные в соответствующем поле, начинают ионизировать иные молекулы газовой среды. В результате под воздействием электрического поля происходит лавинообразное создание новых электронов и ионов, которые резко увеличивают проводимость электронно-ионного облака. В газовой среде счетчика Гейгера происходит разряд.

С помощью счётчика Гейгера фиксируется факт попадания в трубку электронов и фотонов.

Пузырьковая камера. Состоит из герметичной камеры, заполненной сжиженным газом.

Принцип действия: Рабочий объем заполнен нагретым почти до кипения жидким водородом, находящимся под высоким давлением. В перегретое состояние жидкость переводят, резко уменьшая давление. Заряженная частица образует на своем пути цепочку ионов, что приводит к резкому закипанию жидкости. Вдоль траектории частицы появляются пузырьки пара. По фотографии трека различают альфа, бета, гамма частицы.

Фотоэмульсионная камера (кристаллы AgBr).

Принцип действия: Частица ионизирует атомы брома, восстанавливая ионы серебра. Образуется черный след. По длине и толщине трека альфа-частицы определяют энергию, массу, заряд частицы, вид ядерной реакции.

Сцинтилляционный счётчик.

Основными элементами являются: вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)

Принцип действия: Частица вызывает вспышку света в люминофоре, которая фиксируется фотоумножителем. Обнаруживаются тяжелые частицы.

Билет 3.