Билет 20
1. Законы отражения и преломления света. Полное отражение и его применение.
2. Электрический ток в металлах. Сопротивление. Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.
«ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ»
1.
Луч света в однородной
среде прямолинеен. На границе двух сред он меняет свое направление: часть света
или весь возвращается в первую среду. Это явление называется отражением света.
Закон отражения: падающий луч, отраженный и перпендикуляр на границе двух сред,
лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.
Закон преломления: падающий луч, преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синуса угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред. sinальфа/sinбетта=n. Постоянную величину n называют относительным показателем преломления, или показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе вещества из вакуума в данную среду. Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной.
Полное отражение – явление, когда свет идет из более оптически плотной среды м в менее. Угол падения альфа нулевое, соответствующий углу преломления 90 градусов, называют предельным углом отражения. Явление полного отражения лежит в основе работы стеклянных волоконных световодов. Оно используется в призматических биноклях и перископах, этим явлением объясняются миражи в природе.
2. Электрический ток в металлах. Сопротивление. Удельное сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.
Все металлы в твердом и жидком состоянии являются проводниками электрического тока. При прохождении электрического тока по проводнику его масса не меняется. Ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда. В создании электрического тока участвуют только электроны. Было обнаружено, что при резкой остановке быстро вращающейся катушки в ее проводе возникает электрический ток, создаваемый электронами. В отсутствии электрического поля свободные электроны перемещаются в кристалле металла хаотически. Под действием электрического поля свободные электроны обретают упорядоченное движение в одном направлении, и в проводниках возникает электрический ток. Свободные электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки и отдают им часть кинетической энергии, проводник нагревается. При нагревании удельное электричес4кое сопротивление проводника увеличивается ро=ро нулевое*(1-альфаt), где ро – удельное электрическое сопротивление при температуре t, ро нулевое при температуре 0, альфа – температурный коэффициент сопротивления. С приближением температуры к абсолютному нулю удельное сопротивление монокристаллов становится очень маленьким.
R=роl/s, где ро – удельное сопративлени5е проводника (Ом*м).
Явление уменьшения удельного сопротивления до нуля при температуре, отличной от нуля, называется сверхпроводимостью. Прохождение тока в сверхпроводнике происходит без потерь энергии, поэтому однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце электрический ток может существовать неограниченно долго без изменений.