Закон преломления в различных средах. Тепловые излучения. Фотоэлектрический эффект. Атомная физика

Закон преломления в различных средах  sin i/sin r= n₂/n₁

Линзы: (n₁/a₁)±( n₂/a₂)= ±( n₁/f₁)= ±( n₂/f₂) , если n₁=n₂ то (1/a₁) ±(1/a₂)= ±1/f

Расчет фокусного расстояния 1/f = ((n_λ/n_ср)-1)(1/R₁±1/R₂)    (-R) – для вогнутой, (+R) – для выпуклой

Увеличение линзы h₁/h₂=a₁/a₂

Оптическая сила линзы (Д – диоптрия)) φ=1/f  или  n₁/f₁=n₂/f₂=φ 

Световой поток (Ф- лм) – количество лучистой энергии проходящей через данную поверхность в единицу времени (1 люмен = Вт/м²)

Сила света – величина потока приходящегося на телесный угол в 1 стерадиан (стер)  Ф=IΩ

Полный лучистый поток испускаемый источником света по всем направлениям = Ф=4πI

Кандела (кд) – (основная ед. в оптике) – яркость полного излучателя. 1 лм = 1 кд*1 стер

Освещенность (Е- лк)  - величина потока падающего на единицу поверхности  Е=Ф/S

Светимость (R) – суммарный поток, испускаемый с единицы поверхности по всем направлениям. (лм/м²)

Яркость, лучистость (В) – величина силы света, приходящегося на ед. поверхности в данном направлении В=I/Scosφ

Основной закон фотометрии Е=Icosφ/r²

ТЕПЛОВЫЕ ИЗЛУЧЕНИя

Испускательная способность – (L_λT – Вт/м²м) – лучистая энергия испускаемая с ед.площади в ед. времени, в ед. интервале длин волн L_λT=W/Stλ = N/Sλ

Полная испускательная способность (энергетическая светимость) (L_T)  L_T=N/S

Поглощательная способность а_λТ=W_погл/W_пад

Отражательная способность Р_λТ=W_отр/W_пад

Пропускательная способность Д=W_проход/W_пад<1

Испуск. способность абс. черного тела Е_λТ=L_λТ/a_λТ    Полн. исп.спос. Е_Т = σТ⁴ , где σ=5,67*10^-8 – пост. Стефана Больцмана

Серое тело- тело, поглощ. способность которого зависит от t и не зависит от λ т.е. постоянна для всех длин волн а_Т<1

Закон смещения Вина: Т=в/λ_max  В=2,9*10^-3

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Энергия фотона(кванта) Е=hυ=hc/λ  где h=6,62*10^-34-постоянная планка   , υ – частота, λ – длина волны

Масса фотона m_ф=E/c²=h/cλ

Импульс фотона Р_ф=mc=h/λ

Формула Эйнштейна  hλ=A_вых+mv²_maz/2

Граница фотоэффекта  λ_max=ch/А_вых

АТОМНАЯ ФИЗИКА

Правило квантования момента импульса электрона (постулат Бора №1) mvr=hn/2π

Правило перехода электрона с одной орбиты на другу (постулат Бора №2) hυ_jk=W_j-W_k   (электрон с одной орбиты на другую переходит скачкообразно, при этом погл. или исп. энергия равная разности энергии орбит)

Движение электрона в атоме водорода mv²/2=e²/r²  , e²/r² –сила кулоновского притяжения

Волны Де Бройля   λ=h/mv

Принцип неопределенности(Гейзенберга): ∆(mv)∆х≥h/2π, где ∆(mv)-неопределенность импульса, ∆х - неопред. координаты

Квантовые числа:

1) n – главное квантовое число, определяет основную долю энергии электрона в атоме. Зависит от определенного диаметра орбиты  Ne= -me⁴/2n²π²=const 1/n²

2) L – азимутальное или орбитальное квантовое число определяет величину орбитального момента импульса электрона (L=mvr), зависит от формы орбиты

3) m_e – магнитное квантовое число определяет величину проекции вектора орбитального момента на направлении вектора напряженности внешнего магнитного поля. Lm=Lcos k,  Lm=m_eh/2π

4) S – спиновое квантовое число определяет собственный механический момент электрона Ls=h(s(s+1)^1/2/2π, где S=±1/2

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

_ZX^A  , где Z – зарядовое число (число протонов), А – массовое число (сумма протонов и нейтронов), Х – символ элемента ядра

Виды ядер: изотопы (Z-const, А-различны), изобары (А-const, t – разные), изомеры (А-одинак, Z-одинак, различн. радиоактивность)

Закон радиоактивного распада: N_Т=N₀e^-λТ   N_Т-число ядер оставшихся, N₀-начальное число ядер, λ-постоянная распада, Т-период полураспада.   Т=Ln2/λ=0.693/ λ

Активность(радиоактивность) Q= λN=NLn2/T  (беккюрель) 1 Бк=1 распад/сек.

α-распад:  _ZX^A→_Z-2X^A-4 + ₂He⁴

β-распад:  1) электронный распад _ZX^A→ _Z+1Y^A + _-1e⁰+₀V⁰   ,  ₀n¹→ ₊₁p¹ + _-1e⁰+₀V⁰ ,    ₀V⁰- антинейтрино

2) позитронный ₊₁е⁰+_-1е⁰→2γ (гамма – квант- аннигиляция частиц), _ZX^A→ _Z-1Y^A +₊₁e⁰, ₁Р⁰→ ₀n¹ + ₊₁e⁰+₀V⁰

3) электронный захват _ZX^A+_-1e⁰→ _Z-1Y^A +₀V⁰ , ₁Р¹+_-1e¹→ ₀n¹+₀V⁰

Протонный распад: _ZX^A→ _Z-1Y^A-1 + ₁Н¹

Спонтанное деление: _ZX^A'→ _Z'Y^A' + _z-z'e^A-A'-k+k₀n¹

γ-лучи: при α и β распадах (τ=10^-8-10^-15с), аннигиляция пар

Закон Бугера: I=I₀e^-μd   μ – линейный коэффициент поглощения (см^-1, м^-1)   μ= μ'ρ   μ' – массовый коэф. поглощения, I₀-вход

d_1/2=Ln2/μ=0.693/μ

Закон радиоактивного равновесия: N₁/N₂=λ₁/λ₂=T₁/T₂

Деление ядер: ₉₂U²³⁵+₀n¹→ _Z'Y^A + _92-ze^235-A-k+k₀n¹ (k=1-3, Z=30-62, A=65-165)