Trdne snovi so tiste snovi, ki so sposobne oblikovati telesa in imajo prostornino. Od tekočin in plinov se razlikujejo po obliki. Trdne snovi ohranijo svojo telesno obliko zaradi dejstva, da se njihovi delci ne morejo prosto gibati. Razlikujejo se po gostoti, plastičnosti, električni prevodnosti in barvi. Imajo tudi druge lastnosti. Na primer, večina teh snovi se med segrevanjem stopi in pridobi tekoče agregatno stanje. Nekateri od njih se pri segrevanju takoj spremenijo v plin (sublimirajo). So pa tudi takšni, ki se razgradijo na druge snovi.

Vrste trdnih snovi

Vse trdne snovi so razdeljene v dve skupini.

1. Amorfni, v katerem so posamezni delci razporejeni naključno. Z drugimi besedami: nimajo jasne (definirane) strukture. Te trdne snovi se lahko talijo v določenem temperaturnem območju. Najpogostejši med njimi sta steklo in smola.
2. Kristalni, ki so razdeljeni na 4 vrste: atomski, molekularni, ionski, kovinski. V njih se delci nahajajo le po določenem vzorcu, in sicer na vozliščih kristalne mreže. Njegova geometrija v različnih snoveh se lahko zelo razlikuje.

Trdne kristalne snovi po številu prevladujejo nad amorfnimi snovmi.

Vrste kristalnih trdnih snovi

V trdnem stanju imajo skoraj vse snovi kristalno strukturo. Odlikujejo jih rešetke na vozliščih, ki vsebujejo različne delce in kemične elemente. V skladu z njimi so prejeli svoja imena. Vsaka vrsta ima značilne lastnosti:

• V atomski kristalni mreži so delci trdne snovi povezani s kovalentnimi vezmi. Odlikuje ga vzdržljivost. Zaradi tega imajo takšne snovi visoko vrelišče. Ta vrsta vključuje kremen in diamant.
• V molekularni kristalni mreži je za vezi med delci značilna njihova šibkost. Za te vrste snovi je značilna enostavnost vrenja in taljenja. Zanje je značilna hlapnost, zaradi katere imajo določen vonj. Take trdne snovi vključujejo led in sladkor. Gibanje molekul v trdnih snoveh te vrste se odlikuje po njihovi aktivnosti.
• V vozliščih se izmenjujejo ustrezni delci, nabiti pozitivno in negativno. Drži jih skupaj elektrostatična privlačnost. Ta vrsta mreže obstaja v alkalijah, soleh. Mnoge snovi te vrste so zlahka topne v vodi. Zaradi dokaj močne vezi med ioni so ognjevzdržni. Skoraj vsi so brez vonja, saj je zanje značilna nehlapnost. Snovi z ionsko mrežo ne morejo prevajati električnega toka, ker ne vsebujejo prostih elektronov. Tipičen primer ionske trdne snovi je kuhinjska sol. Ta kristalna mreža mu daje krhkost. To je posledica dejstva, da lahko vsak njegov premik povzroči nastanek ionskih odbojnih sil.
• V kovinski kristalni mreži so na vozliščih prisotni samo pozitivno nabiti kemični ioni. Med njimi so prosti elektroni, skozi katere odlično prehaja toplotna in električna energija. Zato se vse kovine odlikujejo po takšni lastnosti, kot je prevodnost.

Splošni pojmi o trdnih snoveh

Trdne snovi in ​​snovi so praktično enake stvari. Ti izrazi se nanašajo na eno od 4 agregatnih stanj. Trdne snovi imajo stabilno obliko in vzorec toplotnega gibanja atomov. Poleg tega slednji izvajajo majhna nihanja v bližini ravnotežnih položajev. Veja znanosti, ki preučuje sestavo in notranjo strukturo, se imenuje fizika trdne snovi. Obstajajo druga pomembna področja znanja, ki se ukvarjajo s takimi snovmi. Spreminjanje oblike pod zunanjimi vplivi in ​​gibanjem imenujemo mehanika deformabilnega telesa.

Zaradi različnih lastnosti trdnih snovi so našli uporabo v različnih tehničnih napravah, ki jih je ustvaril človek. Najpogosteje je njihova uporaba temeljila na lastnostih, kot so trdota, prostornina, masa, elastičnost, plastičnost in krhkost. Sodobna znanost omogoča uporabo drugih lastnosti trdnih snovi, ki jih je mogoče zaznati le v laboratorijskih pogojih.

Kaj so kristali

Kristali so trdne snovi z delci, razporejenimi v določenem vrstnem redu. Vsak ima svojo strukturo. Njegovi atomi tvorijo tridimenzionalno periodično razporeditev, imenovano kristalna mreža. Trdne snovi imajo različne strukturne simetrije. Kristalno stanje trdne snovi velja za stabilno, ker ima minimalno količino potencialne energije.

Velika večina trdnih snovi je sestavljena iz ogromnega števila naključno usmerjenih posameznih zrn (kristalitov). Takšne snovi imenujemo polikristalne. Sem spadajo tehnične zlitine in kovine ter številne kamnine. Posamezne naravne ali sintetične kristale imenujemo monokristalni.

Najpogosteje se takšne trdne snovi tvorijo iz stanja tekoče faze, ki jo predstavlja talina ali raztopina. Včasih so pridobljeni iz plinastega stanja. Ta proces se imenuje kristalizacija. Zahvaljujoč znanstvenemu in tehnološkemu napredku je postopek gojenja (sintetiziranja) različnih snovi dosegel industrijski obseg. Večina kristalov ima naravno obliko. Njihove velikosti se zelo razlikujejo. Tako lahko naravni kremen (rock kristal) tehta do več sto kilogramov, diamanti pa do nekaj gramov.

V amorfnih trdnih snoveh atomi nenehno vibrirajo okoli naključno nameščenih točk. Ohranjajo določen vrstni red kratkega dosega, nimajo pa vrstnega reda dolgega dosega. To je posledica dejstva, da se njihove molekule nahajajo na razdalji, ki jo je mogoče primerjati z njihovo velikostjo. Najpogostejši primer takšne trdne snovi v našem življenju je steklasto stanje. pogosto obravnavana kot tekočina z neskončno visoko viskoznostjo. Čas njihove kristalizacije je včasih tako dolg, da se sploh ne pojavi.

Zgornje lastnosti teh snovi naredijo edinstvene. Amorfne trdne snovi veljajo za nestabilne, ker lahko sčasoma postanejo kristalne.

Molekule in atomi, ki sestavljajo trdno snov, so pakirani z visoko gostoto. Praktično ohranijo svoj relativni položaj glede na druge delce in se držijo skupaj zaradi medmolekularne interakcije. Razdalja med molekulami trdne snovi v različnih smereh se imenuje parameter kristalne mreže. Struktura snovi in ​​njena simetrija določata številne lastnosti, kot so elektronski pas, cepitev in optika. Ko je trdna snov izpostavljena dovolj veliki sili, se lahko te lastnosti v eni ali drugi meri poslabšajo. V tem primeru je trdno telo podvrženo preostalim deformacijam.

Atomi trdnih snovi so podvrženi vibracijskim gibanjem, ki določajo njihovo posedovanje toplotne energije. Ker so zanemarljive, jih lahko opazujemo le v laboratorijskih pogojih. trdne snovi močno vpliva na njene lastnosti.

Študija trdnih snovi

Značilnosti, lastnosti teh snovi, njihove lastnosti in gibanje delcev preučujejo različna podpodročja fizike trdne snovi.

Za raziskave se uporabljajo naslednje metode: radijska spektroskopija, strukturna analiza z uporabo rentgenskih žarkov in druge metode. Tako preučujemo mehanske, fizikalne in toplotne lastnosti trdnih snovi. Trdota, odpornost na obremenitev, natezna trdnost, fazne transformacije preučuje znanost o materialih. Ima veliko skupnega s fiziko trdne snovi. Obstaja še ena pomembna sodobna znanost. Preučevanje obstoječih snovi in ​​sintezo novih izvaja kemija trdne snovi.

Značilnosti trdnih snovi

Narava gibanja zunanjih elektronov atomov trdne snovi določa številne njene lastnosti, na primer električne. Obstaja 5 razredov takih teles. Vzpostavljeni so glede na vrsto vezi med atomi:

• Ionska, katere glavna značilnost je sila elektrostatične privlačnosti. Njegove lastnosti: odboj in absorpcija svetlobe v infrardečem območju. Pri nizkih temperaturah imajo ionske vezi nizko električno prevodnost. Primer take snovi je natrijeva sol klorovodikove kisline (NaCl).
• Kovalentna, ki jo izvaja elektronski par, ki pripada obema atomoma. Tako vez delimo na: enojno (enostavno), dvojno in trojno. Ta imena kažejo na prisotnost parov elektronov (1, 2, 3). Dvojne in trojne vezi se imenujejo večkratniki. Obstaja še ena delitev te skupine. Tako glede na porazdelitev elektronske gostote ločimo polarne in nepolarne vezi. Prvo tvorijo različni atomi, drugo pa enaki. To trdno agregatno stanje, katerega primera sta diamant (C) in silicij (Si), se odlikuje po svoji gostoti. Najtrši kristali pripadajo ravno kovalentni vezi.
• Kovinski, nastane z združevanjem valenčnih elektronov atomov. Posledično nastane splošni elektronski oblak, ki se pod vplivom električne napetosti premika. Kovinska vez nastane, ko so atomi, ki se vežejo, veliki. Oni so tisti, ki lahko darujejo elektrone. V mnogih kovinah in kompleksnih spojinah ta vez tvori trdno agregatno stanje. Primeri: natrij, barij, aluminij, baker, zlato. Opazimo lahko naslednje nekovinske spojine: AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8. Snovi s kovinskimi vezmi (kovine) imajo različne fizikalne lastnosti. Lahko so tekoči (Hg), mehki (Na, K), zelo trdi (W, Nb).
• Molekularna, ki se pojavlja v kristalih, ki jih tvorijo posamezne molekule snovi. Zanj so značilne vrzeli med molekulami z ničelno elektronsko gostoto. Sile, ki povezujejo atome v takšne kristale, so pomembne. V tem primeru se molekule medsebojno privlačijo le s šibko medmolekularno privlačnostjo. Zato se vezi med njimi pri segrevanju zlahka uničijo. Povezave med atomi je veliko težje prekiniti. Molekularne vezi delimo na orientacijske, disperzijske in induktivne. Primer take snovi je trdni metan.
• Vodik, ki se pojavi med pozitivno polariziranimi atomi molekule ali njenim delom in negativno polariziranim najmanjšim delcem druge molekule ali dela. Take povezave vključujejo led.

Lastnosti trdnih snovi

Kaj vemo danes? Znanstveniki že dolgo preučujejo lastnosti trdnega stanja snovi. Ko je izpostavljena temperaturam, se tudi spremeni. Prehod takega telesa v tekočino imenujemo taljenje. Pretvorbo trdnega v plinasto stanje imenujemo sublimacija. Ko se temperatura zniža, trdna snov kristalizira. Nekatere snovi pod vplivom mraza preidejo v amorfno fazo. Znanstveniki ta proces imenujejo stekleni prehod.

Ko se notranja zgradba trdnih snovi spremeni. Največjo urejenost pridobi, ko se temperatura zniža. Pri atmosferskem tlaku in temperaturi T > 0 K se vse v naravi obstoječe snovi strdijo. Izjema od tega pravila je samo helij, ki za kristalizacijo potrebuje tlak 24 atm.

Trdno stanje snovi daje različne fizikalne lastnosti. Označujejo specifično obnašanje teles pod vplivom določenih polj in sil. Te lastnosti so razdeljene v skupine. Obstajajo 3 metode vpliva, ki ustrezajo 3 vrstam energije (mehanska, toplotna, elektromagnetna). V skladu s tem obstajajo 3 skupine fizikalnih lastnosti trdnih snovi:

• Mehanske lastnosti, povezane z napetostjo in deformacijo teles. Po teh kriterijih delimo trdne snovi na elastične, reološke, trdnostne in tehnološke. V mirovanju tako telo ohrani svojo obliko, lahko pa se spremeni pod vplivom zunanje sile. V tem primeru je njegova deformacija lahko plastična (prvotna oblika se ne vrne), elastična (vrne se v prvotno obliko) ali destruktivna (razpad/zlom se pojavi, ko je dosežen določen prag). Odziv na uporabljeno silo opisujejo elastični moduli. Trdno telo se upira ne samo stiskanju in napetosti, ampak tudi strigu, zvijanju in upogibanju. Moč trdne snovi je njena sposobnost, da se upre uničenju.
• Toplotna, ki se kaže, ko je izpostavljena toplotnim poljem. Ena najpomembnejših lastnosti je tališče, pri katerem telo preide v tekoče stanje. Opazimo ga v kristalnih trdnih snoveh. Amorfna telesa imajo latentno talilno toploto, saj njihov prehod v tekoče stanje poteka postopoma z naraščajočo temperaturo. Ko doseže določeno temperaturo, amorfno telo izgubi elastičnost in pridobi plastičnost. To stanje pomeni, da je dosegel temperaturo posteklenitve. Pri segrevanju se trdno telo deformira. Poleg tega se najpogosteje širi. Kvantitativno je to stanje označeno z določenim koeficientom. Temperatura telesa vpliva na mehanske lastnosti, kot so fluidnost, duktilnost, trdota in moč.
• Elektromagnetno, povezano z vplivom na trdno snov tokov mikrodelcev in elektromagnetnih valov visoke togosti. Sem spadajo tudi lastnosti sevanja.

Conska struktura

Trdne snovi so razvrščene tudi glede na njihovo tako imenovano consko strukturo. Torej, med njimi so:

• Prevodniki, za katere je značilno, da se njihov prevodni in valenčni pas prekrivata. V tem primeru se elektroni lahko premikajo med njimi in prejmejo najmanjšo energijo. Vse kovine veljajo za prevodnike. Ko na takšno telo pripeljemo potencialno razliko, nastane električni tok (zaradi prostega gibanja elektronov med točkami z najnižjim in najvišjim potencialom).
• Dielektriki, katerih cone se ne prekrivajo. Interval med njima presega 4 eV. Za prevajanje elektronov iz valenčnega pasu v prevodni pas so potrebne velike količine energije. Zaradi teh lastnosti dielektriki praktično ne prevajajo toka.
• Za polprevodnike je značilna odsotnost prevodnih in valenčnih pasov. Interval med njima je manjši od 4 eV. Za prenos elektronov iz valenčnega v prevodni pas je potrebna manjša energija kot pri dielektrikih. Čisti (nedopirani in intrinzični) polprevodniki slabo prepuščajo tok.

Gibanje molekul v trdnih snoveh določa njihove elektromagnetne lastnosti.

Druge lastnosti

Trdne snovi so razvrščene tudi glede na njihove magnetne lastnosti. Obstajajo tri skupine:

• Diamagneti, katerih lastnosti so malo odvisne od temperature ali agregatnega stanja.
• Paramagneti, ki so posledica orientacije prevodnih elektronov in magnetnih momentov atomov. Po Curiejevem zakonu se njihova občutljivost zmanjšuje sorazmerno s temperaturo. Torej, pri 300 K je 10 -5.
• Telesa z urejeno magnetno strukturo, ki imajo atomski red velikega dosega. Delci z magnetnimi momenti se periodično nahajajo na vozliščih njihove mreže. Takšne trdne snovi in ​​snovi se pogosto uporabljajo na različnih področjih človeške dejavnosti.

Najtrše snovi v naravi

Kaj so oni? Gostota trdnih snovi v veliki meri določa njihovo trdoto. V zadnjih letih so znanstveniki odkrili več materialov, ki trdijo, da so "najmočnejše telo". Najtrša snov je fulerit (kristal z molekulami fulerena), ki je približno 1,5-krat trši od diamanta. Žal je trenutno na voljo le v izjemno majhnih količinah.

Danes je najtrša snov, ki se lahko v prihodnosti uporablja v industriji, lonsdaleit (šesterokotni diamant). Je 58% trši od diamanta. Lonsdaleit je alotropna modifikacija ogljika. Njegova kristalna mreža je zelo podobna diamantni. Celica lonsdaleita vsebuje 4 atome, diamant pa 8. Od danes široko uporabljenih kristalov je diamant najtrši.

Razdalje med molekulami so primerljive z velikostmi molekul (v normalnih pogojih) za

1. tekočine, amorfna in kristalna telesa

   plini in tekočine

   plini, tekočine in kristalne trdne snovi

V plinih pri normalnih pogojih je povprečna razdalja med molekulami

1. približno enaka premeru molekule

   manjši od premera molekule

   približno 10-kratnik premera molekule

   odvisno od temperature plina

Najmanjši red v razporeditvi delcev je značilen za

1. tekočine

   kristalna telesa

   amorfna telesa

Razdalja med sosednjimi delci snovi je v povprečju mnogokrat večja od velikosti samih delcev. Ta izjava ustreza modelu

1. samo modeli s plinsko strukturo

   samo modeli zgradbe amorfnih teles

   modeli zgradbe plinov in tekočin

   modeli zgradbe plinov, tekočin in trdnih snovi

Pri prehodu vode iz tekočega v kristalno stanje

1. razdalja med molekulami se poveča

   molekule se začnejo privlačiti

   poveča se urejenost v razporeditvi molekul

   razdalja med molekulami se zmanjša

Pri konstantnem tlaku se je koncentracija molekul plina povečala za 5-krat, njegova masa pa se ni spremenila. Povprečna kinetična energija translacijskega gibanja molekul plina

1. se ni spremenilo

   povečal 5-krat

   zmanjšal za 5-krat

   povečano za koren iz pet

Tabela prikazuje tališča in vrelišča nekaterih snovi:

Izberite pravilno trditev.

Tališče živega srebra je višje od vrelišča etra

Vrelišče alkohola je nižje od tališča živega srebra

Vrelišče alkohola je višje od tališča naftalena

Vrelišče etra je nižje od tališča naftalena

Temperatura trdne snovi se je znižala za 17 ºС. Na absolutni temperaturni lestvici je bila ta sprememba

1) 290 K 2) 256 K 3) 17 K 4) 0 K

9. Posoda s konstantno prostornino vsebuje idealen plin v količini 2 mol. Kako naj se spremeni absolutna temperatura posode s plinom, ko se iz posode sprosti 1 mol plina, tako da se tlak plina na stene posode poveča za 2-krat?

1) povečaj 2-krat 3) povečaj 4-krat

2) zmanjšati za 2-krat 4) zmanjšati za 4-krat

10. Pri temperaturi T in tlaku p zavzema en mol idealnega plina prostornino V. Kolikšna je prostornina istega plina, vzetega v količini 2 molov, pri tlaku 2p in temperaturi 2T?

1) 4 V 2) 2 V 3) V 4) 8 V

11. Temperatura vodika v količini 3 mol v posodi je enaka T. Kolikšna je temperatura kisika v količini 3 mol v posodi enake prostornine in pri enakem tlaku?

1) T 2) 8T 3) 24 T 4) T/8

12. V posodi, zaprti z batom, je idealen plin. Na sliki je prikazan graf odvisnosti tlaka plina od temperature s spremembami njegovega stanja. Katero agregatno stanje plina ustreza najmanjši prostornini?

1) A 2) B 3) C 4) D

13. Posoda s konstantno prostornino vsebuje idealen plin, katerega masa se spreminja. Diagram prikazuje proces spreminjanja agregatnega stanja plina. Na kateri točki diagrama je masa plina največja?

1) A 2) B 3) C 4) D

14. Pri enaki temperaturi se nasičena para v zaprti posodi razlikuje od nenasičene pare v isti posodi

1) pritisk

2) hitrost gibanja molekul

3) povprečna energija kaotičnega gibanja molekul

4) odsotnost tujih plinov

15. Katera točka na diagramu ustreza največjemu tlaku plina?

nemogoče je dati natančen odgovor

17. Balon s prostornino 2500 kubičnih metrov z maso lupine 400 kg ima na dnu luknjo, skozi katero se z gorilnikom segreva zrak v balonu. Na kolikšno najnižjo temperaturo mora biti segret zrak v balonu, da lahko balon vzleti skupaj z bremenom (košara in letalo), ki tehta 200 kg? Temperatura zunanjega zraka je 7ºС, njegova gostota je 1,2 kg na kubični meter. Lupina žoge velja za neraztegljivo.

MCT in termodinamika

MCT in termodinamika

Za ta del je vsaka možnost vključevala pet nalog z izbiro

odgovor, od tega 4 osnovni nivo in 1 nadaljevalni. Na podlagi rezultatov izpita

Naučeni so bili naslednji vsebinski elementi:

Uporaba Mendelejev–Clapeyronove enačbe;

Odvisnost tlaka plina od koncentracije molekul in temperature;

Količina toplote pri ogrevanju in hlajenju (izračun);

Značilnosti prenosa toplote;

Relativna vlažnost zraka (izračun);

Delo iz termodinamike (graf);

Uporaba plinske enačbe stanja.

Med nalogami osnovne ravni so težave povzročala naslednja vprašanja:

1) Sprememba notranje energije v različnih izoprocesih (na primer s

izohorično povečanje tlaka) – 50 % dokončanje.

2) Isoprocess grafi – 56%.

Primer 5.

V prikazanem procesu sodeluje konstantna masa idealnega plina

na sliki. Dosežen je najvišji tlak plina v procesu

1) pri točki 1

2) v celotnem segmentu 1–2

3) v točki 3

4) v celotnem segmentu 2–3

Odgovor: 1

3) Določitev zračne vlage – 50 %. Te naloge so vsebovale fotografijo

psihrometer, po katerem je bilo potrebno odčitati suho in mokro

termometrov, nato pa z delom določite zračno vlago

psihrometrična tabela podana v nalogi.

4) Uporaba prvega zakona termodinamike. Teh nalog se je izkazalo za največ

težka med nalogami osnovne ravni za ta del – 45 %. Tukaj

bilo je treba uporabiti graf in določiti vrsto izoprocesa

(uporabljene so bile izoterme ali izohore) in v skladu s tem

določite enega od parametrov na podlagi danega drugega.

Med nalogami višje stopnje so bile predstavljene računske naloge na

uporabo plinske enačbe stanja, ki je bila izpolnjena v povprečju 54 %

učenci, pa tudi predhodno uporabljene naloge za ugotavljanje sprememb

parametri idealnega plina v poljubnem procesu. Z njimi se uspešno spopada

le skupina močnih diplomantov, povprečna stopnja dokončanja pa je bila 45 %.

Ena od teh nalog je navedena spodaj.

Primer 6

Idealni plin se nahaja v posodi, zaprti z batom. Proces

spremembe agregatnega stanja plina so prikazane na diagramu (glej sliko). kako

ali se je prostornina plina spremenila med prehodom iz stanja A v stanje B?

1) ves čas naraščala

2) se ves čas zmanjšuje

3) najprej povečana, nato pa zmanjšana

4) najprej zmanjšala, nato povečala

Odgovor: 1

Vrste dejavnosti Količina

naloge %

fotografije2 10-12 25.0-30.0

4. FIZIKA

4.1. Značilnosti kontrolnih merilnih materialov v fiziki

2007

Izpitno delo za enotni državni izpit leta 2007 je imelo

enako strukturo kot v preteklih dveh letih. Sestavljalo ga je 40 nalog,

razlikujejo po obliki predstavitve in stopnji zahtevnosti. V prvem delu dela

Vključenih je bilo 30 nalog izbirnega tipa, pri čemer je vsaka naloga spremljala

štiri možnosti odgovora, od katerih je bil samo eden pravilen. Drugi del je vseboval 4

naloge s kratkimi odgovori. Bile so računske naloge, po reševanju

ki je zahteval odgovor v obliki števila. Tretji del izpita

delo - to je 6 računskih nalog, do katerih je bilo treba prinesti komplet

podrobna rešitev. Skupni čas za dokončanje dela je bil 210 minut.

Kodifikator elementov izobraževalnih vsebin in specifikacija

izpitne pole so bile sestavljene na podlagi obveznega minimuma

1999 št. 56) in upošteval zvezno komponento državnega standarda

srednja (popolna) izobrazba fizikalne smeri, specializirana stopnja (odredba MO z dne 5

marec 2004 št. 1089). Kodifikator elementa vsebine se ni spremenil glede na

v primerjavi z letom 2006 in je vključeval le tiste elemente, ki so bili hkrati

prisotna tako v zvezni komponenti državnega standarda

(profilna raven, 2004), in v Obvezni minimalni vsebini

izobraževanje 1999

V primerjavi s kontrolnimi merilnimi materiali 2006 v variantah

Na enotnem državnem izpitu 2007 sta bili izvedeni dve spremembi. Prva od teh je bila prerazporeditev

naloge v prvem delu dela na tematski osnovi. Ne glede na težavnost

(osnovna ali višja raven), najprej so sledile vse naloge mehanike, nato

v MCT in termodinamiki, elektrodinamiki in končno kvantni fiziki. drugič

Sprememba se nanaša na ciljno uvedbo testiranja nalog

oblikovanje metodoloških veščin. Leta 2007 so A30 naloge preizkusile spretnosti

analizirati rezultate eksperimentalnih študij, izražene v obliki

tabele ali grafike, kot tudi sestavljanje grafov na podlagi rezultatov poskusa. Izbira

naloge za linijo A30 so bile izvedene na podlagi potrebe po preverjanju v tem

vrsta možnosti za eno vrsto dejavnosti in v skladu s tem ne glede na

tematska pripadnost določene naloge.

Izpitna naloga je vsebovala naloge osnovnega, nadaljevalnega

in visoke stopnje težavnosti. Naloge osnovne ravni so najbolj preverjale mojstrstvo

pomembni fizikalni pojmi in zakoni. Naloge višje ravni so bile nadzorovane

sposobnost uporabe teh pojmov in zakonitosti za analizo kompleksnejših procesov oz

sposobnost reševanja problemov, ki vključujejo uporabo enega ali dveh zakonov (formul) v skladu s katerim koli od

teme šolskega tečaja fizike. Izračunane so naloge visoke stopnje zahtevnosti

naloge, ki odražajo raven zahtev za sprejemne izpite na univerze in

zahtevajo uporabo znanja iz dveh ali treh oddelkov fizike hkrati v spremenjenih oz

nova situacija.

KIM 2007 je vključeval naloge na vseh osnovnih vsebinah

oddelki tečaja fizike:

1) "Mehanika" (kinematika, dinamika, statika, ohranitveni zakoni v mehaniki,

mehanske vibracije in valovi);

2) »Molekularna fizika. Termodinamika";

3) “Elektrodinamika” (elektrostatika, enosmerni tok, magnetno polje,

elektromagnetna indukcija, elektromagnetna nihanja in valovanje, optika);

4) »Kvantna fizika« (elementi STR, dualnost delca valovanja, fizika

atom, fizika atomskega jedra).

Tabela 4.1 prikazuje porazdelitev nalog po vsebinskih blokih v vsakem

iz delov izpitne pole.

Tabela 4.1

odvisno od vrste nalog

Vse delo

(z izbiro

(s kratkim

opravil % Količina

opravil % Količina

naloge %

1 Mehanika 11-131 27,5-32,5 9-10 22,5-25,0 1 2,5 1-2 2,5-5,0

2 MCT in termodinamika 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

3 Elektrodinamika 12-14 30,0-35,5 9-10 22,5-15,0 2 5,0 2-3 5,0-7,5

4 Kvantna fizika in

STO 6-8 15,0-20,0 5-6 12,5-15,0 – – 1-2 2,5-5,0

Tabela 4.2 prikazuje porazdelitev nalog po vsebinskih blokih v

odvisno od težavnostne stopnje.

Tabela4.2

Porazdelitev nalog po oddelkih predmeta fizike

odvisno od težavnostne stopnje

Vse delo

Osnovna raven

(z izbiro

Povišan

(z izbiro odgovora

in kratek

Visoka stopnja

(z razširjenim

razdelek za odgovore)

opravil % Količina

opravil % Količina

opravil % Količina

naloge %

1 Mehanika 11-13 27,5-32,5 7-8 17,5-20,0 3 7,5 1-2 2,5-5,0

2 MCT in termodinamika 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0

3 Elektrodinamika 12-14 30,0-35,5 7-8 17,5-20,0 4 10,0 2-3 5,0-7,5

4 Kvantna fizika in

STO 6-8 15,0-20,0 4-5 10,0-12,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

Pri oblikovanju vsebine izpitne pole smo upoštevali

potreba po preizkusu obvladovanja različnih vrst dejavnosti. pri čemer

naloge za vsako od serij možnosti so bile izbrane ob upoštevanju porazdelitve po vrsti

dejavnosti, predstavljene v tabeli 4.3.

1 Sprememba števila nalog pri posamezni temi je posledica različnih tem kompleksnih nalog C6 in

naloge A30, preverjanje metodične usposobljenosti ob uporabi snovi različnih vej fizike, v

različne serije možnosti.

Tabela4.3

Porazdelitev nalog po vrsti dejavnosti

Vrste dejavnosti Količina

naloge %

1 Razumeti fizični pomen modelov, konceptov, količin 4-5 10,0-12,5

2 Razloži fizikalne pojave, loči vpliv razl

dejavniki na nastanek pojavov, manifestacije pojavov v naravi oz

njihova uporaba v tehničnih napravah in vsakdanjem življenju

3 Za analizo procesov uporabite fizikalne zakone (formule).

stopnja kakovosti 6-8 15,0-20,0

4 Za analizo procesov uporabite fizikalne zakone (formule).

izračunana raven 10-12 25,0-30,0

5 Analizirajte rezultate eksperimentalnih študij 1-2 2,5-5,0

6 Analizirajte informacije, pridobljene iz grafov, tabel, diagramov,

fotografije2 10-12 25.0-30.0

7 Rešuje naloge različnih stopenj zahtevnosti 13-14 32,5-35,0

Vse naloge prvega in drugega dela izpitnega dela so bile ocenjene z 1

primarni rezultat. Rešitve nalog v tretjem delu (C1-C6) sta preverila dva strokovnjaka v

v skladu s splošnimi kriteriji ocenjevanja ob upoštevanju pravilnosti in

popolnost odgovora. Najvišja ocena za vse naloge s podrobnim odgovorom je bila 3

točke. Naloga je bila rešena, če je učenec zanjo dosegel vsaj 2 točki.

Glede na dosežene točke za opravljene vse izpitne naloge

delo, se je prevedlo v »testne« točke na 100-stopenjski lestvici in v ocene

na petstopenjski lestvici. Tabela 4.4 prikazuje razmerja med primarnimi,

rezultate testov po pettočkovnem sistemu v zadnjih treh letih.

Tabela4.4

Primarno rezultatsko razmerje, testne rezultate in šolske ocene

Leta, točke 2 3 4 5

2007 primarni 0-11 12-22 23-35 36-52

test 0-32 33-51 52-68 69-100

2006 primarni 0-9 10-19 20-33 34-52

test 0-34 35-51 52-69 70-100

2005 primarni 0-10 11-20 21-35 36-52

test 0-33 34-50 51-67 68-100

Primerjava mej primarnih rezultatov kaže, da letos razmere

pridobitev ustreznih ocen so bile v primerjavi z letom 2006 strožje, vendar

približno ustrezala razmeram iz leta 2005. To je posledica dejstva, da je v preteklih

letu enotnega izpita iz fizike niso opravljali samo tisti, ki so se nameravali vpisati na univerze

v ustreznem profilu, ampak tudi skoraj 20 % študentov (od skupnega števila tistih, ki se bodo preizkusili),

ki so študirali fiziko na osnovni stopnji (za njih je bil ta izpit odločen

obvezna regija).

Skupno je bilo za izpit v letu 2007 pripravljenih 40 opcij,

ki je bilo pet serij po 8 možnosti, ustvarjenih po različnih načrtih.

Serije možnosti so se razlikovale po nadzorovanih vsebinskih elementih in vrstah

dejavnosti za isto linijo nalog, na splošno pa so vse imele približno

2 V tem primeru mislimo na obliko podajanja informacij v besedilu naloge ali distraktorjev,

zato lahko ista naloga preizkusi dve vrsti dejavnosti.

enako povprečno zahtevnostno stopnjo in je ustrezal načrtu izpita

delo podano v prilogi 4.1.

4.2. Značilnosti udeležencev enotnega državnega izpita iz fizike2007 leta

Število udeležencev Enotnega državnega izpita iz fizike je bilo letos 70.052 ljudi, kar

bistveno nižja kot leto prej in približno v skladu s kazalniki

2005 (glej tabelo 4.5). Število regij, v katerih so diplomanti opravljali enotni državni izpit

fizike, povečalo na 65. Število diplomantov, ki so izbrali fiziko v format

Enotni državni izpit se v različnih regijah bistveno razlikuje: od 5316 ljudi. v Republiki

Tatarstan do 51 ljudi v avtonomnem okrožju Nenec. Kot odstotek od

do skupnega števila diplomantov se število udeležencev Enotnega državnega izpita iz fizike giblje od

0,34% v Moskvi do 19,1% v regiji Samara.

Tabela4.5

Število udeležencev izpita

Letnik Številka Dekleta Fantje

regije

udeležencev Število % Število %

2005 54 68 916 18 006 26,1 50 910 73,9

2006 61 90 3893 29 266 32,4 61 123 67,6

2007 65 70 052 17 076 24,4 52 976 75,6

Za izpit iz fizike se odločajo predvsem mladi moški, le četrtina

od skupnega števila udeležencev so dekleta, ki so se odločila za nadaljevanje

izobraževalne univerze s fizičnim in tehničnim profilom.

Porazdelitev udeležencev izpita po kategorijah ostaja iz leta v leto skoraj nespremenjena.

vrste naselij (glej tabelo 4.6). Skoraj polovica diplomantov, ki vzeli

Enotni državni izpit iz fizike, živi v velikih mestih in samo 20% študentov je končalo

podeželske šole.

Tabela4.6

Porazdelitev udeležencev izpita po vrsti naselja, v katerem

se nahajajo njihove izobraževalne ustanove

Število preiskovancev Odst

Vrsta kraja preiskovancev

Podeželsko naselje (vas,

vas, kmetija ipd.) 13.767 18.107 14.281 20,0 20,0 20,4

Mestno naselje

(delavska vas, mestna vas

vrsta itd.)

4 780 8 325 4 805 6,9 9,2 6,9

Mesto z manj kot 50 tisoč prebivalci 7.427 10.810 7.965 10,8 12,0 11,4

Mesto s 50-100 tisoč prebivalci 6.063 8.757 7.088 8,8 9,7 10,1

Mesto s 100-450 tisoč prebivalci 16.195 17.673 14.630 23,5 19,5 20,9

Mesto s 450-680 tisoč prebivalci 7.679 11.799 7.210 11,1 13,1 10,3

Mesto z več kot 680 tisoč prebivalci.

ljudi 13.005 14.283 13.807 18,9 15,8 19,7

Sankt Peterburg – 72 7 – 0,1 0,01

Moskva – 224 259 – 0,2 0,3

Ni podatkov – 339 – – 0,4 –

Skupaj 68.916 90.389 70.052 100 % 100 % 100 %

3 Leta 2006 so v eni od regij sprejemni izpiti na univerzah iz fizike potekali le v

Oblika enotnega državnega izpita. To je povzročilo tako znatno povečanje števila udeležencev enotnega državnega izpita.

Sestava izpitnikov po vrstah izobrazbe ostaja skoraj nespremenjena.

institucije (glej tabelo 4.7). Tako kot lani velika večina

testiranih je diplomiralo na splošno izobraževalnih ustanovah, le približno 2 %

maturanti so prišli na izpit iz izobraževalnih ustanov osnovne oz

srednje poklicno izobraževanje.

Tabela4.7

Razporeditev udeležencev izpita po vrsti izobraževalne ustanove

številka

izpraševanci

Odstotek

Vrsta izobraževalne ustanove preiskovancev

2006 G. 2007 G. 2006 G. 2007 G.

Splošni izobraževalni zavodi 86.331 66.849 95,5 95,4

Večer (izmensko) splošno izobraževanje

zavodi 487 369 0,5 0,5

Splošnošolski internat,

kadetnica, internat z

začetno usposabljanje za letenje

1 144 1 369 1,3 2,0

Izobraževalne ustanove osnovne in

srednja poklicna izobrazba 1.469 1.333 1,7 1,9

Ni podatka 958 132 1,0 0,2

Skupaj: 90.389 70.052 100 % 100 %

4.3. Glavni rezultati izpitne naloge iz fizike

V splošnem so bili rezultati izpitnega dela v letu 2007

nekoliko višji od lanskih rezultatov, a približno na enaki ravni kot

številke iz predlanskega leta. Tabela 4.8 prikazuje rezultate Enotnega državnega izpita iz fizike v letu 2007.

na petstopenjski lestvici, v tabeli 4.9 in sl. 4.1 – na podlagi rezultatov testa 100-

točkovna lestvica. Zaradi jasnosti primerjave so rezultati predstavljeni v primerjavi z

prejšnji dve leti.

Tabela4.8

Razporeditev udeležencev izpita po stopnjah

priprava(odstotek celotnega zneska)

Leta “2” Oznake “p3o” 5 točk “b4n” na lestvici “5”

2005 10,5% 40,7% 38,1% 10,7%

2006 16,0% 41,4% 31,1% 11,5%

2007 12,3% 43,2% 32,5% 12,0%

Tabela4.9

Razporeditev udeležencev izpita

na podlagi rezultatov testov, pridobljenih v2005-2007 yy.

Leto Razdelka testne ocene

menjava 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100

2005 0,09% 0,57% 6,69% 19,62% 24,27% 24,44% 16,45% 6,34% 1,03% 0,50% 68 916

2006 0,10% 0,19% 6,91% 23,65% 23,28% 19,98% 15,74% 7,21% 2,26% 0,68% 90 389

2007 0,07% 1,09% 7,80% 19,13% 27,44% 20,60% 14,82% 6,76% 1,74% 0,55% 70 052

0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100

Rezultat testa

Odstotek študentov, ki so prejeli

ustrezen rezultat testa

riž. 4.1 Porazdelitev udeležencev izpita glede na prejete ocene

Tabela 4.10 prikazuje primerjavo lestvice v testnih točkah od 100

lestvico z rezultati reševanja nalog v izpitni različici v prim

Tabela4.10

Primerjava intervalov primarnih in testnih rezultatov v2007 leto

Razdelna lestvica

testne točke 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100

Razdelna lestvica

primarne točke 0-3 4-6 7-10 11-15 16-22 23-29 30-37 38-44 45-48 49-52

Prejeti 35 točk (ocena 3, primarna ocena – 13) testiranec

Dovolj je bilo pravilno odgovoriti na 13 najpreprostejših vprašanj prvega dela

delo. Za dosego 65 točk (ocena 4, začetna ocena – 34) mora diplomant

je bil na primer pravilno odgovoriti na 25 vprašanj z izbirnimi odgovori, rešiti tri od štirih

težave s kratkim odgovorom in se spopasti tudi z dvema težavama na visoki ravni

težave. Tisti, ki so prejeli 85 točk (ocena 5, primarna ocena – 46)

odlično opravil prvi in ​​drugi del naloge ter rešil vsaj štiri naloge

tretji del.

Najboljši od najboljših (razpon od 91 do 100 točk) ne potrebuje samo

prosto krmariti po vseh vprašanjih šolskega tečaja fizike, pa tudi praktično

Izogibajte se tudi tehničnim napakam. Torej, da bi dobili 94 točk (primarni rezultat

– 49) je bilo mogoče "ne dobiti" samo 3 primarne točke, kar je omogočilo npr.

aritmetične napake pri reševanju enega od problemov visoke stopnje kompleksnosti

in narediti napako pri odgovoru na kateri koli dve vprašanji z več možnimi odgovori.

Letos žal ni bilo povečanja števila diplomantov, ki so pridobili

Glede na rezultate Enotnega državnega izpita iz fizike najvišja možna ocena. V tabeli 4.11

Podano je število 100 točk v zadnjih štirih letih.

Tabela4.11

Število testirancev, ki so dosegli točkovanje glede na rezultate izpita100 točke

Leto 2004 2005 2006 2007

Število študentov 6 23 33 28

Letošnji voditelji so 27 fantov in samo ena deklica (Romanova A.I. iz

Novovoroneška srednja šola št. 1). Kot lani, med diplomanti liceja št. 153

Ufa - dva študenta naenkrat, ki sta dosegla 100 točk. Enaki rezultati (dva 100-

Gimnazija št. 4 poimenovana po A.S. Puškina v Yoshkar-Oli.

To razdaljo je mogoče oceniti s poznavanjem gostote snovi in ​​molske mase. Koncentracija –število delcev na prostorninsko enoto je povezano z gostoto, molsko maso in Avogadrovim številom z razmerjem:

kjer je gostota snovi.

Recipročna vrednost koncentracije je prostornina na eno delec in razdalja med delci, torej razdalja med delci:

Za tekočine in trdne snovi je gostota šibko odvisna od temperature in tlaka, zato je skoraj konstantna vrednost in približno enaka, tj. Razdalja med molekulami je velikosti velikosti samih molekul.

Gostota plina je močno odvisna od tlaka in temperature. Pri normalnih pogojih (tlak, temperatura 273 K) je gostota zraka približno 1 kg/m 3, molska masa zraka 0,029 kg/mol, potem ocena z uporabo formule (5.6) poda vrednost. Tako je v plinih razdalja med molekulami veliko večja od velikosti samih molekul.

Konec dela -

Ta tema spada v razdelek:

Fizika

Zvezna državna proračunska izobraževalna ustanova.. Visoko strokovno izobraževanje.. Orenburški državni inštitut za management..

Če potrebujete dodatno gradivo o tej temi ali niste našli tistega, kar ste iskali, priporočamo iskanje v naši bazi del:

Kaj bomo naredili s prejetim materialom:

Če vam je bilo to gradivo koristno, ga lahko shranite na svojo stran v družabnih omrežjih:

Vse teme v tem razdelku:

Fizikalne osnove nerelativistične mehanike
Mehanika preučuje mehansko gibanje. Mehansko gibanje je sprememba položaja teles ali delov teles glede na druga telesa ali dele teles.

Kinematika materialne točke. Kinematika togega telesa
Metode za podajanje gibanja materialne točke v kinematiki. Osnovni kinematični parametri: trajektorija, pot, premik, hitrost, normalni, tangencialni in polni pospešek

Dinamika materialne točke in translatorno gibanje togega telesa
Vztrajnost teles. Utež. utrip. Interakcija teles. Sila. Newtonovi zakoni. Vrste sil v mehaniki. Gravitacijske sile. Reakcija na tla in teža. Elastična sila. Sila trenja. Deformacija elastičnih teles. O

Dinamika rotacijskega gibanja
Osnovna enačba za dinamiko rotacijskega gibanja absolutno togega telesa. Trenutek moči. Moment glede na točko in os. Vztrajnostni moment togega telesa glede na glavno

Zakoni ohranitve in spremembe gibalne količine in kotne količine v mehaniki
Telefonski sistemi Vsaka množica teles se imenuje sistem teles. Če na telesa, vključena v sistem, ne vplivajo druga telesa, ki niso vključena

Delo in moč v mehaniki
Delo in moč sile ter moment sil. ; ; ; ; ; Mehansko delo in potencialna energija

Energetski LGO
Gibanje v kateri koli potencialni jami je oscilatorno (slika 2.1.1). Slika 2.1.1. Nihanje v potencialni jami

Vzmetno nihalo
Zakon ohranitve in transformacije energije nihanja vzmetnega nihala (slika 2.1.2): EPmax = EP + EK =

Fizikalno nihalo
Zakon ohranitve in transformacije nihajne energije fizičnega nihala (sl. 2.1.3): Sl. 2.1.3. Fizikalno nihalo: O - točka

Fizikalno nihalo
Enačba osnovnega zakona dinamike rotacijskega gibanja absolutno togega telesa: .(2.1.33) Ker za fizično nihalo (sl. 2.1.6), potem.

Vzmetno in fizikalno (matematično) nihalo
Za poljubne nihajne sisteme ima diferencialna enačba lastnih nihanj obliko: .(2.1.43) Odvisnost premika od časa (slika 2.1.7)

Dodajanje vibracij
Seštevanje nihanj iste smeri Oglejmo si seštevanje dveh harmoničnih nihanj iste frekvence. Pomik x nihajnega telesa bo vsota pomikov xl

Načini razpadanja
β < ω0 – квазипериодический колебательный режим (рис. 2.2.2). Рис. 2.2.2. График затухающих колебаний

Parametri dušenih nihanj
koeficient dušenja b Če se čez nekaj časa te amplituda nihanj zmanjša za e-krat, potem. potem, ah, naslednji

Vzmetno nihalo
V skladu z drugim Newtonovim zakonom: , (2.2.17) kjer je (2.2.18) zunanja periodična sila, ki deluje na vzmetno nihalo.

Postopek vzpostavljanja prisilnih zveznih nihanj
Proces vzpostavljanja prisilnih nedušenih nihanj lahko predstavimo kot proces seštevanja dveh nihanj: 1. dušenih nihanj (slika 2.2.8); ; &nb

Osnove posebne teorije relativnosti
Osnove posebne teorije relativnosti. Transformacije koordinat in časa (1) Pri t = t’ = 0 izhodišča koordinat obeh sistemov sovpadajo: x0

Električni naboji. Metode za pridobivanje stroškov. Zakon ohranitve električnega naboja
V naravi obstajata dve vrsti električnih nabojev, ki jih običajno imenujemo pozitivni in negativni. Zgodovinsko pozitivno se imenuje zora

Interakcija električnih nabojev. Coulombov zakon. Uporaba Coulombovega zakona za izračun interakcijskih sil raztegnjenih naelektrenih teles
Zakon interakcije električnih nabojev je leta 1785 ustanovil Charles Coulomb (Coulomb Sh., 1736-1806). Obesek je meril silo interakcije med dvema majhnima nabitima kroglicama v odvisnosti od hitrosti

Električno polje. Jakost električnega polja. Načelo superpozicije električnih polj
Interakcija električnih nabojev se izvaja s posebno vrsto snovi, ki jo ustvarjajo nabiti delci - električno polje. Električni naboji spreminjajo lastnosti

Osnovne enačbe elektrostatike v vakuumu. Vektorski tok električne poljske jakosti. Gaussov izrek
Po definiciji je tok vektorskega polja skozi območje količina (slika 2.1). Slika 2.1. K definiciji vektorskega toka.

Uporaba Gaussovega izreka za izračun električnih polj
V številnih primerih Gaussov izrek omogoča iskanje električne poljske jakosti razširjenih nabitih teles, ne da bi se zatekli k izračunu okornih integralov. To običajno velja za telesa, katerih geometer

Delo sil polja za premikanje naboja. Potencial in potencialna razlika električnega polja
Kot izhaja iz Coulombovega zakona, je sila, ki deluje na točkasti naboj q v električnem polju, ki ga ustvarjajo drugi naboji, centralna. Spomnimo, da je osrednji

Razmerje med jakostjo električnega polja in potencialom. Potencialni gradient. Izrek o kroženju električnega polja
Napetost in potencial sta dve značilnosti istega objekta - električnega polja, zato mora obstajati funkcionalna povezava med njima. Dejansko delo z

Potenciali najpreprostejših električnih polj
Iz razmerja, ki določa razmerje med jakostjo in potencialom električnega polja, sledi formula za izračun potenciala polja: kjer se izvede integracija

Polarizacija dielektrikov. Prosti in vezani stroški. Glavne vrste polarizacije dielektrikov
Pojav pojava električnih nabojev na površini dielektrikov v električnem polju imenujemo polarizacija. Nastali naboji so polarizirani

Vektor polarizacije in vektor električne indukcije
Za kvantitativno karakterizacijo polarizacije dielektrikov je uveden koncept polarizacijskega vektorja kot skupnega (skupnega) dipolnega momenta vseh molekul na prostorninsko enoto dielektrika.

Električna poljska jakost v dielektriku
V skladu z načelom superpozicije je električno polje v dielektriku vektorsko sestavljeno iz zunanjega polja in polja polarizacijskih nabojev (slika 3.11). ali po absolutni vrednosti

Robni pogoji za električno polje
Pri prečkanju vmesnika med dvema dielektrikoma z različnimi dielektričnimi konstantami ε1 in ε2 (sl. 3.12) je treba upoštevati mejne sile

Električna zmogljivost vodnikov. Kondenzatorji
Naboj q, pripisan izoliranemu prevodniku, ustvari okoli njega električno polje, katerega jakost je sorazmerna z velikostjo naboja. Potencial polja φ pa je povezan

Izračun kapacitivnosti enostavnih kondenzatorjev
Po definiciji je kapacitivnost kondenzatorja: , kjer je (integral vzet vzdolž silnice polja med ploščama kondenzatorja). Zato je splošna formula za izračun e

Energija sistema stacionarnih točkastih nabojev
Kot že vemo, so sile, s katerimi medsebojno delujejo naelektrena telesa, potencialne. Posledično ima sistem nabitih teles potencialno energijo. Ko so naboji odstranjeni

Trenutne značilnosti. Moč in gostota toka. Padec potenciala vzdolž vodnika po katerem teče tok
Vsako urejeno gibanje nabojev imenujemo električni tok. Nosilci naboja v prevodnih medijih so lahko elektroni, ioni, "luknje" in celo makroskopsko

Ohmov zakon za homogeni del verige. Odpornost vodnika
Med padcem potenciala - napetostjo U in tokom v prevodniku I obstaja funkcionalna povezava, imenovana tokovno-napetostna karakteristika danega p

Da električni tok teče v prevodniku, mora na njegovih koncih obstajati potencialna razlika. Očitno napolnjenega kondenzatorja v ta namen ni mogoče uporabiti. Akcija

Razvejane verige. Kirchhoffova pravila
Električni krog, ki vsebuje vozlišča, se imenuje razvejan krog. Vozlišče je mesto v vezju, kjer se srečajo trije ali več vodnikov (slika 5.14).

Upornostna povezava
Vezava uporov je lahko zaporedna, vzporedna in mešana. 1) Serijska povezava. Pri zaporedni povezavi tok teče skozi vse

S premikanjem električnih nabojev vzdolž sklenjenega tokokroga vir toka deluje. Ločimo koristno in popolno delovanje tokovnega vira.

Interakcija vodnikov s tokom. Amperov zakon
Znano je, da trajni magnet vpliva na vodnik s tokom (na primer okvir s tokom); poznan je tudi nasprotni pojav - prevodnik po katerem teče tok vpliva na trajni magnet (npr.

Biot-Savart-Laplaceov zakon. Načelo superpozicije magnetnih polj
Gibajoči se električni naboji (tokovi) spremenijo lastnosti prostora, ki jih obdaja - v njem ustvarijo magnetno polje. To polje se kaže v tem, da so žice nameščene vanj

Vezje s tokom v magnetnem polju. Magnetni moment toka
V mnogih primerih imamo opravka z zaprtimi tokovi, katerih dimenzije so majhne v primerjavi z razdaljo od njih do točke opazovanja. Takšne tokove bomo imenovali elementarni

Magnetno polje na osi krožne tuljave s tokom
Po Biot-Savart-Laplaceovem zakonu je indukcija magnetnega polja, ki ga ustvari tokovni element dl na razdalji r od njega, kjer je α kot med tokovnim elementom in polmerom

Moment sil, ki delujejo na vezje s tokom v magnetnem polju
Postavimo ravno pravokotno vezje (okvir) s tokom v enakomerno magnetno polje z indukcijo (slika 9.2).

Energija vezja s tokom v magnetnem polju
Tokokrog s tokom, postavljen v magnetno polje, ima rezervo energije. Dejansko, da bi tokokrog zavrteli za določen kot v smeri, ki je nasprotna smeri njegovega vrtenja v magnetnem polju

Vezje s tokom v neenakomernem magnetnem polju
Če je tokokrog s tokom v neenakomernem magnetnem polju (slika 9.4), potem nanj poleg navora deluje tudi sila zaradi prisotnosti gradienta magnetnega polja. Projekcija tega

Delo pri premikanju tokokroga v magnetnem polju
Oglejmo si del prevodnika, po katerem teče tok, ki se lahko prosto giblje po dveh vodilih v zunanjem magnetnem polju (slika 9.5). Magnetno polje bomo imeli za enakomerno in usmerjeno pod kotom

Vektorski tok magnetne indukcije. Gaussov izrek v magnetostatiki. Vrtinska narava magnetnega polja
Tok vektorja skozi poljubno površino S imenujemo integral: , kjer je projekcija vektorja na normalo na površino S v dani točki (slika 10.1). Slika 10.1. TO

Izrek o kroženju magnetnega polja. Magnetna napetost
Kroženje magnetnega polja po zaprti konturi l imenujemo integral: , kjer je projekcija vektorja na smer tangente na konturo v dani točki. Relevantno

Magnetno polje solenoida in toroida
Uporabimo dobljene rezultate za iskanje jakosti magnetnega polja na osi ravnega dolgega solenoida in toroida. 1) Magnetno polje na osi ravnega dolgega solenoida.

Magnetno polje v snovi. Amperova hipoteza o molekularnih tokovih. Vektor magnetizacije
Različne snovi so v različni meri sposobne magnetizacije: to pomeni, da pod vplivom magnetnega polja, v katerem so postavljene, pridobijo magnetni moment. Nekatere snovi

Opis magnetnega polja v magnetih. Jakost in indukcija magnetnega polja. Magnetna dovzetnost in magnetna prepustnost snovi
Magnetizirana snov ustvari magnetno polje, ki se nadgradi na zunanje polje (polje v vakuumu). Obe polji skupaj dajeta nastalo magnetno polje z indukcijo in glede na

Robni pogoji za magnetno polje
Pri prečkanju vmesnika med dvema magnetoma z različno magnetno prepustnostjo μ1 in μ2 se silnice magnetnega polja

Magnetni momenti atomov in molekul
Atomi vseh snovi so sestavljeni iz pozitivno nabitega jedra in negativno nabitih elektronov, ki se gibljejo okoli njega. Vsak elektron, ki se giblje po orbiti, tvori krožni tok sile – h

Narava diamagnetizma. Larmorov izrek
Če je atom postavljen v zunanje magnetno polje z indukcijo (slika 12.1), bo na elektron, ki se giblje v orbiti, vplival rotacijski moment sil, ki težijo k vzpostavitvi magnetnega momenta elektrona.

Paramagnetizem. Curiejev zakon. Langevinova teorija
Če je magnetni moment atomov drugačen od nič, se snov izkaže za paramagnetno. Zunanje magnetno polje poskuša vzpostaviti magnetne momente atomov vzdolž

Elementi teorije feromagnetizma. Pojem menjalnih sil in domenske strukture feromagnetov. Curie-Weissov zakon
Kot smo že omenili, je za feromagnete značilna visoka stopnja magnetizacije in nelinearna odvisnost od. Osnovna krivulja magnetizacije feromagneta

Sile, ki delujejo na nabit delec v elektromagnetnem polju. Lorentzova sila
Vemo že, da na vodnik po katerem teče tok v magnetnem polju deluje Amperova sila. Toda tok v prevodniku je usmerjeno gibanje nabojev. To napeljuje na sklep, da sila de

Gibanje nabitega delca v enakomernem konstantnem električnem polju
V tem primeru ima Lorentzova sila le električno komponento. Enačba gibanja delcev je v tem primeru: . Poglejmo dve situaciji: a)

Gibanje nabitega delca v enakomernem konstantnem magnetnem polju
V tem primeru ima Lorentzova sila le magnetno komponento. Enačba gibanja delcev, zapisana v kartezičnem koordinatnem sistemu, je v tem primeru: .

Praktične uporabe Lorentzove sile. Hallov učinek
Ena od dobro znanih manifestacij Lorentzove sile je učinek, ki ga je leta 1880 odkril Hall (Hall E., 1855-1938). _ _ _ _ _ _

Pojav elektromagnetne indukcije. Faradayev zakon in Lenzovo pravilo. Indukcijska emf. Elektronski mehanizem za nastanek indukcijskega toka v kovinah
Pojav elektromagnetne indukcije je bil odkrit leta 1831. Michael Faraday (Faraday M., 1791-1867), ki je ugotovil, da v vsakem zaprtem prevodnem krogu, ko se pot spremeni

Fenomen samoindukcije. Induktivnost prevodnika
Kadarkoli se spremeni tok v prevodniku, se spremeni tudi njegovo lastno magnetno polje. Skupaj z njim se spreminja tudi tok magnetne indukcije, ki prodira skozi površino, ki jo pokriva kontura prevodnika.

Prehodni procesi v električnih tokokrogih, ki vsebujejo induktivnost. Dodatni tokovi zapiranja in prekinitve
S kakršno koli spremembo jakosti toka v katerem koli vezju se v njem pojavi samoinduktivni emf, ki povzroči pojav dodatnih tokov v tem vezju, imenovanih dodatni tokovi

Energija magnetnega polja. Gostota energije
Pri poskusu, katerega diagram je prikazan na sliki 14.7, po odpiranju stikala teče skozi galvanometer nekaj časa padajoči tok. Delo tega toka je enako delu zunanjih sil, katerih vlogo igra ED

Primerjava osnovnih izrekov elektrostatike in magnetostatike
Doslej smo preučevali statična električna in magnetna polja, torej polja, ki jih ustvarjajo mirujoči naboji in enosmerni tokovi.

Vrtinsko električno polje. Maxwellova prva enačba
Pojav indukcijskega toka v mirujočem prevodniku, ko se spremeni magnetni tok, kaže na pojav zunanjih sil v vezju, ki sprožijo naboje. Kot smo že

Maxwellova hipoteza o toku premika. Interkonvertibilnost električnega in magnetnega polja. Maxwellova tretja enačba
Maxwellova glavna ideja je ideja o medsebojni pretvorbi električnega in magnetnega polja. Maxwell je predlagal, da viri niso le izmenična magnetna polja

Diferencialna oblika Maxwellovih enačb
1. Z uporabo Stokesovega izreka pretvorimo levo stran Maxwellove prve enačbe v obliko: . Potem lahko samo enačbo prepišemo kot, od koder

Zaprti sistem Maxwellovih enačb. Materialne enačbe
Za zapiranje sistema Maxwellovih enačb je treba navesti tudi povezavo med vektorji, to je določiti lastnosti materialnega medija, v katerem se obravnava elektron.

Posledice iz Maxwellovih enačb. Elektromagnetni valovi. Hitrost svetlobe
Oglejmo si nekaj glavnih posledic, ki izhajajo iz Maxwellovih enačb, podanih v tabeli 2. Najprej omenimo, da so te enačbe linearne. Sledi, da

Električni nihajni krog. Thomsonova formula
V vezju, ki vsebuje induktivnost L in kapacitivnost C, se lahko pojavijo elektromagnetna nihanja (slika 16.1). Takšno vezje imenujemo nihajno vezje. Navdušiti za

Prosta dušena nihanja. Faktor kakovosti nihajnega kroga
Vsak realni nihajni krog ima upor (slika 16.3). Energija električnih nihanj v takem vezju se postopoma porabi za segrevanje upora in se spremeni v Joule toploto

Prisilna električna nihanja. Metoda vektorskega diagrama
Če je vir spremenljivega EMF vključen v tokokrog električnega vezja, ki vsebuje kapacitivnost, induktivnost in upor (slika 16.5), potem v njem, skupaj z lastnimi dušenimi nihanji,

Resonančni pojavi v nihajnem krogu. Napetostna resonanca in tokovna resonanca
Kot izhaja iz zgornjih formul, pri frekvenci spremenljivke EMF ω, ki je enaka, amplitudna vrednost toka v oscilacijskem krogu traja

Valovna enačba. Vrste in značilnosti valov
Proces širjenja nihanja v prostoru imenujemo valovanje ali preprosto valovanje. Valovi različnih narav (zvočni, elastični,

Elektromagnetni valovi
Iz Maxwellovih enačb sledi, da če s pomočjo nabojev vzbujamo izmenično električno ali magnetno polje, bo v okoliškem prostoru nastalo zaporedje medsebojnih transformacij.

Energija in gibalna količina elektromagnetnega valovanja. Pointingov vektor
Širjenje elektromagnetnega valovanja spremlja prenos energije in gibalne količine elektromagnetnega polja. Da bi to preverili, skalarno pomnožimo prvo Maxwellovo enačbo v diferencial

Prožni valovi v trdnih telesih. Analogija z elektromagnetnimi valovi
Zakoni širjenja elastičnih valov v trdnih telesih izhajajo iz splošnih enačb gibanja homogenega elastično deformiranega medija: , kjer je ρ

Stoječi valovi
Ko se dva valova, ki se nasprotno širita z enako amplitudo, prekrivata, nastanejo stoječi valovi. Pojav stoječih valov se pojavi na primer, ko se valovi odbijajo od ovire. p

Dopplerjev učinek
Ko se vir in/ali sprejemnik zvočnih valov premakneta glede na medij, v katerem se zvok širi, se lahko izkaže, da je frekvenca ν, ki jo zazna sprejemnik, približno

Molekularna fizika in termodinamika
Uvod. Predmet in naloge molekularne fizike. Molekularna fizika preučuje stanje in obnašanje makroskopskih objektov pod zunanjimi vplivi (št

Količina snovi
Makroskopski sistem mora vsebovati število delcev, ki je primerljivo z Avogadrovim številom, da ga lahko obravnavamo v okviru statistične fizike. Avogadro pokliče številko

Kinetični parametri plina
Srednja prosta pot je povprečna razdalja, ki jo prepotuje molekula plina med dvema zaporednima trkoma, določena s formulo: . (4.1.7) V tej obliki

Idealen tlak plina
Tlak plina na steno posode je posledica trkov molekul plina vanj. Vsaka molekula ob trku prenese na steno določen impulz, zato na steno deluje z n

Diskretna naključna spremenljivka. Koncept verjetnosti
Oglejmo si koncept verjetnosti na preprostem primeru. Naj bodo v škatli pomešane bele in črne kroglice, ki se med seboj ne razlikujejo razen po barvi. Zaradi enostavnosti bomo

Porazdelitev molekul po hitrosti
Izkušnje kažejo, da imajo lahko hitrosti molekul plina, ki so v ravnotežnem stanju, zelo različne vrednosti - tako zelo velike kot blizu nič. Hitrost molekul lahko

Osnovna enačba molekularne kinetične teorije
Povprečna kinetična energija translacijskega gibanja molekul je enaka: . (4.2.15) Tako je absolutna temperatura sorazmerna s povprečno kinetično energijo

Število prostostnih stopenj molekule
Formula (31) določa le energijo translacijskega gibanja molekule. To povprečno kinetično energijo imajo molekule enoatomskega plina. Pri večatomskih molekulah je treba upoštevati prispevek k

Notranja energija idealnega plina
Notranja energija idealnega plina je enaka celotni kinetični energiji gibanja molekul: Notranja energija enega mola idealnega plina je enaka: (4.2.20) Notranja

Barometrična formula. Boltzmannova porazdelitev
Atmosferski tlak na višini h je določen s težo zgornjih plasti plina. Če se temperatura zraka T in gravitacijski pospešek g ne spreminjata z višino, potem je zračni tlak P na višini

Prvi zakon termodinamike. Termodinamični sistem. Zunanji in notranji parametri. Termodinamični proces
Beseda "termodinamika" izhaja iz grških besed thermos - toplota in dinamika - sila. Termodinamika je nastala kot veda o gonilnih silah, ki nastajajo med toplotnimi procesi, zakon

Ravnotežno stanje. Ravnotežni procesi
Če imajo vsi parametri sistema določene vrednosti, ki ostanejo konstantne pri stalnih zunanjih pogojih neomejeno dolgo časa, potem se takšno stanje sistema imenuje ravnotežje oz.

Mendelejeva - Clapeyronova enačba
V stanju termodinamičnega ravnovesja ostanejo vsi parametri makroskopskega sistema nespremenjeni tako dolgo, kot je želeno, pod stalnimi zunanjimi pogoji. Eksperiment kaže, da za katero koli

Notranja energija termodinamičnega sistema
Za termodinamični sistem je poleg termodinamičnih parametrov P, V in T značilna še določena funkcija stanja U, ki jo imenujemo notranja energija. Če je oznaka

Koncept toplotne kapacitete
V skladu s prvim zakonom termodinamike gre količina toplote dQ, ki je dodeljena sistemu, za spremembo njegove notranje energije dU in dela dA, ki ga sistem opravi na zunanji

Besedilo predavanja
Sestavila: GumarovaSonia Faritovna Knjiga je objavljena v avtorski izdaji Sub. za tisk 00.00.00. format 60x84 1/16. Bum. O

Plinski zakoni in osnove IKT.

Če je plin dovolj redčen (in to je običajna stvar; najpogosteje imamo opravka z redkimi plini), se skoraj vsak izračun izvede s formulo, ki povezuje tlak P, prostornino V, količino plina ν in temperaturo T - to je znana "enačba stanja idealnega plina" P·V= ν·R·T. Kako najti eno od teh količin, če so podane vse ostale, je povsem preprosto in razumljivo. Toda problem je mogoče formulirati tako, da bo vprašanje o neki drugi količini - na primer o gostoti plina. Torej, naloga: poiščite gostoto dušika pri temperaturi 300 K in tlaku 0,2 atm. Rešimo to. Po stanju sodeč je plin precej redčen (zrak, ki vsebuje 80 % dušika in je pri bistveno višjem tlaku, lahko velja za redek, ga prosto dihamo in zlahka prehajamo skozenj), in če temu ne bi bilo tako, nimamo druge formule ne - uporabljamo to priljubljeno. Pogoj ne določa prostornine katerega koli dela plina, nastavimo ga sami. Vzemimo 1 kubični meter dušika in poiščimo količino plina v tej prostornini. Če poznamo molsko maso dušika M = 0,028 kg/mol, najdemo maso tega dela - in problem je rešen. Količina plina ν= P·V/R·T, masa m = ν·М = М·P·V/R·T, torej gostota ρ= m/V = М·P/R·T = 0,028·20000/ ( 8,3·300) ≈ 0,2 kg/m3. Glasnost, ki smo jo izbrali, ni bila vključena v odgovor; izbrali smo jo zaradi specifičnosti - tako je lažje sklepati, ker ni nujno, da takoj ugotovite, da je prostornina lahko karkoli, vendar bo gostota enaka. Vendar pa lahko ugotovite, da "če vzamemo prostornino, recimo petkrat večjo, bomo količino plina povečali točno petkrat, zato bo gostota enaka, ne glede na količino, ki jo vzamemo." Lahko preprosto prepišete svojo najljubšo formulo in vanjo nadomestite izraz za količino plina skozi maso deleža plina in njegovo molsko maso: ν = m/M, potem je razmerje m/V = M P/R T takoj izraženo , in to je gostota . Možno je bilo vzeti mol plina in ugotoviti prostornino, ki jo zaseda, po kateri se takoj ugotovi gostota, ker je masa mola znana. Na splošno velja, da enostavnejši ko je problem, bolj enakovredni in lepši načini za njegovo rešitev ...
Tu je še en problem, pri katerem se vprašanje morda zdi nepričakovano: poiščite razliko v zračnem tlaku na višini 20 m in na višini 50 m nad tlemi. Temperatura 00C, tlak 1 atm. Rešitev: če pri teh pogojih najdemo gostoto zraka ρ, potem je razlika tlaka ∆P = ρ·g·∆H. Gostoto ugotovimo na enak način kot v prejšnjem problemu, težava je le v tem, da je zrak mešanica plinov. Ob predpostavki, da je sestavljena iz 80 % dušika in 20 % kisika, dobimo maso mola mešanice: m = 0,8 0,028 + 0,2 0,032 ≈ 0,029 kg. Prostornina, ki jo zaseda ta mol, je V= R·T/P, gostota pa je določena kot razmerje teh dveh količin. Potem je vse jasno, odgovor bo približno 35 Pa.
Gostoto plina bo treba izračunati tudi pri ugotavljanju, na primer, dvižne sile balona določene prostornine, pri izračunu količine zraka v potapljaških jeklenkah, potrebnega za dihanje pod vodo v določenem času, pri izračunu števila osli, potrebni za prevoz določene količine hlapov živega srebra skozi puščavo in v mnogih drugih primerih.
Toda naloga je bolj zapletena: električni kotliček hrupno vre na mizi, poraba energije je 1000 W, učinkovitost. grelec 75% (ostalo gre v okolico). Curek pare leti iz izliva - površina "izliva" je 1 cm2. Ocenite hitrost plina v tem curku. Iz tabel vzemite vse potrebne podatke.
rešitev. Predpostavimo, da se nad vodo v kotličku tvori nasičena para, nato curek nasičene vodne pare leti iz dulca pri +1000C. Tlak takšne pare je 1 atm, njegovo gostoto je enostavno najti. Če poznamo moč, porabljeno za izhlapevanje Р = 0,75·Р0 = 750 W in specifično toploto uparjanja (izhlapevanje) r = 2300 kJ/kg, bomo našli maso pare, ki nastane v času τ: m = 0,75Р0·τ/r . Poznamo gostoto, potem je enostavno najti prostornino te količine pare. Ostalo je že jasno - predstavljajte si to prostornino v obliki stebra s površino preseka 1 cm2, dolžina tega stolpca, deljena s τ, nam bo dala hitrost odhoda (ta dolžina se dvigne v sekundi ). Torej je hitrost curka, ki zapušča dulec kotlička, V = m/(ρ S τ) = 0,75 P0 τ/(r ρ S τ) = 0,75 P0 R T/(r P M ·S) = 750·8,3· 373/(2,3·106·1·105·0,018·1·10-4) ≈ 5 m/s.
(c) Zilberman A. R.

V plinih je razdalja med molekulami in atomi običajno veliko večja od velikosti molekul, privlačne sile pa so zelo majhne. Zato plini nimajo svoje oblike in stalne prostornine. Plini se zlahka stisnejo, ker so tudi odbojne sile na velikih razdaljah majhne. Plini imajo lastnost, da se neomejeno širijo in zapolnijo celotno prostornino, ki jim je na voljo. Molekule plina se gibljejo z zelo velikimi hitrostmi, trčijo med seboj in se odbijajo druga od druge v različne smeri. Številni udarci molekul na stene posode ustvarjajo tlak plina.

Gibanje molekul v tekočinah

V tekočinah molekule ne le nihajo okoli ravnotežnega položaja, ampak tudi skačejo iz enega ravnotežnega položaja v drugega. Ti skoki se pojavljajo občasno. Časovni interval med takimi skoki se imenuje povprečni čas ustaljenega življenja(oz povprečni čas sprostitve) in je označen s črko ?. Z drugimi besedami, relaksacijski čas je čas nihanja okoli enega določenega ravnotežnega položaja. Pri sobni temperaturi je ta čas v povprečju 10 -11 s. Čas enega nihanja je 10 -12 ... 10 -13 s.

Čas sedečega življenja se s povišanjem temperature zmanjšuje. Razdalja med molekulami tekočine je manjša od velikosti molekul, delci se nahajajo blizu drug drugega in medmolekularna privlačnost je močna. Vendar razporeditev molekul tekočine ni strogo urejena po celotnem volumnu.

Tekočine tako kot trdne snovi ohranijo svojo prostornino, vendar nimajo svoje oblike. Zato prevzamejo obliko posode, v kateri se nahajajo. Tekočina ima naslednje lastnosti: pretočnost. Zahvaljujoč tej lastnosti se tekočina ne upira spreminjanju oblike, je rahlo stisnjena, njene fizikalne lastnosti pa so enake v vseh smereh znotraj tekočine (izotropija tekočin). Naravo molekularnega gibanja v tekočinah je prvi ugotovil sovjetski fizik Jakov Iljič Frenkel (1894 - 1952).

Gibanje molekul v trdnih snoveh

Molekule in atomi trdne snovi so razporejeni v določenem vrstnem redu in obliki kristalna mreža. Take trdne snovi imenujemo kristalne. Atomi izvajajo vibracijska gibanja okoli ravnotežnega položaja, privlačnost med njimi pa je zelo močna. Zato trdne snovi v normalnih pogojih ohranijo svoj volumen in imajo lastno obliko.