3g Fysiki Biblio

182
ºÀ™π∫∏ ºÀ™π∫∏ ° °Àª¡∞™π√À °Àª¡∞™π√À

Transcript of 3g Fysiki Biblio

, K , , , , , , , , , , ( ) , , , , , . ,

-

, . & ...., &

.../ / 2.2.1/ 2.2.1.: . ... : . . . . .. 75% 25% .

, , , ,

:

....................................................................................................................

7

1 1. ........................................

11 11 12 15 16 22 24

1.1. .................................................................. 1.2. .......................................................................................... 1.3. ...................................... 1.4. .......................................... 1.5. .......................................................................................... 1.6. ............................................................................................ 2. ..............................................

35 35 39 43 48 52

2.1. .......................................................................................... 2.2. ............................................................................................ 2.3. .............................................................................................. 2.4. ........ 2.5. 3. ................................................................

65 65 72 73 76 78 79

3.1. ........................................ 3.2. .......................................... 3.3. .................................... 3.4. .................................................................... 3.5. ...................................... 3.6. ................................................

2 4.

89 89 91 92

................................................................................................

4.1. ........................................................................................................ 4.2. .................................................. 4.3. .................................................................................... 5.

5

..............................................................................................

98 98

5.1. ................................................................................................

5.2. .............................................................................................. 100 5.3. .............................................................. 101 5.4. .................................................................................................................... 104 5.5. .......................................................... 106

3 6. : ............................................................

115

6.1. : .................................................................................. 115 6.2. .......................................................................................... 118 7. ....................................................................................................

128

7.1. ........................................................................................ 128 7.2. : ........................................................................ 131 7.3. ...................... 134 8. 8.1. ........................................................................................ 141 8.2. .......................................................... 144 8.3. .......................................................................................... 147 8.4. ............................................................................................................ 148 9. : ........................

155

9.1. .............................................................. 156 9.2. .................................................................................................... 157 9.3. .............................................................................. 159

4 10.

167

: ................................................

10.1. .................................................................................. 167 10.2. .................................................................................................... 169 10.3. ................................................................ 172 11. : ; .. 177

11.1. .............................................................. 177 11.2. .............................................................................................. 178 11.3. ............................................................................................ 180

6

. , , . . , , , . , . , . , . . , . : - - - -

7

: , , , . 1: 2: 3: : 4: 5: : 6: 7: 8: 9: 2 : 10: 11: . . , . . Purdue , . . :

.

8

1

. , 6 .., () , , , , ( 1.1). . . 16 (William Gilbert), ( 1.2), . . . 1.1 .

1.1

; . . , . , , , , . . ; , . . ( ) . 1.2 (15401643) . , , , .

11

( 1.3). , . . . . ; 1.3 . .

, . , , ( 1.4). , . ; . ; . , ( 1.5). ( 1.5). , ( 1.5).

1.4 - . .

1.5 (, ), , (). 1.1

( 1.1).

1.2

; , ; , : . , . q Q.

12

1 , , , . , , ( 1.5). . ( ) , ( ). , , ( ). : ) ( ) ) ( ). . ( 1.6) . ( 1.7). 1.6 ; (17061790) , . . . .

E 1.7 , .

. . . , . . . ; ( ). . .

1.8 . .

13

( ) . , , ( , ). (S.I.) (Coulomb), . C. 1 C . 1 C , 109 ( )!! 1 C: 1 C ( ) 1 C=10-6 C 1 nC ( ) 1 nC=10-9 C. , nC ( 1.9). . , q 3 nC, : q=+3 nC. . q 3 nC, : q=3 nC. ; ( 1.10, 1.10). . ( 1.10). , . . q1=+4 nC q2=3 nC, : q=q1+q2=(+4 nC)+(-3 nC)=1 nC . 1.10 (, ) ().

1.9 o C (1 C=10-6 C). , , 1 C (1 nC=10-9 C). , .

, .

14

1

1.3

19 . .

19 20 , . 20 (Ernest Rutherford) (Niels Bohr) ( 1.11), : 1. ( 1.12). : , . , . 2. . . 3. ( 1.12). . . , , . . . 4. : +1,6x10-19 C, 1,6x10-19 C. . 5. . . . , , . . 1.11 . . . . . .

; , . . . , -

1.12 .

15

( 1.13). , , ( 1.13). . . , ( 1.13). , , .. ( ), ( ).

1.13 . . . .

. . . , , , . . , , . . . ( ). . .

1.14 . , . q=20 nC. ; , ; .

1.4

1 C 6,241018 , ( ).

( 1.15). , . , . , .

16

1 . , .

, , . ; . , . . . , ( 1.16). . ; ; . , . , . 1.2 . , , , .

1.15 , .

1.2 . 1.16 , . . . .

17

( 1.16).

, ( 1.17, 1.18). ; , , , . , , . 1.17 . , , . . . . . . .

, . . . : ( 1.19, 1.20).

1.18 (). ().

1.19 . : q=q+q

1.20 . 1.20. ;

18

1

. ( 1.21). . . ( 1.21). . , . . , , , , . . ; , . . , , . . , , . . ( 1.22). , . , . , , , , , , . , . . ; . . , . , , 1.21 () . . () . .

1.22 .

19

: , . ; , , . , , . , . , . . Tolman Stewart 1916.

.

. . . (1), (2) (3) ( 1.23).

1.23 () : 1. . 2. . 3. . . ; () . .

, . , . . . ( 1.23). , : .

. . ( 1.24). , . -

1.24 .

20

1 . . . . , . ; . , . . , . , : ( 1.25). . , . , . . . ( 1.26).

1.25 . , .

. ( 1.27) , .. ; , : . , . , , , . . . ( 1.28). 1.27 . 1.26 . . ; .

21

1.28 () . . ) .

. ; ;

( ) ( 1.28). , . 1.27 .

1.5 1.29 (Coulomb, 1736-1806) . .

. , , , . (Charles Coulomb) ( 1.29) : ;

, , . . . , , , , . , ... ( 1.30). .

1.30 F, 2 F/4=F/22 3 F/9=F/32.

22

1

. . , . . ( 1.31). , , . , ... . . . . : (F) (q1 q2) (r). : F=K q1 u q2 r2

1.31 , .

. . : K = 9 u 10 9 N u m2 C2

. -, , ( 1.32). 1 C 1 m 9 N. . C . 1.32 : . . ( ) ( ) .

23

, . , , . , . ( 1.33).

. ( 1.34), . , . , .

1.33 , . .

1.6

1.34 . .

. . ( 1.35), , .

. . , ( ) Van der Graaft . , ( 1.36). -

1.35 (Faraday, 1791-1867) . 19 . , .

1.36 () . () .

24

1 . : . ( 1.37). , . . . . . . . . . ( ) ; , ). , ( 1.37).

1.37 . .

; . . . , . , . . 1 C ( 1.38). ; . . . . 1.38 . . .

. .

25

1.3 30 cm 30 cm () 30 cm 1 C, N/C 310-6 10-2 10-1

() Van der Graaff

1 C, N/C 103 2106 5106 61011 21021 1014 107 3106 104

3 10 15 90 102

150 250

1.38 . (Faraday) , , . , , ( 1.39). , . , . , , . . , , ( ). , ( 1.39, ). 1.40 . . , . . .

1.39 () () . . () .

26

1 1.40 () . () .

1.41 . , . . .

1.41 .

( ): () . () . () .

K . . , , , .

1.41. . ;

27

Wimshurst ( ) () , . ( 1.42). . ; Wimshurst . . . . . , . 1.42 Wimshurst. .

; , . . ; , , . . , , . ( 1.43). . , . , . . , , . . ; .

1.43 , F1 F2 . () F1 . () , .

28

1

1. 2. 3.

:

: , , , . . : . .. .. . .. . . . , . . . , .. .

4.

: . . . . . . . . . .

. . : . (C) . (C) . (C) . (C)

5. 6. 7. . ; . : . ........ ......... ........ , ........ . . ........, ......... .........., .......... .......... , .......... . 8. : . . : . . . . .

29

. 2 C 3 C . , . : . 2 C 2 C, . 1 C 4 C, . 5 C 1 C, . 3 C 3 C. 9. 10. : ; . : ; . 11. : . . . . . . . . . . 12. . . . . . . . . . 13. . , . , . , . , .

. , . . . : ) , ) ) . ; ; ; : 1. 2. ; ; ; ;

14. 15.

30

1 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. ; ; 1.5. ; ; ; ; ; ; . ; S.I.; ; ; , , . , , . , . 12. 13. ; . . . . . ; 1.2 17 ) ) ; . . . ; ; . +10 C . . ) ; ) . . ; ; , , . . . ; . . ; ) ; ) ; . ; . .

14. 15.

16.

17.

18. 19.

20.

21.

31

22. . , . . : 410-19 C. ; ) ) ; 25. 26. 27. 28. ; . . ; Wimshurst ( 1.42). . ; . . . . . . ( ). . .

23.

24.

1.

1 C +4 C . 2 m. ( ) . ; 24 cm. 0,036 . 0,004 ; +3,2 C. 6,4 . 3,2 ;

2.

3.

32

1

. . : . , . . . . , . . : , , . . . . . , . . .

33

2

, , , , , , , , : , ( 2.1). ; . . : . . 2.1 , .

2.1

. .

2.2 : .

, . ( 2.2). . ( 2.3). ; . -

2.3 : .

35

. . . , , . . . , , , . . ( 2.4). . , , . .

2.4 .

; . , . . . ( 2.5). . ; . , . . , . . , ( 2.6). .

2.5 .

2.6 ) . . ) , .

36

2

. , . . . ; , . . ; , . ( ) , ( 2.7). (I) (q) (t) . :I= 2.7 . t q.

q t

(2.1)

. , , .. , .

1 Ampere (1 A) ().

37

1 1 C (1) : 1 Coulomb=1 Ampere 1 second 1 C=1 A 1 s Coulomb 1 Ampere. (1 mA=10-3 A) (1 =10-6 ). , .. (1 k=103 ). ( 2.8). . , , ( 2.9). . . , .

2.8 .

0 ( 2.9). . . , . . . ; . , . . , , . , , . ( 2.10).

2.9 () .

2.10 .

38

2

. . : . , , . : . , , . , , , .. , , , () .. : , . , , , , , .. : ( ) ( ).

, , . 300 .

2.2

2.11 , .

, .

, , , () ( 2.11). ( 2.12), . . . -

2.12 .

39

2.13 (), (), () . () .

. . , ( 2.13, ). . , . . . ( 2.13, ). , ( 2.13). , . . , , - . , , () ( 2.14).

2.14 . .

2.15 .

. . . . . ; . . . . .

2.16 .

40

2 ( ) ( ) , ( 2.15, 2.16). . ( 2.17) , .

, , .. . , . 1,5 V 4,5 V 9 V . () 220 V. ; , ( 2.18). () . . , . (V) (E) (q) q : V E=

2.17 .

2.18 , .

q

(2.2)

: =(V) ( ) (S.I.) Volt (1 V) : 1 Volt = 1 Joule 1J 1V = 1 Coulomb 1C

q

, 1,5 V ( 2.18) 4,5 V, ( 2.19). ; , 2.19, . 2.19. , .

41

, , . , . , , . ; . (V) q q : E V= (2.3) q , .. , , .., . . ( 2.21). . 2.21, , . . . , . , . , 4,5 V. :

2.20 (Volta) (17451827) , . . . Volt .

2.21 . ( ). .

. . . . .

42

2 . . , . , , . . . . 2.18, . . . , ..., . . . , ( 2.21) ( 2.13). , . 2.22. , 2.23. . , , . 2.23 () . () . () .

2.22 .

2.3

(, , ..) () . ( 2.24). V, . V, . . , -

2.24 : () () .

43

2.25 , . () , . () , .

2.25 ( 2.25) ( 2.25). .

() (V), ( R). (V) () : R= V I (2.4)

(1 Ohm). 2.4: 1 Ohm = 1 Volt 1V 11= 1 Ampere 1A

: - (1 =103 ) - (1 =106 ). ( 2.26). . 2.26 . , , .., .

. , R ,

44

2 . .

, . () , . ; ; , . . ( 2.27). 2.1. , . 2.1 () V ( 2.28). () (V) . , . 2.1, (V/I). . R , , . (Ohm) : (I) (V) . , . 2.28 () () .

2.27 , . 2.1 V/I V (Volt) 0 1,5 3,0 4,5 6,5 7,5 9,0 I (mA) 0 7,5 15,0 22,5 30,0 37,5 45,0R= V I

Volt = 1 A

200 200 200 200 200 200

45

2.4 : 1 u V V = IuR R : l= (2.5)

1/R. . , 2.28. ; 2.27, ( ). , ( 2.30) , , , .. , ( 2.31). , , . . ( 2.25). 2.30 (1), (2), (3) (LED) (4) . 2.31 () () , . .

2.29 (1787-1854) .

, , . . ( 2.32).

2.32 () . () . () .

: -

46

2 . .

, , ; , () . . ( 2.33). : .

V (). () , . . . . ; . 2.1 . , . , . . . . , , ( 2.34).

2.33 .

2.34 . , . .

47

. . . .

, , 1,5 V 4,5 V, . . . . . ; ;

2.4

; . . , , , . . , . .

2.35 , . . . .

2.35 .

48

2

. . ( 2.36). .

. . .

2.36 () .

. 2.37. . . . : ( ), () , . : l (2.6) R = u A R , . . 2.6, , m m2, m. , . , , 20C 2.37 .

. . . . . ;

49

2.2 PVC 2x105 1081011 10101014 1014 3,5x10-5 2.300 m 1,47x10-8 1,72x10-8 2,63x10-8 20x10-8 100x10-8

. . . ( 2.37). ( 100C ) : =0(1+) (2.7)

0 0 C . . 1/273C. , ( ), . , . . , R=R0(1+), (2.8)

R0 0C R . ; , . ( 2.38) , , . .

2.38 . .

( 2.39). . .

2.39 ) () . ) .

50

2

; . , . , , ( 2.39).

; 2.40 ( 2.40). . , . , , . : I= V R

, R ( 2.40). ( 2.40). .

2.41 . ( ) . . , , ( 2.41).

2.40 () . () . () . , .

RA ( 2.41). V RA: V = IRA (2.9) 2.41 () , . () .

, .

51

2.5

() (), ( ) ( 2.42). . , . , . , . 2.42 .

. . . . . , . . , . . , . 2.43 2.43 (). . : I = I1 = I2 (2.10)

; 2.43 () . () .

. , . -

52

2 , , . . ( 2.44) . VA VA V ( 2.44) : V = VA + V (2.11)

4,5 Volt 2,5 Volt. To . . ; . .

; : . . ( 2.44), . VA. , . : = + (2.12)

. , . . 2.45 . . . . , , . . , .

2.44 () , . () .

2.45 .

53

( 2.46). : . (VA). . (I) (I1 I2) 1 2 ( 2.46). : 2.46 2.45 .

I = I1 + I2

(2.13)

; . . . (I) (I1 I2) .

. R1 R2, : ( 2.47) ( 2.47). 2.47 () : . () : .

( 2.48). () . ( ) ( 2.48). V, I. R , V, I ( 2.48). R (). , : R= V I (2.14)

2.48 () .

V I

54

2 ( 2.48). . : .

2.49. I, . : VAB = VA + VB (2.15)

R1 R2 : VA = IR1 VB = IR2 (2.16) (2.17) 2.49 () . () .

(R) I, VAB ( 2.49). , , : VA=IR (2.18)

VAB, VA VB (2.15) (2.16), (2.17) (2.18), : I R = I R1 + I R2 R = R1 + R2 (2.19)

(2.19) . .

2.50. , (V). , 1 2 : = 1 + 2 (2.20) 2.50 () . () .

-

55

4,5 Volt 3,6 Volt. . ; . .

, (R) : I1 = VAB , R1 I2 = VAB , R2 I= VAB R (2.21)

(2.21) . (2.20) (2.21), : VAB VAB VAB = + R R1 R2 (7 ) 1 1 1 = + R R1 R2 (2.22)

(2.22) , , . .

2.1 1 2 . K , 0,2 . 20 40 , : ) V1 V2 V ; ) ;

1: R1=20 2: R2=40 : =0,2

T 1: V1 2: V2 : V : R

V = I R V=V1 + V2

1: ( ). 2: - (, ) ( ). 3: . R1 R2 . =0,2 . : 1 V1=IR1, V1=(0,2 A)(20 )=4 V, : V1=4 V V2=R2, V2=(0,2 )(40 )=8 V, : V2=8 V 2

56

2

4: ( ). R1 R2 . : R=R1+R2 R=(20 ) + (40 )=60 : R=60 .

: (V) : 1. : (V) V V: V=V + V V=(4 V) + (8 V) V=IR V=12 V. ()

2. : : V=(0,2 )(60 ) V=12 V.

2.2 1 2 . K , V 12 V. 20 40 , : ) I1, I2 I ; ) ;

1: R1=20 2: R2=60 : V=12 V

1: 1 2: 2 : R

I=

V R

I = I1+I2

1: ( ). 2: - , ( ). 3: . R1 R2 . , (V). : 1 2

V I1 = , R1

12 V I1 = 20 1

I2 =

V , R2

I2 =

12 V 60 1

: 1=0,6 =0,8

: 2=0,2 ()

=1 + 2 =0,6 + 0,2 .

57

4: ( ). R1 R2 . :

1 1 1 = + R R1 R2

1 1 1 = + R 20 1 60 1

1 60 1 + 20 1 = R (20 1) u (60 1)

R=15 . ()

: .

R=

VAB I

R=

12 V 0,8

R=15 .

1.

:

: . ........................ ........................ ................. . . ............... (I) ............... (q) .................. ............... ............... (t) ............... ................ I =........ ........

H ...............

...... ............. ...................... . ............... , ............... ...................... . . ............... ............... . () ( ) ............... , ............... . ..................... , ................... . . ............... ............... (V) ............... (E) ............... (q) ............. ............... ............... , ............... ......... ...........

58

2

2. : . ............... (R) ............... ............... (V) ............ () ............... ............... : R =........ . ......... (1 .....). ........

. ............... ............... . . (I) ............... (V) ........ .........

. ............... ............... ................ . : i) ............... ............... ( ), ........... ............ () , ii) . . ...................., ........................ 3. : . VA ................. VA V . ............................. ....................... . (I) .................. ............... (I1 I2) .................... . ............... ................. .................... : 4. . . , , , , . , , , , . , , . . ............. ........... ............... -

5.

59

6. . , ; . . . . . . . . . . . 7. . : . , . . , . . , . . . . . . . . 8. 9. . ; . . . ; 10. . . . . R1 R2 . . R2 R3 . . R3 R4 . . R2 R3 R4. . R1 R2, R3 R4.

60

2 . R1 R2. . R2 R3 R4. . R3 R4 . . R1 R2 R3. . (, ) R1 R2. . 11. , R1 R2, . . () . ; . R1 R2, . . () ; ; ; .

12.

1.

320 . ; e=1,6x10-19 C. , , . 9 V. =1,5 . . ; . ; . ;

2.

3.

.. 12 V, . 4 kC 30 kC, .

4.

50 . . . 5 V. . . .

61

5.

- . . () . 1. ; . 47,1 m 2 mm. 2.2 50.

1 (Volt) 2 4 6 8 (m) 30 40 35 47

6.

7.

4 10 61 15 m . 0,25 . , 2.2 50.

8.

. 1 mA . , . ; , , , R1=40 R2=60 , . . V= 6 V. : . . R1 . R2 . V1 V2.

9.

10.

, , R1=60 R2=30 . . =0,3 . . ; . . . ;

62

2

. , . . , (, , ..). (.. ). ( ) (q) . . , , . . : . , , . . . . . .

63

3

, , . , . . . , () (), . . ( 3.1). () , , , , . , , , , .. .

3.1 .

3.1

. . , . , , ( 3.2).

3.2 , .

65

, , . (Joule), . . , () ( 3.3). () , . . , . ; , . . . .

3.3 , .

. m. R ( 3.5). , . . , . . ; (Q) (t) (m) (). : Q=c m 3.5 .

3.4 (Joule, 1818-1889) , . . .

c = 4.200

J ( ), m kg uC

66

3 kg (C). . : . ; t R () ( 3.1). ( 3.6). : (2 ), (4 Q=22 Q). (3 I), (9 Q=32 Q) ... (Q) . . , ; . , ; ( 3.7, 3.8). ( 3.1 3.1). : , ( 3.7, 3.1). ( 3.8, 3.1).

3.6 .

3.7 , , .

3.8 , .

67

3.1 3.1 R, t 4 3.1 R 2R I, t 2 3.1 t 2 t I, R 2 2I

, : R, I Q t : . I , . R , . t . : (Q), (I), (R) (t); . 2.3 : E = V q (3.1)

, Q=E, 3.1 : Q=(I R ) ( I t ) Q = I 2 R t (3.2)

S.I., Q J (), I , R t s. 3.9 .

3.9 () , () () .

; -

68

3 ; , : ( ) ( ) ( 3.10). . . , . . , . . , . , , . , . , , , () . . . . . 3.5 .

3.10 . . .

. : 1. , . 3.11 .

69

. , , . . ( 2.000C) . , . , , . , ( 3.11). 2. ( 3.12, 3.13). , . 3. , , . 3.13 . . , .

3.12 .

. , V I = (R) , R (I) . ( ). . , . . : . , . ( 3.14).

3.14 . , .

70

3 . , .

. 4,5 V . ;

3.1 . , m=0,2 kg. R=8,4 . : =2 . t=0, 18C. t=2 min; : c = 4.200

J kg uC

: m=0,2 kg : R=8,4 . : =2 . : t=2 min J E : c = 4.200 kg uC : 1=18C

: 2

: Q=c m Q= 2 R t Joule:

1: : : = 21. 2: : Joule: Q=I2 R t Q=22 8,4 120 J Q=4.032 J

Q 4032 C = 4, 8 C, 6 = 4, 8 C , 6 = : Q=c m , 6 = c um 4200 u 0, 2 : 2=1 + 2=18C + 4,8C 2=22,8C

71

3.2

, , . . . . . . . . , ( 3.15). , . .

3.15 () . () () .

, ( 3.16). . . ( ). , ( 3.17). . , . . 3.15 . . , , , .

3.16 . .

3.17 .

, .

72

3 , ( 3.18). . . ; . , , . .

3.18 . . .

. . , 1886 !

3.3

, , .. . . . . , . - ( 3.19).

1820 . ( 3.20) , , : . . ( 3.26) . .

3.19 .

73

, . : , , , ..

, ( 3.21). , . , , . .

3.20 (Oersted, 1777-1851) . 3.21 , ( -). , .

; , , . . .

3.22 .

, , . ( 3.22). . , . , . , , , ( 3.23). : . ' . -

3.23 . . .

74

3 . , , ( 3.23 3.24). , . ' , .

3.24 .

, 3.25, , . , . : ( 3.25). , . ; ( 3.25). ( 3.25).

3.25 () . () : .

75

. . , , . . ( 3.26) , , . , . ( 3.27). . . . : , .

3.26 (1775-1836) . , . . , , .

3.4

3.27 . .

. . , , . , . . . ( 3.28).

, . . 1821. , . , , ( 3.28). .

3.28 . (Hg) . . .

76

3 , . , , , , ( 3.29).

. , ; 19 . . . (). . .

3.29 .

3.30 () . . () ().

1831 , , ( 3.30, ). . ( 3.31). .

3.31 . . .

77

, . . . , . .

(Faraday) 1856 . ( ).

3.5

. . (). 1,1 V. . : , . . . 0,1 . 0,02 . , , . . 0,1 ( 3.2). . . , (-, -, - ..) 1,5 k 100 k . 20 k

. . ; . 220 Volt. ( ) ;

78

3 220 V 0,011 11 mA. , 10 V . . 220 V . , . 40 V .

. , , , . 0,1 V. . , , . . . , . . . .

3.2 0-1 1-8 8-15 1020 2050 50100 mA mA mA mA mA mA . .

3.6

. , , 3.32, , -

3.32 . .

79

. .

; ( 2.3) =q V . , : =V ( I t ) E=V I t (3.3)

(V) () , (I) (t). 3.3 . , , , .. , , (S.I.) (1 J). 3.3 V=1 V, I=1 A t=1 s / 1 1 V: =(1 V)(1 A)(1 s)=1 J 1 1 J 1 s 1 V.

. . : : (V) (I) (m) (t)

:

. ; . . . . . ;

, , . (P) () (, ) (, , ) () (t). : P= E t

80

3 , P = E t . / V uIu t , / t (3.4)

3.3 P = P = V u I

/ . , , V=1 Volt =1 , 3.3 : P=(1 V)(1 )=1 W 1 1 V 1 W. 100 g 1 m .

. ; . . 3.33. . . , : E= t W s, J. . (: 1 kW h). 1 kW (1000 W) . 100 W 10 1 kWh. .

3.33 . 1.000 J;

; ;

81

: . . . . ( ). ( ) 1.500 2.500 500 150 3.500 W 600 h

. , .

1.

:

: . ............................. ............., ................ ............................. . ......................... , (.......................) . ............................. . . ................... R, ................. ..................... (I) ............................. Q t ............................. i) ................. .................. .................. (I) , ii) ........................... (R) iii) .................. (t) ................. . . ................ ................ . ................. ................ .......................... . ................ . , ................ . . , .

2.

: . ................ ................ ................ . ................ ................

82

3

. ................ . ........................... ........................... . ........................... , ........................... . . ................ ...................... . ................ .................. ........................... ....................... . .................. ...................... 3. : ...................... ....................... ...................... (V) () , ....................... (I) .................... .......................... ...................... ........................... (t). ........................... . : 4. . i. . , . 1 , 20C 22C . . 20C 28C. . 2 , 20C 24C. . 1 , 20C 24C. . 0,5 , 20C 24C. ii. , , : . . . . . . . .

83

5. . 30 J. , ; ; 7. . 5 V, 0,1 . : . 0,5 W. . 0,5 W. . . . 0,5 J . . 30 J. 8. . 1 5 . ; .

6.

9. 10.

: c = 4.200 1

J . kg uC

12 V, 30 W. ; 12 V, ; , , (12 V, 6 W), (12 V, 30 W) (12 V, 24 W) . 12 V, ; ; 6 V 6 . . . . ; . ; . ; . , ; . , ;

2.

3.

84

3

4.

R=12 , V=6 V, , 0,1 kg 18C. . . . . . 15C 25C;

5.

( 3.13, . 70) 10 kg, 60 , 4 . . 2 min. . 70% , 2 min.

6.

R1=20 R2=40 . , 12 V. . ; . . . . . . . .

7.

, . . . . . . =0,5 , . . 6 V, . . , 1 kg 15 m; (g=10 m/s2)

8.

12 V, 2 . 1.000 J. . . . . . . . .

9.

120 V 600 W, . 80% . , :

85

. . . . . . . . . . . . 10. 100 , , 4 W. . . . . ; . 10 V, ; ; ; ().

, . . , , : , . . . . . . . . . , , . .

86

4

. , , , . , ( ). . ( 4.1). - , . , . , ( 4.2).

4.1

4.1 - .

; - ; , . . - . . . , ' , , , , , ' . ;

4.2 , .

89

4.3 . . . , . . , , ' . . . , . ; , . , ( 4.3). ( 4.4).

4.3 () : F1 W. () : F2 W.

. , . , , . H . ( 4.5). , .

4.4 .

()

4.5 .

90

4

4.2

: , . 4.6 . ( ), . , , , (). ( 4.7) , () . 4.8 30 . 30 . 15 . 15 . (f) () t . . = f= N 6t (4.1)

4.6 .

4.7 , .

, (4.1) t=T, N=1 : 1 f= T . (Hertz). 1 =1 Hz s 1 . 4.6 . , . . .

4.8 .

91

' . , . , . (W) (, ) ( 4.9). , , , . ; 4.9 W2 . .

: . , ( 10 ) ( 4.9). . . ( ). . ' . . , ( 4.10). 2,5 .

4.10 , ' , .

1 m. . 30 . .

- . , . ; ; ; 10 .

4.3

, , . , , , . ; 4.11 . (1) . (2) -

92

4 . , . (2) , . (3) . (4) . , , . , , ; , , , . , . . ( ) .

4.11 1: . . 2: , . 3: , . 4: 4, .

; ; ' , , , . , . . , , . . . , : .

. .

. , 1821 .

93

. , , 17 . , , . . .

:

Times of our lives by Karen Wright, Scientific American, . 45, 2002 The Tick-Tock of the Biological Clock by Michael W. Young, Scientific American, . 48, 2000.

1.

:

: . ....................... . ....................... . ....................... . . O ....................... ....................... (). ....................... () t ....................... (f). . ....................... ....................... .................. ................... .

94

4

2.

4.7 91 . , . . ) , ) , ) , ) , ) .

3.

. . . . . . . . , . :

4.

. : ) ; ) ; . ;

5.

. , , 1 1 s. . ) , ) , ) , ) . , .

6. 7. 8. 9.

; ' ; : ) ; ) ; ) ; ' . 4.9 92 : . ; . ; . ; . ;

95

1. 2.

60 2 . .

, , 225 z. 1 s .

. . (). (f) () t . . . , , , . .

96

5

surfing () . , , , ( 5.1). . 5.1 .

; ; , , , ; ' .

5.1

, . ( 5.2). . , , ( 5.2). . . 5.2 () . () .

, , ; . , , , , .., . , , . , , , . -

5.3 ( ).

98

5 . . : . . . .

; . , , / ( 5.3). . , . . ( 5.4). . . . : , ( 5.5). 5.6 , . , ( ). . ' . . . , , . 5.4 ( ) . , .

5.5 . , .

5.6. . , , . .

99

: . , . , , . .

5.7 .

: ( ) ( ) ( S) ( ). , , , . .

5.2

; ' ; . ( ). 5.8. . . , , . . ' , . . . . . .

5.8 .

100

5 . . . . . . .

1 : . . , . . ; . 2 : 30 cm. . (). . . .

5.3

: , , , . 5.9 . (), , . . . f . , ( 5.9). . . ' . . . () () (). ( 5.10). . . () . . . . . -

5.9 ( ) =.

5.10 . .

101

' , ( 5.11). ; ( 5.9 5.10). = t=, x=, : = x , t

1 . T = , f T

f , : 5.11 (2) (1).

= f : ' . : . . , .

4 5 . . , , . ; . . .

5.1 27 1964 8,4 (). 150 km 540 km/h. : =150 km : =540 km/h f Hz = f

1: S.I.:

= 150 km = 150 km 1.000

m km

= 15 10 4 m

= 540

1.000 m km m = 540 = 150 3.600 s h s

2: :

= f f =

m / s f = 10 3 Hz f= 15 14 4 m / 150

102

5

: , , ; ( ) . . . ( 5.12).

, , . 5.12 ( ), ( ). ( ) ( 5.12). ! . . ( 5.12). 5.12 () . () . () . . .

. ( 5.13). . . . , ( 5.13). , . = f . , . ' , ( 5.13). .

5.13 () . () , . .

103

. ( ).

;

5.4

; ; ; ; ; ' . . , . 3.000 .

5.14 : . .

, . . . . ; . ;

. , , () . . , , ( 5.14). . . ' , . .

, . ,

104

5 ( 5.15).

. . , . 20 z 20.000 z . 20 z , 20.000 z . : , , . ( ) ( ). = f.

5.15 () . () .

; . . . : , , . . ' , , . . 5.1 .

5.1 m/s (20C) (20C) (20C) (269C) (20C) (0C) (20C) (100C) pyrex 3.445 3.480 5.170 5.790 211 1.451 1.402 1.482 1.543 344 999 1.330

105

. . . . .

5.16 () . () (). .

5.2 2,5 105 Hz. 1.533 m/s, . : U= f

f=2,5 105 Hz : =1,533 m/s

m 1.530 , = s = f = 5 2, 5 10 Hz f

=0,0612 m 61,2 mm

5.5

5.17 . . .

. . ( 5.17). . , . . . .

5.18 , 7.000-100.000 z, , .

. , ' ,

106

5 . , 5.2. 5.2

1620.000 z

1550.000 z

6065.000 z

10015.000 z

150150.000 z

100120.000 z

( 5.19) , . . , .. , . . . ( 1.000 Hz) ' , . (decibel, dB) , . , 120 dB . 10 dB 10 , 20 dB 100=102 30 dB 1000=103 . 10 dB .

5.19 , .

5.3

10 dB

30 dB

50 dB

70 dB

90 dB

120 dB

107

, , . . ; , ( 5.20). .

5.20 : () . () .

: 1.

, , : . ........................... ........................... ....... ........................... . ..................... . ................. : ) .................... .................. ) .................... ..................... . .................... .................... : ) .................... .................... .................... .................... . .................... .................... .......................... ) .................... .................... .................... ................ . ...................., .................... .................... .................... .................... . ................ ................ . .................... .................... .................... .................... . ' ................. ................ ................. ................. ................. ................. .................. -

108

5

................. . ................. . ................. ................. , . 2. 3 m. . . . 4.

3.

. . . . . . . . . . , .

5.

: . ............. ............... ................ ............... 20 z ............... 20.000 z ............... ................ 20 z ..............., 20.000 z .................... . ..............., ............... ................... ...................

6.

. . : . , . . , . . . . , . . .

7.

1.200 z. . . : ) , ) , ) .

109

. , , 8. 5.2 . ( ). ; . , , ; 5.9 80 cm ; . , : ) ; ) ; ; ' . ; . . , : ) , ) , ) , ) , ) , ) , ) , ) . 14. . . 15 . 30 . . . ; ; . . = 5.1, ; . . ; ;

9.

10. 11. 12.

13.

15. 16.

17.

110

5

18.

5.4 ; . .

5.4 . . .

19.

i. : ) , ) , ) . ii. : ) , ) , ) . iii. : ) , ) , ) . iv. T : ) , ) , ) . 20. 80 dB. : ) 90 dB; ) 100 dB;

1.

, ,

5.9 80 cm, 5 Hz. . 2 . 10 cm. . 24 . 20 m 10 s . . 5 km/s 9 km/s. 400 km . ; ; . 2,5 m/s 7,5 m, o 1 min;

2.

3.

4.

5.

6.

10 s . 340 m/s, ; 15 kHz . 1,5 km/s ( ), ;

7.

111

8.

8 . , 1.020 m . ; ) 5.1 . ) 200 Hz. . . 2 s 2 s . 340 m/s, ;

9.

, . , , , , . . , . . () (t) 1 : f = . T . : , , . . 20 Hz 20.000 Hz . 20 Hz , 20.000 Hz . . . .

112

6

: . , . , , ..

6.1

: 6.1 1 : .

. ; ; ; ; . , . ( 6.1). , . , ( ) ( 6.2). 11 .. . , ,

6.2 2 : .

;

115

. , . . , . , , ( 6.4), ( 6.3). ( 6.4). . .

6.3 . .

, . ;

. .

6.4 . () : . () : . () . .

, . . . . . ; , , . . . , ( 6.5). .

6.5 . .

. ; .

116

6 . ( ). ( ). . , . . .

. . . . . ( 6.7). . . . . . , , , ( , , ) . , . . , . .

6.6 . . . . . .

. .

6.7 . . .

117

6.8 : () , () , () , () (laser). . . . . , . , . , , ( 6.8).

6.2

; ( 6.9). , ( 6.10). ( 6.11). ( 6.11). . . . ( , ..) . . .

6.9 .

6.10 .

118

6

, . . . ( 6.12). ( 6.12). , .. , . ( 6.12).

6.11 .

E 6.12 () : . () : . () : .

; , . .

; . , . . , . . , . () ( 6.13).

6.13 .

, , . ; . 6.14 .

119

, . . . , .

, . (.. ) , ( 6.15). . . , . , , ( 6.16).

6.15 . A O = . A v v O v .

, . .

6.16 . .

( 6.17). .

6.17 .

120

6 . ( 6.18). . . , .

. ( 6.19). : ( 3). , : ( 1). , 29,5 ( ) ( 6.20). ( 6.19). , 1 3 ( ), , . - . ( 6.21). -, ( 6.17). 6.18 11/8/1999 .

6.19 .

6.20 .

6.21 .

121

, .

. , . . , , . 300.000 km/s. ; 1.000.000 . 170 km/h - 100 . 8 . - 1 . . ( 6.22). 200.000 km/s. 6.22 . . . . 6.22 . .

. , A ( ). , , . .

122

6

(super nova) . . . . . 1604 1987. . 169.000 . . t=170.000

t = 169.000 u

/ 350 24 h 3.600 s u u / h

t 5 5, 33 u 1012 s

8 : 6x = c u t = 3 u 10

m u 5, 33 u 1012 s 5 1, 6 u 1021 m s

: ) ; ) ; ;

; 1650 (Fermat) (16011665) . : . . , .. . . . , (. 6.23). , , . , .

6.23 , , .

123

1.

:

: . . . . .. . . . . .. .................. . .. . . . . ... , ...

2.

; : ) , ) , ) . . . . . . . . . , , .

3.

4.

: ) , ) , ) , ) , ) . : ) , ) , ) ( ), ) (), ) . , , : , , , , , , , , . ; ; . -. . . . . . .

5. 6. 7. 8. 9.

10.

124

6

. . . , . : 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. ; . ; ; . . . ; ; ; . , .

1. : ; 2. . 15 cm 20 cm. 50 cm . 3. : 1/3 , 18 m; ; 1.500.000.000 km. . 5,5 . -

4.

5.

125

. ; 6. . 4,5 . ) . ) ; : 3 . 108 m/s. 23 1987 . . ; . 169.000 ; -

7.

, . , , , , . . . . . . . . . 300.000 . . . . . , . .

, ,

126

7

( 7.1). . (3000 ..) . . ( ) (3000-1000 ..) ( 7.2). .

7.1 , . , .

7.1

A

6 . : ( ), . , .

7.2 () . () 2.500 ..

128

7

( 7.3) , , . . ; . , , ( 7.4). () . . 19 o , . . ; 7.5 , , . , , ^ (). ^ (). : 1. , ( ) ( 7.5). ^ ^ 2. () () ( 7.5): ^ ^ ()=() (1) (2) .

7.3 .

7.4 .

, . . ( 7.6). . ,

7.5 : , : , : , : .

129

. , . . . ; ( 7.6). . , . . 7.6 () . () .

. . . . , . , . . ; . : () + . : 1 . 1 , 1 . . : =1 +=+1 +=1. 1 . 1 . : 1+1>1. 1=11 1+1=1+11, 1+1>1, + , , ^ ^ ^ ^ ^ . = =^ = , = . : .

1 2 . . .

130

7

7.2

:

. . () . , ; . . , ( 7.7). . .

7.7 .

; ( 7.8). . . . o . A. . . ; , . . ( 7.8) . ^ ^ . ( 7.8). = =. , , . .

7.8 .

7.9 ! , .

131

. , .. . , , . , , ( 7.10).

. . , . ( 7.11). 7.10 : () , () .

; ( ), , ( 7.12). , . , , . ( 7.12). . R. . . f. : R=2f. ; ( ) . ( 7.12). .

7.11 .

7.12 , , , , .

132

7

7.13 .

7.14 .

, , , ( 7.13). , , , ..

. , , . , , . ( 7.14). , , . , , . , ( 7.15).

7.15 .

133

(CD) ( , compact disc, CD) . : , . . . 0 1. . 1 0. . , .

7.3

; , : 1. , , ( 7.16,). 2. , , ( 7.16,). . 3. . .

7.16 () () .

R , -

134

7 . , , . . () ( 7.17). ( 7.17). 1, 2 3. . . . . . . : 1. , ( 7.17).

7.17 () R. () .

7.18 () . () .

. , , ( 7.18). . . , ' ( 7.19). . . ( 7.19).

7.19 () f. () . : .

135

, ( 7.20,).

; 7.21, 7.22 PQ PQ . p p PQ PQ f . ( 7.21, 7.22). , . 7.1 . , . 7.1 - 7.21 . f f p, p p

7.20 () . () .

: 1 1 1 + = p pv f (7.1)

p p f . , . 7.22 .

m (PQ)

136

7 ( P vQ v ) . (PQ) : (PQ): m = m= pv ( P vQ v ) =< p (PQ) (7.2)

. ; ; . ; .

(7.2) . , p p ( ). p p ( 7.7). 1, . (7.1) (7.2) , , .

7.1 1 2 cm 7.17 30 cm . 20 cm. ) . ) . 1 ( )= +2 cm p ( )= +30 cm R ( = +20 cm ) 1: p ( ) 1 ( )

( A vA 1 ) v 1 1 1 pv + = , m= =< p pv f AA 1 p

R +20 cm f= f=+10 cm. 2 2 : f R=2 f f =

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 + = + = = < =+ p=+15 cm. ( +30 cm ) p v ( +10 cm ) p v 10 cm 30 cm pv p pv f 30 cm 2: p , 15 cm .

pv +15 cm ) 1: m = m= +30 cm p A vA 1 v 1 ( A vA 1 ) v 1 = m=< . m= 1 = 1 2 +2cm AA 1 2 2: , . .

137

1.

:

: . , . , . , .. .. . .. . . , . . . . . . . .. . .. . . , , . , , . .. . . . . :

2.

; 3. To . ; 4. ; ; ;

5. 6.

; . . . . , ;

138

7

1.

45 : ) ; ) ; 150 cm. ;

2. 3.

3 cm . 24 mm 12 cm : ) ; ) . ) . 40 mm . 16 mm , ;

4.

, . , . , . : ) , ( ) . ) ^ ^ : =. (). , . . , . , . . .

139

8

8.1

. (. 8.1). ; , .

: , ( 8.2). . , .. . (, ) . , , . . 5 . . ^ (), , ^ () ( 8.2). : . , ( 8.2). 8.2 () . () . () .

8.1 .

141

. ( ), ^ () ^ () ( 8.2). , , , ( 8.3). ( ) . , , . , ( 8.3).

8.3 ( ) ( ). .

. . . , , . . , ( 8.4). .

8.4 , .

( Snell) . ( 8.5). ; 1621 (Snell) ^ () ^ () . ( ) : ) ( ) ) = ( ) ( ) , -

8.5 .

142

8 (n) , : ) ( ) ) = n. ( ) 1678 ( 8.6) c ( ) . : ) ) c ( ) c ( ) ) n= = ) =n= 0 (8.1) ( ) c ( ) 8.1 1. , . . 8.1 , . 1 2 : ) ( ) n2 (8.2) ) = ( ) n1 ( 1) ( 2) 8.2 : ) ( ) 1 (8.3) ) = . ( ) n 8.1 . , ( ) ( 8.7). , . H , . .

8.6 (Huygens) (1629-1695) , , 1655 1681 . . . . . .

8.1 .

8.7 , .

143

8.1^ , =60 ( ^ 8.7). . 8.1. ^=60 ( 8.1): n=1,33 ^ : :

) d(/) ) =n d(b)

:

) ) d(/) d60 ) =n ) = 1, 33 d(b) = d60 = 0, 866 = 0, 65 1, 33 1, 33 d(b) d(b)

^ ^ ^ =40,6, (=60). .

8.2

( 8.9) . , . , ( 8.8). . . ( 8.8). , , ( 8.9).

8.8 .

. 8.9. . . . ;

144

8

: 8.10 . , -. . : . ; 8.11 . ^ ^ :