Элементы квантовой механики и физики атомов, молекул, твердых тел

Элементы квантовой механики и физики атомов, молекул, твердых тел

КИНЕМАТИКА

Кинематика – раздел механики, в котором изучается механическое движение материального тела без рассмотрения причин, по которым это движение происходит. Введем основные понятия, которыми необходимо будет пользоваться в дальнейшем.

Будем рассматривать движение тела [1], пользуясь декартовой прямоугольной системой координат (рис-1). Линия, которую описывает движущаяся точка в пространстве, называется траекторией.

Подпись: Рисунок 1Положение тела на траектории движения однозначно определяется радиус-вектором. Радиус- вектор – это вектор, проведенный из начала координат в точку нахождения тела. В процессе движения его длина и направление изменяются, а его начало неподвижно. Если радиус-вектор спроецировать на оси координат, то его проекции будут, очевидно, равны соответствующим координатам точки нахождения тела.

Подпись: Рисунок 2 Начнем наблюдать за телом, когда оно находится в точке А (рис-2). Пусть в показания часов в этот момент , а радиус-вектор тела равен . Тело движется вдоль траектории от точки А к точке В. Когда тело находится в точке В показание часов равно , а радиус-вектор . Показание часов это и есть момент времени. В большинстве задач момент времени равный нулю будет совпадать с моментом начала движения, то есть часы включаются в тот момент, когда начинается рассмотрение движения. Тело двигалось из А в В в течении интервала (промежутка) времени . Если бы показание часов в точке А было равно нулю, то интервал времени был бы равен показанию часов в точке В. Чаще всего так и поступают при решении задач: за начало отсчета времени берут момент, когда тело находится в начальной точке. В начальный момент движения радиус вектор , в конце . Разность этих двух векторов называется перемещением тела. Перемещение – вектор, проведенный из начальной точки движения в конечную точку (см. рис.). Модуль перемещения измеряется в метрах. Проекции вектора перемещения на оси координат ОX и ОY равны соответственно:, . В общем случае модуль вектора перемещения можно найти по формуле:

.

Путь - сумма длин участков траектории от точки А до точки В, измеряется в метрах. Путь величина всегда положительная и неубывающая. В общем случае , причём знак равенства справедлив только при движении тела вдоль прямой в одну сторону.

Задача 1.1.

На рис-3 показана траектория A-B-C движения материальной точки

из А в С. На сколько процентов путь, пройденный точкой, больше модуля

её перемещения, если АВ = ВС= 20 м, а ОВ = 12 м.

Подпись: Рисунок 3Дано: АВ = ВС = L=20 м; ВО = H = 12 м;

Решение: Путь точки равен S = АВ + ВС = 2L, а модуль перемещения . Отсюда находим

Ответ: 25%.

Простейшим фотоэлементом с внешним фотоэффектом является вакуумный фотоэлемент. Он представляет собой откачанный стеклянный баллон, внутренняя поверхность которого (за исключением окошка для доступа излучения) покрыта фоточувствительным слоем, служащим фотокатодом. В качестве анода обычно используется кольцо или сетка, помещаемая в центре баллона. Фотоэлемент включается в цепь батареи, э.д.с. которой выбирается такой, чтобы обеспечить фототок насыщения. Выбор материала фотокатода определяется рабочей областью спектра: для регистрации видимого света и инфракрасного излучения используется кислородно-цезиевый катод, для регистрации ультрафиолетового излучения и коротковолновой части видимого света — сурьмяно-цезиевый.
Основные понятия квантовой механики