Электромагнитные колебания и волны

Теоретические вопросы:

1. Переменный ток. Как происходят колебания силы тока и напряжения в цепи, имеющей только активные сопротивления. Эффективные значения силы тока и напряжения. Переменный ток, текущий через ёмкость. Ёмкостное сопротивление. Переменный ток, текущий через индуктивность. Индуктивное сопротивление. Последовательное соединение R,L,C. Обобщённый закон Ома для цепи переменного тока.

2. Закрытый колебательный контур. Возникновение электрических колебаний в замкнутом контуре. Чему равна полная энергия электрических колебаний? Сравнить энергии механических колебания (W_p,W_k) иэлектромагнитных колебаний (W_э,W_м)

3. Идеальный колебательный контур. Собственная частота контура. Формула Томсона. Незатухающие электрические колебания. Реальный колебательный контур. Почему в реальном контуре электрические колебания затухают?

4. Дифференциальное уравнение 2-го порядка для затухающих электромагнитных колебаний и его решение. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания (определение, формула). График затухающих электрических колебаний.

5. Вынужденные электрические колебания. Дифференциальное уравнение 2-го порядка для вынужденных электрических колебаний, его решение. Основные положения теории Максвелла (1 и 2-ой постулаты, формулировка).

6. 1-ый постулат теории Максвелла. Ток смещения (выражение для тока смещения). Плотность тока смещения (формула). Запись первого уравнения Максвелла.

7. 2-ой постулат теории Максвелла. Основной закон электромагнитной индукции.

8. Источник электромагнитных волн. Основные свойства и характеристики (скорость, длина волны, частота). График электромагнитной волны.

9. Открытый колебательный контур (вибратор Герца). Условия получения электромагнитных волн. Основное уравнение электромагнитной волны, его решение. Энергетические характеристики волны (энергия, объёмная плотность энергии, интенсивность: определения, формулы, единицы измерения)

10. Объёмная плотность энергии электромагнитной волны (формула, единицы измерения, физический смысл). Связь между объёмной плотностью энергии со скоростью распространения электромагнитной волны (вектор Умова-Пойтинга).

11. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов. Механизм действия электрического и магнитного полей токов ВЧ на организм. Механизм постоянного действия тока на организм.

12. Механизм термического и атермического действия полей СВЧ на организм. Использование и механизм действия электромагнитных полей в физиотерапии (УВЧ, диатермия, дарсонвализация).

Теоретические вопросы:

1. Какие процессы происходят при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре?

2. Являются ли электрические колебания в контуре затухающими? Ответ обосновать.

3. Сопоставьте электрические и механические колебания. В чём их сходство и различие?

4. Как изменится собственная частота колебательного контура с увеличением расстояния между обкладками конденсатора? При введении в катушку сердечника?

5. Как изменится период электрических колебаний в LC- контуре, если ёмкость конденсатора уменьшить в 4 раза?

6. Докажите, что полная энергия электромагнитных колебаний в LC- контуре не изменяется с течением времени.

7.В чём суть логарифмического декремента затухания?

8. Проанализируйте дифференциальное уравнение и его решение для свободных затухающих колебаний в RLC- контуре.

9. Проанализируйте дифференциальное уравнение и его решение для вынужденных колебаний.

10. Что такое электрический резонанс? Какова его роль?

11. Циклическая частота переменного тока уменьшилась вдвое. Как изменится при этом ёмкостное сопротивление? Индуктивное сопротивление?

12. Каковы основные свойства электромагнитных полей?

13. В чём заключается свойство поперечности электромагнитных волн?

14. В чём физический смысл вектора Умова-Пойтинга?

15. Чем определяется объёмная плотность энергии электромагнитных волн?

Вопросы для самоконтроля:

1. Устройство аппарата УВЧ-терапии, назначение каждого блока.

2. Устройство волномера, принцип работы волномера.

3. Механизм действия электрического поля УВЧ на диэлектрики.

4. От чего зависит количество теплоты, выделившегося в единице объема в единицу времени при помещении диэлектрика в электрическое поле ультравысокой частоты?

5. От чего зависит количество теплоты, выделившегося в единице объема в единицу времени при помещении электролита в электрическое пале ультравысокой частоты?

6. Механизм действия магнитного поля ультравысокой частоты на электро­литы.

7. От чего зависит количество теплоты, выделившегося в единице объема в единицу времени при помещении электролита в магнитное поле ультравысокой частоты?

Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Волобуев А.Н. Курс физики и биофизики. Самара: ФГУП “Изд-во “Самарский Дом печати”, 2004. – C. 263–269, 278–290.

2. Савельев И.В. Курс обшей физики. М.: Наука, 1998. – т.2.

3. Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики. М.: Дрофа, 2004.

4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика, изд. 3-е, испр. М.: Высшая школа, 1999. – C. 265-282

б) дополнительная литература

1. Физика и биофизика: Механика, колебания и волны / Учебное пособие для студентов очного и заочного отделений фармацевтического факультета / С.Н. Деревцова, И.Н. Соловьёва – Смоленск: изд. СГМА, 2007. – 100 с.

Тема 6

Поиск по сайту: