Լույսի անդրադարձման և բեկման երևույթները օգտագործվում են լուսային ճառագայթների տարածման ուղղությունը փոխելու նպատակով՝ տարբեր օպտիկական սարքերում, ինչպիսիք են մանրադիտակը, աստղադիտակը, խոշորացույցը, լուսանկարչական ապարատը և այլն:
Այդ բոլոր սարքերում լուսափնջի կառավարումը իրականացվում է նրանց կառուցվածքի ամենակարևոր մասի՝ ոսպնյակի միջոցով:
Ոսպնյակ է կոչվում թափանցիկ, սովորաբար ապակե մարմինը, որը երկու կողմից սահմանափակված է գնդային մակերևույթներով:
Ինչպես երևում է նկարից, ոսպնյակը սահմանափակված է R1, R2 շառավիղներով և C1, C2 կենտրոններով գնդային մակերևույթներով: Ըստ իրենց ձևի՝ ոսպնյակները լինում են ուռուցիկ և գոգավոր:Ուռուցիկ են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասն ավելի հաստ է, քան եզրերը:Լինում են երկուռուցիկ (ա), հարթուռուցիկ (բ), գոգավոր-ուռուցիկ (գ) ոսպնյակներ:
Գոգավոր են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասն ավերի բարակ է, քան եզրերը:Նրանք նույնպես լինում են 3 տեսակի. երկգոգավոր (ա),հարթ-գոգավոր (բ), գոգավոր-ուռուցիկ (գ):
Ըստ իրենց չափերի՝ ոսպնյակները լինում են բարակ և ոչ բարակ:Բարակ են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասը (հաստությունը) զգալիորեն փոքր է նրանց սահմանափակող գնդային մակերևույթների շառավիղներից՝ d≪R1,R2Այստեղ d-ն ոսպնյակի հաստությունն է, R1,R2-ը՝ գնդոլորտների շառավիղները: Բարակ ոսպնյակների պայմանական նշաններն են՝
Կառուցման խնդիրներում հիմնականում ոսպնյակները ներկայացվում են այս պայմանական նշաններով: Ոսպնյակի բնութագրերն են.1. Գլխավոր օպտիկական առանցքըՈսպնյակը պարփակող գնդային մակերևույթների C1,C2 կենտրոնները միացնող ուղիղը կոչվում է գլխավոր օպտիկական առանցք:Այդ առանցքով ուղղված լուսային ճառագայթները ոսպնյակով անցնելիս չեն բեկվում և իրենց ուղղությունը չեն փոխում: 2. Օպտիկական կենտրոնըԲարակ ոսպնյակի և գլխավոր օպտիկական առանցքի հատման Օ կետը կոչվում է ոսպնյակի օպտիկական կենտրոն:Ոսպնյակի օպտիկական կենտրոնով անցնող ճառագայթը իր ուղղությունը չի փոխում:
3. Օպտիկական առանցքըՈսպնյակի Օ օպտիկական կենտրոնով անցնող ցանկացած ուղիղ կոչվում է ոսպնյակի օպտիկական առանցք:Ոսպնյակն ունի 1 գլխավոր և բազմաթիվ երկրորդային օպտիկական առանցքներ: Եթե ուռուցիկ ոսպնյակի նյութի բեկման ցուցիչն ավելի մեծ է միջավայրի բեկման ցուցիչից, օրինակ եթե միջավայրն օդն է, իսկ ոսպնյակը ապակի, ապա ուռուցիկ ոսպնյակը հավաքող է:Ոսպնյակը հավաքող է, եթե նրա վրա ընկնող ճառագայթների փունջը ոսպնյակով անցնելուց հետո հավաքվում է մեկ կետում:
Նույն պայմանի դեպքում գոգավոր ոսպնյակը ցրող է:Ոսպնյակը ցրող է, եթե նրա վրա ընկնող ճառագայթների փունջը ոսպնյակով անցնելուց հետո ցրվում է բոլոր ուղղություններով:
4. Գլխավոր կիզակետը Ոսպնյակի կարևոր բնութագրերից է նրա կիզակետը:Fկետը, որում, ոսպնյակում բեկվելուց հետո, հավաքվում են գլխավոր օպտիկական առանցքին զուգահեռ ճառագայթները, եթե ոսպնյակը հավաքող է, կամ ճառագայթների մտովի շարունակությունները, եթե ոսպնյակը ցրող է, կոչվում է ոսպնյակի գլխավոր կիզակետ:
Ցանկացած ոսպնյակ ունի երկու գլխավոր կիզակետ. ամեն կողմից մեկական, ոսպնյակի գլխավոր օպտիկական առանցքի վրա: ՈւշադրությունՀավաքող ոսպնյակի կիզակետերը իրական են, իսկ ցրողներինը՝ կեղծ:
5. Կիզակետային հեռավորությունՈսպնյակի օպտիկական կենտրոնից` Oմինչև գլխավոր կիզակետ` F ընկած հեռավորությունը կոչվում է ոսպնյակի կիզակետային հեռավորություն:Կիզակետային հեռավորությունը նշանակվում է OF կամ F, և չափվում է մետրով:
6. Կիզակետային հարթություն
Ոսպնյակի գլխավոր կիզակետով անցնող, գլխավոր օպտիկական առանցքին ուղղահայաց հարթությունը կոչվում է կիզակետային հարթություն, իսկ ուղղահայաց ուղիղը՝ կիզակետային ուղիղ:Եթե ոսպնյակը հավաքող է, ապա ճառագայթների կամայական զուգահեռ փունջ ոսպնյակով անցնելուց հետո հավաքվում է այդ ճառագայթներին զուգահեռ օպտիկական առանցքի և կիզակետային ուղղի հատման կետում: Եթե ոսպնյակը ցրող է, ապա նրանում բեկվելուց հետո, ճառագայթներին զուգահեռ օպտիկական առանցքի և կիզակետային ուղղի հատման կետում կհավաքվեն այդ ճառագայթների շարունակությունները:
7. Օպտիկական ուժ
Կիզակետային հեռավորության հակադարձ մեծությունը կոչվում է ոսպնյակի օպտիկական ուժ և նշանակվում է Dտառով: D=1/F Ինչքան փոքր է ոսպնյակի կիզակետային հեռավորությունը, այնքան ավելի մեծ է նրա օպտիկական ուժը, այսինքն ՝ այնքան ավելի ուժեղ է այն բեկում ճառագայթները:Հավաքող ոսպնյակի օպտիկական ուժը դրական է՝ D≻0, իսկ ցրող ոսպնյակի օպտիկական ուժը բացասական է՝D≺0:Օպտիկական ուժի չափման միավորը 1 դիօպտրիան է: 1դպտր=1մ−1
1 դպտր-ն1մ կիզակետային հեռավորությամբ ոսպնյակի օպտիկական ուժն է:Օպտիկական բազմաթիվ սարքեր կազմված են մի քանի ոսպնյակից:Իրար հպված մի քանի ոսպնյակներով համակարգի օպտիկական ուժը հավասար է այդ համակարգի ոսպնյակների օպտիկական ուժերի գումարին:
D=D1+D2, որտեղ D-ն համակարգի օպտիկական ուժն է, իսկ D1-ը և D2-ը առանձին ոսպնյակների օպտիկական ուժերն են:
8. Խոշորացում Ոսպնյակի միջոցով ստացվող առարկայի պատկերը կարող է առարկայից ավելի մեծ կամ փոքր չափեր ունենալ:
Ոսպնյակի խոշորացումը ցույց է տալիս, թե առարկայի պատկերի գծային չափերը առարկայի չափերի որ մասն են կազմում:Խոշորացումը նշանակում են Гտառով:Առարկայի պատկերի և առարկայի գծային չափերի հարաբերությունը կոչվում է ոսպնյակի խոշորացում:
Γ=H/h, որտեղ H-ը առարկայի պատկերի բարձրությունն է, իսկ h-ը՝ առարկայինը:
Ոսպնյակ է կոչվում թափանցիկ, սովորաբար ապակե մարմինը, որը երկու կողմից սահմանափակված է գնդային մակերևույթներով։
2. Որ ուղիղն են անվանում ոսպնյակի գլխավոր օպտիկական առանցք:
Ոսպնյակը պարփակող գնդային մակերևույթների կենտրոնները միացնող ուղիղը կոչվում է գլխավոր օպտիկական առանցք։
3. Որ ոսպնյակներն են կոչվում ուռուցիկ. և որ ոսպնյակները՝ գոգավոր:
Ըստ իրենց ձևի՝ ոսպնյակները լինում են ուռուցիկ և գոգավոր։
Ուռուցիկ են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասն ավելի հաստ է, քան եզրերը։ Լինում են երկուռուցիկ, հարթուռուցիկ, գոգավոր-ուռուցիկ ոսպնյակներ։
Գոգավոր են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասն ավերի բարակ է, քան եզրերը։ Նրանք նույնպես լինում են 3 տեսակի. երկգոգավոր, հարթ-գոգավոր, գոգավոր–ուռուցիկ։
4. Ինչ է բարկ ոսպնյակը: Որ կետն են անվանում ոսպնյակի օպտիկական կենտրոն: Ինչ հատկությամբ է այն օժտված:
Ըստ իրենց չափերի՝ ոսպնյակները լինում են բարակ և ոչ բարակ:
Բարակ են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասը (հաստությունը) զգալիորեն փոքր է նրանց սահմանափակող գնդային մակերևույթների շառավիղներից։
Բարակ ոսպնյակի և գլխավոր օպտիկական առանցքի հատման Օ կետը կոչվում է ոսպնյակի օպտիկական կենտրոն։ Ոսպնյակի օպտիկական կենտրոնով անցնող ճառագայթը իր ուղղությունը չի փոխում։
5. Ինչով են իրարից տարբերվում հավաքող և ցրող ոսպնյակները:
Ոսպնյակը հավաքողէ, եթե նրա վրա ընկնող ճառագայթների փունջը ոսպնյակով անցնելուց հետո հավաքվում է մեկ կետում։
Ոսպնյակը ցրող է, եթե նրա վրա ընկնող ճառագայթների փունջը ոսպնյակով անցնելուց հետո ցրվում է բոլոր ուղղություններով:
6. Որ կետն է կոչվում հավաքող ոսպնյակի կիզակետ: Իսկ ցրող ոսպնյակի կեղծ կիզակետ?
Հավաքող ոսպնյակների կիզակետը դա այդ ճառագայթների միացման կետն է։
Իսկ քանի որ ցրող որսպնյակները չունեն կիզակետ այսինք միացման կետ , այդ փատճառով նրանց կիզակետը կեղծ է։
7. Ինչ է ոսպնյակի կիզակետային հեռավորությունը: Ինչով են տարբերվում հավաքող և ցրող ոսպնյակների կիզակետային հեռավորությունները:
Ոսպնյակի կիզակետային հեռավորությունը դա նրա օպտիկական կենտրոնից մինչև գլխավոր կիզակետ ընկած հեռավորությունն է։ Իսկ տարբերությունը կայանում է նրանում որ հվաքող ոսպնյակների կիզակետային հեռավորությունը գտնվում է դիմացը իսկ ցրողներինը հետևում։
8. Որ մեծությունն է կոչվում ոսպնյակի օպտիկական ուժ: Ինչ միավորով է այն արտահայտվում, և ինչպես է արտահայտվում այդ միավորը:
Օպտիկական ուժը դա այն ուժն է որի մեծությունը որոշելով ոսպնյակի բեկման ուժը։ Օպտիկական ուժ- D (Диоптрия ).
9. Առարկայի բարձրությունը 70 սմ է, իսկ նրա պատկերի բարձրությունը 52 սմ:
Որքա՞ն է ոսպնյակի գծային խոշորացումը:
h = 70 սմ H = 52 սմ _____ Γ = H/h = 52/70 = 0,74
10.Որքա՞ն է 0.8 մետր բարձրությամբ առարկայի պատկերի բարձրությունը, եթե ոսպնյակի գծային խոշորացումը 2.5 է: Պատասխանը գրել տասնորդականի ճշտությամբ:
H = 0,8 մ Γ = 2,5 _____ h = H/Γ = 0,8/2,5 = 0,32 մ
1․ Լուսային ճառագայթի անկման անկյունը 41° է, իսկ բեկման անկյունը՝ 31°։ Որոշեք լույսի տարածման արագությունը երկրորդ միջավայրում, եթե առաջին միջավայրում այն 3⋅108մ/վ է: Հաշվի առեք, որ sin ֆունկցիայի աղյուսակային արժեքները այդ անկյունների դեպքում համապատասխանաբար հավասար են՝ sin41°=0.656 և sin31°= 0.515 Պատասխանը գրեք հարյուրերորդականի ճշտությամբ:
2․ Ի՞նչ ճանապարհ կանցնի լուսային ճառագայթը 1· 10−8 վայրկյանում` մի հեղուկում, որի բեկման ցուցիչը 1.38 է: Լույսի արագությունը վակումում հավասար է 3⋅108մ/վ:
Պատասխանը գրել տասնորդական թվի ճշտությամբ:
V = C/n V = 3⋅108/1,38 V = 2,17 S = V * t S = 2,17 *1· 10−8 S = 2,17
3․ Որոշեք սպիրտի մեջ լուսային ճառագայթի տարածման արագությունը, եթե սպիրտի բեկման ցուցիչը 1.36 է, իսկ վակումում լույսի տարածման արագությունը՝ c=3⋅108 մ/վ:
Պատասխանը գրեք հարյուրերորդականի ճշտությամբ:
4․ Երկու միջավայրերի բաժանման սահմանին 42° անկյան տակ ընկնող ճառագայթը մասամբ անդրադառնում է: Գտեք լույսի բեկման անկյունը, եթե բեկված ճառագայթը անդրադարձած ճառագայթի հետ կազմում է 103° անկյուն:
5․ Լուսային ճառագայթը բեկվում է անցնելով երկու միջավայրի բաժանման սահմանով: Ճառագայթի անկման անկյունը 30° է, իսկ բեկման անկյունը՝ 45°: Որոշեք առաջին միջավայրի բեկման ցուցիչը, եթե երկրորդ միջավայրի բեկման ցուցիչը 2 է։
Ի՞նչ է լույսը։Լույսը շատ կարևոր դեր է կատարում մարդու կյանքում: Լույսի շնորհիվ մենք կարողանում ենք ճանաչել մեզ շրջապատող աշխարհը:
Թվարկեք աչքով չընկալվող էլեկտրամագնիսական ճառագայթումների տեսակները։ Ինչո՞վ են դրանք տարբերվում տեսանելի ճառագայթումից։Չեն ընկալվում ենթակարմիր, անդրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթները։ Նրանց հաճախությունը ավելի բարձրկամ ցածր է այն հաճախությունից, որը մարդու աչքը կարող է ընկալել։
Ինչու՞ ամսվա տարբեր օրերին Լուսինը երկնքում տարբեր կերպ երևում՝ երբեմն բարակ մահիկի, իսկ երբեմն էլ՝ պայծառ սկավառակի տեսքով;Դա տեղի է ունենում երկրի արեգակի նկատմամբ անընդհատ տեղաշարժի պատճառով։
Ինչպե՞ս է կոչվում ֆիզիկայի այն բաժինը, որը զբաղվում է լուսային երևույթների ուսումնասիրությամբ։Oպտիկա
Արևոտ օրը 4.5 մ բարձրություն ունեցող եղևնին գցում է 1.25 մ երկարությամբ ստվեր, իսկ կեչին՝ 2.5 մ երկարությամբ ստվեր:
Ինչի՞ է հավասար կեչու բարձրությունը:
Պատասխանը գրել մետրերով՝ տասնորդական թվի ճշտությամբ:
Ուղղաձիգ դրված քառորդ մետրանոց քանոնի ստվերի երկարությունը 0.8 մ է: Դրա օգնությամբ որոշեք ծառի բարձրությունը, եթե վերջինիս ստվերի երկարությունը 4.8 մ է:H1 = 4 L1 = 0.8 H2 = ? L2 = 4.8H2/H1 = L2/L1 H2 = L2/L1 * H1 H2 = 4.8/0.8 * 4 H2 = 24Նրա մոտ գտնվող ծառի ստվերի երկարությունը 4 անգամ գերազանցում է խողովակի բարձրությանը:Որքա՞ն է ծառի բարձրությունը:
Լույսը ընկնելով մարդու աչքի մեջ առաջացնում է տեսողական զգացողություն, որի հետևանքով մենք տեսնում ենք լույսի աղբյուրը և բոլոր այն մարմիններն ու մակերևույթները, որոնք անդրադարձնում են իրենց վրա ընկնող լուսային ճառագայթները: Լավ անդրադարձնող մակերևույթ է հայելին:
Այն կարող է անդրադարձնել լուսային էներգիայի մոտ 90%-ը:
Լույսի անդրադարձումը ենթարկվում է որոշակի օրենքի, որը հայտնագործել է Հին Հունաստանի գիտնական Էվկլիդեսը:
Այս օրենքը սահմանելու համար հարմար է օգտվել օպտիկական սկավառակ կոչվող սարքից:
Օպտիկական սկավառակում լույսի աղբյուր է ծառայում փոքրիկ լամպը, որը գտնվում է շարժական լուսարարի ներսում:
Լուսարարից դուրս եկող լույսի նեղ փունջը՝ AO լույսի ճառագայթը, տարածվում է սկավառակի մակերևույթին և նրա մասնիկների կողմից ցրվելով դառնում է տեսանելի:
Սկավառակի կենտրոնում տեղադրված հարթ հայելուց AO ճառագայթը անդրադառնում է և սկավառակի վրա առաջացնում OBանդրադարձած ճառագայթ:
1. Ընկնող և անդրադարձած ճագայաթների միջև կազմած անկյունը 144° է:
Որքա՞ն է ընկնող ճառագայթի և հայելու միջև կազմած անկյունը:
2. Ընկնող լուսային ճառագայթը անդրադարձնող մակերևույթի հետ կազմում է 60° անկյուն:
Ինչի՞ է հավասար ընկնող և անդրադարձող ճառագայթների միջև կազմած անկյունը:
3. Տղան կանգնած է հայելու դիմաց, նրանից 0.8 մ հեռավորության վրա:
Որքա՞ն է տղայի և իր պատկերի միջև հեռավորությունը:
4. Մոմը գտնվում է հարթ հայելուց 80 սմ հեռավորության վրա:
Որքա՞ն կդառնա մոմի և նրա պատկերի միջև հեռավորությաւնը, եթե մոմը 10 սմ-ով մոտեցվի հայելուն:
Ի՞նչ է լույսը:Լույսը շատ կարևոր դեր է կատարում մարդու կյանքում:Այն ստեղծում է ապրելու համար անհրաժեշտ պայմանններ:
Ինչի՞ց է կազմված լույսը ըստ Նյուտոնի:Լույսը կազմված է փոքրիկ մասնիկներից՝ կորպուսկուլներից, որոնք լուսատու մարմինը առաքում է բոլոր ուղղություններով՝ ճառագայթների երկայնքով:
Ի՞նչ է լույսը ըստ Հյուգենսի:Լույսը առաձգական ալիք է՝ լույսի աղբյուրից հեռացող համակենտրոն գնդոլորտների տեսքով:
Ձևակերպել լույսի տարածման օրենքը:Համասեռ, թափանցիկ միջավայրում լույսն ուղղագիծ է տարածվում:
Քան՞ի խմբի են բաժանվում լույսի աաղբյուրները :Լույսի աղբյուրները բաժանվում են նաև բնական և արհեստական աղբյուրների:Լույսի բնական աղբյուրներն են՝ Արեգակը, աստղերը, կայծակը, լուսատիտիկը և այլն:Լույսի արհեստական աղբյուրներն են՝ ջերմային աղբյուրները (շիկացման լամպ, գազայրիչի բոց, մոմի լույս և այլն) և ոչ ջերմային աղբյուրները (ցերեկային լույսի լամպ, լուսադիոդ, լազեր, հեռուստացույցի կամ
Ի՞նչն են անվանում լույսի աղբյուր:Տեսանելի տիրույթում ճառագայթող մարմնին անվանում են լույսի աղբյուր:
Ի՞նչն են անվանում լույսի կետային աղբյուր:Եթե լույսի աղբյուրի չափերը շատ փոքր են մինչև լուսավորվող մարմին ընկած հեռավորության համեմատ, ապա այն անվանում են լույսի կետային աղբյուր:
Ֆիզիկայի որ բաժնին են անվանում Օպտիկա:Ֆիզիկայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է լույսի հետ կապված երևույթները, կոչվում է օպտիկա:
Ֆիզիկայի որ բաժինն են անվանում Երկրաչափական Օպտիկա:Օպտիկայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է լուսային ճառագայթների տարածման օրինաչափությունները՝ հաշվի չառնելոով նրանց ալիքային հատկությունները, կոչվում է երկրաչափական օպտիկա:
Ի՞նչպես են առաջանում ստվերները և կիսաստվերները:Եթե լույսի կետային աղբյուրի փոխարեն օգտագործվի ավելի մեծ չափեր ունեցող աղբյուր՝ լամպ, ապա հստակ ստվերի փոխարեն լուսավորված ֆոնին կստանանք ստվեր և կիսաստվեր:Այն մասում, որտեղ լույս չի ընկնում լամպի և ոչ մի կետից, լիակատար ստվեր է, իսկ այն տիրույթում, որտեղ լույսը միայն որոշ կետերից է ընկնում՝ առաջանում է կիսաստվեր:
Ի՞նչպես է տեղի ունենում արև և լուսնի խավարումները:
Հսկայական չափերի ստվեր և կիսաստվեր գոյանում են Արևի և Լուսնի խավարումների ժամանակ:
Արևի խավարումն առաջանում այն դեպքում, երբ Լուսինը՝ Երկրի շուրջը իր պտույտի ժամանակ, ամբողջովին կամ մասնակիորեն ծածկում է Արեգակը:
Իսկ, երբ Լուսինն է հայտնվում Երկրագնդի առաջացրած ստվերի կոնի մեջ, ապա տեղի ունենում Լուսնի խավարում:
Ենթադրենք սպառիչ (լամպ, ջերմատաքացուիչ, էլեկտրաշարժիչ) պարունակող շղթայի տեղամասում լարումը U է, հոսանքի ուժը I և tժամանակամիջոցում նրանով անցել է q լիցք: Լարման սահմանումից հետևում է, որ A=q⋅U, իսկ քանի որ հաստատուն հոսանքի դեպքում q=I⋅t , ապա՝ A=U⋅I⋅t (1): Այսինքն.Հաստատուն հոսանքի աշխատանքը շղթայի տղամասում հավասար է հոսանքի ուժի, լարման և այն ժամանակամիջոցի արտադրյալին, որի ընթացքւմ կատարվել է այդ աշխատանքը:Աշխատանքի այս (1) բանաձևը թույլ է տալիս որոշել հոսանքի կատարած աշխատանքը, անկախ այն բանից, թե այդ հոսանքի էներգիան էներգիայի ի՞նչ տեսակների է փոխակերպվել՝ ջերմային, մեխանիկական, թե քիմիական: Միավորների ՄՀ-ում հոսանքի աշխատանքը արտահայտում են ջոուլով (Ջ)Էլեկտրական շղթայում հոսանքի՝ աշխատանք կատարելու արագությունը բնութագրող մեծությունը անվանում են հոսանքի հզորություն և նշանակում ՝ P տառով:Եթե t ժամանակում հոսանքը կատարում է A աշխատանք, ապա P=A/t (2): Հաշվի առնելով աշխատանքի (1) բանաձևը կստանանք P=U⋅I (3)Հաստատուն հոսանքի հզորությունը շղթայի տվյալ տեղամասում հավասար է հոսանքի ուժի և տեղամասի ծայրերին կիրառված լարման արտադրյալին: Օգտվելով Օհմի օրենքից (3) բանաձևը կարելի է ներկայացնել հետևյալ տեսքով P=U2 /R և P=I2⋅R Միավորների ՄՀ-ում հզորությունն արտահայտվում է վատտով (Վտ). 1Վտ=1Ջ/վՀզորությունը հավասար է 1Վտ — ի, եթե 1վ — ում կատարվում է 1Ջ աշխատանք: Կիրառվում են նաև 1կՎտ (կիլովատ), 1ՄՎտ (մեգավատ), 1մՎտ (միլիվատ) միավորները:1մՎտ=0.001Վտ1ՄՎտ=1000000Վտ1կՎտ=1000Վտ Հզորությունը չափող սարքը կոչվում է Վատտմետր: Կենցաղում հոսանքի աշխատանքը չափում են Էլեկտրական հաշվիչ կոչվող հատուկ սարքով: Այս դեպքում գործածվում է հոսանքի աշխատանքի արտահամակարգային միավորը՝ 1ԿՎտ·ժ1ԿՎտ.Ժ=1000Վտ⋅3600վ=3600000Ջ
Փորձը ցույց է տալիս, որ հաղորդիչները տաքանում են, երբ նրանցով էլեկտրական հոսանք է անցնում: Հոսանքի ջերմային ազդեցությունը ուսումնասիրեցին անգլիացի ֆիզիկոս Ջ. Ջոուլը, իսկ ևս մեկ տարի անց՝ ռուս գիտնական Է. Լենցը: Նրանք միմյանցից անկախ սահմանեցին օրենք՝ Ջոուլ-Լենցի օրենքը, որը բացահայտում է, թե ի՞նչ մեծություններից և ինչպե՞ս է կախված հաղորդչում անջատված ջերմաքանակը:
Ջոուլ-Լենցի օրենքը հայտնագործվել է փորձնական ճանապարհով, սակայն դրան կարելի է նաև տեսական հիմնավորում տալ: Եթե շղթայի տեղամասում մեխանիկական աշխատանք չի կատարվում, նրանում քիմիական ռեակցիա տեղի չի ունենում, ապա հոսանքի ամբողջ աշխատանքը ուղղված է հաղորդչի ներքին էներգիայի մեծացմանը: Ընդ որում, հաղորդչի շրջապատի տրված Q ջերմաքանակը, համաձայն էներգիայի պահպանման օրենքի հավասար է հաղորդչի ներքին էներգիայի փոփոխությանը, այսինքն՝ հոսանքի աշխատանքին՝ A=Q Քանի որ էլեկտրական հոսանքի կատարած աշխատանքը հավասար է A=U⋅I⋅T հետևաբար և Q=U⋅I⋅T Օգտվելով Օհմի օրենքից, բանաձևը կարելի է ներկայացնել նաև այլ տեսքով՝ Q=U2 ⋅t /R կամ Q=I2⋅R⋅t Այս վերջին բանաձևն էլ արտահայտում է Ջոուլ-Լենցի օրենքը: Հոսանքակիր հաղորդչում անջատված ջերմաքանակը հավասար է հոսանքի ուժի քառակուսու, հաղորդչի դիմադրության և նրանով հոսանքի անցման ժամանակի արտադրյալին:
Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝
1. Բնակարանի տաքացման համար օգտագործվող 140 Օմ դիմադրություն ունեցող էլեկտրական ջերմատաքացուցիչը նախատեսված է 3.5 Ա հոսանքի ուժի համար: Որքա՞ն էներգիա կծախսի այդ ջերմատաքացուցիչը 8 ժամ անընդհատ աշխատելու դեպքում:
2. Ավտոտնակում էլեկտրական լամպը մոռացել էին անջատել: Որքա՞ն աշխատանք էր իզուր կատարվել 24 ժամում, եթե լամպը միացված էր 110 Վ լարման ցանցին և նրանով անցնող հոսանքի ուժը 0.8 Ա էր:
U = 110Վ T = 24ժ I = 0.8Ա A=U⋅I⋅T 1ժ = 3600վ 24ժ = 86400վ
A=110Վ ⋅ 0.8Ա ⋅ 86400վ A= 7603200Ջ
3. 50 Օմ դիմադրություն ունեցող էլեկտրական վարսահարդարիչը միացրեցին 127 Վ լարման ցանցին: Որքա՞ն աշխատանք կկատարի նրանում հոսանքը 15 րոպեի ընթացքում:
4. 6 Վ լարման և 2 Ա հոսանքի ուժի դեպքում համակարգչի մարտկոցի լիցքավորումը տևեց 1.5 ժամ: Որոշե՛ք հոսանքի կատարած աշխատանքը այդ ընթացքում:
U = 6Վ I = 2Ա T = 1.5ժ A=U⋅I⋅T 1ժ = 3600վ 1.5ժ = 5400վ A=64800
5. 450 Վտ հզորություն ունեցող հեռուստացույցը, ըստ հաշվիչի ցուցմունքի, ծախսել է 360 կՋ էներգիա: Որքա՞ն ժամանակ է միացված եղել հեռուստացույցը:
6. Ճեպընթաց էլեկտրագնացքը, որի շարժիչների ընդհանուր հզորությունը 200 կՎտ է, շարժվում է 180 կմ/ժ միջին արագությամբ: Որքա՞ն աշխատանք են կատարում նրա էլեկտրաշարժիչները 560 կմ ճանապարհ անցնելիս:
7. Ի՞նչ ջերմաքանակ կանջատվի 80 վ-ում 40 Օմ դիմադրություն ունեցող ջեռուցիչ տարրում, եթե այն միացված է 120 Վ լարման ցանցին:
8. Հաղորդչի դիմադրությունը 150 Օմ է, նրանով անցնող հոսանքի ուժը՝ 1.6 Ա: Ի՞նչ ջերմաքանակ կանջատվի նրանում 10 վ-ի ընթացքում:
9. Շղթայի տեղամասում միմյանց հաջորդաբար միացված են R1=40 Օմ և R2 =60 Օմ դիմադրություններով ռեզիստորներ: Տեղամասի ծայրերում լարումը 100 Վ է: 2 րոպեի ընթացքում ի՞նչ ջերմաքանակ կանջատվի հաղորդիչներից յուրաքանչյուրում: Պատասխանը գրել ամբողջ թվի ճշտությամբ:
10. Էլեկտրական ջեռուցչի0.017 Օմ⋅մմ2 /մ տեսակարար դիմադրությամբ պղնձե սնուցող հաղորդալարի երկարությունը 1.5 մ է, լայնական հատույթի մակերեսը՝ 2 մմ2 : Որքա՞ն ջերմաքանակ կանջատվի այդ հաղորդալարում 25 րոպեի ընթացքում, եթե շղթայում հոսանքի ուժը 4 Ա է:
Տնային աշխատանք՝ դաս 18-20։ Պատասխանել էջ 63- ի 1-9-ը և էջ 67-ի 1- 11 հարցերին։ Աշխատանքը հրապարակել բլոգում, հղումն ուղարկել ինձ։
1. Ինչի՞ է հավասար նկարում պատկերված շղթայի տեղամասի ընդհանուր դիմադրությունը, եթե միմյանց զուգահեռ միացված միատեսակ լամպերից յուրաքանչյուրի դիմադրությունը 60 Օմ է:
1/R = 1/R1 + 1/R2 = 1/60 + 1/60 = 3/60 = 20Օմ
2. Շղթայի տեղամասի ընդհանուր դիմադրությունը 84 Օմ է: Շղթայի տեղամասը բաղկացած է միմյանց հաջորդաբար միացված 2 միատեսակ լամպերից և ռեոստատից:
Որոշեք լամպերից յուրաքանչյուրի դիմադրությունը, եթե ռեոստատի դիմադրությունը՝ 2 Օմ է:
84 — 2 = 82
82 : 2 = 41Օմ
3. Լարումը նկարում պատկերված շղթայի տեղամասում 50 Վ է, իսկ հոսանքի ուժը՝ 2.5 Ա:
Որոշեք երկրորդ ռեզիստորի դիմադրությունը, եթե առաջինինը՝ 7 Օմ է:
R = U/I
R = 50/2,5 = 20
R1 = R — R1 = 20 — 7 = 13 Օմ
4. 150 Օմ և 400 Օմ դիմադրություններով երկու ռեզիստորներ հաջորդաբար միացված են հոսանքի աղբյուրին: Երկրորդ ռեզիստորի ծայրերում լարումը 300 Վ է:
Որոշեք հոսանքի ուժը շղթայում և լարումը տեղամասի ծայրերում:
I = U/r I2 = 300/400=0,75 I1 = I2 = I I = 0,75
R = 150 + 400 = 550 U = I*R = 0,75 * 550 = 412,5
5. Շղթան կազմված է միմյանց հաջորդաբար միացված երեք հաղորդիչներից, համապատասխանաբար՝ 2 Օմ, 3 Օմ և 5 Օմ դիմադրու40/թյուններով: Լարումը այդ տեղամասի ծայրերում 40 Վ է:
Որոշեք լարում յուրաքանչյուր հաղորդչի ծայրերին:
I = U/r I = 40/10 = 4
4*2 = 8Վ 4*3= 12Վ 4*5= 20Վ
6. 300 Օմ դիմադրություն ունեցող ալյումինե հաղորդալարը բաժանեցին 4 հավասար մասի և դրանք միացրեցին միմյանց զուգահեռաբար:
Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում է, որն առաջանում է, երբ էլեկտրական դաշտի կողմից նրանց վրա ուժ է ազդում և հետևաբար աշխատանք է կատարվում: Հոսանքի աշխատանքը համեմատական է տեղափոխված լիցքի քանակին՝ q-ին, հետևաբար նրա հարաբերությունը այդ լիցք քանակին հաստատուն մեծություն է և կարող է բնութագրել էլեկտրական դաշտը հաղորդչի ներսում: Այդ ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է լարում և նշանակվում է U տառով:
Լարումը ցույց է տալիս տվյալ տեղամասով 1Կլ լիցք անցնելիս էլեկտրական դաշտի կատարած աշխատանքը:
Լարումը սկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է դաշտի կատարած աշխատանքի հարաբերությանը հաղորդչով տեղափոխված լիցքի քանակին: U=A/q
Էլեկտրական լարման միավորը կոչվում է վոլտ (Վ) հոսանքի առաջին աղբյուր ստեղծող Ա. Վոլտայի պատվին:
1Վ այն լարումն է, որի դեպքում շղթայի տեղամասով 1Կլ լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է 1Ջ աշխատանք:
Վոլտաչափի սեղմակները միացվում են էլեկտրական շղթայի այն կետերին, որոնց միջև անհրաժեշտ է չափել լարումը՝ չափվող տեղամասին զուգահեռ։
Վոլտաչափի «+» նշանով սեղմակն անհրաժեշտ է միացնել էլեկտրական շղթայի չափվող տեղամասի այն կետի հետ, որը միացված է հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռին, իսկ «−» նշանով սեղմակը՝ բացասական բևեռին:
Կազմենք շղթա՝ հոսանքի աղբյուրին հերթականորեն միացնելով հաղորդիչներ, որոնք միմյանցից տարբերվում են երկարությամբ, հաստությամբ կամ նյութի տեսակով: Հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը չափենք ամպերաչափի օգնությամբ:
Փորձը ցույց է տալիս, որ միևնույն հոսանքի աղբյուրի, այսինքն նույն լարման դեպքում տարբեր հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը տարբեր է: Այսինքն նրանք տարբեր կերպ են հակազդում իրենց միջով անցնող հոսանքակիր մասնիկներին:
Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն և նշանակվում R տառով:
Փորձը ցույց է տալիս, որ գլանաձև հաղորդչի դիմադրությունը տվյալ ջերմաստիճանում կախված է նրա L երկարությանից, S լայնական հատույթի մակերեսից և նյութի տեսակից: Ընդ որում, հաղորդչի դիմադրությունը նրա L երկարությունից կախված է ուղիղ համեմատականորեն, իսկ S լայնական հատույթի մակերեսից՝ հակադարձ համեմատականորեն: R=ρl/S
Էլկտրական շղթայով հոսանքի անցումը բնութագրում են երեք մեծություններ. I՝ հոսանքի ուժը,U՝ լարումը,R՝ դիմադրությունը: Այս մեծությունների միջև գոյություն ունի կապ, որը որպես օրենք սահմանել է Գ. Օհմը 1827թ.-ին:
Անփոփոխ դիմադրության դեպքում տեղամասով անցնող հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը:
Այսինքն, որքան մեծ է U լարումը շղթայի տեղամասի ծայրերում, այնքան մեծ է նրանով անցնող I հոսանքի ուժը, և I(U) կախման գրաֆիկը իրենից ներկայացնում է ուղիղ գիծ:
Անփոփոխ լարման դեպքում հոսանքի ուժը հակադարձ համեմատական է դիմադրությանը:
Հոսանքի ուժը շղթայի տեղամասում հավասար է այդ տեղամասի լարման և նրա դիմադրության հարաբերությանը: I=U/R
Օհմի օրենքից ստացվում է, որ դիմադրության նվազման դեպքում հոսանքի ուժն աճում է, և եթե հոսանքի ուժը գերազանցի տվյալ շղթայի համար թույլատրելի արժեքը, ապա շղթային միացված բոլոր սարքերը կարող են շարքից դուրս գալ: Այդպիսի իրավիճակ առաջանում է կարճ միացման դեպքում, երբ շղթայի երկու կետորը միացվում են շատ փոքր դիմադրություն ունեցող հաղորդիչով: Կարճ միացումը կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ:
Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝
1․Ի՞նչ աշխատանք է կատարվում, երբ 220 Վ լարման ցանցին միացված էլեկտրական լամպի պարույրով անցնում է 4 Կլ լիցք:
U = 220 Վ q = 4 Կլ A = ? A = U⋅q A = 220⋅4 = 880 Ջ Պատ․՝880 Ջ։
2․Ինչի՞ է հավասար լարումը էլեկտրական ջերմատաքացուցիչի վրա, եթե դրանով 40 Կլ լիցք անցնելիս կատարվում է 1600 Ջ աշխատանք:
3․ Փորձարարը պետք է չափի էլեկտրական լարումը ջերմատաքաչուցիչի ծայրերին: Ո՞ր դեպքում է նա ճիշտ միացրել վոլտաչափը շղթային:
Քանի որ ջերմատաքաչուցիչը այն գործիքն է, որը միշտ մյացնում են զուգահեռ, ապա ճիշտ պատասխանն է՝ գ-ն:
4․Որոշեք Երևանից Գորիս ձգվող 12 մմ² լայնական հատույթի մակերես ունեցող երկաթե հաղորդալարի դիմադրությունը, եթե այդ քաղաքների միջև հեռավորությունը 240 կմ է: Երկաթի տեսակարար դիմադրությունը 0.1 Օմ·մմ²/մ է:
5․Ինչի՞ է հավասար 620 Օմ դիմադրություն ունեցող պարույրով անցնող հոսանքի ուժը, եթե նրա ծայրերում կիրառված լարումը 12 Վ է:
R = 620Օմ U = 12Վ I = U/R I = 12/6200 = 0,01 Պատ՝. 0,01:
Նրա մոտ գտնվող ծառի ստվերի երկարությունը 4 անգամ գերազանցում է խողովակի բարձրությանը:Որքա՞ն է ծառի բարձրությունը:
Մելանյա Քեքեջյանի բլոգ 