Цель работы: закрепление знаний об энергии с наблюдений
за преодолением кинетической энергией силы трения пу-
тем изменения скорости шаров различной массы.
Необходимые принадлежности: два стальных шарика различной мас-
сы, металлической желоб, брусок, измерительная лента,
секундомер, штатив.
Порядок выполнения работы
1. Установите желоб в наклонном положении с штатива так,
как показано на рис. 137. Подоприте бруском нижнюю часть желоба.
2. Положите на среднюю часть желоба шарик меньшей массы и, от-
пустив его, наблюдайте за тем, как шарик покатится по желобу, ударится
о деревянный брусок и, преодолев силу трения, сдвинет его на некоторое
расстояние.
3. Измерьте расстояние Δl, на которое сдвинулся брусок.
4. Повторите опыт, отпустив шарик с верхней части желоба.
5. Положите на среднюю часть желоба шарик большей массы, отпусти-
те его и снова измерьте расстояние, на которое сдвинулся брусок.
6. Измерив расстояние и время, как в лабораторной работе 1, найди-
те ускорение, приобретенное шариком. Используя значения ускорения
и времени, определите скорость шарика в момент его столкновения с
бруском и по формуле Eк= mυ2/2 найдите кинетическую энергию.
7. Проанализируйте зависимость между кинетической энергией и ра-
ботой, выполненной при сдвиге бруска, и сделайте выводы.
Рис. 137. Установка для наблюдения зависимости кинетической
энергии тела от его скорости и массы
Геометри́ческая о́птика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах, отражения света от зеркально-отражающих поверхностей и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.
Основное понятие геометрической оптики — это световой луч. При этом подразумевается, что направление потока лучистой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света.
Законы геометрической оптики являются частным предельным случаем более общих законов волновой оптики, в предельном случае стремления длины световых волн к нулю. Так как свет физически является распространением электромагнитной волны, происходит интерференция, в результате которой ограниченный пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение т. е. наблюдается дифракция. Интерференция и дифракция находятся вне предмета изучения оптических свойств оптических систем средствами геометрической оптики. Однако, в тех случаях, когда характерные поперечные размеры пучков света достаточно велики по сравнению с длиной волны, можно пренебречь дифракционной расходимостью пучка света и считать, что лучи света распространяются по отрезкам прямых, до преломления или отражения.
Геометрическая оптика неполно описывает оптические явления, являясь упрощением более общей волновой оптической теории. Но широко используется, например, при расчёте оптических систем, так как её законы математически более просты по сравнению с обобщающими волновыми законами, что существенно снижает математические трудности при анализе и синтезе оптических систем. Приблизительная аналогия между геометрической и волновой оптиками - как между ньютоновской механикой и общей теории относительности.
Помимо пренебрежения волновыми эффектами в геометрической оптике также пренебрегают квантовыми явлениями. В геометрической оптике скорость распространения света считается бесконечной (поэтому динамическая физическая задача превращается в чисто геометрическую), однако учёт конечной скорости света в рамках геометрической оптики (например, в астрофизических приложениях) не представляет математической трудности. Кроме того, как правило, не рассматриваются эффекты, связанные с влиянием прохождения света через оптические среды, например, изменения показателя преломления среды под воздействием мощного излучения. Эти эффекты, даже формально лежащие в рамках геометрической оптики, относят к нелинейной оптике. В случае, когда интенсивность светового пучка, распространяющегося в данной среде, достаточно мала для того, чтобы можно было пренебречь нелинейными эффектами, геометрическая оптика базируется на общем для всех разделов оптики фундаментальном законе о независимом распространении лучей (принцип суперпозиции).
Согласно этому принципу, лучи света в среде не взаимодействуют. В геометрической оптике нет таких понятий, как амплитуда, частота, фаза и вид поляризации светового излучения, но и в волновой линейной оптике постулируют принцип суперпозиции. Иными словами, и в волновой линейной оптике, и в геометрической оптике принимается, что лучи света и оптические волны не влияют друг на друга и распространяются независимо.
Объяснение:
Проводя бомбардирование α частицами тончайшей золотой фольги Резерфорд обнаружил, что примерно одна частица из нескольких тысяч отклоняется на угол больший 90°. Согласно модели Томсона заряд атома q "размазан" по всему атому R≈ 10^-8 см. Этот положительный заряд создает электрическое поле тормозящее и отклоняющее α частицы, однако расчеты показывают, что такое поле слишком слабое что бы отклонить α частицы. Что бы отбросить α частицу электрическое поле должно быть значительно сильнее, а что бы создать такое поле положительный заряд должен быть сосредоточен в области гораздо меньшей атома. Область эту можно вычислить, она в 100 тысяч раз меньше атома, это и есть ядро.