Интерференция света

Интерференцией называют явление, возникающее при наложении двух (или нескольких) световых волн одинакового периода в однородной изотропной среде, в результате чего происходит перераспределение энергии волн в пространстве.

Необходимым условием интерференции волн является их когерентность, т.е. равенство их частот и постоянная во времени разность фаз*.

Когерентные световые волны можно получить только от одного источника.

Для этого нужно каким-либо образом разделить один луч на два, пустить их по разным оптическим путям, а после снова соединить их. Тогда разность фаз определится разностью хода лучей. При постоянной разности хода разность фаз тоже постоянна.

Билет № 17

1. Адиабатный процесс. КПД тепловых двигателей, цикл Карно.

2. Дифракция света, дифракция решётки. Применение дифракции.

3. Задача на расчёт электрической цепи.

Ответы:

1. Адиабатный процесс.

Адиабатным называют процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Q = 0, следовательно, газ при расширении совершает работу за счет уменьшения его внутренней энергии, следовательно, газ охлаждается, А' = U.

Кривая, изображающая адиабатный процесс, называется адиабатой.

Смотри учебник стр. 58

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ (КПД)

В любом из самых разнообразных тепловых двигателей можно выделить принципиально важные части, без которых работать двигатель не может, — это нагреватель, рабочее тело, холодильник (рис. 11).

Эта схема позволяет наглядно представить процесс преобразования энергии в циклически действующем двигателе.

Нагреватель, имеющий температуру T1 отдает рабочему телу количество теплоты Q1. Рабочее тело расширяется, совершает работу. Для приведения рабочего тела в исходное состояние оно должно отдать холодильнику некоторое количество теплоты Q2. Полезная работа за цикл равна А, а КПД двигателя

Второй закон термодинамики

Основываясь на первом законе термодинамики, можно предположить, что у идеального теплового двигателя, в котором нет потерь энергии, КПД, будет равен 100% .

На первый взгляд кажется, что это вполне обоснованное предположение. Ведь оно не противоречит закону сохранения энергии. Такую идеальную (мысленную) модель «сконструировал» С. Шарив в 1824 г., анализируя вопрос о повышении КПД. Он установил, что максимальное значение КПД идеального двигателя не стремится к 100%, как это следовало ожидать, а имеет верхний предел, определяемый только температурой нагревателя и холодильника, т. е. Исследование С. Карно показало, что работа тепловых двигателей «управляется» не только законом сохранения энергии.

Таким образом «природа дает знать» о существовании еще одного закона, который не позволяет сконструировать тепловой двигатель с КПД, большим

Чтобы сформулировать этот закон, поставим вопрос: почему возникает такая особенность у тепловых двигателей? При каких условиях

Из формулы видно, что, еслиQ2 = 0. Но при этом двигатель не будет циклическим. Только при Q2 # 0 двигатель вернется в исходное состояние: при работе циклического теплового двигателя рабочее тело обязательно должно отдать часть полученного от нагревателя количества теплоты холодильнику. Даже в идеальном случае Q2 # 0.

Изложенное позволяет сформулировать второй закон термодинамики.

В циклически действующей тепловой машине невозможен процесс, единственным результатом которого было бы преобразование в механическую работу всего количества теплоты, полученного от источника энергии — нагревателя.