Активний та реактивний опори

Акти́вний о́пір— частина повного опору електричного кола змінному струмові, яка поглинає електричну енергію і визначається вживаною потужністю P та струмом I в колі за формулою

.

В електричних колах, які не мають електроємності, активний опір більший за опір постійному струмові внаслідок поверхневого ефекту та магнітних витрат.

В електричних колах з великою електроємністю активний опір може бути меншим, ніж опір постійному струмові внаслідок втрат в діелектрику.

Реакти́вний о́пір - величина, що характеризує опір що надається змінному струму електричною ємністю і індуктивністю кола (її ділянки). Вимірюється в Омах.

Змінний струм на відміну від постійного струму проходить через конденсатор. Змінний струм у конденсаторі й котушці не призводить до втрат енергії, якщо знехтувати звичайним активним опором.

Для опису опору цих елементів змінному струму вводиться залежна від частоти величина - реактивний опір X.

Для індуктивності L

X = ω L.

Для ємності C

.

Тут ω = 2πν - циклічна частота, ν - лінійна частота.

Реактивний опір синусоїдальному струму при послідовному з'єднанні індуктивного і ємнісного елементів кола, дорівнює

,

де ω - кутова частота, L і C — індуктивність і ємність.

Реактивний опір поряд із активним опором є складовою частиною імпедансу

Z = R + iX,

де Z - імпеданс, R - активний опір, i - уявна одиниця.

112. Вимушені коливання. Явище резонансу.

Вимушені коливання гармонічного осцилятора із частотою ω₀ під дією сили з частотою ωописуються рівнянням

.

Гармонічний осцитор під дією зовнішньої сили здійснює гармонічні коливання з амплітудою . При амплітуда вимушених коливань прямує до нескінченості. Це явище називається резонансом.

113. Відкритий коливальний контур. Випромінювання електромагнітних хвиль.

Щоб добути електромагнітні хвилі, Герц скористався простим пристроєм, який тепер називається вібратором Герца. Цей пристрій є відкритим коливальним контуром.

До відкритого контура можна перейти від закритого, якщо поступово розсувати пластини конденсатора, зменшуючи їх площу і одночасно зменшувати кількість витків котушки. Врешті матимемо просто прямий провід. Це і є відкритий коливальний контур. Ємність і індуктивність вібратора Герца малі. Тому частота коливань досить велика.
У відкритому контурі заряди не зосереджені на кінцях, а розміщені по всьому провіднику. Струм у даний момент часу в усіх перерізах провідника має однаковий напрям, але сила струму в різних перерізах провідника не однакова. На кінцях вона дорівнює нулю, а посередині досягає максимального значення.

Створювані окремими ділянками вібратора електричні й магнітні поля не компенсуються на великих відстанях од вібратора.
Коливання в контурі будуть затухаючими з двох причин: по-перше, внаслідок наявності активного опору; по-друге, через те, що вібратор випромінює електромагнітні хвилі й втрачає при цьому енергію.

114. Рівняння електромагнітного поля.

Електромагнітне поле не потребує для себе якого-небудь носія типа твердого, рідкого або газоподібного тіла, воно само є матеріальним полем і може поширювати обурення у вакуумі і з кінцевою швидкістю.

Проте вона унаслідок своєї внутрішньої противоречивості нагадувала Максвеллу Вавилонську башту. Відмовившись від деяких законів, зберігши і обобщив інші, наділивши кожну математичну операцію фізичним сенсом і в той же час давши кожній фізичній величині чітку математичну характеристику, Максвелл прийшов до свого знаменитого рівнянням електромагнітного поля:

де Е — вектор напруженості електричного поля; D — вектор електричної індукції; B — вектор магнітної індукції; Н — вектор напруженості магнітного поля; р — щільність заряду; j — струм зсуву.

115. Принцип радіозв’язку. Модульований радіосигнал

Радіозв'яз́ок — різновид зв'язку, у котрому носієм інформації є радіохвилі.

Розповсюдження радіохвиль від джерела до приймача може відбуватися декількома шляхами одночасно. Таке розповсюдження має назву багатопроменевістю. Як наслідок багатопроменевості та зміни параметрів середовища, виникають завмирання (англ. fading) — зміна рівня отримуємого сигналу у часі. При багатопроменевості зміна рівня сигналу відбувається внаслідок інтерференції, тобто у точці прийому електромагнітне поле є сумою зміщених у часі радіохвиль одного й того ж сигналу.

Модульований радіосигнал - радіосигнал, що є результатом модуляції.

116. Світлова хвиля. Довжини і частоти хвиль світлового діапазону.

Електромагнітні хвилі характеризується частотою, довжиною хвилі, поляризацією й інтенсивністю. У вакуумі світло розповсюджується зі сталою швидкістю, яка не залежить від системи відліку — швидкістю світла. Швидкість поширення світла в речовині залежить від властивостей речовини і загалом менша від швидкості світла у вакуумі. Довжина хвилі зв'язана з частотою законом дисперсії, який також визначає швидкість поширення світла в середовищі.

Взаємодіючи з речовиною, світло розсіюється і поглинається. Випромінювання і поглинання світла відбувається квантами: фотонами, енергія яких залежить від частоти:

E = h ν,

де E - енергія кванта, ν - частота, h - стала Планка.

Звичайне денне світло складається з некогерентних електромагнітних хвиль із широким набором частот. Таке світло заведено називати білим

117. Енергія світлової хвилі. Вектор Пойтінга.

Вектор Пойнтінга або вектор Умова-Пойнтінга - характеристика потоку енергії електромагнітного поля.

Для електромагнітного поля у вакуумі вектор Пойнтінга дорівнює ^[1]

.

Вектор Пойнтінга і густина енергії електромагнітного поля W задовільняють рівняння неперервності

118. Принцип Ферма розповсюдження світлових хвиль. Закони відбиття та заломлення світлових хвиль.

Закони геометричної оптики: 1. Світло поширюється прямолінійно. 2.
Світлові промені не взаємодіють. 3. Кут відбиття дорівнює куту падіння. 4.
Закон заломлення: n = sin (A)/sin (B), де n-коеф. заломлення, A-кутпадіння, B-кут відбиття.

Принцип Ферма - основний принцип геометричної оптики, який стверджує, що оптична довжина реального променя, що проходить між точками та менша за оптичну довжину будь-якої іншої кривої, яку можна провести між цими двома точками.

,

де n - показник заломлення, мінімальний для реального променя.

Закон відбиття світла: промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр до межі розділу двох середовищ, поставлений в точці падіння променя, лежать в одній площині; кут відбиття g дорівнює куту падіння a.Цей закон збігається з законом відбиття для хвиль будь-якої природи і може бути отриманий як наслідок принципу Гюйгенса.

Закон заломлення світла: це характерне для середовища число, яке визначає в скільки разів швидкість розповсюдження світла в середовищі менша за швидкість світла у вакуумі.закон Снеліуса

, де α — кут падіння, а β — кут заломлення.

Величину називають відносним показником заломлення середовища 2 стосовно середовища 1.

119. Коефіцієнти відбиття та проходження електромагнітних хвиль. В квантової механіки коефіцієнт проходження і коефіцієнт відбиття використовуються для опису ймовірності проходження та відображення хвиль падаючих на бар'єр. Коефіцієнт проходження являє собою відношення потоків пройшли частинок до потоку падаючих частинок. Він також використовується для опису ймовірності проходження через часток. Коефіцієнт проходження визначається в термінах струму ймовірності j згідно:

де j _i - Струм ймовірності падаючої на бар'єр хвилі і j _t - Струм ймовірності хвилі минулої бар'єр.

Коефіцієнт відбиття R визначається аналогічно як , Де j _r - Струм ймовірності хвилі відбитої від бар'єру. Збереження імовірності, а в даному випадку воно еквівалентно збереженню числа частинок накладає умову на коефіцієнти проходження та відображення T + R = 1

120. Фотометрія. Сила світла, освітленість, світимість – визначення та одиниці виміру

Фотометрія — розділ оптики, у якому розглядаються енергетичні характеристики світла в процесах його випромінювання, поширення та взаємодії із середовищем.

Світловий потік створюється джерелом світла. Фізична величина, що характеризує світіння джерела світла в певному напрямку, називається силою світла.

Якщо джерело випромінює видиме світло рівномірно в усі боки, то сила світла обчислюється за формулою:

Ф

I = ----

4п
де Ф — повний світловий потік, що його випускає джерело; п — стала величина, яка приблизно дорівнює 3,14.
За одиницю сили світла в Міжнародній системі одиниць (СІ) взято кандел у (кд) (від латин, candela — свічка). Кандела — одна з основних одиниць СІ.

Фізична величина, яка чисельно дорівнює світловому потоку, що падає на одиницю освітленої поверхні, називається освітленістю.
Освітленість позначається символом Е та визначається за формулою:

Ф

Е=-----
S
де Ф — світловий потік; S — площа поверхні, на яку падає світловий потік.
У СІ за одиницю освітленості взято люкс (лк) (від латин. Lux — світло).
Один люкс — це освітленість такої поверхні, на один квадратний метр якої падає світловий потік, що дорівнює одному люмену:

1лм
1 лк = —-

1м²

121. Геометрична оптика. Променеве наближення Чотири закони геометричної оптики.

Геометри́чна о́птика — розділ оптики, в якому вивчаються закони поширення світлових променів.

Геометрична оптика розглядає світло, абстрагуючись від його хвильової природи. Предмети, які впливають на розповсюдження променів — це прозорі й непрозорі поверхні, дзеркала й лінзи.

Особливий розділ геометричної оптики складає параксіальна оптика, в якій розглядаються світлові промені, які проходять близько до осі циліндричносиметричної системи, наприклад, лінзи.

Важливим оптичним приладом є кришталик людського ока

Закон прямолінійного поширення світла. Відповідно до цього закону світло між двома точками в однорідному і ізотропному середовищі (у середовищі, оптичні властивості якої не залежать від положення точки і від напрямку променя) поширюється по прямій, що з'єднує зазначені точки.

Закон прямолінійного поширення світла не застосовується в тих випадках, коли пучок променів проходить крізь діафрагму з дуже малим отвором, край будь-якої діафрагми чи коли на шляху пучка поміщена мала непрозора перешкода. Кут відхилення, викликаний дифракцією, залежить від багатьох факторів і для круглого отвору визначається формулою sin /D, де - довжина хвилі, a D- діаметр діафрагми.

Закон незалежності поширення світлових пучків. Окремі промені і пучки, зустрічаючись і перетинаючись один з одним, не роблять взаємного впливу. У геометричній оптиці вважають, якщо кілька пучків падають на ту саму площадку чи сходяться в одній крапці, то дії цих пучків складаються. Інтерференцією при цьому зневажають. Явища інтерференції і дифракції необхідно враховувати при аналізі процесу утворення зображення, тому що це дозволяє пояснити розподіл світлової енергії в кухоль розсіювання і судить про якість зображення.

Закон відображення світла. Якщо промені, розповсюджуючись в однорідному оптичному середовищі, зустрічають дзеркальні чи поліровані поверхні, то вони повністю або частково відбиваються відповідно до закону відображення, що формулюється в такий спосіб:

Закон переломлення світла. Промені світла при переході з одного прозорого середовища в інше на межі їх розділу не тільки частково відбиваються, але і переломлюються

Добуток показника переломлення середовища на синус кута, утвореного променем з нормаллю, вважається постійним при переході променя з одного середовища в інше, тобто

n sin = n' sin '

Промінь падаючий і промінь переломлений обернені. У тих випадках, коли світло поширюється з більш щільного оптичного середовища в менш щільну (n' < n) при визначених значеннях кутів падіння _m може відбутися явище повного внутрішнього відображення, що полягає в тому, що пучок не проходить в друге середовище, а відбивається від межі їх розділу. Граничне значення кута падіння _m при якому промінь починає ковзати по границі розділу, визначають за формулою:

sin _m = n'/n. (2)

122. Тонка лінза. Оптична сила, фокусна відстань, фокальна площина тонкої лінзи.

Опти́чна лі́нза — найпростіший оптичний елемент, виготовлений із прозорого матеріалу, обмежений двома заломлюючими поверхнями, які мають спільну вісь, або взаємно перпендикулярні площини симетрії. Лінзу називають тонкою, якщо її товщина мала порівняно з радіусами сферичних поверхонь, що її обмежують. Сферичні тонкі лінзи бувають опуклі і вгнуті.

Центр лінзи називають оптичним центром. Пряма лінія, яка проходить через обидва фокуси лінзи і її центр. перпендикулярно до площини лінзи, називають головною оптичною віссю, а будь-яка інша пряма, яка проходить через центр лінзи - побічною віссю. Дві площини, паралельні головній площині з обох боків лінзи, які проходять через фокуси, називають фокальнимиплощинами. Точки перетину побічних осей з ними називають побічними фокусами. У цих точках збігаються паралельні промені,що утворюють паралельний до даної побічної осі пучок променів.

Відстань від фокуса до оптичного центра називають фокусною відстанню лінзи (F). Фокусна відстань збиральної лінзи є додатною, а розсіювальної - від'ємною. Величину, обернену до фокусної відстані, називають оптичною силоюлінзи D.

У системі СІ оптичну силу лінзи вимірюють в діоптріях;

[ D ] = 1/м = 1 дптр.

Якщо d - відстань від предмета до лінзи, то f - відстань від лінзи до зображення на екрані, F - фокусна відстань, то розміщення предмета і його зображення можна визначити за формулою тонкої лінзи:

.

123. Формула тонкої лінзи той, що збирає і той, що розсіює.

Якщо товщина лінзи значна і менша від радіуса її кривизни, то таку лінзу називають тонкою. Якщо паралельний пучок променів, що падають на поверхню лінзи, лінза збирає в одній точці (фокусі), то її називають збиральною.

Якщо ж паралельний пучок променів, який падає на лінзу, лінза розсіює, то її називають розсіювальною.

Після проходження такої лінзи паралельні промені рівномірно розходяться так, що їх продовження перетинаються в уявній точці - фокусі. У збиральній лінзі фокус буде дійсним, а в розсіювальній - уявним.

Якщо d - відстань від предмета до лінзи, то f - відстань від лінзи до зображення на екрані, F - фокусна відстань, то розміщення предмета і його зображення можна визначити за формулою тонкої лінзи:

.

Користуючись формулою слід враховувати правило знаків:

1) якщо лінза розсіювальна, то величину F беруть зі знаком "-".

2) якщо лінза дає уявне зображення, то і f також беруть з "-".

3) якщо предмет уявний, то і d беруть зі знаком "-".

Якщо h - висота предмета, а H - висота зображення, то можна знайти збільшення лінзи:

.

124. Побудова оптичних зображень за допомогою тонкої лінзи.

Побудова зображення у збиральній лінзі. Якщо предмет розміщений на відстані d = 2 F, то його зображення буде дорівнювати за висотою предмету, буде перевернутим і дійсним, знаходитиметься в точці 2 F по інший бік від лінзи.

Якщо предмет знаходиться на відстані d > 2 F, зображення буде зменшеним, перевернутим, дійсним, знаходитиметься в точці між 2 F i F на іншому боці від лінзи

Якщо предмет знаходиться між 2 F i F, зображення буде перевернутим, збільшеним, дійсним, знаходитиметься за 2F по інший бік від лінзи.

Якщо предмет знаходиться на відстані d = F, промені виходитимуть з лінзи паралельно до променя, що проходить через оптичний центр, і зображення не буде (рис. 6.29).

Якщо предмет знаходиться між фокусом F i оптичним центром лінзи, зображення буде прямим, уявним, збільшеним і знаходиметься по той же бік від лінзи, що і предмет (рис. 6.30).

Побудова зображення в розсіювальній лінзі. Принцип побудови завжди однаковий: така лінза робить зображення зменшеним, прямим і уявним, зображення буде знаходитися по той самий бік, що і предмет (рис. 6.31).

Побудова зображення точки, що знаходиться на головній оптичній осі в збиральній (рис.6.32) і розсіювальній (рис.6.33) лінзах.

S - точка, яка світиться, S' - її зображення.

Таке зображення можна побудувати, якщо показник заломлення лінзи є більшим від показника заломлення середовища, в якому поширюються світлові хвилі. Інакше, якщо середовище є оптично густіше від матеріалу лінзи, то збиральна лінза стане розсіювальною, і, навпаки, двовгнута - збиральною. Якщо, наприклад, у склі є опукла повітряна порожнина, то вона відіграє роль розсіювальної лінзи. Якщо повітряна порожнина двовгнута, то вона діє як збиральна лінза.

Пояснюється це тим, що, наприклад, двоопуклу лінзу можна схематично уявити як сукупність призм (рис. 6.34). Якщо середовище, що оточує лінзу, є оптично густішим від матеріалу лінзи, то лінза буде розсіювальною, оскільки світлові промені відхиляються від основ призм (рис. 6.35).

125. Інтерференція світла і її умови.

Інтерференція - додавання двох світлових хвиль у просторі, внаслідок чого спостерігається стійка в часі картина підсилення або послаблення результуючих світлових коливань у різних точках простору. Зони підсилення називають зонами максимумів, зони послаблення - мінімумів. Щоб положення цих зон було незмінним і картина інтерференції залишалась стійкою в часі, хвилі мають зберігати свої властивості, не змінюючи їх з часом. Якщо ця умова виконана (різниця фаз у хвилях з часом їх частота є однаковою), то хвилі називають когерентними.

126. Інтерференція світла від двох когерентних джерел.

Світло - це електромагнітна хвиля, тому, якщо в просторі одночасно поширюються дві чи більше хвиль, то в кожній точці хвилі будуть накладатись одна на одну, утворюючи інтерференційну картину. Вона складається із повторюваних мінімумів (min) і максимумів (max) освітленості.

Нехай від джерел S ₁ i S ₂ поширюються дві хвилі, які збігаються в точці А. d ₁ і d ₂ - довжина ходу першої і другої хвиль; D d = d ₁ – d ₂ - різниця ходу.

Якщо в різницю ходу D d вкладається парна кількість півхвиль, то обидві хвилі надійдуть в точку А в однакових фазах і підсилять одна одну - в точці А буде максимальним. Якщо в різницю ходу D d вкладається непарне число півхвиль, то хвилі прийдуть в точку А в протифазах і погасять одна одну - в точці А буде мінімум інтенсивності світла.

Математично умови максимум i мінімум можна виразити так:

- умова максимуму;

- умова мінімуму.

де k = 1, 2, 3,…, n (ціле число); l - довжина хвилі.

127. Інтерференція світла на тонких плівках. Просвітлення оптики.

Цікавий випадок інтерференції спостерігав Юнг розглядаючи у відбитому світлі тонкіплівки (рис. 6.37).

Одна частина світлового потоку відбивається від верхньої поверхні плівки, а друга - після заломлення від нижньої. Після цього обидва промені збігаються в оці спостерігача. При цьому виникає різниця ходу, що дорівнює подвоєній товщині плівки D d = 2 h. У результаті цього і виникає інтерференційна картина. Якщо освітлюється плівка одним кольором, спостерігається чергування чорних і білих смуг, а якщо білим, то зазвичай кольори веселки.

Інтерференцією світла в тонких плівках пояснюється забарвлення мильних бульбашок і тонких п'ятен з оливи на воді, хоча розчин мила й олива не мають такої гами кольорів.

128. Дисперсія світла. Дослідження Ньютона.

Дисперсія світла — залежність показника заломлення (або діелектричної проникності) середовища від частоти.

Здебільшого показник заломлення зростає при збільшенні частоти. Це зростання називають нормальною дисперсією. Аномальна дисперсія — зменшення показника заломлення при збільшенні частоти — виникає в спектральних областях, близьких до частот інтенсивного поглинання.

Середовище реагує на зміну зовнішнього електричного поля зміною наведеної в ньому поляризації. Поляризація виникає завдяки зміщенню зв'язаних зарядів, наприклад, зміщенню електронів відносно ядер атомів. Процеси зміщення не відбуваються миттєво, а вимагають певного часу.

Коли електричне поле світлової хвилі, яка розповсюджується в середовищі, змінюється повільно, середовище встигає повністю відреагувати на зміну поля.

129.Дифракція світла. Дифракційна гратка.

Явище дифракції світла наглядно підтверджує теорію корпускулярно-хвильвої природи світла.

Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі світла, а вона дуже мала.

Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору. Френель, побудував теорію дифракції, яка в принципі дозволяє розраховувати дифракційну картину, яка виникає внаслідок огинання світлом будь-яких перешкод. Принцип Гюйгенса-Френеля формулюється так: дифракція виникає внаслідок інтерференції вторинних хвиль.

130. Елементи квантової фізики. Принцип невизначеності.

Ква́нтова меха́ніка — фундаментальна фізична теорія, що в описі мікроскопічних об'єктів розширює, уточнює і поєднує результати класичної механіки і класичної електродинаміки. Ця теорія є базою для фізики твердого тіла, квантову хімію та фізику елементарних частинок. Термін «квантова» пов'язаний з дискретними порціями, які теорія присвоює певним фізичним величинам, наприклад, енергії електромагнітної хвилі.

Принцип невизначеності є фундаментальним положенням квантової механіки, яке стверджує, що принципово неможливо одночасно виміряти з довільною точністю координати та імпульси квантового об'єкта. Це твердження справедливе не тільки щодо вимірювання, а й до теоретичної побудови квантового стану системи. Неможливо побудувати такий квантовий стан, в якому система одночасно характеризувалася б точними значеннями координати та імпульсу. Принцип невизначеності був сформульований у 1927 німецьким фізиком Вернером Гейзенбергом.

131. Взаємодія світла з речовиною. Поглинання та випромінювання світла атомами. Постулати Бора.

Постулати Бора — сформульовані данським фізиком Нільсом Бором основні положення будови атома, що враховують квантований характер енергії, випромінюваної електронами.

1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія E_n. У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

2. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких h ν визначають за формулою:

h ν _kn = E_k − E_n,

де k і n - цілі числа (номери стаціонарних станів), якщо E_k > E_n фотон з частотою ν _kn випромінюється, якщо E_k < E_n - поглинається.

3. Радіуси r_n стаціонарних станів задовольняють умову:

,

де n = 1,2,3,..., m - маса електрона, - зведена стала Планка.

Поглинаючи світло, атом переходить із стаціонарного стану з меншою енергією в стаціонарний стан з більшою енергією. Усі стаціонарні стани, крім одного, є умовно стаціонарними. Нескінченно довго кожен атом може знаходитись лише в стаціонарному стані з мінімальним запасом енергії. Цей стан атома називається основним, всі інші - збудженими.

132. Серії випромінювання. Умови квантування.

Спектр випромінювання розбивається на серії. Найбільш короткохвильова з цих серій позначається літерою K, а окремі лінії в цій серії грецькими літерами. Так, К-серія складається із трьох ліній K_α, K_β, K_γ. Наступні серії позначаються літерами L, M та N. K-серія зумовлена переходами на оболонки, найближчі до ядра атома. Окремі лінії в K-серії зумовлені переходами із різних зовнішніх електронних оболонок.

Квантува́ння — дія, перетворення якоїсь величини з неперервною шкалою значень на величину з дискретною шкалою значень (напр., К. енергії частинок, К. сигналів). Напр., операція перетворення сигналу, при якій здійснюється його дискретизація за рівнем чи за часом або водночас і за рівнем, і за часом.

В різних галузях цей термін набуває специфічного значення, зокрема див.:

· у квантовій механіці

· в Інформатиці

133. Потенціальна яма. Тунельний ефект.

Потенціа́льна я́ма — скінченна область простору, в якій потенціальна енергія частинки менша, ніж зовні.Точка з найнижчим значенням потенціальної енергії називається дном ями.

Якщо повна енергія частинки менша за висоту потенціальної ями, то частинка здійснює в ямі коливання, частота яких визначається формою та розмірами ями.

Точки, де повна енергія частинки дорівнює потенціальній енергії називаються точками повороту. На рисунку праворуч ці точки позначені x ₁ та x ₂.Потенціальна яма утворюється внаслідок існування сил притягання.

Для виходу з ями частинка повинна отримати енергію.

Тунелюва́ння — фізичне явище, яке полягає в тому, що фізичний об'єкт долає потенційний бар'єр, велична якого більша від його кінетичної енергії. Найвідомішим прикладом явища є альфа-розпад. Під час альфа-розпаду заряд ядра атома Z зменшується на дві одиниці, а масове число А — на чотири. Енергія, що виділяється внаслідок альфа-розпаду, розподіляється між альфа-частинкою та ядром атома елемента, що утворюється. Цей процес може супроводжуватися також гамма-випромінюванням.

В квантовій механіці частинки описуються хвильовими функціями, які квадрат модуля яких задає густину ймовірності перебування частники в певній точці простору. Хвильові функції є неперервними функціями координат, а тому в області де кінетична енергія частинки менша за потенціальну (цю область називають класично недоступною областю) спадають до нуля поступово.

134.Потенціальний бар’єр.

Потенціальний бар'єр - область простору із збільшеним значенням потенціальної енергії.

Максимальне значення потенціальної енергії в бар'єрі називається висотою бар'єру.

В класичній механіці частка із кінетичною енергією, меншою за висоту бар'єру, не може проникнути в область потенціального бар'єру. Тому цю область часто називають класично забороненою.

Класична частка, налетівши на потенціальний бар'єр, відбивається від нього, якщо її енергія менша за висоту бар'єру. Якщо енергія частки більша за висоту бар'єру, то класична частка вільно проходить "над бар'єром". Квантова частка частково відбиваєтсья навіть тоді, коли її енергія перевищує висоту бар'єру. При певних значеннях енергії це відбиття може бути абсолютним, тобто квантова частка не проникає через бар'єр, навіть маючи достатню енергію.