A fizika alaptörvényei.

A termodinamika második főtétele

E törvény szerint az a folyamat, amelynek egyetlen eredménye az energia hő formájában történő átadása egy hidegebb testről a melegebbre, lehetetlen magának a rendszernek és a környezetnek a változása nélkül. A termodinamika második főtétele egy olyan rendszer tendenciáját fejezi ki, amelyből áll egy nagy szám véletlenszerűen mozgó részecskék, spontán átmenet a kevésbé valószínű állapotokból a valószínűbb állapotokba. Megtiltja a második típusú örökmozgó létrehozását.

Avogardo törvénye
Azonos hőmérsékleten és nyomáson azonos térfogatú ideális gázok ugyanannyi molekulát tartalmaznak. A törvényt 1811-ben A. Avogadro (1776–1856) olasz fizikus fedezte fel.

Ampère törvénye
Az egymástól kis távolságra lévő vezetékekben folyó két áram kölcsönhatásának törvénye a következő: párhuzamos vezetők azonos irányú áramokkal vonzzák, és áramokkal ellenkező irányba taszít. A törvényt 1820-ban A. M. Ampère fedezte fel.

Archimedes törvénye

A hidro- és aerosztatika törvénye: a folyadékba vagy gázba mártott testen függőlegesen felfelé hat felhajtóerő, amely megegyezik a test által kiszorított folyadék vagy gáz tömegével, és a bemerült rész súlypontjában hat. a testé. FA = gV, ahol g a folyadék vagy gáz sűrűsége, V a víz alá merült testrész térfogata. Egyébként a törvény így fogalmazható meg: a folyadékba vagy gázba merített test annyit veszít a súlyából, amennyit az általa kiszorított folyadék (vagy gáz) nyom. Ekkor P = mg - FA. A törvényt az ókori görög tudós, Arkhimédész fedezte fel ie 212-ben. e. Ez az úszó testek elméletének alapja.

Törvény gravitáció

Az egyetemes gravitáció törvénye, vagy Newton gravitációs törvénye: minden test olyan erővel vonzódik egymáshoz, amely egyenesen arányos e testek tömegének szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével.

Boyle törvénye – Mariotte

Az egyik ideális gáztörvény: állandó hőmérséklet A gáz nyomásának és térfogatának szorzata állandó. Képlet: pV = állandó. Egy izoterm folyamatot ír le.

Hooke törvénye
E törvény szerint a szilárd test rugalmas alakváltozásai egyenesen arányosak az azokat okozó külső hatásokkal.

Dalton törvénye
Az egyik fő gáztörvény: a kémiailag nem kölcsönható ideális gázok keverékének nyomása megegyezik e gázok parciális nyomásának összegével. 1801-ben nyitotta meg J. Dalton.

Joule–Lenz törvény

Körülír termikus hatás elektromos áram: a vezetőben egyenáram áthaladásakor felszabaduló hőmennyiség egyenesen arányos az áramerősség, a vezető ellenállása és az áthaladási idő négyzetével. Joule és Lenz fedezte fel egymástól függetlenül a 19. században.

Coulomb törvénye

Az elektrosztatika alaptörvénye, amely két fixpontos töltés kölcsönhatási erejének a köztük lévő távolságtól való függését fejezi ki: két fixpontos töltés olyan erővel lép kölcsönhatásba, amely egyenesen arányos e töltések nagyságának szorzatával és fordítottan arányos a köztük lévő távolság és annak a közegnek a permittivitásának négyzete, amelyben a töltések találhatók. Az érték számszerűen egyenlő a két, egymástól 1 m távolságra vákuumban elhelyezkedő, egyenként 1 C-os rögzített ponttöltés között ható erővel. A Coulomb-törvény az elektrodinamika egyik kísérleti alátámasztása. 1785-ben nyitották meg.

Lenz törvénye
E törvény szerint az indukciós áramnak mindig olyan iránya van, hogy saját mágneses fluxusa kompenzálja az áramot okozó külső mágneses fluxus változásait. Lenz törvénye az energiamegmaradás törvényének következménye. 1833-ban alapította E. H. Lenz.

Ohm törvénye

Az elektromos áram egyik alaptörvénye: az egyenáram erőssége egy áramköri szakaszban egyenesen arányos a szakasz végein lévő feszültséggel, és fordítottan arányos az ellenállásával. Fém vezetőkre és elektrolitokra érvényes, amelyek hőmérsékletét állandóan tartják. Teljes áramkör esetén a következőképpen fogalmazódik meg: az áramkörben az egyenáram erőssége egyenesen arányos az áramforrás emf-jével és fordítottan arányos az elektromos áramkör impedanciájával. 1826-ban nyitotta meg G. S. Ohm.

Hullámreflexiós törvény

A beeső sugár, a visszavert nyaláb és a sugár beesési pontjára emelt merőleges ugyanabban a síkban fekszik, és a beesési szög megegyezik a törésszöggel. A törvény a tükörtükrözésre érvényes.

Pascal törvénye
A hidrosztatika alaptörvénye: a folyadék vagy gáz felületén a külső erők által keltett nyomás minden irányban egyformán továbbítódik.

A fénytörés törvénye

A beeső sugár, a megtört nyaláb és a sugár beesési pontjára emelt merőleges egy síkban van, és e két közeg esetében a beesési szög szinuszának és a törésszög szinuszának az aránya állandó érték, amelyet a második közeg relatív törésmutatójának neveznek az elsőhöz viszonyítva.

A fény egyenes vonalú terjedésének törvénye

A geometriai optika törvénye, amely kimondja, hogy a fény egy homogén közegben egyenes vonalban halad. Megmagyarázza például az árnyék és a félárnyék kialakulását.

A töltés megmaradásának törvénye
A természet egyik alaptörvénye: bármely elektromosan elszigetelt rendszer elektromos töltéseinek algebrai összege változatlan marad. Egy elektromosan leválasztott rendszerben a töltés megmaradásának törvénye megengedi új töltött részecskék megjelenését, de a megjelent részecskék teljes elektromos töltésének mindig nullával kell egyenlőnek lennie.

A lendület megmaradásának törvénye
A mechanika egyik alaptörvénye: bármely zárt rendszer lendülete a rendszerben végbemenő összes folyamatra állandó (konzervált) marad, és csak kölcsönhatásuk eredményeként oszlik újra a rendszer részei között.

Károly törvénye
Az egyik alapvető gáztörvény: egy adott tömegű ideális gáz állandó térfogatú nyomása egyenesen arányos a hőmérséklettel.

Az elektromágneses indukció törvénye

Leírja az elektromos tér megjelenésének jelenségét, amikor a mágneses tér megváltozik (az elektromágneses indukció jelensége): az indukció elektromotoros ereje egyenesen arányos a mágneses fluxus változási sebességével. Az arányossági együtthatót a mértékegységrendszer, az előjelet a Lenz-szabály határozza meg. A törvényt M. Faraday fedezte fel.

Az energia megmaradásának és átalakulásának törvénye
A természet általános törvénye: bármely zárt rendszer energiája a rendszerben végbemenő összes folyamatra állandó (megőrzött) marad. Az energia csak egyik formából a másikba alakítható át, és csak a rendszer részei között osztható el. Nyitott rendszer esetében az energiájának növekedése (csökkenése) egyenlő a vele kölcsönhatásba lépő testek és fizikai mezők energiájának csökkenésével (növekedésével).

Newton törvényei
A klasszikus mechanika Newton 3 törvényén alapul. Newton első törvénye (tehetetlenségi törvény): egy anyagi pont egyenes vonalú és egyenletes mozgás vagy nyugalom állapotában van, ha nem hat rá más test, vagy ha ezeknek a testeknek a hatása kompenzálódik. Newton második törvénye (a dinamika alaptörvénye): a test által kapott gyorsulás egyenesen arányos a testre ható összes erő eredőjével, és fordítottan arányos a test tömegével. Newton harmadik törvénye: két test cselekvései mindig egyenlő nagyságúak és ellentétes irányúak.

Faraday törvényei
Faraday első törvénye: az elektromos áram áthaladása során az elektródán felszabaduló anyag tömege egyenesen arányos az elektroliton áthaladó elektromosság (töltés) mennyiségével (m = kq = kIt). Faraday második törvénye: az elektródákon kémiai átalakuláson átmenő különféle anyagok tömegének aránya, amikor ugyanazok az elektromos töltések haladnak át az elektroliton, megegyezik a kémiai egyenértékek arányával. A törvényeket 1833–1834-ben M. Faraday alkotta meg.

A termodinamika első főtétele
A termodinamika első főtétele a termodinamikai rendszer energiamegmaradásának törvénye: a rendszerrel közölt Q hőmennyiséget az U rendszer belső energiájának megváltoztatására és a rendszerrel szembeni A munka elvégzésére fordítják. külső erők. A Q \u003d U + A képlet a hőmotorok működésének alapja.

Bohr posztulátumai

Bohr első posztulátuma: egy atomi rendszer csak stacionárius állapotokban stabil, amelyek az atomi energiaértékek diszkrét sorozatának felelnek meg. Ennek az energiának minden változása az atom teljes átmenetéhez kapcsolódik egyik álló állapotból a másikba. Bohr második posztulátuma: az atom energiaelnyelése és -emissziója annak a törvénynek megfelelően történik, amely szerint az átmenethez kapcsolódó sugárzás monokromatikus és frekvenciája: h = Ei – Ek, ahol h Planck-állandó, valamint Ei és Ek. az atom energiái álló állapotban.

bal kéz szabály
Meghatározza annak az erőnek az irányát, amely mágneses térben árammal (vagy mozgó töltött részecskén) ható vezetőre hat. A szabály azt mondja: ha bal kézúgy rendezd el, hogy a kinyújtott ujjak mutassák az áram irányát (a részecske sebességét) és az erővonalakat mágneses mező(mágneses indukciós vonalak) bejutott a tenyérbe, akkor a félretett hüvelykujj jelzi a vezetőre ható erő irányát (pozitív részecske; negatív részecske esetén az erő iránya ellentétes).

Jobb kéz szabály
Meghatározza az indukciós áram irányát egy mágneses térben mozgó vezetőben: ha a jobb kéz tenyerét úgy helyezzük el, hogy a mágneses indukció vonalait tartalmazza, és a hajlított hüvelykujj a vezető mozgása mentén irányul, akkor négy a kinyújtott ujjak mutatják az indukciós áram irányát.

Huygens elv
Lehetővé teszi a hullámfront helyzetének bármikori meghatározását. A Huygens-elv szerint minden olyan pont, amelyen a t időpontban áthalad a hullámfront, másodlagos gömbhullámok forrása, és a hullámfront kívánt helyzete t időpontban egybeesik az összes másodlagos hullámot beborító felülettel. Huygens elve megmagyarázza a fény visszaverődésének és törésének törvényeit.

Huygens–Fresnel elv
Ezen elv szerint egy pontszerű fényforrást körülvevő tetszőleges zárt felületen kívül bármely ponton az e forrás által gerjesztett fényhullám ábrázolható a meghatározott zárt felület összes pontja által kibocsátott másodlagos hullámok interferencia eredményeként. Az elv lehetővé teszi a fényelhajlás legegyszerűbb problémáinak megoldását.

A relativitás elve
Bármely inerciális vonatkoztatási rendszerben minden fizikai (mechanikai, elektromágneses stb.) jelenség ugyanúgy megy végbe, azonos feltételek mellett. Ez a Galilei-féle relativitás elvének általánosítása.

Galilei relativitás elve

A mechanikai relativitáselmélet, vagy a klasszikus mechanika elve: bármely inerciális vonatkoztatási rendszerben minden mechanikai jelenség ugyanúgy megy végbe, azonos feltételek mellett.

Hang
A hangot rugalmas hullámoknak nevezik, amelyek folyadékokban, gázokban és szilárd anyagokban terjednek, és amelyeket az emberek és az állatok füle érzékel. Az ember képes hallani a 16-20 kHz-es frekvenciájú hangokat. A 16 Hz-ig terjedő frekvenciájú hangot infrahangnak nevezzük; 2 104-109 Hz frekvenciával - ultrahang, és 109-1013 Hz frekvenciával - hiperhang. A hangokat tanulmányozó tudományt akusztikának nevezik.

Könnyű
A fényt a fogalom szűk értelmében elektromágneses hullámoknak nevezzük az emberi szem által érzékelt frekvenciatartományban: 7,5 '1014–4,3 '1014 Hz. A hullámhossz 760 nm (piros fény) és 380 nm (ibolya fény) között változik.

Czerski Helén

Fizikus, oceanográfus, népszerű tudományos műsorok előadója a BBC-n.

Ha fizikáról van szó, bemutatunk néhány képletet, valami furcsa és érthetetlen, felesleges hétköznapi ember. Talán hallottunk valamit a kvantummechanikáról és a kozmológiáról. De e két pólus között van pontosan minden, ami a miénket alkotja mindennapi élet: bolygók és szendvicsek, felhők és vulkánok, buborékok és hangszerek. És mindegyiket viszonylag kevés fizikai törvény szabályozza.

Ezeket a törvényeket folyamatosan betarthatjuk működés közben. Vegyünk például két tojást – nyersen és főtt – és forgassuk meg, majd hagyjuk abba. A főtt tojás mozdulatlan marad, a nyers újra forogni kezd. Ez azért van, mert csak a héjat állítottad le, és a benne lévő folyadék tovább forog.

Ez egyértelműen demonstrálja a szögimpulzus megmaradásának törvényét. Leegyszerűsítve a következőképpen fogalmazható meg: ha egy állandó tengely körül elkezd forogni, a rendszer addig fog tovább forogni, amíg valami meg nem állítja. Ez az univerzum egyik alaptörvénye.

Nem csak akkor jön jól, ha meg kell különböztetni a főtt tojást a nyerstől. Használható annak magyarázatára is, hogy a Hubble Űrteleszkóp, mivel az űrben nincs támaszték, hogyan irányítja a lencsét az égbolt egy bizonyos részére. Csak forgó giroszkópok vannak benne, amelyek valójában ugyanúgy viselkednek, mint egy nyers tojás. A teleszkóp maga forog körülöttük, és így megváltoztatja helyzetét. Kiderül, hogy az emberiség egyik legkiemelkedőbb technológiájának eszközét is megmagyarázza a törvény, amelyet a konyhánkban tesztelhetünk.

A mindennapi életünket szabályozó alapvető törvények ismeretében megszűnik a tehetetlenség érzése.

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik a minket körülvevő világ, először meg kell értenünk annak alapjait -. Meg kell értenünk, hogy a fizika nem csak furcsa tudósok laboratóriumokban vagy bonyolult képletekben. Közvetlenül előttünk van, mindenki számára elérhető.

Hol kezdje, gondolhatja. Biztosan észrevettél valami furcsát vagy érthetetlent, de ahelyett, hogy ezen gondolkodtál volna, azt mondtad magadnak, hogy felnőtt vagy, és nincs időd erre. Cserszkij azt tanácsolja, hogy ne vessük el az ilyen dolgokat, hanem kezdjük velük.

Ha nem akarja megvárni, hogy valami érdekes történjen, tegyen mazsolát a szódába, és nézze meg, mi történik. Nézze meg a kiömlött kávé kiszáradását. Koppintson a kanalra a csésze szélére, és hallgassa a hangot. Végül próbálja meg leejteni a szendvicset, hogy ne essen a vajjal lefelé.

Bevezetés

1. Newton törvényei

1.1. Tehetetlenségi törvény (Newton első törvénye)

1.2 A mozgás törvénye

1.3. A lendület megmaradásának törvénye (a lendület megmaradásának törvénye)

1.4. Tehetetlenségi erők

1.5. A viszkozitás törvénye

2.1. A termodinamika törvényei

A gravitáció törvénye

3.2. Gravitációs kölcsönhatás

3.3. Égi mechanika

Erős gravitációs mezők

3.5. Modern klasszikus gravitációs elméletek

Következtetés

Irodalom

Bevezetés

A fizika alaptörvényei a természet és a világegyetem legfontosabb jelenségeit írják le. Lehetővé teszik számos jelenség magyarázatát, sőt előrejelzését. Tehát csak a klasszikus fizika alapvető törvényeire támaszkodva (Newton törvényei, termodinamika törvényei stb.) az emberiség sikeresen kutatja az űrt, űrjárműveket küld más bolygókra.

Ebben a munkában a fizika legfontosabb törvényeit és azok kapcsolatát kívánom figyelembe venni. A klasszikus mechanika legfontosabb törvényei a Newton-törvények, amelyek elegendőek a makrokozmoszban zajló jelenségek leírására (anélkül, hogy figyelembe vennék magas értékek sebesség vagy tömeg, amelyet a GR - Általános relativitáselmélet vagy SRT - speciális relativitáselmélet tanulmányoz.)

Newton törvényei

Newton mechanikai törvényei - három törvény alapjául szolgáló ún. klasszikus mechanika. I. Newton (1687) fogalmazta meg. Az első törvény: „Minden testet továbbra is nyugalmi állapotában vagy egyenletes és egyenes vonalú mozgásában tartjuk mindaddig, amíg az alkalmazott erők rá nem kényszerítik ezen állapot megváltoztatására.” A második törvény: "A lendület változása arányos az alkalmazott hajtóerővel, és annak az egyenesnek az irányában következik be, amely mentén ez az erő hat." A harmadik törvény: "Egy cselekvésre mindig egyenlő és ellentétes reakció lép fel, ellenkező esetben két test egymás elleni kölcsönhatása egyenlő és ellentétes irányba mutat."

1.1. Zako ́ n ine ́ rtions (First Law New ́ hangnem) : szabad test, amelyre más testekből érkező erők nem hatnak, nyugalmi állapotban vagy egyenletes egyenes vonalú mozgásban van (a sebesség fogalma itt nem transzlációs mozgás esetén a test tömegközéppontjára vonatkozik). Más szavakkal, a testeket a tehetetlenség jellemzi (a latin inertia - „inaktivitás”, „tehetetlenség”), vagyis a sebesség fenntartásának jelensége, ha a külső hatásokat kompenzálják.

Azokat a vonatkoztatási rendszereket, amelyekben a tehetetlenség törvénye teljesül, inerciális vonatkoztatási rendszernek (ISR) nevezzük.

A tehetetlenség törvényét először Galileo Galilei fogalmazta meg, aki sok kísérlet után arra a következtetésre jutott, hogy a szabad test állandó sebességű mozgásához nincs szükség erőre. külső ok. Ezt megelőzően egy más (Arisztotelészig visszanyúló) nézőpont volt általánosan elfogadott: a szabad test nyugalomban van, és az állandó sebességű mozgáshoz állandó erő alkalmazása szükséges.

Ezt követően Newton három híres törvénye közül az elsőként megfogalmazta a tehetetlenség törvényét.

Galilei relativitáselmélete: minden inerciális vonatkoztatási rendszerben minden fizikai folyamat ugyanúgy megy végbe. A nyugalmi állapotba vagy egy tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerhez képest egyenletes egyenes vonalú mozgású vonatkoztatási rendszerben (feltételesen „nyugalmi állapotban”) minden folyamat pontosan ugyanúgy megy végbe, mint egy nyugalmi rendszerben.

Meg kell jegyezni, hogy az inerciális vonatkoztatási rendszer fogalma egy absztrakt modell (valamilyen ideális objektum, amelyet valós objektum helyett tekintenek. Abszolút szilárd vagy súlytalan szál), a valódi referenciarendszereket mindig valamilyen objektumhoz társítják, és az ilyen rendszerekben a testek ténylegesen megfigyelt mozgásának megfeleltetése a számítások eredményeivel nem lesz teljes.

1.2 A mozgás törvénye - matematikai megfogalmazás arról, hogyan mozog egy test, vagy hogyan történik egy általánosabb formájú mozgás.

Az anyagi pontok klasszikus mechanikájában a mozgás törvénye három térbeli koordináta három függése az időtől, vagy egy vektormennyiség (sugárvektor) függősége az időtől.

A mozgástörvény a feladattól függően akár a mechanika differenciáltörvényeiből, akár az integráltörvényekből megtalálható.

Az energiamegmaradás törvénye - a természet alaptörvénye, amely abban áll, hogy egy zárt rendszer energiája időben megmarad. Más szóval, az energia nem keletkezhet a semmiből, és nem tud eltűnni a semmibe, csak átjuthat egyik formából a másikba.

Az energiamegmaradás törvénye a fizika különböző ágaiban előfordul, és a megmaradásban nyilvánul meg különféle fajták energia. Például a klasszikus mechanikában a törvény a mechanikai energia (a potenciális és kinetikus energiák összege) megmaradásában nyilvánul meg. A termodinamikában az energiamegmaradás törvényét a termodinamika első törvényének nevezik, és az energia hőenergiával történő teljes megmaradásáról beszél.

Mivel az energiamegmaradás törvénye nem konkrét mennyiségekre, jelenségekre vonatkozik, hanem egy általános, mindenhol és mindig érvényes mintát tükröz, ezért helyesebb nem törvénynek, hanem energiamegmaradás elvének nevezni.

Egy speciális eset - A mechanikai energia megmaradásának törvénye - egy konzervatív mechanikai rendszer mechanikai energiája időben megmarad. Egyszerűen fogalmazva, olyan erők hiányában, mint a súrlódás (disszipatív erők), a mechanikai energia nem keletkezik a semmiből, és nem tud eltűnni sehol.

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

Az energiamegmaradás törvénye egy integrál törvény. Ez azt jelenti, hogy az eltérő törvények hatásából áll, és ezek együttes hatásának a tulajdonsága. Például néha azt mondják, hogy az örökmozgó létrehozásának lehetetlensége az energiamegmaradás törvényének köszönhető. De nem az. Valójában az örökmozgó minden projektjében a differenciáltörvények egyike működésbe lép, és ő teszi működésképtelenné a motort. Az energiamegmaradás törvénye egyszerűen általánosítja ezt a tényt.

Noether tétele szerint a mechanikai energia megmaradásának törvénye az idő homogenitásának következménye.

1.3. Zako ́ n menteni ́ és ́ pulzus (Zako ́ n menteni ́ ha ́ mozgás minősége) azt állítja, hogy egy zárt rendszer összes testének (vagy részecskéjének) nyomatékának összege állandó érték.

A Newton-törvényekből kimutatható, hogy az üres térben való mozgás során az impulzus időben megmarad, kölcsönhatás esetén pedig változásának sebességét az alkalmazott erők összege határozza meg. A klasszikus mechanikában az impulzusmegmaradás törvénye általában Newton törvényeiből adódik. Ez a megmaradási törvény azonban olyan esetekben is igaz, amikor a newtoni mechanika nem alkalmazható (relativisztikus fizika, kvantummechanika).

Mint minden megmaradási törvény, az impulzusmegmaradási törvény is leírja az egyik alapvető szimmetriát, a tér homogenitását.

Newton harmadik törvénye elmagyarázza, mi történik két kölcsönhatásban lévő testtel. Vegyünk például egy zárt rendszert, amely két testből áll. Az első test bizonyos F12 erővel hathat a másodikra, a második pedig az elsőre az F21 erővel. Hogyan kapcsolódnak egymáshoz az erők? Newton harmadik törvénye kimondja, hogy a hatáserő egyenlő nagyságú és ellentétes irányú a reakcióerővel. Hangsúlyozzuk, hogy ezek az erők különböző testekre hatnak, ezért egyáltalán nem kompenzálódnak.

Maga a törvény:

A testek ugyanazon egyenes mentén ható, egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erőkkel hatnak egymásra: .

1.4. Tehetetlenségi erők

Newton törvényei szigorúan véve csak inerciális vonatkoztatási rendszerben érvényesek. Ha őszintén felírjuk egy test mozgásegyenletét nem inerciális vonatkoztatási rendszerben, akkor az megjelenésében el fog térni Newton második törvényétől. Gyakran azonban a megfontolás egyszerűsítése érdekében valamilyen fiktív "tehetetlenségi erőt" vezetnek be, majd ezeket a mozgásegyenleteket Newton második törvényéhez nagyon hasonló formában írják át. Matematikailag itt minden helyes (helyes), de a fizika szempontjából egy új fiktív erő nem tekinthető valóságosnak, valamilyen valós kölcsönhatás eredményeként. Még egyszer hangsúlyozzuk: a „tehetetlenségi erő” csupán egy kényelmes paraméterezése annak, hogy a mozgástörvények hogyan különböznek az inerciális és a nem inerciális vonatkoztatási rendszerben.

1.5. A viszkozitás törvénye

A viszkozitás (belső súrlódás) Newton-törvénye a belső súrlódás τ (viszkozitás) feszültségének és a v közeg térbeli sebességének változásának matematikai kifejezése.

(nyúlási sebesség) folyékony testeknél (folyadékok és gázok):

ahol η értékét belső súrlódási tényezőnek vagy dinamikus viszkozitási tényezőnek (CGS unit – poise) nevezzük. A viszkozitás kinematikai együtthatója a μ = η / ρ érték (a CGS egység Stokes, ρ a közeg sűrűsége).

A Newton-törvény analitikusan megszerezhető a fizikai kinetikai módszerekkel, ahol a viszkozitást általában a hővezető képességgel és a megfelelő Fourier-törvénnyel egyidejűleg veszik figyelembe a hővezető képességre. A gázok kinetikai elméletében a belső súrlódási együtthatót a képlet számítja ki

ahol a molekulák hőmozgásának átlagos sebessége, λ az átlagos szabad út.

2.1. A termodinamika törvényei

A termodinamika három törvényen alapul, amelyek kísérleti adatok alapján fogalmazódnak meg, és ezért posztulátumként fogadhatók el.

* A termodinamika 1. főtétele. Ez a termodinamikai folyamatok energiamegmaradásának általánosított törvényének megfogalmazása. A legegyszerűbb formában a következőképpen írható fel: δQ \u003d δA + d "U, ahol dU a rendszer belső energiájának teljes különbsége, δQ és δA pedig az elemi hőmennyiség és a rendszeren végzett elemi munka. Figyelembe kell venni, hogy δA és δQ nem tekinthető differenciálnak a fogalom szokásos értelmében. A kvantumfogalmak szempontjából ez a törvény a következőképpen értelmezhető: dU az energia változása. egy adott kvantumrendszer δA a rendszer energiaszintjeinek populációjának változásából adódó változása, δQ pedig a kvantumrendszer energiaváltozása a rendszer szerkezetének megváltozása következtében. energiaszintek.

* A termodinamika 2. főtétele: A termodinamika második főtétele kizárja a második típusú örökmozgó létrehozásának lehetőségét. Ennek a törvénynek több különböző, de egyben egyenértékű megfogalmazása létezik. 1 - Clausius posztulátuma. Az a folyamat, amelyben a forró testről a hidegre történő hőátadáson kívül más változás nem következik be, visszafordíthatatlan, vagyis a hő nem tud átjutni a hideg testből a forróba anélkül, hogy a rendszerben más változás nem történik. Ezt a jelenséget energiadisszipációnak vagy diszperziónak nevezik. 2 - Kelvin posztulátuma. Visszafordíthatatlan az a folyamat, amelyben a munka hővé alakul anélkül, hogy a rendszerben bármi más változás történik, vagyis az egyenletes hőmérsékletű forrásból felvett hő teljes egészét nem lehet munkává alakítani anélkül, hogy a rendszerben más változtatásokat ne végezzenek.

* A termodinamika 3. főtétele: Nernst-tétel: Bármely rendszer entrópiája abszolút nulla hőmérsékleten mindig egyenlőnek tekinthető nullával

3.1. A gravitáció törvénye

A gravitáció (univerzális gravitáció, gravitáció) (a latin gravitas - „gravitáció”) egy hosszú távú alapvető kölcsönhatás a természetben, amelynek minden anyagi test ki van téve. A modern adatok szerint univerzális kölcsönhatás abban az értelemben, hogy minden más erőtől eltérően kivétel nélkül minden testnek azonos gyorsulást ad, függetlenül azok tömegétől. Elsősorban a gravitáció játszik meghatározó szerepet kozmikus léptékben. A gravitáció kifejezést a fizika azon ágának a neveként is használják, amely a gravitációs kölcsönhatást vizsgálja. A gravitációt leíró klasszikus fizika legsikeresebb modern fizikai elmélete az általános relativitáselmélet, a gravitációs kölcsönhatás kvantumelmélete még nem épült fel.

3.2. Gravitációs kölcsönhatás

A gravitációs kölcsönhatás világunk négy alapvető kölcsönhatása egyike. A klasszikus mechanika keretében a gravitációs kölcsönhatást az egyetemes gravitáció Newton-törvénye írja le, amely kimondja, hogy két, R távolságra elválasztott m1 és m2 tömegű anyagi pont közötti gravitációs vonzás ereje

Itt G a gravitációs állandó, egyenlő m³ / (kg s²). A mínusz jel azt jelenti, hogy a testre ható erő irányában mindig egyenlő a testre irányuló sugárvektorral, vagyis a gravitációs kölcsönhatás mindig bármely test vonzásához vezet.

A gravitációs tér potenciális. Ez azt jelenti, hogy be lehet vezetni egy testpár gravitációs vonzásának potenciális energiáját, és ez az energia nem fog megváltozni a testek zárt kontúron történő mozgatása után. A gravitációs tér potenciálja magával vonja a kinetikus és potenciális energia összegének megmaradásának törvényét, és a testek gravitációs térben történő mozgásának vizsgálatakor gyakran nagyban leegyszerűsíti a megoldást. A newtoni mechanika keretében a gravitációs kölcsönhatás nagy hatótávolságú. Ez azt jelenti, hogy bárhogyan is mozog egy nagy tömegű test, a gravitációs potenciál a tér bármely pontján csak a test helyzetétől függ egy adott időpillanatban.

A nagy űrobjektumok - a bolygók, csillagok és galaxisok hatalmas tömeggel rendelkeznek, és ezért jelentős gravitációs mezőket hoznak létre. A gravitáció a leggyengébb erő. Mivel azonban minden távolságban működik, és minden tömeg pozitív, ennek ellenére nagyon fontos erő az univerzumban. Összehasonlításképpen: ezeknek a testeknek a teljes elektromos töltése nulla, mivel az anyag egésze elektromosan semleges. Ezenkívül a gravitáció, más kölcsönhatásoktól eltérően, univerzális hatást gyakorol minden anyagra és energiára. Nem találtak olyan objektumot, amelynek egyáltalán nem lenne gravitációs kölcsönhatása.

Globális jellegéből adódóan a gravitáció felelős olyan nagy léptékű hatásokért, mint a galaxisok szerkezete, a fekete lyukak és az Univerzum tágulása, valamint az elemi csillagászati jelenségekért - a bolygók keringése, valamint a Föld felszínéhez való egyszerű vonzás, ill. zuhanó testek.

A gravitáció volt az első matematikai elmélet által leírt kölcsönhatás. Az ókorban Arisztotelész úgy gondolta, hogy a tárgyakkal különböző súlyú különböző sebességgel esve. Csak jóval később Galileo Galilei kísérletileg megállapította, hogy ez nem így van – ha megszűnik a légellenállás, minden test egyformán gyorsul. Isaac Newton gravitációs törvénye (1687) jól leírta a gravitáció általános viselkedését. 1915-ben Albert Einstein megalkotta az általános relativitáselméletet, amely pontosabban írja le a gravitációt a téridő geometriájával.

3.3. Az égi mechanika és néhány feladata

A mechanikának azt a részét, amely a testek mozgását az üres térben csak a gravitáció hatására vizsgálja, égi mechanikának nevezzük.

Az égi mechanika legegyszerűbb feladata két test gravitációs kölcsönhatása az üres térben. Ezt a problémát analitikusan a végéig megoldják; megoldásának eredménye gyakran ben fogalmazódik meg három Kepler törvényei.

A kölcsönható testek számának növekedésével a probléma sokkal bonyolultabbá válik. Szóval, a már híres feladat három test(azaz három nem nulla tömegű test mozgása) nem oldható meg analitikusan Általános nézet. Numerikus megoldásnál a megoldások instabilitása a kezdeti feltételekhez képest meglehetősen gyorsan beáll. A Naprendszerre vonatkoztatva ez az instabilitás lehetetlenné teszi a bolygók százmillió évnél nagyobb léptékű mozgásának előrejelzését.

Egyes speciális esetekben közelítő megoldást találhatunk. A legfontosabb az az eset, amikor az egyik test tömege lényegesen nagyobb, mint a többi test tömege (példák: Naprendszerés a Szaturnusz gyűrűinek dinamikája). Ebben az esetben az első közelítésben azt feltételezhetjük, hogy a fénytestek nem lépnek kölcsönhatásba egymással, és Kepleri pályákon mozognak egy hatalmas test körül. A köztük lévő kölcsönhatások a perturbációelmélet keretein belül figyelembe vehetőek és időbeli átlagolhatók. Ebben az esetben nem triviális jelenségek léphetnek fel, mint például rezonanciák, attraktorok, véletlenszerűségek stb. Jó példa ezekre a jelenségekre a Szaturnusz gyűrűinek nem triviális szerkezete.

Annak ellenére, hogy megpróbálták leírni a rendszer viselkedését egy nagy szám megközelítőleg azonos tömegű testeket vonzanak, ez a dinamikus káosz jelensége miatt nem valósítható meg.

3.4. Erős gravitációs mezők

Erős gravitációs mezőkben, ha relativisztikus sebességgel mozognak, hatások kezdenek megjelenni általános elmélet relativitás:

A gravitációs törvény eltérése a newtonitól;

A gravitációs perturbációk véges terjedési sebességével összefüggő potenciálok késése; a gravitációs hullámok megjelenése;

Nemlineáris hatások: a gravitációs hullámok hajlamosak kölcsönhatásba lépni egymással, így az erős mezőkben a hullámok szuperpozíciójának elve már nem érvényes;

A téridő geometriájának megváltoztatása;

A fekete lyukak megjelenése;

3.5. Modern klasszikus gravitációs elméletek

Tekintettel arra, hogy a gravitáció kvantumhatásai a legszélsőségesebb kísérleti és megfigyelési körülmények között is rendkívül kicsik, még mindig nincsenek megbízható megfigyelések róluk. Az elméleti becslések azt mutatják, hogy az esetek túlnyomó többségében a gravitációs kölcsönhatás klasszikus leírására szorítkozhatunk.

Létezik egy modern kanonikus klasszikus gravitációs elmélet – az általános relativitáselmélet, és számos hipotézis és elmélet, amelyek finomítják. változó mértékben fejlődés, egymással versengve (lásd az Alternatív gravitációs elméletek című cikket). Mindezek az elméletek nagyon hasonló előrejelzéseket adnak azon a közelítésen belül, amelyben a kísérleti teszteket jelenleg végzik. Az alábbiakban a gravitáció főbb, legjobban kidolgozott vagy ismert elméleteit mutatjuk be.

Newton gravitációs elmélete a gravitáció fogalmán alapul, amely egy nagy hatótávolságú erő: azonnal hat bármilyen távolságra. A cselekvésnek ez a pillanatnyi jellege összeegyeztethetetlen a modern fizika terepparadigmájával, és különösen az Einstein által 1905-ben megalkotott speciális relativitáselmélettel, amelyet Poincaré és Lorentz munkája inspirált. Einstein elmélete szerint semmilyen információ nem terjedhet gyorsabb sebesség világít a vákuumban.

Matematikailag Newton gravitációs ereje a gravitációs térben lévő test potenciális energiájából származik. Az ennek a potenciális energiának megfelelő gravitációs potenciál engedelmeskedik a Poisson-egyenletnek, amely nem invariáns a Lorentz-transzformációk során. A nem változatlanság oka, hogy a speciális relativitáselméletben az energia nem skaláris mennyiség, hanem a 4-vektor időkomponensébe kerül. A gravitáció vektorelmélete hasonló az elmélethez elektromágneses mező Maxwell és a gravitációs hullámok negatív energiájához vezet, amely a kölcsönhatás természetéhez kapcsolódik: az azonos nevű töltéseket (tömegeket) vonzza a gravitáció, és nem taszítja el, mint az elektromágnesességben. Így Newton gravitációelmélete összeegyeztethetetlen a speciális relativitáselmélet alapelvével – a természeti törvények változatlanságával bármely inerciális vonatkoztatási rendszerben, valamint Newton elméletének direkt vektoros általánosításával, amelyet először Poincaré javasolt 1905-ben. "Az elektron dinamikájáról" című munka fizikailag nem kielégítő eredményekhez vezet.

Einstein olyan gravitációs elmélet után kezdett kutatni, amely kompatibilis lenne a természeti törvények változatlanságának elvével bármilyen vonatkoztatási rendszer tekintetében. Ennek a kutatásnak az eredménye az általános relativitáselmélet, amely a gravitációs és a tehetetlenségi tömeg azonosságának elvén alapul.

A gravitációs és a tehetetlenségi tömegek egyenlőségének elve

A klasszikus newtoni mechanikában a tömegnek két fogalma van: az első Newton második törvényére, a második pedig az egyetemes gravitáció törvényére vonatkozik. Az első tömeg - tehetetlenségi (vagy tehetetlenségi) - a testre ható nem gravitációs erő és a gyorsulás aránya. A második tömeg - gravitációs (vagy ahogy néha nehéz) - határozza meg a test más testek általi vonzási erejét és saját vonzási erejét. Általánosságban elmondható, hogy ezt a két tömeget – a leírásból is látszik – különböző kísérletekben mérik, így egyáltalán nem kell arányosnak lenniük egymással. Szigorú arányosságuk lehetővé teszi, hogy egyetlen testtömegről beszéljünk mind a nem gravitációs, mind a gravitációs kölcsönhatásokban. Megfelelő választás egységek, ezek a tömegek egyenlővé tehetők egymással.

Magát az elvet Isaac Newton terjesztette elő, és a tömegek egyenlőségét kísérletileg igazolta 10-3-as relatív pontossággal. NÁL NÉL késő XIX században Eötvös finomabb kísérleteket végzett, az elv igazolásának pontosságát 10−9-re hozta. A 20. század folyamán a kísérleti technikák lehetővé tették a tömegek egyenlőségének 10−12-10−13 relatív pontosságának igazolását (Braginsky, Dicke stb.).

Néha a gravitációs és a tehetetlenségi tömegek egyenlőségének elvét az ekvivalencia gyenge elvének nevezik. Albert Einstein az általános relativitáselmélet alapjára helyezte.

A geodéziai vonalak mentén történő mozgás elve

Ha a gravitációs tömeg pontosan egyenlő a tehetetlenségi tömeggel, akkor egy olyan test gyorsulásának kifejezésében, amelyre csak gravitációs erők hatnak, mindkét tömeg csökken. Ezért a test gyorsulása, következésképpen a pályája nem függ a tömegtől és belső szerkezet test. Ha a tér egy pontján lévő összes test ugyanazt a gyorsulást kapja, akkor ez a gyorsulás nem a testek tulajdonságaihoz köthető, hanem magának a térnek ezen a ponton a tulajdonságaihoz.

Így a testek közötti gravitációs kölcsönhatás leírása lecsökkenthető annak a téridőnek a leírására, amelyben a testek mozognak. Természetes azt feltételezni, ahogy Einstein tette, hogy a testek tehetetlenséggel mozognak, vagyis úgy, hogy gyorsulásuk a saját referenciakeretükben nulla. A testek pályái ezután geodéziai vonalak lesznek, amelyek elméletét matematikusok dolgozták ki még a 19. században.

Magukat a geodéziai vonalakat úgy találhatjuk meg, hogy téridőben megadjuk a két esemény közötti távolság analógját, amelyet hagyományosan intervallumnak vagy világfüggvénynek neveznek. Az intervallumot háromdimenziós térben és egydimenziós időben (más szóval négydimenziós téridőben) a metrikus tenzor 10 független komponense adja meg. Ez a 10 szám alkotja a térmérőt. Meghatározza a „távolságot” a téridő két végtelenül közeli, különböző irányú pontja között. A fénysebességnél kisebb sebességű fizikai testek világvonalainak megfelelő geodéziai vonalak a legnagyobb saját idő vonalai, vagyis az e pályát követő testhez mereven rögzített óra által mért idő.

A modern kísérletek a testek geodéziai vonalak mentén történő mozgását ugyanolyan pontossággal igazolják, mint a gravitációs és a tehetetlenségi tömegek egyenlősége.

Következtetés

Newton törvényeiből rögtön néhány érdekes következtetés következik. Newton harmadik törvénye tehát azt mondja, hogy bárhogyan is hatnak egymásra a testek, nem tudják megváltoztatni teljes lendületüket: a lendület megmaradásának törvénye keletkezik. Továbbá szükséges megkövetelni, hogy két test kölcsönhatási potenciálja csak ezeknek a testeknek az U(|r1-r2|) koordinátáinak különbségének modulusától függjön. Ekkor jön létre a kölcsönható testek teljes mechanikai energiájának megmaradásának törvénye:

A Newton-törvények a mechanika alaptörvényei. A mechanika összes többi törvénye belőlük származtatható.

Ugyanakkor a Newton-törvények nem a klasszikus mechanika megfogalmazásának legmélyebb szintjét jelentik. A Lagrange-féle mechanika keretein belül egyetlen képlet (mechanikai hatás rögzítése) és egyetlen posztulátum (a testek úgy mozognak, hogy a hatás minimális) létezik, és ebből az összes Newton-törvény levezethető. Sőt, a lagrangi formalizmus keretein belül könnyen megfontolhatóak olyan hipotetikus helyzetek, amelyekben a cselekvésnek más formája van. Ebben az esetben a mozgásegyenletek már nem hasonlítanak Newton törvényeire, de maga a klasszikus mechanika továbbra is alkalmazható lesz ...

A mozgásegyenletek megoldása

Az F = ma egyenlet (azaz Newton második törvénye) az differenciálegyenlet: a gyorsulás a koordináta második deriváltja az idő függvényében. Ez azt jelenti, hogy egy mechanikai rendszer időbeni fejlődése egyértelműen meghatározható, ha a kezdeti koordinátáit és kezdeti sebességét megadjuk. Vegye figyelembe, hogy ha a világunkat leíró egyenletek elsőrendű egyenletek lennének, akkor az olyan jelenségek, mint a tehetetlenség, a rezgések és a hullámok, eltűnnének a világunkból.

A fizika alaptörvényeinek tanulmányozása megerősíti, hogy a tudomány fokozatosan fejlődik: minden szakasz, minden felfedezett törvény egy fejlődési szakasz, de nem ad végleges választ minden kérdésre.

Irodalom:

Great Soviet Encyclopedia (Newton törvényei a mechanikáról és más cikkek), 1977, „Soviet Encyclopedia”
Online enciklopédia www.wikipedia.com

3. Könyvtár „Detlaf A.A., Yavorsky B.M., Milkovskaya L.B. - Fizika tantárgy (1. kötet). Mechanika. A molekuláris fizika és a termodinamika alapjai

Szövetségi Oktatási Ügynökség

GOU VPO Rybinsk Állami Repülési Akadémia. P.A. Szolovjova

Általános és Műszaki Fizika Tanszék

ESSZÉ

A "modern természettudomány fogalmai" tudományágban

Téma: „A fizika alaptörvényei”

ZKS-07 csoport

Balshin diák, A.N.

Előadó: Vasziljuk O.V.

A FIZIKA ALAPVETŐ TÖRVÉNYEI

[ Mechanika | Termodinamika | Villamos energia | Optika | Atomfizika]

MEGMARADÁSI ÉS ÁTALAKULÁSI TÖRVÉNY - a természet általános törvénye: bármely zárt rendszer energiája a rendszerben végbemenő összes folyamatra állandó (megőrzött) marad. Az energia csak egyik formából a másikba alakítható át, és csak a rendszer részei között osztható el. Nyitott rendszer esetében az energiájának növekedése (csökkenése) egyenlő a vele kölcsönhatásba lépő testek és fizikai mezők energiájának csökkenésével (növekedésével).

1. MECHANIKA

ARCHIMÉDÉSZ TÖRVÉNY - a hidro- és aerosztatika törvénye: a folyadékba vagy gázba merített testre függőlegesen felfelé irányuló felhajtóerő hat, amely számszerűen megegyezik a test által kiszorított folyadék vagy gáz tömegével, és a test közepén fejti ki. a bemerült testrész gravitációja. FA= gV, ahol r a folyadék vagy gáz sűrűsége, V a víz alá merült testrész térfogata. Egyébként a következőképpen fogalmazható meg: a folyadékba vagy gázba merített test annyit veszít a súlyából, amennyit az általa kiszorított folyadék (vagy gáz) nyom. Ekkor P= mg - FA Egyéb gr. Arkhimédész tudós 212-ben. IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT. Ez az úszótestek elméletének alapja.

EGYETEMES GRAVITÁCIÓS TÖRVÉNY - Newton gravitációs törvénye: minden test olyan erővel vonzódik egymáshoz, amely egyenesen arányos e testek tömegének szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével: , ahol M és m a tömegek a kölcsönható testek közül R a testek közötti távolság, G a gravitációs állandó (SI-ben G=6,67,10-11 N.m2/kg2.

GALILEO RELATIVITÁSI ELVE, a mechanikai relativitás elve - a klasszikus mechanika elve: bármely inerciális vonatkoztatási rendszerben minden mechanikai jelenség ugyanúgy megy végbe, azonos feltételek mellett. Házasodik relativitás elve.

HOOK TÖRVÉNY - az a törvény, amely szerint a rugalmas alakváltozások egyenesen arányosak az azokat okozó külső hatásokkal.

MOMENTUMMARADÁS TÖRVÉNYE - a mechanika törvénye: bármely zárt rendszer lendülete a rendszerben végbemenő összes folyamatban állandó (konzerválva) marad, és csak kölcsönhatásuk eredményeként osztható újra a rendszer részei között.

NEWTON TÖRVÉNYEI – a newtoni klasszikus mechanika alapjául szolgáló három törvény. 1. törvény (tehetetlenségi törvény): egy anyagi pont egyenes vonalú és egyenletes mozgású vagy nyugalmi állapotban van, ha más test nem hat rá, vagy ha ezeknek a testeknek a hatása kompenzálódik. 2. törvény (a dinamika alaptörvénye): a test által kapott gyorsulás egyenesen arányos a testre ható összes erő eredőjével, és fordítottan arányos a test tömegével (). 3. törvény: két anyagi pont azonos természetű, egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erőkkel kölcsönhatásba lép egymással a pontokat összekötő egyenes mentén ().

RELATIVITÁSI ALAPELV - a relativitáselmélet egyik posztulátuma, amely kimondja, hogy bármely inerciális vonatkoztatási rendszerben minden fizikai (mechanikai, elektromágneses stb.) jelenség azonos feltételek mellett ugyanúgy megy végbe. Ez Galilei általánosítása a relativitás elvét minden fizikai jelenségre (a gravitáció kivételével).

2. MOLEKULÁRIS FIZIKA ÉS TERMODINAMIKA

AVOGADRO TÖRVÉNY - az ideális gázok egyik alaptörvénye: azonos térfogatú különböző gázok azonos hőmérsékleten és nyomáson ugyanannyi molekulát tartalmaznak. 1811-ben nyitották meg az olaszok. fizikus A. Avogadro (1776-1856).

BOYLE-MARIOTTE TÖRVÉNY - az ideális gáz egyik törvénye: egy adott gáz adott tömegére állandó hőmérsékleten a nyomás és a térfogat szorzata állandó. Képlet: pV = állandó. Egy izoterm folyamatot ír le.

A TERMODINAMIKA MÁSODIK TÖRVÉNYE - a termodinamika egyik alaptörvénye, amely szerint lehetetlen periodikus folyamat, amelynek egyetlen eredménye a fűtőberendezésből kapott hőmennyiséggel egyenértékű munkavégzés. Egy másik megfogalmazás: lehetetlen egy folyamat, aminek egyetlen eredménye az energia hő formájában történő átadása egy kevésbé fűtött testről a melegebbre. V.z.t. egy nagyszámú, kaotikusan mozgó részecskéből álló rendszer tendenciáját fejezi ki a kevésbé valószínű állapotokból a valószínűbb állapotokba való spontán átmenetre. Megtiltja a második típusú örökmozgó létrehozását.

GAY-LUSSAC TÖRVÉNY - gáztörvény: egy adott gáz adott tömegére állandó nyomáson a térfogat és az abszolút hőmérséklet aránya állandó érték, ahol \u003d 1/273 K-1 - hőmérsékleti együttható kötetbővítés.

DALTON TÖRVÉNYE – az egyik alapvető gáztörvény: kémiailag nem kölcsönható ideális gázok keverékének nyomása megegyezik e gázok parciális nyomásának összegével.

PASCAL TÖRVÉNY - a hidrosztatika alaptörvénye: a folyadék vagy gáz felületén a külső erők által keltett nyomás minden irányban egyformán terjed.

A TERMODINAMIKA ELSŐ TÖRVÉNYE - a termodinamika egyik alaptörvénye, amely a termodinamikai rendszer energiamaradásának törvénye: a rendszerrel közölt Q hőmennyiséget az U rendszer belső energiájának megváltoztatására és az A munka elvégzésére fordítják. a rendszer külső erőivel szemben. Képlet: Q=U+A. Ez alapozza meg a hőgépek működését.

KÁROLY TÖRVÉNY - az egyik fő gáztörvény: az ideális gáz adott tömegének nyomása állandó térfogat mellett egyenesen arányos a hőmérséklettel: ahol p0 a nyomás 0 °C-on, \u003d 1/273,15 K-1 a hőmérséklet nyomási együttható.

3. ELEKTROMOSSÁG ÉS MÁGNESSÉG

AMPERA TÖRVÉNY - két vezető és az áram kölcsönhatásának törvénye; Az azonos irányú áramú párhuzamos vezetők vonzzák, az ellenkező irányú áramokkal pedig taszítják. A.z. más néven törvény, amely meghatározza a mágneses térben ható erőt az áramvezető kis szakaszán. 1820-ban nyitották meg A.-M. Amper.

JOUL-LENTZ TÖRVÉNY - az elektromos áram termikus hatását leíró törvény. D. szerint - L.z. a vezetőben egyenáram áthaladásakor felszabaduló hőmennyiség egyenesen arányos az áramerősség, a vezető ellenállása és az áthaladási idő négyzetével.

A TÖLTÉSMARADÁS TÖRVÉNYE – a természet egyik alaptörvénye: bármely elektromosan elszigetelt rendszer elektromos töltéseinek algebrai összege változatlan marad. Elektromosan szigetelt rendszerben Z.s.z. lehetővé teszi új töltésű részecskék megjelenését (például elektrolitikus disszociáció, gázok ionizálása, részecske-antirészecske párok létrehozása során stb.), de a megjelent részecskék teljes elektromos töltésének mindig nullával kell egyenlőnek lennie.

Coulomb-TÖRVÉNY - az elektrosztatika alaptörvénye, amely kifejezi két fixpontos töltés kölcsönhatási erejének a köztük lévő távolságtól való függését: két fixpontos töltés olyan erővel lép kölcsönhatásba, amely egyenesen arányos e töltések nagyságának szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság és annak a közegnek a permittivitásának négyzete, amelyben a töltések találhatók. SI-ben így néz ki: . Az érték számszerűen egyenlő a két, egyenként 1 C-os, vákuumban egymástól 1 m távolságra elhelyezkedő fix ponttöltés között ható erővel. K.z. az elektrodinamika egyik kísérleti alátámasztása.

BAL KÉZ SZABÁLYA - egy szabály, amely meghatározza az erő irányát, amely egy mágneses mezőben árammal (vagy mozgó töltött részecskén) ható vezetőre hat. Azt mondja: ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a kinyújtott ujjak az áram irányát (a részecske sebességét) mutatják, és a mágneses tér erővonalai (mágneses indukciós vonalak) a tenyérbe lépnek, akkor a visszahúzott hüvelykujj jelzi a vezetőre ható erő irányát (pozitív részecske; negatív részecske esetén az erő iránya ellentétes).

LENTZ SZABÁLY (TÖRVÉNY) - egy szabály, amely meghatározza az elektromágneses indukció során fellépő indukciós áramok irányát. L.p. az induktív áramnak mindig olyan iránya van, hogy saját mágneses fluxusa kompenzálja az áramot okozó külső mágneses fluxus változásait. L.p. - az energiamegmaradás törvényének következménye.

OHMA TÖRVÉNY - az elektromos áram egyik alapvető törvénye: az egyenáram erőssége egy áramköri szakaszban egyenesen arányos a szakasz végein lévő feszültséggel, és fordítottan arányos az ellenállásával. Fém vezetőkre és elektrolitokra érvényes, amelyek hőmérsékletét állandóan tartják. Teljes áramkör esetén a következőképpen fogalmazódik meg: az áramkörben az egyenáram erőssége egyenesen arányos az áramforrás emf-jével és fordítottan arányos az elektromos áramkör impedanciájával.

JOBB KÉZ SZABÁLYA - egy szabály, amely meghatározza 1) az indukciós áram irányát a mágneses térben mozgó vezetőben: ha a jobb kéz tenyere úgy van elhelyezve, hogy mágneses indukciós vonalakat tartalmazzon, és a hajlított hüvelykujj mentén a mozgalom

vezető, akkor négy kinyújtott ujj mutatja az indukciós áram irányát; 2) egy egyenes vonalú vezető mágneses indukciós vonalainak iránya árammal: ha a jobb kéz hüvelykujját az áram irányába helyezzük, akkor a vezető négy ujjal történő megfogásának iránya mutatja a vonalak irányát mágneses indukció.

FARADAY TÖRVÉNYEI – az elektrolízis alaptörvényei. Faraday első törvénye: az elektromos áram áthaladása során az elektródán felszabaduló anyag tömege egyenesen arányos az elektroliton áthaladó elektromosság (töltés) mennyiségével (m=kq=kIt). Második FZ: az elektródákon kémiai átalakuláson átmenő különféle anyagok tömegének aránya, amikor ugyanazok az elektromos töltések haladnak át az elektroliton, megegyezik a kémiai egyenértékek arányával. 1833-34-ben telepítette M. Faraday. Az elektrolízis általánosított törvénye a következő: , ahol M a moláris (atom) tömeg, z a vegyérték, F a Faraday-állandó. F.p. egyenlő az elemi elektromos töltés és az Avogadro-állandó szorzatával. F=e.NA. Meghatározza a töltést, amelynek az elektroliton való áthaladása 1 mól egyértékű anyag felszabadulásához vezet az elektródán. F=(96484,56 0,27) sejt/mol. M. Faraday nevéhez fűződik.

ELEKTROMÁGNESES INDUKCIÓ TÖRVÉNYE - törvény, amely leírja az elektromos tér megjelenésének jelenségét, amikor a mágneses tér megváltozik (az elektromágneses indukció jelensége): az indukció elektromotoros ereje egyenesen arányos a mágneses fluxus változásának sebességével. Az arányossági együtthatót a mértékegységrendszer határozza meg, előjele a Lenz-szabály. Az SI képlete a következő: ahol Ф a mágneses fluxus változása, t pedig az az időintervallum, amely alatt ez a változás bekövetkezett. M. Faraday fedezte fel.

4. OPTIKA

HUYGENS ALAPELV - olyan módszer, amely lehetővé teszi a hullámfront helyzetének bármikori meghatározását. A g.p. minden pont, amelyen a hullámfront áthalad a t időpontban, másodlagos gömbhullámok forrása, és a hullámfront kívánt helyzete t t időpontban egybeesik az összes másodlagos hullámot beborító felülettel. Lehetővé teszi a fényvisszaverődés és -törés törvényeinek magyarázatát.

HUYGENS - FRESNEL - ALAPELV - közelítő módszer a hullámterjedés problémáinak megoldására. G.-F. A tétel azt mondja: egy tetszőleges zárt felületen kívül, egy pontszerű fényforrást lefedő pontban, az e forrás által gerjesztett fényhullám a meghatározott zárt felület összes pontja által kibocsátott másodlagos hullámok interferencia eredményeként ábrázolható. Lehetővé teszi a fényelhajlás legegyszerűbb problémáinak megoldását.

A HULLÁMTÖRVÉNY VISSZAVERÜLÉSE - a beeső sugár, a visszavert sugár és a sugár beesési pontjára emelt merőleges egy síkban van, és a beesési szög megegyezik a törésszöggel. A törvény a tükörtükrözésre érvényes.

FÉNYtörés - a fény terjedési irányának változása (elektromágneses hullám) az egyik közegből a másikba való átmenet során, amely eltér az első törésmutatótól. A fénytörésnél teljesül a törvény: a beeső sugár, a megtört nyaláb és a sugár beesési pontjára emelt merőleges egy síkban van, és e két közeg esetében a beesési szög szinuszának aránya a törésszög szinusza egy állandó érték, amelyet a második közeg relatív törésmutatójának neveznek az elsőhöz viszonyítva.

TÖRVÉNY AZ EGYENES FÉNYELOSLÁS TÖRVÉNYE - a geometriai optika törvénye, amely abban áll, hogy homogén közegben a fény egyenes vonalban terjed. Megmagyarázza például az árnyék és a félárnyék kialakulását.

6. ATOM- ÉS Atommag-fizika.

BOHR-POSZTULÁTUMOK – N.Bohr által bizonyítás nélkül bevezetett és a BOHR-ELMÉLET alapjául szolgáló fő feltevések: 1) Egy atomi rendszer csak olyan stacionárius állapotokban stabil, amelyek megfelelnek az atomi energiaértékek diszkrét sorozatának. Ennek az energiának minden változása az atom teljes átmenetéhez kapcsolódik egyik álló állapotból a másikba. 2) Az atom energiaelnyelése és -emissziója annak a törvénynek megfelelően történik, amely szerint az átmenethez kapcsolódó sugárzás monokromatikus és frekvenciája: h = Ei-Ek, ahol h a Planck-állandó, Ei és Ek pedig az atom energiái stacionárius állapotban

Az emberi tevékenység egyetlen szférája sem nélkülözheti az egzakt tudományokat. És bármennyire is bonyolultak az emberi kapcsolatok, ezek a törvényszerűségek is lecsapódnak. felajánlja, hogy emlékezzen a fizika törvényeire, amelyekkel az ember élete minden napján találkozik és megtapasztal.

A legegyszerűbb, de legfontosabb törvény az Az energia megmaradásának és átalakulásának törvénye.

Bármely zárt rendszer energiája állandó marad a rendszerben végbemenő összes folyamat során. És ilyen zárt rendszerben vagyunk és vagyunk. Azok. mennyit adunk, annyit kapunk. Ha meg akarunk kapni valamit, előtte ugyanennyit kell adnunk. És semmi más!

És persze szeretnénk nagy fizetést kapni, de nem dolgozni menni. Néha az az illúzió keltődik, hogy „a bolondok szerencsések”, és sokak fejére hull a boldogság. Olvass el bármilyen mesét. A hősöknek folyamatosan hatalmas nehézségeket kell leküzdeniük! Ezután ússzuk meg a hideg vízben, majd a forrásban lévő vízben.

A férfiak udvarlással vonzzák a nők figyelmét. A nők pedig gondoskodnak ezekről a férfiakról és a gyerekekről. Stb. Tehát, ha meg akarsz kapni valamit, először adj.

A cselekvés ereje egyenlő a reakció erejével.

Ez a fizika törvény elvileg az előzőt tükrözi. Ha egy személy - tudatosan vagy nem - negatív cselekedetet követett el, majd választ kapott, pl. ellenzék. Néha az ok és az okozat időben elválik, és nem lehet azonnal megérteni, honnan fúj a szél. A legfontosabb: emlékeznünk kell arra, hogy semmi sem történik egyszerűen.

A kar törvénye.

Arkhimédész felkiáltott: Adj támpontot és megmozgatom a Földet!". Bármilyen súly elbírható, ha a megfelelő kart választja. Mindig meg kell becsülnie, hogy mennyi ideig lesz szükség egy karra egy adott cél eléréséhez, és le kell vonnia magának a következtetést, fel kell állítania a prioritásokat: kell-e annyi erőfeszítést költenie a megfelelő kar létrehozására és ennek a súlynak a mozgatására, vagy könnyebb elhagyni egyedül, és végezzen más tevékenységeket.

A gimlet szabály.

A szabály az, hogy a mágneses tér irányát jelzi. Ez a szabály választ ad az örök kérdésre: ki a hibás? És rámutat arra, hogy mi magunk vagyunk a hibásak mindenért, ami velünk történik. Bármilyen sértő, bármilyen nehéz, bármilyen igazságtalannak tűnik első pillantásra, mindig tisztában kell lennünk azzal, hogy a kezdetektől mi magunk voltunk az oka.

a szög törvénye.

Amikor az ember be akar ütni egy szöget, akkor nem valahol a szög közelében kopogtat, hanem pontosan a szög fejét. De maguk a szögek nem másznak be a falakba. Mindig meg kell választani a megfelelő kalapácsot, hogy ne törje el a szöget kalapáccsal. Pontozáskor pedig ki kell számítani az ütést, hogy a kalap ne hajoljon. Legyen egyszerű, vigyázzatok egymásra. Tanulj meg a szomszédodra gondolni.

És végül az entrópia törvénye.

Az entrópia a rendszer rendezetlenségének mértéke. Más szavakkal, minél nagyobb a káosz a rendszerben, annál nagyobb az entrópia. Pontosabb megfogalmazás: a rendszerekben végbemenő spontán folyamatokban az entrópia mindig növekszik. Általános szabály, hogy minden spontán folyamat visszafordíthatatlan. Valós változásokhoz vezetnek a rendszerben, és energiafelhasználás nélkül lehetetlen visszaállítani eredeti állapotába. Ugyanakkor lehetetlen pontosan (100%) megismételni a kezdeti állapotot.

Hogy jobban megértsük, milyen rendről és rendetlenségről beszélünk, állítsunk fel egy kísérletet. Öntse a fekete-fehér pelleteket egy üvegedénybe. Tegyük először a feketéket, aztán a fehéreket. A pellet két rétegben lesz elrendezve: alul fekete, felül fehér - minden rendben van. Ezután rázza meg többször az üveget. A pellet egyenletesen elkeveredik. És bármennyire is rázzuk ezután ezt az edényt, valószínűleg nem fogjuk elérni, hogy a pelletek ismét két rétegben legyenek elrendezve. Itt van, entrópia működés közben!

Rendezettnek tekintjük azt az állapotot, amikor a pelletek két rétegben voltak elrendezve. Az az állapot, amikor a pelletek egyenletesen elkeveredtek, rendezetlennek minősül. Szinte csoda kell ahhoz, hogy visszatérjünk a rendezett állapotba! Vagy ismételt fáradságos munka pelletekkel. És szinte semmi erőfeszítést nem igényel, hogy egy bankban pusztítást végezzen.

Autó kereke. Felfújt állapotban többlet szabad energia van benne. A kerék mozoghat, ami azt jelenti, hogy működik. Ez a sorrend. Mi van, ha kilyukad a kereke? Csökken a nyomás benne, a szabad energia „kimegy” a környezetbe (eloszlik), és egy ilyen kerék már nem tud működni. Ez a káosz. A rendszer visszaállítása eredeti állapotába, pl. rendet rakni, sok munka kell: kamerát ragasztani, kereket felszerelni, felpumpálni stb., utána ez megint egy szükséges dolog, ami hasznos lehet.

A hő átadódik a forró testről a hidegre, és nem fordítva. A fordított folyamat elméletileg lehetséges, de gyakorlatilag senki sem vállalkozik erre, mivel óriási erőfeszítésekre, speciális telepítésekre és berendezésekre lesz szükség.

A társadalomban is. Az emberek megöregednek. A házak omlanak. A sziklák a tengerbe süllyednek. A galaxisok szétszóródtak. Bármely valóság, amely körülvesz bennünket, spontán módon hajlamos a rendetlenségre.

Az emberek azonban gyakran úgy beszélnek a rendetlenségről, mint a szabadságról: Nem, nem akarunk rendet! Adj nekünk akkora szabadságot, hogy mindenki azt csináljon, amit akar!»De amikor mindenki azt csinál, amit akar, ez nem szabadság – ez káosz. Korunkban sokan dicsérik a rendetlenséget, hirdetik az anarchiát – egyszóval mindent, ami rombol és megoszt. De a szabadság nem káoszban van, a szabadság pontosan rendben van.

Életének megszervezésével az ember szabadenergia-tartalékot hoz létre, amelyet aztán tervei megvalósítására használ fel: munka, tanulás, kikapcsolódás, kreativitás, sport stb. Más szóval, ellenzi az entrópiát. Különben hogyan halmozhattunk fel ennyi anyagi értéket az elmúlt 250 év alatt?!

Az entrópia a rendezetlenség mértéke, az energia visszafordíthatatlan disszipációjának mértéke. Minél nagyobb az entrópia, annál több a rendezetlenség. Egy ház, ahol senki sem lakik, leromlik. A vas idővel rozsdásodik, az autó elöregszik. Azok a kapcsolatok, amelyek senkit sem érdekelnek, megromlanak. Így van minden más is az életünkben, abszolút minden!

A természet természetes állapota nem egyensúly, hanem az entrópia növekedése. Ez a törvény menthetetlenül működik egy ember életében. Semmit sem kell tennie, hogy növelje entrópiáját, ez spontán módon történik, a természet törvénye szerint. Az entrópia (rendellenesség) csökkentése érdekében sok erőfeszítést kell tennie. Ez amolyan arculcsapás az ostobán pozitív embereknek (fekvő kő alatt és nem folyik a víz), amiből elég sok van!

A siker fenntartása folyamatos erőfeszítést igényel. Ha nem fejlődünk, akkor leépülünk. És hogy megtartsuk azt, ami korábban volt, ma többet kell tennünk, mint tegnap. Rendben lehet tartani a dolgokat, sőt még javítani is lehet: ha egy házon megfakult a festék, átfesthető, és még szebb, mint korábban.

Az embereknek meg kell próbálniuk "megnyugtatni" a bennük uralkodó önkényes romboló magatartást modern világ mindenhol megpróbáljuk csökkenteni a káosz állapotát, amit szintén nagyszabású határokig oszlattunk el. És ez egy fizikai törvény, és nem csak a depresszióról és a negatív gondolkodásról szóló fecsegés. Minden vagy fejlődik, vagy degradálódik.

Élő szervezet születik, fejlődik és elpusztul, és soha senki nem figyelte meg, hogy a halál után újjáéledjen, megfiatalodik és visszatér a magba vagy az anyaméhbe. Amikor azt mondják, hogy a múlt soha nem tér vissza, akkor természetesen mindenekelőtt ezekre a létfontosságú jelenségekre gondolnak. Az élőlények fejlődése meghatározza az idő nyílának pozitív irányát, és a rendszer egyik állapotából a másikba való átmenet kivétel nélkül minden folyamatnál mindig ugyanabban az irányban történik.

Valerian Chupin

Információforrás: Csajkovszkij.Hírek

Megjegyzések (3)

Jólét modern társadalom növekszik, és egyre nagyobb mértékben fog növekedni, elsősorban egyetemes munkával. Az ipari tőke volt a társadalmi termelés első történelmi formája, amikor elkezdték intenzíven kizsákmányolni az egyetemes munkaerőt. És először is azt, amit ingyen kapott. A tudomány, ahogy Marx megjegyezte, nem kerül semmibe a tőkének. Valóban, egyetlen kapitalista sem fizetett jutalmat sem Arkhimédésznek, sem Cardanónak, sem Galileinek, sem Huygensnek, sem Newtonnak ötleteik gyakorlati felhasználásáért. De éppen az ipari tőke az, amely tömegesen kezdi kiaknázni a mechanikai technológiát, és így a benne megtestesülő általános munkát. Marx K, Engels F. Soch., 25. kötet, 1. rész, p. 116.