обращайтесь по е-майл адресу: Закон Бойля-Мариотта: для данной массы газа при постоянной температуре произведение давление на объём есть величина постоянная: PV=const.
Изотермический процесс – процесс, происходящий при постоянной температуре. Закон Гей-Люссака: для данной массы газа при постоянном давлении отношение объёма к температуре остаётся постоянным: V/T=const.
Изобарный процесс- процесс, происходящий при постоянном давлении. Закон Шарля: для данной массы газа при постоянном объёме отношение давления к температуре остаётся постоянным: P/T=const
Изохорный процесс - процесс, происходящий при постоянном давлении.
Термодинамика. Внутренняя энергия – энергия хаотического движения микрочастиц системы и энергия их взаимодействия, т. е. кинетическая и потенциальная энергия микрочастиц. Закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул: для статистической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, на каждую поступательную и вращательную степень свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная kT/2, а на каждую колебательную степень свободы энергия, равная kT. Первое начало термодинамики: теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение работы этой системой. Удельная теплоёмкость вещества – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К. Молярная теплоёмкость – величина, определяемая количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 моль вещества на 1К. Адиабатный процесс – процесс, при котором не происходит теплообмен между системой и окружающей средой. Политропный процесс – процесс, в котором теплоёмкость остаётся постоянной. При С = 0, n=ϒ, получим уравнение адиабаты; при С=∞, n=1- уравнение изотермы, при С=Сv , n=±∞- уравнение изохоры. Т. о. все рассмотренные процессы являются частным случаем политропного процесса. Тепловой двигатель – периодически действующий двигатель, совершающий работу за счёт полученной извне теплоты. Энтропия- функция состояния, полным дифференциалом которой является δQ/T. Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью. Точка росы – температура, при которой пар переходит в состояние насыщения. Относительная влажность воздуха- величина, равная отношению парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при этой температуре. Поверхностное натяжение равно силе поверхностного натяжения, приходящейся на единицу длины контура.
Поверхностно- активное вещество – вещество, ослабляющее силу поверхностного натяжения. Капиллярность – явления изменения высоты уровня жидкости в капиллярах. Кристаллическая решётка – структура, для которой характерно регулярное расположение частиц с периодической повторяемостью в трёх измерениях. Узлы кристаллической решётки – точки, в которых расположены частицы, точнее, точки, относительно которых частицы совершают колебания. Монокристалл – твёрдое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решётку.
Поликристалл – твёрдое тело, имеющее мелкокристаллическую структуру. Анизотропность – зависимость физических свойств, (упругих, механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических), от направления. Физический признак кристаллов. В зависимости от рода частиц, расположенных в узлах кристаллической решётки, и характера сил взаимодействия между ними, кристаллы разделяются на четыре типа: ионные, атомные, металлические, молекулярные. Ионный кристалл – кристалл, в узлах кристаллической решётки которого располагаются поочерёдно ионы противоположного знака. Ионная (гетерополярная) связь – связь, обусловленная кулоновскими силами притяжения между разноимённо заряженными ионами. Атомный кристалл – кристалл, в узлах кристаллической решётки которого располагаются нейтральные атомы, удерживающиеся в узлах решётки гомеополярными или ковалентными связями, связями квантово- механического происхождения. Например, атомным кристаллом является алмаз, где каждый атом углерода окружён четырьмя такими же атомами, которые располагаются на одинаковых расстояниях от него в вершинах тетраэдра. Металлический кристалл – кристалл, в узлах кристаллической решётки которого располагаются положительные ионы металла. При образовании металлической решётки валентные электроны, сравнительно слабо связанные с атомами, отделяются от атомов и коллективизируются: они уже принадлежат не одному атому, как в случае ионной связи, и не паре соседних атомов, как в случае гомеополярной связи, а всему кристаллу в целом. Молекулярный кристалл – кристалл, в узлах кристаллической решётки которого располагаются нейтральные молекулы вещества, силы взаимодействия между которыми обусловлены незначительным взаимным смещением электронов в электронных оболочках атомов. Эти силы называют Ван-дер-ваальсовыми, так кА они имеют ту же природу, что и силы притяжения между молекулами, приводящими к отклонению газов от идеальности. Фазовый переход – переход вещества из одного состояния в другое. Фазовый переход первого рода – фазовый переход, сопровождающийся поглощением или выделением теплоты, называемой теплотой фазового перехода. Характеризуется постоянством температуры, изменениями энтропии и объёма. Фазовый переход второго рода – фазовый переход, не связанный с поглощением или выделением теплоты и изменением объёма. Характеризуется постоянством объёма, энтропии и скачкообразным изменением теплоёмкости. Закон Дюлонга и Пти: молярная (атомная) теплоёмкость химически простых веществ в кристаллическом состоянии одинакова и не зависит от температур. Сv =3R.
Электричество и магнетизм. Закон сохранения заряда – алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остаётся неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри этой системы. Точечный заряд – заряд тела, линейные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел. Пробный точечный положительный заряд – заряд, который не искажает исследуемое поле. Электростатическое поле- поле, которое создаётся неподвижными точечными зарядами. Закон Кулона: сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Напряжённость электростатического поля – физическая величина, определяемая силой, действующей на единичный положительный заряд, помещённый в данную точку поля. Линии напряжённости – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряжённости. Линиям напряжённости приписывается направление, совпадающее с направлением вектора напряжённости. Принцип суперпозиции электростатических полей – напряжённость результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряжённостей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности. Электрический диполь – система двух равных по величине разноимённых точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля. Плечо диполя – вектор, направленный по оси диполя, (прямой, проходящей через оба заряда), от отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между ними.
Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме: поток вектора напряжённости электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключённых внутри этой поверхности зарядов, делённой на ε0. Сегнетоэлектрики – диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризованностью, т. е. поляризованностью в отсутствие внешнего электрического поля. Электростатическая индукция – явление перераспределения поверхностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле. Нейтральный проводник, внесённый в электростатическое поле, разрывает часть линий напряжённости; они заканчиваются на отрицательных индуцированных зарядах и вновь начинаются на положительных. Индуцированные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Конденсатор – система из двух проводников (обкладок) с одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку, зарядами, форма и расположение которых таковы, что поле сосредоточено в узком пространстве между обкладками. Пробивное напряжение – разность потенциалов между обкладками конденсатора, при которой происходит пробой. Пробой – электрический разряд через слой диэлектрика в конденсаторе.
Постоянный электрический ток. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. Постоянный ток – ток, сила тока и направление которого не изменяются с течением времени. Плотность тока – физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через один квадратный метр поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока. Сторонние силы – силы не электростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока. Электродвижущая сила, действующая в цепи – физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Напряжение на участке 1-2 – физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи. Узел электрической цепи – любая точка разветвления цепи, в которой сходится не менее трёх проводников с током. Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвлённой электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивление соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре. Сверхпроводимость – свойство металлов и их сплавов, заключающееся в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при их охлаждении ниже критической температуры. Электролиты - вещества, растворы которых проводят электрический ток. Электролиты – класс проводников, в которых электрический ток всегда сопровождается их химическими изменениями. К электролитам относятся растворы солей, кислот и щелочей. Электролитическая диссоциация – расщепление молекул электролита на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя. Степень диссоциации – отношение количества молекул, диссоциировавших на ионы, к общему количеству молекул данного вещества. Зависит от температуры, концентрации раствора, диэлектрической проницаемости растворителя. Магнитное поле. Магнитное поле- силовое поле в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты. Магнитное поле создаётся только движущимися зарядами и действует только на движущиеся заряды. Для исследования магнитного поля используют замкнутый проводящий контур, рамка стоком, линейные размеры которого малы по сравнению с расстоянием до токов, создающих магнитное поле. Ориентация контура в пространстве характеризуется направлением нормали к контуру. За положительное направление нормали принимается направление, связанное с током правилом правого винта: за положительное направление нормали принимается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего в рамке. Магнитное поле изображают с помощью линий магнитной индукции – линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током. Магнитная индукция - векторная величина, модуль которой определяется отношением максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к силе тока и длине активной части проводника. Направление силы Ампера определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в неё входил вектор магнитной индукции, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Ампера. Единица измерения магнитной индукции – тесла. Тесла – магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на каждый метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению индукции поля, если по этому проводнику проходит ток в 1А. Напряжённость магнитного поля характеризует магнитное поле макротоков. Магнитная индукция характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро и микротоками. Принцип суперпозиции магнитных полей: магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими токами или движущимися зарядами, равна векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым током или движущимся зарядом в отдельности. Сила Лоренца – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся в этом поле заряд. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если четыре пальца направить по направлению скорости движения положительного заряда, ладонь расположить так, что вектор магнитной индукции входил бы в ладонь, то отогнутый большой палец покажет направление силы Лоренца. Эффект Холла – возникновение в проводнике или полупроводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле , электрического поля с напряжённостью, перпендикулярной индукции и плотности тока. Соленоид – свёрнутый в спираль изолированный проводник, по которому течёт электрический ток. Тороид – кольцевая катушка, витки которой намотаны на сердечник, имеющий форму тора. Теорема Гаусса для поля: поток вектора магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю. Потокосцепление – полный магнитный поток, сцеплённый со всеми витками соленоида.
Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции: ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. Всякое переменное магнитное поле порождает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в проводнике. Правило Ленца: индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, имеет такое направление, что своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного поля, которым он создан. Самоиндукция – возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нём силы тока. Индуктивность контура – физическая величина, определяемая магнитным потоком самоиндукции через поверхность, ограниченную проводящим контуром с током в 1А. Единица индуктивности – генри. Взаимная индукция – возникновение ЭДС в одном из контуров при изменении силы тока в другом.
Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции: ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. Всякое переменное магнитное поле порождает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в проводнике. Правило Ленца: индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, имеет такое направление, что своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного поля, которым он создан. Самоиндукция – возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нём силы тока. Индуктивность контура – физическая величина, определяемая магнитным потоком самоиндукции через поверхность, ограниченную проводящим контуром с током в 1А. Единица индуктивности – генри. Взаимная индукция – возникновение ЭДС в одном из контуров при изменении силы тока в другом. Магнитные свойства вещества. Диамагнетик – вещество, в котором вектор магнитной индукции собственного магнитного поля направлен противоположно вектору магнитной индукции намагничивающего поля. Парамагнетик – вещество, в котором вектор магнитной индукции собственного магнитного поля имеет одинаковое направление с вектором магнитной индукции намагничивающего поля. Ферромагнетик – вещество, обладающее спонтанной намагниченностью. Магнитная проницаемость – безразмерная величина, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков усиливается за счёт поля микротоков среды. Магнитная восприимчивость – безразмерная величина, характеризующая свойство вещества намагничиваться в магнитном поле. Закон полного тока для магнитного поля в веществе (теорема о циркуляции вектора В): циркуляция вектора В по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов проводимости и молекулярных токов, охватываемых этим контуром, умноженной на магнитную постоянную. Теорема о циркуляции вектора напряжённости магнитного поля: циркуляция вектора Н по произвольному замкнутому контуру L равна алгебраической сумме токов проводимости, охватываемых этим контуром.
Колебания и волны. Колебания – движения или процессы, которые характеризуются определённой повторяемостью во времени. Свободные (собственные колебания) - колебания, которые совершаются за счёт первоначально сообщённой энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на колебательную систему. Гармонические колебания – колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону косинуса или синуса. Период гармонического колебания – промежуток времени Т, в течение которого совершается одно полное колебание. Частота колебаний - число полных колебаний за единицу времени. Единица частоты – герц. 1 герц – частота периодического процесса, при которой за 1 секунду совершается один цикл процесса. Пружинный маятник – груз массой m, подвешенный на абсолютно упругой пружине и совершающий гармонические колебания под действием упругой силы F=-kx. Физический маятник – твёрдое тело, совершающее под действием силы тяжести колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси подвеса, не проходящей через центр масс С тела. Приведенная длина физического маятника – длина такого математического маятника, период колебаний которого совпадает с периодом колебаний данного физического маятника. Математический маятник – идеализированная система, состоящая из материальной точки, масса которой m, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити, и колеблющаяся под действием силы тяжести. Биения – периодические изменения амплитуды колебания, возникающие при сложении двух гармонических колебаний с близкими частотами. Эллиптически поляризованные колебания – колебания, траектория результирующего колебания которых имеет форму эллипса. Фигуры Лиссажу – замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два взаимно перпендикулярных колебания. Форма этих кривых зависит от соотношения амплитуд, частот и разности фаз складываемых колебаний. Линейная система – идеализированная реальная система, в которой параметры, определяющие физические свойства системы, в ходе процесса не изменяются. Колебательный контур – цепь, состоящая из включенных последовательно катушки, конденсатора и резистора сопротивлением R. Используется для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний. Затухающие колебания - колебания, амплитуда которых уменьшается со временем. Время релаксации – промежуток времени, в течение которого амплитуда уменьшается в е раз. Автоколебания – незатухающие колебания, поддерживаемые в диссипативной системе за счёт постоянного внешнего источника энергии, причём свойства этих колебаний определяются самой системой. Коэффициент трансформации – отношение числа витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора, показывающее: во сколько раз ЭДС во вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чем в первичной. Упругие волны. Волновой процесс (или волна) – процесс распространения колебаний в сплошной среде. Основным свойством всех видов волн – является перенос энергии без переноса вещества. Упругие (или механические) волны – механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны. В поперечных – в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны. Продольные волны могут распространяться в твёрдых, жидких и газообразных телах. Поперечные волнымогут распространяться только в твёрдых телах. Длина волны – расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе. Волновой фронт – геометрическое место точек, до которых колебания доходят через одинаковый момент времени. Волновая поверхность - геометрическое место точек, колеблющимися в одинаковой фазе. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейшем случае- это совокупность плоскостей, параллельных друг другу, или совокупность концентрических фигур. Соответственно волны называются плоской или сферической. Бегущие волны – волны, которые переносят в пространстве энергию. Вектор плотности потока энергии (вектор Умова)количественно характеризует перенос энергии волнами. Дисперсия волн – зависимость фазовой скорости от частоты. Принцип суперпозиции волн: при распространении в линейной среде нескольких волн, каждая из которых распространяется так, что будто другие волны отсутствуют, а результирующее смещение частицы среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов. Волновой пакет – суперпозиция волн, мало отличающихся друг от друга по частоте, занимающая в каждый момент времени ограниченную область пространства. Фазовая скорость – физическая величина, численно равная расстоянию, которое за 1 с проходит любая точка волновой поверхности. Групповая скорость – скорость движения группы волн, образующих в каждый данный момент времени локализованный в пространстве волновой пакет. Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Когерентные волны – волны, разность фаз которых остаётся постоянной во времени. Интерференция волн – явление наложения в пространстве двух (или нескольких) когерентных волн в разных его точках, при котором получается усиление или ослабление результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами этих волн. Стоячие волны – волны, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами. Пучности стоячей волны – точки, в которых амплитуда колебаний максимальна. Узлы стоячей волны – точки, в которых амплитуда колебаний равна нулю. Звуковые (или акустические) – упругие волны, распространяющиеся в среде, обладающие частотами в пределах 16- 20000 Гц. Звуковые волны в газах и жидкостях могут быть только продольными. В твёрдых телах звуковые волны могут быть как продольными так и поперечными. Интенсивность звука –(сила звука) – величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной за 1с сквозь площадку 1м2, перпендикулярно направлению распространения волны. Громкость звука – субъёктивная характеристика звука, связанная с его интенсивностью и зависящая от частоты. Уровень громкости – физиологическая характеристика звука. Единица уровня громкости – фон. Фон – громкость звука в 1000 Гц (частота стандартного чистого тона), если его уровень интенсивности равен 1 дБ. Реальный звук является наложением гармонических колебаний с большим набором частот, т. е. звук обладает акустическим спектром, который может быть сплошным (в некотором интервале присутствуют колебания всех частот) и линейчатым (присутствуют отделённые друг от друга определённые частоты). Высота звука – качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависит от частоты звука. С ростом частоты высота увеличивается, т.е. звук становится выше. Характер акустического спектра и распределения энергии между определёнными частотами определяет своеобразие звукового ощущения, называемое тембром звука. Так, различные певцы, берущие одну и ту же ноту, имеют различный акустический спектр, т. е. они имеют различный тембр. Ниже по ссылке переходим к разделам "Оптика. Квантовая, ядерная физика".
|
