Βασικοί νόμοι της φυσικής. Βασικές έννοιες και νόμοι της φυσικής και ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων της ύλης

Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής

Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η διαδικασία, το μόνο αποτέλεσμα της οποίας είναι η μεταφορά ενέργειας με τη μορφή θερμότητας από ένα ψυχρότερο σώμα σε ένα θερμότερο, είναι αδύνατη χωρίς αλλαγές στο ίδιο το σύστημα και στο περιβάλλον. Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής εκφράζει την τάση ενός συστήματος που αποτελείται από μεγάλο αριθμό τυχαία κινούμενων σωματιδίων σε αυθόρμητη μετάβαση από λιγότερο πιθανές καταστάσεις σε πιο πιθανές. Απαγορεύει τη δημιουργία μηχανής αέναης κίνησης δεύτερου είδους.

Νόμος του Avogardo
Ίσοι όγκοι ιδανικών αερίων στην ίδια θερμοκρασία και πίεση περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων. Ο νόμος ανακαλύφθηκε το 1811 από τον Ιταλό φυσικό A. Avogadro (1776–1856).

Ο νόμος του Αμπέρ
Ο νόμος της αλληλεπίδρασης δύο ρευμάτων που ρέουν σε αγωγούς που βρίσκονται σε μικρή απόσταση ο ένας από τον άλλο λέει: παράλληλοι αγωγοί με ρεύματα σε μία κατεύθυνση έλκονται και με ρεύματα προς την αντίθετη κατεύθυνση απωθούνται. Ο νόμος ανακαλύφθηκε το 1820 από τον A. M. Ampère.

Νόμος του Αρχιμήδη

Ο νόμος της υδροστατικής και της αεροστατικής: σε ένα σώμα βυθισμένο σε υγρό ή αέριο, μια δύναμη άνωσης δρα κατακόρυφα προς τα πάνω, ίση με το βάρος του υγρού ή αερίου που μετατοπίζεται από το σώμα και εφαρμόζεται στο κέντρο βάρους του βυθισμένου μέρους του σώματος. FA = gV, όπου g είναι η πυκνότητα του υγρού ή αερίου, V είναι ο όγκος του βυθισμένου μέρους του σώματος. Διαφορετικά, ο νόμος μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: ένα σώμα βυθισμένο σε ένα υγρό ή αέριο χάνει τόσο από το βάρος του όσο ζυγίζει το υγρό (ή αέριο) που εκτοπίζεται από αυτό. Τότε P = mg - FA. Ο νόμος ανακαλύφθηκε από τον αρχαίο Έλληνα επιστήμονα Αρχιμήδη το 212 π.Χ. μι. Είναι η βάση της θεωρίας των πλωτών σωμάτων.

Ο νόμος της βαρύτητας

Ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας ή ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα: όλα τα σώματα έλκονται μεταξύ τους με δύναμη που είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των μαζών αυτών των σωμάτων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.

Νόμος του Boyle - Mariotte

Ένας από τους νόμους ενός ιδανικού αερίου: σε σταθερή θερμοκρασία, το γινόμενο της πίεσης του αερίου και του όγκου του είναι μια σταθερή τιμή. Τύπος: pV = const. Περιγράφει μια ισοθερμική διαδικασία.

Νόμος του Χουκ
Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, οι ελαστικές παραμορφώσεις ενός στερεού σώματος είναι ευθέως ανάλογες με τις εξωτερικές επιδράσεις που τις προκαλούν.

ο νόμος του Ντάλτον
Ένας από τους κύριους νόμους των αερίων: η πίεση ενός μείγματος ιδανικών αερίων που δεν αλληλεπιδρούν χημικά είναι ίση με το άθροισμα των μερικών πιέσεων αυτών των αερίων. Άνοιξε το 1801 από τον J. Dalton.

Νόμος Joule–Lenz

Περιγράφει τη θερμική επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος: η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στον αγωγό όταν διέρχεται συνεχές ρεύμα είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της ισχύος του ρεύματος, την αντίσταση του αγωγού και το χρόνο διέλευσης. Ανακαλύφθηκε από τους Joule και Lenz ανεξάρτητα τον 19ο αιώνα.

ο νόμος του Κουλόμπ

Ο βασικός νόμος της ηλεκτροστατικής, που εκφράζει την εξάρτηση της δύναμης αλληλεπίδρασης δύο σταθερών σημειακών φορτίων από την απόσταση μεταξύ τους: δύο σταθερά σημειακά φορτία αλληλεπιδρούν με μια δύναμη που είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των μεγεθών αυτών των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους και τη δεκτικότητα του μέσου στο οποίο βρίσκονται τα φορτία. Η τιμή είναι αριθμητικά ίση με τη δύναμη που ασκείται μεταξύ δύο σταθερών σημειακών φορτίων 1 C το καθένα που βρίσκεται στο κενό σε απόσταση 1 m το ένα από το άλλο. Ο νόμος του Κουλόμπ είναι μια από τις πειραματικές τεκμηριώσεις της ηλεκτροδυναμικής. Άνοιξε το 1785.

Νόμος του Lenz
Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, το ρεύμα επαγωγής έχει πάντα τέτοια κατεύθυνση ώστε η δική του μαγνητική ροή να αντισταθμίζει τις αλλαγές στην εξωτερική μαγνητική ροή που προκάλεσε αυτό το ρεύμα. Ο νόμος του Lenz είναι συνέπεια του νόμου της διατήρησης της ενέργειας. Ιδρύθηκε το 1833 από τον E. H. Lenz.

Ο νόμος του Ohm

Ένας από τους βασικούς νόμους του ηλεκτρικού ρεύματος: η ισχύς ενός συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα τμήμα κυκλώματος είναι ευθέως ανάλογη με την τάση στα άκρα αυτού του τμήματος και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίστασή του. Ισχύει για μεταλλικούς αγωγούς και ηλεκτρολύτες των οποίων η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή. Στην περίπτωση πλήρους κυκλώματος, διατυπώνεται ως εξής: η ισχύς του συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος στο κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με το emf της πηγής ρεύματος και αντιστρόφως ανάλογη με την σύνθετη αντίσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος. Άνοιξε το 1826 από τον G. S. Ohm.

Νόμος ανάκλασης κυμάτων

Η προσπίπτουσα δέσμη, η ανακλώμενη δέσμη και η κάθετη που ανυψώνεται στο σημείο πρόσπτωσης της δέσμης βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία διάθλασης. Ο νόμος ισχύει για τον καθρέφτη.

ο νόμος του Πασκάλ
Ο βασικός νόμος της υδροστατικής: η πίεση που παράγεται από εξωτερικές δυνάμεις στην επιφάνεια ενός υγρού ή αερίου μεταδίδεται εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις.

Ο νόμος της διάθλασης του φωτός

Η προσπίπτουσα δέσμη, η διαθλασμένη δέσμη και η κάθετη που ανυψώνεται στο σημείο πρόσπτωσης της δέσμης βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και για αυτά τα δύο μέσα η αναλογία του ημιτόνου της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημίτονο της γωνίας διάθλασης είναι σταθερή τιμή, που ονομάζεται σχετικός δείκτης διάθλασης του δεύτερου μέσου σε σχέση με το πρώτο.

Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός

Ο νόμος της γεωμετρικής οπτικής, που δηλώνει ότι το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή σε ένα ομοιογενές μέσο. Εξηγεί, για παράδειγμα, το σχηματισμό σκιάς και μισοφέγγαρου.

Νόμος διατήρησης του φορτίου
Ένας από τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης: το αλγεβρικό άθροισμα των ηλεκτρικών φορτίων κάθε ηλεκτρικά απομονωμένου συστήματος παραμένει αμετάβλητο. Σε ένα ηλεκτρικά απομονωμένο σύστημα, ο νόμος της διατήρησης του φορτίου επιτρέπει την εμφάνιση νέων φορτισμένων σωματιδίων, αλλά το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο των σωματιδίων που έχουν εμφανιστεί πρέπει πάντα να είναι ίσο με μηδέν.

Νόμος διατήρησης της ορμής
Ένας από τους βασικούς νόμους της μηχανικής: η ορμή οποιουδήποτε κλειστού συστήματος για όλες τις διεργασίες που συμβαίνουν στο σύστημα παραμένει σταθερή (συντηρημένη) και μπορεί να ανακατανεμηθεί μεταξύ τμημάτων του συστήματος μόνο ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους.

ο νόμος του Καρόλου
Ένας από τους βασικούς νόμους αερίων: η πίεση μιας δεδομένης μάζας ιδανικού αερίου σε σταθερό όγκο είναι ευθέως ανάλογη της θερμοκρασίας.

Νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής

Περιγράφει το φαινόμενο της εμφάνισης ηλεκτρικού πεδίου όταν αλλάζει ένα μαγνητικό πεδίο (φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής): η ηλεκτροκινητική δύναμη της επαγωγής είναι ευθέως ανάλογη με τον ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής. Ο συντελεστής αναλογικότητας καθορίζεται από το σύστημα των μονάδων, το πρόσημο καθορίζεται από τον κανόνα Lenz. Ο νόμος ανακαλύφθηκε από τον M. Faraday.

Ο νόμος της διατήρησης και του μετασχηματισμού της ενέργειας
Ο γενικός νόμος της φύσης: η ενέργεια κάθε κλειστού συστήματος για όλες τις διεργασίες που συμβαίνουν στο σύστημα παραμένει σταθερή (διατηρημένη). Η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί μόνο από τη μια μορφή στην άλλη και να ανακατανεμηθεί μεταξύ των τμημάτων του συστήματος. Για ένα ανοιχτό σύστημα, μια αύξηση (μείωση) της ενέργειάς του ισούται με μια μείωση (αύξηση) της ενέργειας των σωμάτων και των φυσικών πεδίων που αλληλεπιδρούν με αυτό.

οι νόμοι του Νεύτωνα
Η κλασική μηχανική βασίζεται στους 3 νόμους του Νεύτωνα. Πρώτος νόμος του Νεύτωνα (νόμος αδράνειας): ένα υλικό σημείο βρίσκεται σε κατάσταση ευθύγραμμης και ομοιόμορφης κίνησης ή ηρεμίας εάν δεν ενεργούν άλλα σώματα πάνω του ή η δράση αυτών των σωμάτων αντισταθμίζεται. Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (βασικός νόμος της δυναμικής): η επιτάχυνση που δέχεται ένα σώμα είναι ευθέως ανάλογη με το αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του σώματος. Τρίτος νόμος του Νεύτωνα: οι ενέργειες δύο σωμάτων είναι πάντα ίσες σε μέγεθος και κατευθύνονται προς αντίθετες κατευθύνσεις.

Οι νόμοι του Faraday
Ο πρώτος νόμος του Faraday: η μάζα της ουσίας που απελευθερώνεται στο ηλεκτρόδιο κατά τη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος είναι ευθέως ανάλογη με την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας (φορτίο) που έχει περάσει από τον ηλεκτρολύτη (m = kq = kIt). Δεύτερος νόμος του Faraday: η αναλογία των μαζών των διαφόρων ουσιών που υφίστανται χημικούς μετασχηματισμούς στα ηλεκτρόδια όταν τα ίδια ηλεκτρικά φορτία διέρχονται από τον ηλεκτρολύτη είναι ίση με την αναλογία των χημικών ισοδυνάμων. Οι νόμοι θεσπίστηκαν το 1833–1834 από τον M. Faraday.

Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής
Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής είναι ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας για ένα θερμοδυναμικό σύστημα: η ποσότητα θερμότητας Q που μεταδίδεται στο σύστημα δαπανάται για την αλλαγή της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος U και την εκτέλεση του έργου Α έναντι των εξωτερικών δυνάμεων του συστήματος. Ο τύπος Q \u003d U + A αποτελεί τη βάση της λειτουργίας των θερμικών μηχανών.

Τα αξιώματα του Bohr

Το πρώτο αξίωμα του Bohr: ένα ατομικό σύστημα είναι σταθερό μόνο σε στατικές καταστάσεις, οι οποίες αντιστοιχούν σε μια διακριτή ακολουθία τιμών ατομικής ενέργειας. Κάθε αλλαγή σε αυτή την ενέργεια συνδέεται με μια πλήρη μετάβαση του ατόμου από τη μια στατική κατάσταση στην άλλη. Το δεύτερο αξίωμα του Bohr: η απορρόφηση και εκπομπή ενέργειας από ένα άτομο συμβαίνει σύμφωνα με τον νόμο σύμφωνα με τον οποίο η ακτινοβολία που σχετίζεται με τη μετάβαση είναι μονόχρωμη και έχει συχνότητα: h = Ei – Ek, όπου h είναι η σταθερά του Planck, και Ei και Ek είναι οι ενέργειες του ατόμου σε στατικές καταστάσεις.

κανόνας του αριστερού χεριού
Καθορίζει την κατεύθυνση της δύναμης που ασκεί σε έναν αγωγό με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο (ή σε κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο). Ο κανόνας λέει: εάν το αριστερό χέρι είναι τοποθετημένο έτσι ώστε τα τεντωμένα δάχτυλα να δείχνουν την κατεύθυνση του ρεύματος (ταχύτητα του σωματιδίου) και οι γραμμές δύναμης του μαγνητικού πεδίου (γραμμές μαγνητικής επαγωγής) εισέρχονται στην παλάμη, τότε η ανασυρόμενη Ο αντίχειρας δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης που ασκεί ο αγωγός (θετικό σωματίδιο, στην περίπτωση αρνητικού σωματιδίου, η κατεύθυνση της δύναμης είναι αντίθετη).

Κανόνας του δεξιού χεριού
Καθορίζει την κατεύθυνση του ρεύματος επαγωγής σε έναν αγωγό που κινείται σε μαγνητικό πεδίο: εάν η παλάμη του δεξιού χεριού είναι τοποθετημένη έτσι ώστε να περιλαμβάνει τις γραμμές μαγνητικής επαγωγής και ο λυγισμένος αντίχειρας κατευθύνεται κατά μήκος της κίνησης του αγωγού, τότε τέσσερις Τα τεντωμένα δάχτυλα θα δείχνουν την κατεύθυνση του ρεύματος επαγωγής.

Αρχή Huygens
Σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τη θέση του μετώπου κύματος ανά πάσα στιγμή. Σύμφωνα με την αρχή του Huygens, όλα τα σημεία από τα οποία διέρχεται το μέτωπο κύματος τη στιγμή t είναι πηγές δευτερογενών σφαιρικών κυμάτων και η επιθυμητή θέση του μετώπου κύματος τη στιγμή t συμπίπτει με την επιφάνεια που περιβάλλει όλα τα δευτερεύοντα κύματα. Η αρχή του Huygens εξηγεί τους νόμους της ανάκλασης και της διάθλασης του φωτός.

Αρχή Huygens-Fresnel
Σύμφωνα με αυτή την αρχή, σε οποιοδήποτε σημείο έξω από μια αυθαίρετη κλειστή επιφάνεια που περικλείει μια σημειακή πηγή φωτός, το κύμα φωτός που διεγείρεται από αυτήν την πηγή μπορεί να αναπαρασταθεί ως αποτέλεσμα παρεμβολής δευτερευόντων κυμάτων που εκπέμπονται από όλα τα σημεία της καθορισμένης κλειστής επιφάνειας. Η αρχή επιτρέπει την επίλυση των απλούστερων προβλημάτων περίθλασης φωτός.

Η αρχή της σχετικότητας
Σε οποιοδήποτε αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, όλα τα φυσικά (μηχανικά, ηλεκτρομαγνητικά κ.λπ.) φαινόμενα εξελίσσονται με τον ίδιο τρόπο υπό τις ίδιες συνθήκες. Είναι μια γενίκευση της αρχής της σχετικότητας του Galileo.

Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου

Η μηχανική αρχή της σχετικότητας ή η αρχή της κλασικής μηχανικής: σε οποιοδήποτε αδρανειακό σύστημα αναφοράς, όλα τα μηχανικά φαινόμενα εξελίσσονται με τον ίδιο τρόπο κάτω από τις ίδιες συνθήκες.

Ήχος
Ήχος ονομάζονται ελαστικά κύματα που διαδίδονται σε υγρά, αέρια και στερεά και γίνονται αντιληπτά από το αυτί των ανθρώπων και των ζώων. Ένα άτομο έχει την ικανότητα να ακούει ήχους με συχνότητες στην περιοχή 16-20 kHz. Ο ήχος με συχνότητες έως 16 Hz ονομάζεται υπέρηχος. με συχνότητες 2 104-109 Hz - υπέρηχος, και με συχνότητες 109-1013 Hz - υπερήχος. Η επιστήμη που μελετά τους ήχους ονομάζεται ακουστική.

Φως
Το φως με τη στενή έννοια του όρου ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο εύρος των συχνοτήτων που γίνονται αντιληπτές από το ανθρώπινο μάτι: 7,5 '1014–4,3 '1014 Hz. Το μήκος κύματος ποικίλλει από 760 nm (κόκκινο φως) έως 380 nm (ιώδες φως).

Το άρθρο δημιουργήθηκε με βάση υλικό από το Διαδίκτυο, ένα εγχειρίδιο φυσικής και τις δικές μου γνώσεις.

Ποτέ δεν μου άρεσε η φυσική, δεν ήξερα και προσπάθησα να την αποφύγω όσο το δυνατόν περισσότερο. Ωστόσο, τελευταία καταλαβαίνω όλο και περισσότερο: όλη μας η ζωή καταλήγει στους απλούς νόμους της φυσικής.

1) Το πιο απλό, αλλά το πιο σημαντικό από αυτά είναι ο Νόμος της Διατήρησης και Μετατροπής της Ενέργειας.

Ακούγεται ως εξής: "Η ενέργεια οποιουδήποτε κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή για όλες τις διεργασίες που συμβαίνουν στο σύστημα." Και είμαστε ακριβώς σε ένα τέτοιο σύστημα. Εκείνοι. πόσα δίνουμε, τόσα παίρνουμε. Αν θέλουμε να πάρουμε κάτι, πρέπει να δώσουμε το ίδιο ποσό πριν από αυτό. Και τίποτα άλλο! Και εμείς, φυσικά, θέλουμε να παίρνουμε μεγάλο μισθό, αλλά να μην πάμε στη δουλειά. Μερικές φορές δημιουργείται μια ψευδαίσθηση ότι «οι ανόητοι είναι τυχεροί» και η ευτυχία πέφτει στα κεφάλια τους για πολλούς. Διαβάστε κανένα παραμύθι. Οι ήρωες πρέπει συνεχώς να ξεπερνούν τεράστιες δυσκολίες! Τώρα κολυμπήστε στο κρύο νερό και μετά στο βρασμένο νερό. Οι άνδρες τραβούν την προσοχή των γυναικών με την ερωτοτροπία. Οι γυναίκες, με τη σειρά τους, φροντίζουν αυτούς τους άνδρες και τα παιδιά. Και ούτω καθεξής. Έτσι, αν θέλετε να πάρετε κάτι, κάντε τον κόπο να δώσετε πρώτα. Η ταινία «Pay It Forward» αντικατοπτρίζει πολύ ξεκάθαρα αυτόν τον νόμο της φυσικής.

Υπάρχει ένα άλλο αστείο για το θέμα:
Νόμος διατήρησης της ενέργειας:
Αν έρχεστε στη δουλειά το πρωί γεμάτοι ενέργεια, και φεύγετε σαν στυμμένο λεμόνι, τότε
1. μπήκε κάποιος άλλος σαν στυμμένο λεμόνι και έφυγε γεμάτος ενέργεια
2. χρησιμοποιήσατε για να ζεστάνετε το δωμάτιο

2) Ο επόμενος νόμος είναι: "Η δύναμη της δράσης είναι ίση με τη δύναμη της αντίδρασης"

Αυτός ο νόμος της φυσικής αντανακλά τον προηγούμενο, κατ' αρχήν. Εάν ένα άτομο διέπραξε μια αρνητική πράξη - συνειδητή ή μη - τότε λάμβανε απάντηση, δηλ. αντιπολίτευση. Μερικές φορές η αιτία και το αποτέλεσμα διασκορπίζονται στο χρόνο και μπορεί να μην καταλάβετε αμέσως από πού φυσάει ο άνεμος. Πρέπει, το πιο σημαντικό, να θυμόμαστε ότι τίποτα δεν συμβαίνει. Ως παράδειγμα, μπορούμε να αναφέρουμε την εκπαίδευση των γονέων, η οποία στη συνέχεια εκδηλώνεται μετά από αρκετές δεκαετίες.

3) Ο επόμενος νόμος είναι ο νόμος του μοχλού. Ο Αρχιμήδης αναφώνησε: «Δώσε μου ένα σημείο στήριξης, και θα γυρίσω τη Γη!». Οποιοδήποτε βάρος μπορεί να μεταφερθεί εάν επιλέξετε τον σωστό μοχλό. Πρέπει πάντα να υπολογίσετε πόσο χρόνο θα χρειαστεί ο μοχλός για να επιτύχετε έναν συγκεκριμένο στόχο και να βγάλετε ένα συμπέρασμα για τον εαυτό σας, να δώσετε προτεραιότητα. Κατανοήστε πώς να υπολογίσετε τη δύναμή σας, είτε χρειάζεται να ξοδέψετε τόση προσπάθεια για να δημιουργήσετε τη σωστή μόχλευση και να μετακινήσετε αυτό το βάρος ή είναι πιο εύκολο να το αφήσετε ήσυχο και να κάνετε άλλες δραστηριότητες.

4) Ο λεγόμενος κανόνας gimlet, που είναι αυτός που δείχνει την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Αυτός ο κανόνας απαντά στο αιώνιο ερώτημα: ποιος φταίει; Και επισημαίνει ότι εμείς οι ίδιοι φταίμε για όλα όσα μας συμβαίνουν. Όσο προσβλητικό κι αν είναι, όσο δύσκολο κι αν είναι, όσο, εκ πρώτης όψεως, άδικο κι αν είναι, πρέπει πάντα να γνωρίζουμε ότι εμείς οι ίδιοι ήμασταν η αιτία από την αρχή.

5) Σίγουρα κάποιος θυμάται τον νόμο της πρόσθεσης των ταχυτήτων. Ακούγεται ως εξής: "Η ταχύτητα ενός σώματος σε σχέση με ένα σταθερό πλαίσιο αναφοράς είναι ίση με το διανυσματικό άθροισμα της ταχύτητας αυτού του σώματος σε σχέση με ένα κινούμενο πλαίσιο αναφοράς και την ταχύτητα του πιο κινητού πλαισίου αναφοράς σε σχέση με ένα σταθερό πλαίσιο" Ακούγεται περίπλοκο; Τώρα ας το καταλάβουμε.
Η αρχή της πρόσθεσης ταχυτήτων δεν είναι τίποτα άλλο από το αριθμητικό άθροισμα των όρων των ταχυτήτων, ως μαθηματικές έννοιες ή ορισμοί.

Η ταχύτητα είναι ένα από τα βασικά φαινόμενα που σχετίζονται με την κινητική. Η κινητική μελετά τις διαδικασίες μεταφοράς ενέργειας, ορμής, φορτίου και ύλης σε διάφορα φυσικά συστήματα και την επίδραση των εξωτερικών πεδίων σε αυτά. Μπορεί να είναι αλαζονικό, αλλά από την άποψη της κινητικής μπορεί κανείς να εξετάσει επίσης μια σειρά από κοινωνικές διαδικασίες, για παράδειγμα, συγκρούσεις.

Επομένως, με την παρουσία δύο αντικρουόμενων αντικειμένων και την επαφή τους, ένας νόμος παρόμοιος με τον νόμο της διατήρησης των ταχυτήτων (ως γεγονός μεταφοράς ενέργειας) θα έπρεπε να λειτουργεί; Αυτό σημαίνει ότι η ισχύς και η επιθετικότητα της σύγκρουσης εξαρτάται από τον βαθμό σύγκρουσης μεταξύ των δύο (τριών, τεσσάρων) μερών. Όσο πιο επιθετικοί και δυνατοί είναι, τόσο πιο βίαιη και καταστροφική είναι η σύγκρουση. Εάν ένα από τα μέρη δεν βρίσκεται σε σύγκρουση, τότε δεν υπάρχει αύξηση του βαθμού επιθετικότητας.

Όλα είναι πολύ απλά. Και αν δεν μπορείτε να κοιτάξετε μέσα σας για να κατανοήσετε τις σχέσεις αιτίας-αποτελέσματος του προβλήματός σας, απλώς ανοίξτε ένα εγχειρίδιο φυσικής 8ης δημοτικού.

Εισαγωγή

1. Νόμοι του Νεύτωνα

1.1. Νόμος της αδράνειας (πρώτος νόμος του Νεύτωνα)

1.2 Νόμος της κίνησης

1.3. Νόμος διατήρησης της ορμής (Νόμος διατήρησης της ορμής)

1.4. Δυνάμεις αδράνειας

1.5. Νόμος ιξώδους

2.1. Νόμοι της θερμοδυναμικής

Ο νόμος της βαρύτητας

3.2. Βαρυτική αλληλεπίδραση

3.3. Ουράνια μηχανική

Ισχυρά βαρυτικά πεδία

3.5. Σύγχρονες κλασικές θεωρίες της βαρύτητας

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Οι θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής περιγράφουν τα πιο σημαντικά φαινόμενα στη φύση και στο σύμπαν. Μας επιτρέπουν να εξηγήσουμε, ακόμη και να προβλέψουμε πολλά φαινόμενα. Έτσι, βασιζόμενη μόνο στους θεμελιώδεις νόμους της κλασικής φυσικής (νόμοι του Νεύτωνα, νόμοι της θερμοδυναμικής κ.λπ.), η ανθρωπότητα εξερευνά με επιτυχία το διάστημα, στέλνει διαστημόπλοια σε άλλους πλανήτες.

Θέλω να εξετάσω σε αυτό το έργο τους πιο σημαντικούς νόμους της φυσικής και τη σχέση τους. Οι πιο σημαντικοί νόμοι της κλασικής μηχανικής είναι οι νόμοι του Νεύτωνα, οι οποίοι επαρκούν για να περιγράψουν φαινόμενα στον μακρόκοσμο (χωρίς να λαμβάνονται υπόψη υψηλές τιμές ταχύτητας ή μάζας, που μελετώνται στο GR - Γενική Σχετικότητα ή SRT - Ειδική Σχετικότητα.)

οι νόμοι του Νεύτωνα

Μηχανικοί νόμοι του Νεύτωνα -τρεις νόμοι που διέπουν το λεγόμενο. κλασική μηχανική. Διατυπώθηκε από τον I. Newton (1687). Πρώτος νόμος: «Κάθε σώμα συνεχίζει να διατηρείται στην κατάσταση ηρεμίας ή στην ομοιόμορφη και ευθύγραμμη κίνησή του μέχρι και στο βαθμό που εξαναγκάζεται από τις εφαρμοσμένες δυνάμεις να αλλάξει αυτή την κατάσταση». Ο δεύτερος νόμος: «Η μεταβολή της ορμής είναι ανάλογη με την εφαρμοζόμενη κινητήρια δύναμη και συμβαίνει προς την κατεύθυνση της ευθείας γραμμής κατά μήκος της οποίας δρα αυτή η δύναμη». Ο τρίτος νόμος: «Υπάρχει πάντα μια ίση και αντίθετη αντίδραση σε μια δράση, διαφορετικά, οι αλληλεπιδράσεις δύο σωμάτων μεταξύ τους είναι ίσες και κατευθύνονται προς αντίθετες κατευθύνσεις».

1.1. Ζάκο ́ n ine ́ θέσεις (Πρώτος Νόμος Νέος ́ τόνος) : ένα ελεύθερο σώμα, το οποίο δεν επηρεάζεται από δυνάμεις άλλων σωμάτων, βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης (η έννοια της ταχύτητας εδώ ισχύει για το κέντρο μάζας του σώματος στην περίπτωση μη μεταφραστικής κίνησης). Με άλλα λόγια, τα σώματα χαρακτηρίζονται από αδράνεια (από το λατινικό inertia - «αδράνεια», «αδράνεια»), δηλαδή το φαινόμενο της διατήρησης της ταχύτητας εάν αντισταθμιστούν οι εξωτερικές επιρροές σε αυτά.

Τα πλαίσια αναφοράς στα οποία πληρούται ο νόμος της αδράνειας ονομάζονται αδρανειακά πλαίσια αναφοράς (ISR).

Ο νόμος της αδράνειας διατυπώθηκε για πρώτη φορά από τον Galileo Galilei, ο οποίος, μετά από πολλά πειράματα, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι δεν χρειάζεται καμία εξωτερική αιτία για ένα ελεύθερο σώμα να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Πριν από αυτό, μια διαφορετική άποψη (που χρονολογείται από τον Αριστοτέλη) ήταν γενικά αποδεκτή: ένα ελεύθερο σώμα βρίσκεται σε ηρεμία και για να κινηθεί με σταθερή ταχύτητα, είναι απαραίτητη η εφαρμογή σταθερής δύναμης.

Στη συνέχεια, ο Νεύτων διατύπωσε τον νόμο της αδράνειας ως τον πρώτο από τους τρεις διάσημους νόμους του.

Η αρχή της σχετικότητας του Galileo: σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς, όλες οι φυσικές διεργασίες προχωρούν με τον ίδιο τρόπο. Σε ένα πλαίσιο αναφοράς που βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης σε σχέση με ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς (υπό όρους «σε ηρεμία»), όλες οι διαδικασίες προχωρούν με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως σε ένα πλαίσιο σε ηρεμία.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η έννοια ενός αδρανειακού πλαισίου αναφοράς είναι ένα αφηρημένο μοντέλο (κάποιο ιδανικό αντικείμενο θεωρείται αντί για πραγματικό αντικείμενο. Ένα απολύτως άκαμπτο σώμα ή ένα αβαρές νήμα χρησιμεύουν ως παραδείγματα αφηρημένου μοντέλου), τα πραγματικά πλαίσια αναφοράς είναι συνδέεται πάντα με κάποιο αντικείμενο και η αντιστοιχία της πραγματικά παρατηρούμενης κίνησης των σωμάτων σε τέτοια συστήματα με τα αποτελέσματα των υπολογισμών θα είναι ελλιπής.

1.2 Νόμος της κίνησης - μια μαθηματική διατύπωση για το πώς κινείται ένα σώμα ή πώς συμβαίνει μια κίνηση γενικότερης μορφής.

Στην κλασική μηχανική ενός υλικού σημείου, ο νόμος της κίνησης είναι τρεις εξαρτήσεις τριών χωρικών συντεταγμένων από το χρόνο, ή η εξάρτηση μιας διανυσματικής ποσότητας (διάνυσμα ακτίνας) από το χρόνο, της μορφής

Ο νόμος της κίνησης μπορεί να βρεθεί, ανάλογα με την εργασία, είτε από τους διαφορικούς νόμους της μηχανικής είτε από τους ολοκληρωτικούς.

Νόμος διατήρησης ενέργειας - ο βασικός νόμος της φύσης, ο οποίος συνίσταται στο γεγονός ότι η ενέργεια ενός κλειστού συστήματος διατηρείται στο χρόνο. Με άλλα λόγια, η ενέργεια δεν μπορεί να προκύψει από το τίποτα και δεν μπορεί να εξαφανιστεί στο πουθενά, μπορεί μόνο να περάσει από τη μια μορφή στην άλλη.

Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας βρίσκεται σε διάφορους κλάδους της φυσικής και εκδηλώνεται με τη διατήρηση διαφόρων ειδών ενέργειας. Για παράδειγμα, στην κλασική μηχανική, ο νόμος εκδηλώνεται με τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας (το άθροισμα δυναμικών και κινητικών ενεργειών). Στη θερμοδυναμική, ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας ονομάζεται πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής και μιλά για τη διατήρηση της ενέργειας συνολικά με τη θερμική ενέργεια.

Δεδομένου ότι ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας δεν αναφέρεται σε συγκεκριμένες ποσότητες και φαινόμενα, αλλά αντανακλά ένα γενικό μοτίβο που ισχύει παντού και πάντα, είναι πιο σωστό να τον ονομάσουμε όχι νόμο, αλλά αρχή διατήρησης της ενέργειας.

Μια ειδική περίπτωση - Ο νόμος της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας - η μηχανική ενέργεια ενός συντηρητικού μηχανικού συστήματος διατηρείται στο χρόνο. Με απλά λόγια, απουσία δυνάμεων όπως η τριβή (δυνάμεις διάχυσης), η μηχανική ενέργεια δεν προκύπτει από το τίποτα και δεν μπορεί να εξαφανιστεί πουθενά.

Εκ1+Επ1=Εκ2+Επ2

Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας είναι ένας αναπόσπαστος νόμος. Αυτό σημαίνει ότι αποτελείται από τη δράση διαφορικών νόμων και είναι ιδιότητα της συνδυασμένης δράσης τους. Για παράδειγμα, μερικές φορές λέγεται ότι η αδυναμία δημιουργίας μιας μηχανής αέναης κίνησης οφείλεται στο νόμο της διατήρησης της ενέργειας. Αλλά δεν είναι. Στην πραγματικότητα, σε κάθε έργο μιας μηχανής αέναης κίνησης, ενεργοποιείται ένας από τους νόμους διαφορικών και είναι αυτός που κάνει τον κινητήρα εκτός λειτουργίας. Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας γενικεύει απλώς αυτό το γεγονός.

Σύμφωνα με το θεώρημα του Noether, ο νόμος της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας είναι συνέπεια της ομοιογένειας του χρόνου.

1.3. Ζάκο ́ n αποθήκευση ́ και ́ σφυγμός (Ζάκο ́ n αποθήκευση ́ αν ́ ποιότητα κίνησης) υποστηρίζει ότι το άθροισμα της ροπής όλων των σωμάτων (ή των σωματιδίων) ενός κλειστού συστήματος είναι μια σταθερή τιμή.

Από τους νόμους του Νεύτωνα, μπορεί να φανεί ότι όταν κινείται σε κενό χώρο, η ορμή διατηρείται στο χρόνο και, παρουσία αλληλεπίδρασης, ο ρυθμός μεταβολής της καθορίζεται από το άθροισμα των εφαρμοζόμενων δυνάμεων. Στην κλασική μηχανική, ο νόμος της διατήρησης της ορμής συνήθως προκύπτει ως συνέπεια των νόμων του Νεύτωνα. Ωστόσο, αυτός ο νόμος διατήρησης ισχύει επίσης σε περιπτώσεις όπου η Νευτώνεια μηχανική είναι ανεφάρμοστη (σχετικιστική φυσική, κβαντική μηχανική).

Όπως οποιοσδήποτε από τους νόμους διατήρησης, ο νόμος διατήρησης της ορμής περιγράφει μια από τις θεμελιώδεις συμμετρίες, την ομοιογένεια του χώρου

Τρίτος νόμος του Νεύτωνα εξηγεί τι συμβαίνει σε δύο σώματα που αλληλεπιδρούν. Πάρτε για παράδειγμα ένα κλειστό σύστημα που αποτελείται από δύο σώματα. Το πρώτο σώμα μπορεί να δράσει στο δεύτερο με κάποια δύναμη F12 και το δεύτερο - στο πρώτο με τη δύναμη F21. Πώς συνδέονται οι δυνάμεις; Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει ότι η δύναμη δράσης είναι ίση σε μέγεθος και αντίθετη ως προς την κατεύθυνση της δύναμης αντίδρασης. Τονίζουμε ότι αυτές οι δυνάμεις εφαρμόζονται σε διαφορετικά σώματα, και ως εκ τούτου δεν αποζημιώνονται καθόλου.

Ο ίδιος ο νόμος:

Τα σώματα δρουν μεταξύ τους με δυνάμεις που κατευθύνονται κατά μήκος της ίδιας ευθείας, ίσου σε μέγεθος και αντίθετης κατεύθυνσης: .

1.4. Δυνάμεις αδράνειας

Οι νόμοι του Νεύτωνα, αυστηρά μιλώντας, ισχύουν μόνο σε αδρανειακά πλαίσια αναφοράς. Εάν γράψουμε με ειλικρίνεια την εξίσωση κίνησης ενός σώματος σε ένα μη αδρανειακό σύστημα αναφοράς, τότε θα διαφέρει στην εμφάνιση από τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα. Ωστόσο, συχνά, για να απλοποιηθεί η θεώρηση, εισάγεται κάποια πλασματική «δύναμη αδράνειας» και στη συνέχεια αυτές οι εξισώσεις κίνησης ξαναγράφονται με μια μορφή πολύ παρόμοια με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα. Μαθηματικά, όλα εδώ είναι σωστά (σωστά), αλλά από τη σκοπιά της φυσικής, μια νέα πλασματική δύναμη δεν μπορεί να θεωρηθεί ως κάτι πραγματικό, ως αποτέλεσμα κάποιας πραγματικής αλληλεπίδρασης. Τονίζουμε για άλλη μια φορά: η «αδρανειακή δύναμη» είναι απλώς μια βολική παραμετροποίηση του πώς διαφέρουν οι νόμοι της κίνησης σε αδρανειακά και μη αδρανειακά συστήματα αναφοράς.

1.5. Νόμος ιξώδους

Ο νόμος του ιξώδους του Νεύτωνα (εσωτερική τριβή) είναι μια μαθηματική έκφραση που σχετίζεται με την τάση της εσωτερικής τριβής τ (ιξώδες) και την αλλαγή στην ταχύτητα του μέσου v στο διάστημα

(ρυθμός παραμόρφωσης) για ρευστά σώματα (υγρά και αέρια):

όπου η τιμή του η ονομάζεται συντελεστής εσωτερικής τριβής ή δυναμικός συντελεστής ιξώδους (μονάδα CGS - poise). Ο κινηματικός συντελεστής ιξώδους είναι η τιμή μ = η / ρ (η μονάδα CGS είναι Stokes, ρ είναι η πυκνότητα του μέσου).

Ο νόμος του Νεύτωνα μπορεί να ληφθεί αναλυτικά με μεθόδους φυσικής κινητικής, όπου το ιξώδες θεωρείται συνήθως ταυτόχρονα με τη θερμική αγωγιμότητα και τον αντίστοιχο νόμο Φουριέ για τη θερμική αγωγιμότητα. Στην κινητική θεωρία των αερίων, ο συντελεστής εσωτερικής τριβής υπολογίζεται από τον τύπο

όπου είναι η μέση ταχύτητα της θερμικής κίνησης των μορίων, λ είναι η μέση ελεύθερη διαδρομή.

2.1. Νόμοι της θερμοδυναμικής

Η θερμοδυναμική βασίζεται σε τρεις νόμους, οι οποίοι διατυπώνονται με βάση πειραματικά δεδομένα και επομένως μπορούν να γίνουν αποδεκτοί ως αξιώματα.

* 1ος θερμοδυναμικός νόμος. Είναι μια διατύπωση του γενικευμένου νόμου διατήρησης της ενέργειας για θερμοδυναμικές διεργασίες. Στην απλούστερη μορφή του, μπορεί να γραφτεί ως δQ \u003d δA + d "U, όπου dU είναι η συνολική διαφορά της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος και δQ και δA είναι η στοιχειώδης ποσότητα θερμότητας και η στοιχειώδης εργασία που γίνεται στο Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα δA και δQ δεν μπορούν να θεωρηθούν ως διαφορικά με τη συνήθη έννοια αυτής της έννοιας. Από την άποψη των κβαντικών εννοιών, αυτός ο νόμος μπορεί να ερμηνευτεί ως εξής: dU είναι η μεταβολή της ενέργειας ενός δεδομένου κβαντικού συστήματος, δA είναι η αλλαγή στην ενέργεια του συστήματος λόγω της αλλαγής του πληθυσμού των ενεργειακών επιπέδων του συστήματος και δQ είναι η αλλαγή στην ενέργεια του κβαντικού συστήματος λόγω αλλαγής στη δομή του ενεργειακά επίπεδα.

* 2ος νόμος της θερμοδυναμικής: Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής αποκλείει τη δυνατότητα δημιουργίας μιας μηχανής αέναης κίνησης δεύτερου είδους. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές, αλλά ταυτόχρονα ισοδύναμες διατυπώσεις αυτού του νόμου. 1 - Θέμα του Κλαυσίου. Μια διαδικασία στην οποία δεν συμβαίνουν άλλες αλλαγές, εκτός από τη μεταφορά θερμότητας από ένα θερμό σώμα σε ένα ψυχρό, είναι μη αναστρέψιμη, δηλαδή, η θερμότητα δεν μπορεί να μετακινηθεί από ένα ψυχρό σώμα σε ένα ζεστό χωρίς άλλες αλλαγές στο σύστημα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διασπορά ή διασπορά ενέργειας. 2 - Το αξίωμα του Kelvin. Η διαδικασία κατά την οποία η εργασία μετατρέπεται σε θερμότητα χωρίς άλλες αλλαγές στο σύστημα είναι μη αναστρέψιμη, δηλαδή είναι αδύνατο να μετατραπεί όλη η θερμότητα που λαμβάνεται από μια πηγή με ομοιόμορφη θερμοκρασία σε εργασία χωρίς να γίνουν άλλες αλλαγές στο σύστημα.

* 3ος νόμος της θερμοδυναμικής: Θεώρημα Nernst: Η εντροπία οποιουδήποτε συστήματος σε θερμοκρασία απόλυτου μηδέν μπορεί πάντα να ληφθεί ίση με μηδέν

3.1. Ο νόμος της βαρύτητας

Η βαρύτητα (καθολική βαρύτητα, βαρύτητα) (από το λατινικό gravitas - «βαρύτητα») είναι μια θεμελιώδης αλληλεπίδραση μεγάλης εμβέλειας στη φύση, στην οποία υπόκεινται όλα τα υλικά σώματα. Σύμφωνα με τα σύγχρονα δεδομένα, είναι μια καθολική αλληλεπίδραση με την έννοια ότι, σε αντίθεση με οποιαδήποτε άλλη δύναμη, δίνει την ίδια επιτάχυνση σε όλα τα σώματα ανεξαιρέτως, ανεξάρτητα από τη μάζα τους. Πρωτίστως η βαρύτητα παίζει καθοριστικό ρόλο σε κοσμική κλίμακα. Ο όρος βαρύτητα χρησιμοποιείται επίσης ως το όνομα ενός κλάδου της φυσικής που μελετά τη βαρυτική αλληλεπίδραση. Η πιο επιτυχημένη σύγχρονη φυσική θεωρία στην κλασική φυσική που περιγράφει τη βαρύτητα είναι η γενική θεωρία της σχετικότητας· η κβαντική θεωρία της βαρυτικής αλληλεπίδρασης δεν έχει ακόμη χτιστεί.

3.2. Βαρυτική αλληλεπίδραση

Η βαρυτική αλληλεπίδραση είναι μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις στον κόσμο μας. Στο πλαίσιο της κλασικής μηχανικής, η βαρυτική αλληλεπίδραση περιγράφεται από τον νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας του Νεύτωνα, ο οποίος δηλώνει ότι η δύναμη της βαρυτικής έλξης μεταξύ δύο υλικών σημείων μάζας m1 και m2, που χωρίζονται με απόσταση R, είναι

Εδώ G είναι η σταθερά βαρύτητας, ίση με m³ / (kg s²). Το πρόσημο μείον σημαίνει ότι η δύναμη που ασκεί το σώμα είναι πάντα ίση στην κατεύθυνση με το διάνυσμα ακτίνας που κατευθύνεται προς το σώμα, δηλ. η βαρυτική αλληλεπίδραση οδηγεί πάντα στην έλξη οποιωνδήποτε σωμάτων.

Το πεδίο βαρύτητας είναι δυναμικό. Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατό να εισαχθεί η δυναμική ενέργεια της βαρυτικής έλξης ενός ζεύγους σωμάτων και αυτή η ενέργεια δεν θα αλλάξει μετά τη μετακίνηση των σωμάτων κατά μήκος ενός κλειστού περιγράμματος. Η δυνατότητα του βαρυτικού πεδίου συνεπάγεται το νόμο της διατήρησης του αθροίσματος της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας και όταν μελετάμε την κίνηση των σωμάτων σε ένα βαρυτικό πεδίο, συχνά απλοποιεί σε μεγάλο βαθμό τη λύση. Στο πλαίσιο της Νευτώνειας μηχανικής, η βαρυτική αλληλεπίδραση είναι μεγάλης εμβέλειας. Αυτό σημαίνει ότι ανεξάρτητα από το πώς κινείται ένα σώμα με μάζα, σε οποιοδήποτε σημείο του χώρου το βαρυτικό δυναμικό εξαρτάται μόνο από τη θέση του σώματος σε μια δεδομένη χρονική στιγμή.

Τα μεγάλα διαστημικά αντικείμενα - πλανήτες, αστέρια και γαλαξίες έχουν τεράστια μάζα και, ως εκ τούτου, δημιουργούν σημαντικά πεδία βαρύτητας. Η βαρύτητα είναι η πιο αδύναμη δύναμη. Ωστόσο, δεδομένου ότι λειτουργεί σε όλες τις αποστάσεις και όλες οι μάζες είναι θετικές, είναι ωστόσο μια πολύ σημαντική δύναμη στο σύμπαν. Για σύγκριση: το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο αυτών των σωμάτων είναι μηδέν, αφού η ουσία στο σύνολό της είναι ηλεκτρικά ουδέτερη. Επίσης, η βαρύτητα, σε αντίθεση με άλλες αλληλεπιδράσεις, είναι καθολική ως προς την επίδρασή της σε όλη την ύλη και την ενέργεια. Δεν έχουν βρεθεί αντικείμενα που να μην έχουν καθόλου βαρυτική αλληλεπίδραση.

Λόγω της παγκόσμιας φύσης της, η βαρύτητα είναι υπεύθυνη για τόσο μεγάλης κλίμακας φαινόμενα όπως η δομή των γαλαξιών, οι μαύρες τρύπες και η διαστολή του Σύμπαντος, και για στοιχειώδη αστρονομικά φαινόμενα - οι τροχιές των πλανητών και η απλή έλξη προς την επιφάνεια της Γης και πέφτουν σώματα.

Η βαρύτητα ήταν η πρώτη αλληλεπίδραση που περιγράφεται από μια μαθηματική θεωρία. Στην αρχαιότητα, ο Αριστοτέλης πίστευε ότι αντικείμενα με διαφορετική μάζα πέφτουν με διαφορετικές ταχύτητες. Μόνο πολύ αργότερα, ο Galileo Galilei προσδιόρισε πειραματικά ότι αυτό δεν συνέβαινε - αν εξαλειφθεί η αντίσταση του αέρα, όλα τα σώματα επιταχύνουν εξίσου. Ο νόμος της βαρύτητας του Ισαάκ Νεύτωνα (1687) ήταν μια καλή περιγραφή της γενικής συμπεριφοράς της βαρύτητας. Το 1915, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημιούργησε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η οποία περιγράφει με μεγαλύτερη ακρίβεια τη βαρύτητα ως προς τη γεωμετρία του χωροχρόνου.

3.3. Ουράνια μηχανική και μερικά από τα καθήκοντά της

Το τμήμα της μηχανικής που μελετά την κίνηση των σωμάτων στον κενό χώρο μόνο υπό την επίδραση της βαρύτητας ονομάζεται ουράνια μηχανική.

Η απλούστερη εργασία της ουράνιας μηχανικής είναι η βαρυτική αλληλεπίδραση δύο σωμάτων σε κενό χώρο. Αυτό το πρόβλημα λύνεται αναλυτικά μέχρι τέλους. το αποτέλεσμα της επίλυσής του συχνά διατυπώνεται με τη μορφή των τριών νόμων του Κέπλερ.

Καθώς ο αριθμός των αλληλεπιδρώντων σωμάτων αυξάνεται, το πρόβλημα γίνεται πολύ πιο περίπλοκο. Άρα, το ήδη διάσημο πρόβλημα των τριών σωμάτων (δηλαδή η κίνηση τριών σωμάτων με μη μηδενικές μάζες) δεν μπορεί να λυθεί αναλυτικά σε γενική μορφή. Με μια αριθμητική λύση, η αστάθεια των λύσεων σε σχέση με τις αρχικές συνθήκες εμφανίζεται αρκετά γρήγορα. Όταν εφαρμόζεται στο ηλιακό σύστημα, αυτή η αστάθεια καθιστά αδύνατη την πρόβλεψη της κίνησης των πλανητών σε κλίμακες που υπερβαίνουν τα εκατό εκατομμύρια χρόνια.

Σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, είναι δυνατό να βρεθεί μια κατά προσέγγιση λύση. Το πιο σημαντικό είναι η περίπτωση που η μάζα ενός σώματος είναι σημαντικά μεγαλύτερη από τη μάζα άλλων σωμάτων (παραδείγματα: το ηλιακό σύστημα και η δυναμική των δακτυλίων του Κρόνου). Σε αυτή την περίπτωση, στην πρώτη προσέγγιση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι τα ελαφριά σώματα δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και κινούνται κατά μήκος των τροχιών του Κεπλέρ γύρω από ένα τεράστιο σώμα. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους μπορούν να ληφθούν υπόψη στο πλαίσιο της θεωρίας διαταραχών και να υπολογιστούν κατά μέσο όρο με την πάροδο του χρόνου. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να προκύψουν μη τετριμμένα φαινόμενα, όπως συντονισμοί, ελκυστές, τυχαίες κ.λπ. Ένα καλό παράδειγμα τέτοιων φαινομένων είναι η μη τετριμμένη δομή των δακτυλίων του Κρόνου.

Παρά τις προσπάθειες να περιγραφεί η συμπεριφορά ενός συστήματος μεγάλου αριθμού ελκτικών σωμάτων ίδιας περίπου μάζας, αυτό δεν είναι δυνατό λόγω του φαινομένου του δυναμικού χάους.

3.4. Ισχυρά βαρυτικά πεδία

Σε ισχυρά βαρυτικά πεδία, όταν κινούνται με σχετικιστικές ταχύτητες, αρχίζουν να εμφανίζονται τα αποτελέσματα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας:

Απόκλιση του νόμου της βαρύτητας από τον Νευτώνειο.

Καθυστέρηση δυναμικών που σχετίζονται με την πεπερασμένη ταχύτητα διάδοσης των βαρυτικών διαταραχών. η εμφάνιση βαρυτικών κυμάτων.

Μη γραμμικά φαινόμενα: τα βαρυτικά κύματα τείνουν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, επομένως η αρχή της υπέρθεσης κυμάτων σε ισχυρά πεδία δεν ισχύει πλέον.

Αλλαγή της γεωμετρίας του χωροχρόνου.

Η εμφάνιση μαύρων τρυπών.

3.5. Σύγχρονες κλασικές θεωρίες της βαρύτητας

Λόγω του γεγονότος ότι τα κβαντικά φαινόμενα της βαρύτητας είναι εξαιρετικά μικρά ακόμη και κάτω από τις πιο ακραίες πειραματικές και παρατηρητικές συνθήκες, δεν υπάρχουν ακόμα αξιόπιστες παρατηρήσεις για αυτά. Οι θεωρητικές εκτιμήσεις δείχνουν ότι στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων μπορεί κανείς να περιοριστεί στην κλασική περιγραφή της βαρυτικής αλληλεπίδρασης.

Υπάρχει μια σύγχρονη κανονική κλασική θεωρία της βαρύτητας - η γενική θεωρία της σχετικότητας, και πολλές υποθέσεις που την τελειοποιούν και θεωρίες διαφορετικών βαθμών ανάπτυξης που ανταγωνίζονται μεταξύ τους (δείτε το άρθρο Εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας). Όλες αυτές οι θεωρίες δίνουν πολύ παρόμοιες προβλέψεις εντός της προσέγγισης στην οποία διεξάγονται επί του παρόντος πειραματικές δοκιμές. Τα παρακάτω είναι μερικές από τις σημαντικότερες, πιο καλά ανεπτυγμένες ή γνωστές θεωρίες της βαρύτητας.

Η θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα βασίζεται στην έννοια της βαρύτητας, η οποία είναι μια δύναμη μεγάλης εμβέλειας: δρα ακαριαία σε οποιαδήποτε απόσταση. Αυτή η στιγμιαία φύση της δράσης είναι ασυμβίβαστη με το παράδειγμα πεδίου της σύγχρονης φυσικής και, ειδικότερα, με την ειδική θεωρία της σχετικότητας που δημιουργήθηκε το 1905 από τον Αϊνστάιν, εμπνευσμένη από το έργο των Πουανκαρέ και Λόρεντς. Στη θεωρία του Αϊνστάιν, καμία πληροφορία δεν μπορεί να ταξιδέψει πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός στο κενό.

Μαθηματικά, η βαρυτική δύναμη του Νεύτωνα προέρχεται από τη δυναμική ενέργεια ενός σώματος σε ένα βαρυτικό πεδίο. Το βαρυτικό δυναμικό που αντιστοιχεί σε αυτή τη δυναμική ενέργεια υπακούει στην εξίσωση Poisson, η οποία δεν είναι αμετάβλητη στους μετασχηματισμούς Lorentz. Ο λόγος για τη μη μεταβλητότητα είναι ότι η ενέργεια στην ειδική θεωρία της σχετικότητας δεν είναι βαθμωτό μέγεθος, αλλά πηγαίνει στη συνιστώσα χρόνου του 4-διανύσματος. Η διανυσματική θεωρία της βαρύτητας αποδεικνύεται ότι είναι παρόμοια με τη θεωρία του Maxwell για το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και οδηγεί σε αρνητική ενέργεια βαρυτικών κυμάτων, η οποία σχετίζεται με τη φύση της αλληλεπίδρασης: όπως τα φορτία (μάζας) στη βαρύτητα έλκονται και όχι απωθούνται, όπως στον ηλεκτρομαγνητισμό. Έτσι, η θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα είναι ασύμβατη με τη θεμελιώδη αρχή της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας - την αναλλοίωτη των νόμων της φύσης σε οποιοδήποτε αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς και την άμεση διανυσματική γενίκευση της θεωρίας του Νεύτωνα, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Πουανκαρέ το 1905 στο Η εργασία "On the Dynamics of the Electron", οδηγεί σε φυσικά μη ικανοποιητικά αποτελέσματα.

Ο Αϊνστάιν άρχισε να ψάχνει για μια θεωρία της βαρύτητας που θα ήταν συμβατή με την αρχή της αμετάβλητης των νόμων της φύσης σε σχέση με οποιοδήποτε πλαίσιο αναφοράς. Το αποτέλεσμα αυτής της αναζήτησης ήταν η γενική θεωρία της σχετικότητας, βασισμένη στην αρχή της ταυτότητας βαρυτικής και αδρανειακής μάζας.

Η αρχή της ισότητας βαρυτικών και αδρανειακών μαζών

Στην κλασική Νευτώνεια μηχανική, υπάρχουν δύο έννοιες της μάζας: η πρώτη αναφέρεται στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα και η δεύτερη στο νόμο της παγκόσμιας έλξης. Η πρώτη μάζα - αδρανειακή (ή αδρανειακή) - είναι ο λόγος της μη βαρυτικής δύναμης που ασκεί το σώμα προς την επιτάχυνσή του. Η δεύτερη μάζα - η βαρυτική (ή, όπως αποκαλείται μερικές φορές, βαριά) - καθορίζει τη δύναμη έλξης του σώματος από άλλα σώματα και τη δική του δύναμη έλξης. Σε γενικές γραμμές, αυτές οι δύο μάζες μετρώνται, όπως φαίνεται από την περιγραφή, σε διαφορετικά πειράματα, επομένως δεν χρειάζεται να είναι καθόλου ανάλογες μεταξύ τους. Η αυστηρή αναλογικότητά τους μας επιτρέπει να μιλάμε για ενιαία μάζα σώματος τόσο σε μη βαρυτικές όσο και σε βαρυτικές αλληλεπιδράσεις. Με μια κατάλληλη επιλογή μονάδων, αυτές οι μάζες μπορούν να γίνουν ίσες μεταξύ τους.

Η ίδια η αρχή προτάθηκε από τον Ισαάκ Νεύτωνα και η ισότητα των μαζών επαληθεύτηκε από αυτόν πειραματικά με σχετική ακρίβεια 10−3. Στα τέλη του 19ου αιώνα, ο Eötvös πραγματοποίησε πιο λεπτά πειράματα, ανεβάζοντας την ακρίβεια της επαλήθευσης της αρχής στο 10−9. Κατά τον 20ο αιώνα, οι πειραματικές τεχνικές κατέστησαν δυνατή την επιβεβαίωση της ισότητας των μαζών με σχετική ακρίβεια 10−12-10−13 (Braginsky, Dicke, κ.λπ.).

Μερικές φορές η αρχή της ισότητας των βαρυτικών και αδρανειακών μαζών ονομάζεται αδύναμη αρχή της ισοδυναμίας. Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το έθεσε στη βάση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας.

Η αρχή της κίνησης κατά μήκος γεωδαισιακών γραμμών

Αν η βαρυτική μάζα είναι ακριβώς ίση με την αδρανειακή μάζα, τότε στην έκφραση για την επιτάχυνση ενός σώματος, πάνω στο οποίο δρουν μόνο οι βαρυτικές δυνάμεις, μειώνονται και οι δύο μάζες. Επομένως, η επιτάχυνση του σώματος, και ως εκ τούτου η τροχιά του, δεν εξαρτάται από τη μάζα και την εσωτερική δομή του σώματος. Εάν όλα τα σώματα στο ίδιο σημείο του χώρου λαμβάνουν την ίδια επιτάχυνση, τότε αυτή η επιτάχυνση μπορεί να συσχετιστεί όχι με τις ιδιότητες των σωμάτων, αλλά με τις ιδιότητες του ίδιου του χώρου σε αυτό το σημείο.

Έτσι, η περιγραφή της βαρυτικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων μπορεί να περιοριστεί σε μια περιγραφή του χωροχρόνου μέσα στον οποίο κινούνται τα σώματα. Είναι φυσικό να υποθέσουμε, όπως έκανε ο Αϊνστάιν, ότι τα σώματα κινούνται με αδράνεια, δηλαδή με τέτοιο τρόπο ώστε η επιτάχυνσή τους στο δικό τους πλαίσιο αναφοράς να είναι μηδέν. Οι τροχιές των σωμάτων θα είναι τότε γεωδαισιακές γραμμές, η θεωρία των οποίων αναπτύχθηκε από μαθηματικούς τον 19ο αιώνα.

Οι ίδιες οι γεωδαισιακές γραμμές μπορούν να βρεθούν προσδιορίζοντας στο χωροχρόνο ένα ανάλογο της απόστασης μεταξύ δύο γεγονότων, που παραδοσιακά ονομάζεται διάστημα ή παγκόσμια συνάρτηση. Το διάστημα στον τρισδιάστατο χώρο και στον μονοδιάστατο χρόνο (με άλλα λόγια, στον τετραδιάστατο χωροχρόνο) δίνεται από 10 ανεξάρτητες συνιστώσες του μετρικού τανυστή. Αυτοί οι 10 αριθμοί αποτελούν τη μέτρηση του διαστήματος. Ορίζει την «απόσταση» μεταξύ δύο απείρως κοντινών σημείων του χωροχρόνου σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Οι γεωδαισιακές γραμμές που αντιστοιχούν στις παγκόσμιες γραμμές των φυσικών σωμάτων των οποίων η ταχύτητα είναι μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός αποδεικνύονται οι γραμμές του μεγαλύτερου κατάλληλου χρόνου, δηλαδή ο χρόνος που μετράται από ένα ρολόι στερεωμένο αυστηρά στο σώμα που ακολουθεί αυτή την τροχιά.

Τα σύγχρονα πειράματα επιβεβαιώνουν την κίνηση των σωμάτων κατά μήκος των γεωδαισιακών γραμμών με την ίδια ακρίβεια όπως η ισότητα βαρυτικών και αδρανειακών μαζών.

συμπέρασμα

Μερικά ενδιαφέροντα συμπεράσματα προκύπτουν αμέσως από τους νόμους του Νεύτωνα. Έτσι, ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα λέει ότι, ανεξάρτητα από το πώς αλληλεπιδρούν τα σώματα, δεν μπορούν να αλλάξουν τη συνολική τους ορμή: προκύπτει ο νόμος της διατήρησης της ορμής. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να απαιτηθεί ότι το δυναμικό αλληλεπίδρασης δύο σωμάτων εξαρτάται μόνο από το μέτρο της διαφοράς στις συντεταγμένες αυτών των σωμάτων U(|r1-r2|). Τότε προκύπτει ο νόμος της διατήρησης της συνολικής μηχανικής ενέργειας των αλληλεπιδρώντων σωμάτων:

Οι νόμοι του Νεύτωνα είναι οι βασικοί νόμοι της μηχανικής. Όλοι οι άλλοι νόμοι της μηχανικής μπορούν να προκύψουν από αυτούς.

Ταυτόχρονα, οι Νόμοι του Νεύτωνα δεν είναι το βαθύτερο επίπεδο διατύπωσης της κλασικής μηχανικής. Στο πλαίσιο της Λαγκρανζικής μηχανικής, υπάρχει μόνο ένας τύπος (καταγραφή της μηχανικής δράσης) και ένα μόνο αξίωμα (τα σώματα κινούνται με τέτοιο τρόπο ώστε η δράση να είναι ελάχιστη), και από αυτό μπορούν να προκύψουν όλοι οι νόμοι του Νεύτωνα. Επιπλέον, στο πλαίσιο του λαγκρανζικού φορμαλισμού, μπορεί κανείς εύκολα να εξετάσει υποθετικές καταστάσεις στις οποίες η δράση έχει κάποια άλλη μορφή. Σε αυτή την περίπτωση, οι εξισώσεις της κίνησης δεν θα μοιάζουν πλέον με τους νόμους του Νεύτωνα, αλλά η ίδια η κλασική μηχανική θα εξακολουθεί να ισχύει ...

Λύση των εξισώσεων κίνησης

Η εξίσωση F = ma (δηλαδή ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα) είναι μια διαφορική εξίσωση: η επιτάχυνση είναι η δεύτερη παράγωγος της συντεταγμένης ως προς το χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι η εξέλιξη ενός μηχανικού συστήματος στο χρόνο μπορεί να προσδιοριστεί με σαφήνεια εάν προσδιορίζονται οι αρχικές του συντεταγμένες και οι αρχικές ταχύτητες. Σημειώστε ότι αν οι εξισώσεις που περιγράφουν τον κόσμο μας ήταν εξισώσεις πρώτης τάξης, τότε φαινόμενα όπως η αδράνεια, οι ταλαντώσεις και τα κύματα θα εξαφανίζονταν από τον κόσμο μας.

Η μελέτη των Θεμελιωδών νόμων της φυσικής επιβεβαιώνει ότι η επιστήμη αναπτύσσεται προοδευτικά: κάθε στάδιο, κάθε ανακαλυπτόμενος νόμος είναι ένα στάδιο ανάπτυξης, αλλά δεν δίνει οριστικές απαντήσεις σε όλα τα ερωτήματα.

Βιβλιογραφία:

Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια (Νόμοι της Μηχανικής του Νεύτωνα και άλλα άρθρα), 1977, «Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια»
Ηλεκτρονική εγκυκλοπαίδεια www.wikipedia.com

3. Βιβλιοθήκη «Detlaf A.A., Yavorsky B.M., Milkovskaya L.B. - Μάθημα φυσικής (τόμος 1). Μηχανική. Βασικές αρχές της μοριακής φυσικής και της θερμοδυναμικής

Ομοσπονδιακή Υπηρεσία για την Εκπαίδευση

GOU VPO Rybinsk State Aviation Academy. P.A. Solovyova

Τμήμα Γενικής και Τεχνικής Φυσικής

ΕΚΘΕΣΗ ΙΔΕΩΝ

Στον κλάδο "Έννοιες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης"

Θέμα: «Βασικοί νόμοι της φυσικής»

Ομάδα ZKS-07

Μαθητής Balshin A.N.

Καθηγητής: Vasilyuk O.V.

7: Νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα

Η τελευταία ανάρτηση τελείωσε με τον Νόμο της Παγκόσμιας Βαρύτητας από τον Sir Isaac Newton, αυτή θα ξεκινήσει επίσης με τον Newton, αλλά με τους άλλους νόμους του - οι τρεις νόμοι της ομοιόμορφα επιταχυνόμενης κίνησης (συχνότερα απλά "οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα") είναι ένα ουσιαστικό συστατικό της σύγχρονης φυσικής. Και, όπως οι περισσότεροι φυσικοί νόμοι, είναι κομψοί στην απλότητά τους.

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει ότι ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε κατάσταση ομοιόμορφης κίνησης (ή σε ηρεμία) θα βρίσκεται σε κατάσταση τέτοιας κίνησης (ή ηρεμίας) έως ότου ασκηθεί μια εξωτερική επίδραση (δύναμη) σε αυτό. Έτσι, μια μπάλα που κυλάει στο πάτωμα σταματάει τελικά την κίνησή της λόγω του γεγονότος ότι επηρεάζεται από τριβή ή αλλάζει την κατεύθυνση της κίνησής της ως αποτέλεσμα ενός επιτυχημένου λακτίσματος ή απλά χτυπήματος σε τοίχο.

Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα καθιερώνει τη σχέση μεταξύ της μάζας ενός αντικειμένου (m) και της επιτάχυνσής του (α). Αυτός ο νόμος εκφράζεται με τον μαθηματικό τύπο F = m × a, στον οποίο F είναι η δύναμη που εκφράζεται σε Newton. Η δύναμη και η επιτάχυνση είναι διανυσματικά μεγέθη, δηλαδή μεγέθη που εκτός από την τιμή χαρακτηρίζονται και από κατεύθυνση. Η τιμή της επιτάχυνσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της δύναμης και αντίστροφα.

Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα είναι ίσως ο πιο διάσημος από τους τρεις νόμους της κίνησης του. Τις περισσότερες φορές, το θυμόμαστε με τη μορφή "Η δύναμη της δράσης είναι ίση με τη δύναμη της αντίδρασης", αν και θα ήταν πιο σωστό: "Τα σημεία του υλικού αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με δυνάμεις της ίδιας φύσης, που κατευθύνονται κατά μήκος της ευθείας γραμμής που συνδέει αυτά τα σημεία, ίσα σε απόλυτη τιμή και αντίθετα σε κατεύθυνση.» Με βάση τον τρίτο νόμο, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι σε ένα βαρυτικό σύστημα δύο σωμάτων, όχι μόνο λαμβάνει χώρα η βαρυτική επίδραση ενός βαρύτερου σώματος σε ένα ελαφρύτερο, αλλά και ένα ελαφρύτερο σώμα έλκει ένα βαρύτερο. Έτσι, στο σύστημα Γης / Σελήνης, η επιρροή της Σελήνης στη Γη εκδηλώνεται στις άμπωτες και τις ροές.

6: Οι νόμοι της θερμοδυναμικής

Ο Βρετανός φυσικός και συγγραφέας Snow είπε κάποτε ότι ένα άτομο που δεν κάνει επιστήμη, που δεν γνωρίζει τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, είναι το ίδιο ημιμορφωμένο άτομο με έναν επιστήμονα που δεν έχει διαβάσει ποτέ Σαίξπηρ. Αυτό το αξίωμα όχι μόνο υπογραμμίζει τη σημασία της θερμοδυναμικής στο σύστημα των επιστημών, αλλά και το γεγονός ότι ο καθένας που δεν θέλει να θεωρεί τον εαυτό του εγκαταλελειμμένο πρέπει να γνωρίζει τα βασικά της.

Γενικά, η θερμοδυναμική είναι η μελέτη του πώς λειτουργεί η παραγωγή ενέργειας σε οποιοδήποτε σύστημα, είτε πρόκειται για κινητήρα είτε για τον πυρήνα ενός πλανήτη. Η θερμοδυναμική βασίζεται σε τρεις αρχές, οι οποίες, στη διατύπωση αυτού του Χιονιού, ακούγονται ως εξής:

Δεν μπορείτε να κερδίσετε.
Δεν μπορείτε να κάνετε ένα διάλειμμα από το παιχνίδι.
Δεν μπορείτε να φύγετε από το παιχνίδι.

Πώς να το καταλάβετε; Μιλώντας για το γεγονός ότι είναι αδύνατο να κερδίσουμε, ο Snow σημειώνει ότι δεν μπορούμε να πάρουμε το ένα χωρίς να εγκαταλείψουμε το άλλο - για να λειτουργήσει το σύστημα, είναι απαραίτητη η παροχή ενέργειας (θέρμανση), διαφορετικά ένα τέτοιο σύστημα δεν θα λειτουργήσει, ακόμη και για εντελώς μεμονωμένη περίπτωση. Επιπλέον, στον πραγματικό κόσμο δεν υπάρχουν τέλεια απομονωμένα συστήματα, και στην πραγματική περίπτωση, μέρος της ενέργειας που μεταφέρουμε στο σύστημα για να κάνουμε εργασία μεταφέρεται στο περιβάλλον και ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής μπαίνει στο παιχνίδι.

Η δεύτερη δήλωση του Snow σχετικά με την αδυναμία να κάνουμε ένα διάλειμμα από το παιχνίδι σημαίνει ότι λόγω της αύξησης της εντροπίας σε ένα κλειστό σύστημα, χωρίς εξωτερικές επιρροές, δεν μπορούμε απλά να επιστρέψουμε στην προηγούμενη ενεργειακή κατάσταση. Μπορούμε να πούμε ότι η ενέργεια που συγκεντρώνεται σε έναν όγκο θα ανακατανεμηθεί σε περιοχές με χαμηλότερη συγκέντρωση ενέργειας.

Τέλος, ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής, σχετικά με την αδυναμία εξόδου από το παιχνίδι, αναφέρεται στο απόλυτο μηδέν, την κατάσταση της ύλης στο μηδέν Kelvin ή μείον 273,15°C. Όταν το σύστημα φτάσει στο απόλυτο μηδέν, κάθε κίνηση των μορίων πρέπει να σταματήσει, πράγμα που σημαίνει την απουσία κινητικής ενέργειας, την επίτευξη μηδενικής εντροπίας και το σχηματισμό ενός τέλεια διατεταγμένου συστήματος. Ωστόσο, το απόλυτο μηδέν είναι μια φυσική ιδανική κατάσταση, στον πραγματικό κόσμο, ακόμη και στις πιο ψυχρές περιοχές του διαστήματος, είναι αδύνατο να φτάσετε στο απόλυτο μηδέν - μπορείτε μόνο να προσεγγίσετε αυτήν την τιμή κατάστασης / θερμοκρασίας.

5: Ο νόμος της σταθερότητας της σύνθεσης και των ιδιοτήτων των χημικών.

Ο Γάλλος χημικός Joseph Louis Proust έγραψε το 1808: «Από τον έναν πόλο της Γης στον άλλο, οι ενώσεις έχουν την ίδια σύνθεση και τις ίδιες ιδιότητες. Δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ του οξειδίου του σιδήρου από το νότιο ημισφαίριο και του βόρειου ημισφαιρίου. Ο μαλαχίτης από τη Σιβηρία έχει την ίδια σύνθεση με τον μαλαχίτη από την Ισπανία. Υπάρχει μόνο ένας χυλός σε ολόκληρο τον κόσμο».Αυτή ήταν η πρώτη διατύπωση του νόμου της σύνθεσης και των ιδιοτήτων των χημικών.

Η ατομική-μοριακή θεωρία καθιστά δυνατή την εξήγηση του νόμου της σταθερότητας της σύνθεσης. Εφόσον τα άτομα έχουν σταθερή μάζα, η σύσταση μάζας της ύλης στο σύνολό της είναι σταθερή. Η ανάπτυξη της χημείας έδειξε ότι, μαζί με ενώσεις σταθερής σύστασης, υπάρχουν και ενώσεις μεταβλητής σύστασης. Με εισήγηση του Ν.Σ. Kurnakov, οι πρώτοι ονομάζονται daltonides (στη μνήμη του Άγγλου χημικού και φυσικού Dalton, όλες οι ουσίες μιας μοριακής δομής ανήκουν στους daltonides), οι δεύτεροι - berthollides (στη μνήμη του Γάλλου χημικού Berthollet, ο οποίος προέβλεψε τέτοιες ενώσεις· αυτές είναι ουσίες με ατομικά, ιοντικά και μεταλλικά πλέγματα). Τώρα διατυπώνουμε αυτόν τον νόμο ως εξής: «Οποιαδήποτε καθαρή ουσία μοριακής δομής, ανεξάρτητα από τον τρόπο παρασκευής της, έχει πάντα σταθερή ποιοτική και ποσοτική σύσταση».

Δεδομένου ότι οι περισσότερες από τις ουσίες που, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, εισέρχονται στο σώμα μας (με τρόφιμα, καλλυντικά, φάρμακα) έχουν μοριακή δομή, η σημασία του νόμου της σταθερότητας της σύνθεσης και των ιδιοτήτων των χημικών έγκειται στο γεγονός ότι, για παράδειγμα , «φυσικές» γεύσεις και αρώματα «πανομοιότυπα με τα φυσικά» είναι οι ίδιες ουσίες - το συστατικό των αποσταγμάτων φρούτων οξικός αιθυλεστέρας, που έχει καταχωριστεί ως πρόσθετο τροφίμων E1504, είναι το ίδιο εάν ελήφθη σε φιάλη ως αποτέλεσμα αντίδρασης εστεροποίησης και απομονωμένο από ένα μήλο? Το καρβαμίδιο (ουρία), το οποίο χρησιμοποιείται σε οδοντόκρεμες ή τσίχλες, έχει την ίδια δομή και ιδιότητες είτε αυτή η ουσία απομονώνεται από τα ούρα είτε συντίθεται χημικά.

4: Νόμος της άνωσης του Αρχιμήδη

Σύμφωνα με το μύθο, ο αρχαίος Έλληνας στοχαστής, μαθηματικός και μηχανικός Αρχιμήδης ανακάλυψε το νόμο βυθίζοντας στο λουτρό και βλέποντας ότι λίγο από το νερό εκτοξεύτηκε και μετά με μια κραυγή «Εύρηκα!» έτρεξε στους δρόμους των Συρακουσών με αυτό που φορούσε κατά τη διάρκεια του μπάνιου (δηλαδή τίποτα).

Σύμφωνα με το νόμο του Αρχιμήδη, ένα σώμα βυθισμένο σε υγρό (ή αέριο) επηρεάζεται από μια άνωση ίση με το βάρος του υγρού (ή αερίου) που μετατοπίζεται από αυτό το σώμα. Αυτός ο νόμος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των πυκνοτήτων άγνωστων ουσιών (καθώς η πυκνότητα των διαλυμάτων καθορίζεται από τη συγκέντρωση των συστατικών, οι μετρητές αλκοόλης οικιακής χρήσης, που πωλούνται σε καταστήματα οικιακών ειδών, λειτουργούν επίσης σύμφωνα με την αρχή του νόμου του Αρχιμήδη).

Η αρχή του Αρχιμήδη είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη υποβρυχίων και αεροσκαφών ελαφρύτερων από τον αέρα (μπαλόνια, αεροστάτες, αερόπλοια και ζέπελιν). Και, φυσικά, ο νόμος του Αρχιμήδη μας προειδοποιεί να μην σκαρφαλώνουμε σε μια μπανιέρα γεμάτη μέχρι το χείλος, εκτός αν, φυσικά, θέλουμε στη συνέχεια να σκουπίσουμε το πάτωμα στο μπάνιο και να περιμένουμε την επίσκεψη επιθετικών γειτόνων από κάτω.

Είναι φυσικό και σωστό να ενδιαφερόμαστε για τον περιβάλλοντα κόσμο και τους νόμους της λειτουργίας και της ανάπτυξής του. Γι' αυτό είναι λογικό να δίνουμε προσοχή στις φυσικές επιστήμες, για παράδειγμα, τη φυσική, που εξηγεί την ίδια την ουσία του σχηματισμού και της ανάπτυξης του Σύμπαντος. Οι βασικοί φυσικοί νόμοι είναι εύκολο να κατανοηθούν. Σε πολύ μικρή ηλικία, το σχολείο μυεί τα παιδιά σε αυτές τις αρχές.

Για πολλούς, αυτή η επιστήμη ξεκινά με το σχολικό βιβλίο «Φυσική (7η τάξη)». Οι βασικές έννοιες και και θερμοδυναμική αποκαλύπτονται στους μαθητές, εξοικειώνονται με τον πυρήνα των κύριων φυσικών νόμων. Πρέπει όμως η γνώση να περιοριστεί στον σχολικό πάγκο; Ποιους φυσικούς νόμους πρέπει να γνωρίζει κάθε άτομο; Αυτό θα συζητηθεί αργότερα στο άρθρο.

επιστήμη φυσική

Πολλές από τις αποχρώσεις της περιγραφόμενης επιστήμης είναι γνωστές σε όλους από την πρώιμη παιδική ηλικία. Και αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, στην ουσία, η φυσική είναι ένας από τους τομείς της φυσικής επιστήμης. Λέει για τους νόμους της φύσης, η δράση των οποίων επηρεάζει τη ζωή του καθενός, και με πολλούς τρόπους ακόμη και την παρέχει, για τα χαρακτηριστικά της ύλης, τη δομή και τα μοτίβα κίνησης της.

Ο όρος «φυσική» καταγράφηκε για πρώτη φορά από τον Αριστοτέλη τον τέταρτο αιώνα π.Χ. Αρχικά, ήταν συνώνυμο με την έννοια της «φιλοσοφίας». Εξάλλου, και οι δύο επιστήμες είχαν έναν κοινό στόχο - να εξηγήσουν σωστά όλους τους μηχανισμούς λειτουργίας του Σύμπαντος. Αλλά ήδη από τον δέκατο έκτο αιώνα, ως αποτέλεσμα της επιστημονικής επανάστασης, η φυσική έγινε ανεξάρτητη.

γενικό δίκαιο

Ορισμένοι βασικοί νόμοι της φυσικής εφαρμόζονται σε διάφορους κλάδους της επιστήμης. Εκτός από αυτά, υπάρχουν και εκείνα που θεωρούνται κοινά σε όλη τη φύση. Αυτό είναι περίπου

Υπονοεί ότι η ενέργεια κάθε κλειστού συστήματος, όταν συμβαίνουν σε αυτό φαινόμενα, είναι αναγκαστικά διατηρημένη. Ωστόσο, είναι σε θέση να μεταμορφωθεί σε άλλη μορφή και να αλλάξει αποτελεσματικά το ποσοτικό του περιεχόμενο σε διάφορα μέρη του ονομαζόμενου συστήματος. Ταυτόχρονα, σε ένα ανοιχτό σύστημα, η ενέργεια μειώνεται, με την προϋπόθεση ότι αυξάνεται η ενέργεια τυχόν σωμάτων και πεδίων που αλληλεπιδρούν μαζί του.

Εκτός από την παραπάνω γενική αρχή, η φυσική περιέχει τις βασικές έννοιες, τύπους, νόμους που είναι απαραίτητοι για την ερμηνεία των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στον περιβάλλοντα κόσμο. Η εξερεύνηση τους μπορεί να είναι απίστευτα συναρπαστική. Επομένως, σε αυτό το άρθρο θα εξεταστούν εν συντομία οι βασικοί νόμοι της φυσικής και για να τους κατανοήσουμε βαθύτερα, είναι σημαντικό να τους δώσουμε πλήρη προσοχή.

Μηχανική

Πολλοί βασικοί νόμοι της φυσικής αποκαλύπτονται στους νέους επιστήμονες στις τάξεις 7-9 του σχολείου, όπου ένας τέτοιος κλάδος της επιστήμης όπως η μηχανική μελετάται πληρέστερα. Οι βασικές αρχές του περιγράφονται παρακάτω.

Ο νόμος της σχετικότητας του Γαλιλαίου (ονομάζεται επίσης μηχανικός νόμος της σχετικότητας ή η βάση της κλασικής μηχανικής). Η ουσία της αρχής έγκειται στο γεγονός ότι υπό παρόμοιες συνθήκες, οι μηχανικές διεργασίες σε οποιαδήποτε αδρανειακά πλαίσια αναφοράς είναι εντελώς πανομοιότυπες.
Ο νόμος του Χουκ. Η ουσία του είναι ότι όσο μεγαλύτερη είναι η πρόσκρουση σε ένα ελαστικό σώμα (ελατήριο, ράβδος, πρόβολος, δοκός) από το πλάι, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωσή του.

Οι νόμοι του Νεύτωνα (αντιπροσωπεύουν τη βάση της κλασικής μηχανικής):

Η αρχή της αδράνειας λέει ότι κάθε σώμα είναι ικανό να βρίσκεται σε ηρεμία ή να κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα μόνο εάν κανένα άλλο σώμα δεν το επηρεάζει με οποιονδήποτε τρόπο ή εάν με κάποιο τρόπο αντισταθμίζει τη δράση του άλλου. Για να αλλάξετε την ταχύτητα κίνησης, είναι απαραίτητο να ενεργήσετε στο σώμα με κάποια δύναμη και, φυσικά, το αποτέλεσμα της δράσης της ίδιας δύναμης σε σώματα διαφορετικών μεγεθών θα διαφέρει επίσης.
Το κύριο μοτίβο της δυναμικής δηλώνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούν αυτήν τη στιγμή σε ένα δεδομένο σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση που δέχεται. Και, κατά συνέπεια, όσο μεγαλύτερο είναι το σωματικό βάρος, τόσο χαμηλότερος είναι αυτός ο δείκτης.
Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει ότι οποιαδήποτε δύο σώματα αλληλεπιδρούν πάντα μεταξύ τους με το ίδιο μοτίβο: οι δυνάμεις τους είναι της ίδιας φύσης, είναι ισοδύναμες σε μέγεθος και έχουν αναγκαστικά την αντίθετη κατεύθυνση κατά μήκος της ευθείας γραμμής που συνδέει αυτά τα σώματα.
Η αρχή της σχετικότητας δηλώνει ότι όλα τα φαινόμενα που συμβαίνουν κάτω από τις ίδιες συνθήκες σε αδρανειακά συστήματα αναφοράς προχωρούν με έναν απολύτως πανομοιότυπο τρόπο.

Θερμοδυναμική

Το σχολικό εγχειρίδιο, που αποκαλύπτει στους μαθητές τους βασικούς νόμους («Φυσική. 7η τάξη»), τους εισάγει στα βασικά της θερμοδυναμικής. Θα εξετάσουμε εν συντομία τις αρχές του παρακάτω.

Οι νόμοι της θερμοδυναμικής, που είναι βασικοί σε αυτόν τον κλάδο της επιστήμης, είναι γενικής φύσεως και δεν σχετίζονται με τις λεπτομέρειες της δομής μιας συγκεκριμένης ουσίας σε ατομικό επίπεδο. Παρεμπιπτόντως, αυτές οι αρχές είναι σημαντικές όχι μόνο για τη φυσική, αλλά και για τη χημεία, τη βιολογία, την αεροδιαστημική μηχανική κ.λπ.

Για παράδειγμα, στον ονομαζόμενο κλάδο υπάρχει ένας κανόνας που δεν μπορεί να προσδιοριστεί λογικά ότι σε ένα κλειστό σύστημα, για το οποίο οι εξωτερικές συνθήκες παραμένουν αμετάβλητες, δημιουργείται μια κατάσταση ισορροπίας με την πάροδο του χρόνου. Και οι διεργασίες που συνεχίζονται σε αυτό αλληλοαντισταθμίζονται πάντα.

Ένας άλλος κανόνας της θερμοδυναμικής επιβεβαιώνει την επιθυμία ενός συστήματος, το οποίο αποτελείται από έναν κολοσσιαίο αριθμό σωματιδίων που χαρακτηρίζονται από χαοτική κίνηση, σε μια ανεξάρτητη μετάβαση από λιγότερο πιθανές καταστάσεις για το σύστημα σε πιο πιθανές.

Και ο νόμος Gay-Lussac (ονομάζεται επίσης νόμος των αερίων) δηλώνει ότι για ένα αέριο ορισμένης μάζας υπό συνθήκες σταθερής πίεσης, το αποτέλεσμα της διαίρεσης του όγκου του με την απόλυτη θερμοκρασία γίνεται αναγκαστικά σταθερή τιμή.

Ένας άλλος σημαντικός κανόνας αυτής της βιομηχανίας είναι ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής, ο οποίος ονομάζεται επίσης η αρχή της διατήρησης και του μετασχηματισμού της ενέργειας για ένα θερμοδυναμικό σύστημα. Σύμφωνα με τον ίδιο, κάθε ποσότητα θερμότητας που μεταδόθηκε στο σύστημα θα δαπανηθεί αποκλειστικά για τη μεταμόρφωση της εσωτερικής του ενέργειας και την απόδοση του έργου από αυτό σε σχέση με τυχόν ενεργούσες εξωτερικές δυνάμεις. Είναι αυτή η κανονικότητα που έγινε η βάση για το σχηματισμό ενός σχεδίου για τη λειτουργία των θερμικών μηχανών.

Μια άλλη κανονικότητα αερίων είναι ο νόμος του Charles. Δηλώνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση μιας ορισμένης μάζας ενός ιδανικού αερίου, ενώ διατηρείται σταθερός όγκος, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του.

Ηλεκτρική ενέργεια

Ανοίγει για νέους επιστήμονες ενδιαφέροντες βασικούς νόμους της φυσικής 10η δημοτικού σχολείου. Αυτή τη στιγμή, μελετώνται οι κύριες αρχές της φύσης και οι νόμοι δράσης του ηλεκτρικού ρεύματος, καθώς και άλλες αποχρώσεις.

Ο νόμος του Ampère, για παράδειγμα, δηλώνει ότι οι αγωγοί που συνδέονται παράλληλα, μέσω των οποίων το ρεύμα ρέει προς την ίδια κατεύθυνση, αναπόφευκτα έλκονται και στην περίπτωση της αντίθετης κατεύθυνσης του ρεύματος, αντίστοιχα, απωθούν. Μερικές φορές το ίδιο όνομα χρησιμοποιείται για έναν φυσικό νόμο που καθορίζει τη δύναμη που ενεργεί σε ένα υπάρχον μαγνητικό πεδίο σε ένα μικρό τμήμα ενός αγωγού που αυτή τη στιγμή άγει ρεύμα. Ονομάζεται έτσι - η δύναμη του Ampere. Αυτή η ανακάλυψη έγινε από έναν επιστήμονα στο πρώτο μισό του δέκατου ένατου αιώνα (δηλαδή, το 1820).

Ο νόμος της διατήρησης του φορτίου είναι μια από τις βασικές αρχές της φύσης. Δηλώνει ότι το αλγεβρικό άθροισμα όλων των ηλεκτρικών φορτίων που προκύπτουν σε οποιοδήποτε ηλεκτρικά απομονωμένο σύστημα είναι πάντα διατηρημένο (γίνεται σταθερό). Παρόλα αυτά, η κατονομαζόμενη αρχή δεν αποκλείει την εμφάνιση νέων φορτισμένων σωματιδίων σε τέτοια συστήματα ως αποτέλεσμα ορισμένων διεργασιών. Ωστόσο, το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο όλων των νεοσχηματισμένων σωματιδίων πρέπει απαραίτητα να είναι ίσο με μηδέν.

Ο νόμος του Κουλόμπ είναι ένας από τους θεμελιώδεις στην ηλεκτροστατική. Εκφράζει την αρχή της δύναμης αλληλεπίδρασης μεταξύ φορτίων σταθερού σημείου και εξηγεί τον ποσοτικό υπολογισμό της απόστασης μεταξύ τους. Ο νόμος του Coulomb καθιστά δυνατή την τεκμηρίωση των βασικών αρχών της ηλεκτροδυναμικής με πειραματικό τρόπο. Λέει ότι τα σταθερά σημειακά φορτία σίγουρα θα αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους με μια δύναμη που είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερο είναι το γινόμενο των μεγεθών τους και, κατά συνέπεια, όσο μικρότερο, τόσο μικρότερο είναι το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των υπό εξέταση φορτίων και του μέσου που συμβαίνει η περιγραφόμενη αλληλεπίδραση.

Ο νόμος του Ohm είναι μια από τις βασικές αρχές του ηλεκτρισμού. Λέει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος που ενεργεί σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του κυκλώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση στα άκρα του.

Ονομάζουν την αρχή που σας επιτρέπει να προσδιορίσετε την κατεύθυνση στον αγωγό ενός ρεύματος που κινείται υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου με συγκεκριμένο τρόπο. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε το δεξί χέρι έτσι ώστε οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής να αγγίζουν εικονικά την ανοιχτή παλάμη και να επεκτείνουν τον αντίχειρα προς την κατεύθυνση του αγωγού. Σε αυτή την περίπτωση, τα υπόλοιπα τέσσερα ισιωμένα δάχτυλα θα καθορίσουν την κατεύθυνση κίνησης του ρεύματος επαγωγής.

Επίσης, αυτή η αρχή βοηθά να μάθουμε την ακριβή θέση των γραμμών μαγνητικής επαγωγής ενός ευθύγραμμου αγωγού που μεταφέρει ρεύμα αυτή τη στιγμή. Λειτουργεί ως εξής: τοποθετήστε τον αντίχειρα του δεξιού χεριού με τέτοιο τρόπο ώστε να δείχνει και πιάστε μεταφορικά τον αγωγό με τα άλλα τέσσερα δάχτυλα. Η θέση αυτών των δακτύλων θα δείξει την ακριβή κατεύθυνση των γραμμών μαγνητικής επαγωγής.

Η αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι ένα μοτίβο που εξηγεί τη διαδικασία λειτουργίας μετασχηματιστών, γεννητριών, ηλεκτροκινητήρων. Αυτός ο νόμος έχει ως εξής: σε ένα κλειστό κύκλωμα, η επαγωγή που δημιουργείται είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής.

Οπτική

Ο κλάδος «Οπτική» αντικατοπτρίζει επίσης ένα μέρος του σχολικού προγράμματος σπουδών (βασικοί νόμοι της φυσικής: τάξεις 7-9). Επομένως, αυτές οι αρχές δεν είναι τόσο δύσκολο να κατανοηθούν όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Η μελέτη τους φέρνει μαζί της όχι απλώς πρόσθετη γνώση, αλλά καλύτερη κατανόηση της περιβάλλουσας πραγματικότητας. Οι κύριοι νόμοι της φυσικής που μπορούν να αποδοθούν στο πεδίο μελέτης της οπτικής είναι οι εξής:

Αρχή Huynes. Είναι μια μέθοδος που σας επιτρέπει να προσδιορίσετε αποτελεσματικά σε κάθε δεδομένο κλάσμα του δευτερολέπτου την ακριβή θέση του μετώπου του κύματος. Η ουσία του είναι η εξής: όλα τα σημεία που βρίσκονται στη διαδρομή του μετώπου κύματος σε ένα ορισμένο κλάσμα του δευτερολέπτου, στην πραγματικότητα γίνονται πηγές σφαιρικών κυμάτων (δευτερεύοντα) από μόνα τους, ενώ η τοποθέτηση του μετώπου κύματος στο ίδιο κλάσμα του δευτερολέπτου είναι πανομοιότυπη με την επιφάνεια, η οποία περιστρέφεται γύρω από όλα τα σφαιρικά κύματα (δευτερεύοντα). Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται για να εξηγήσει τους υπάρχοντες νόμους που σχετίζονται με τη διάθλαση του φωτός και την ανάκλασή του.
Η αρχή Huygens-Fresnel αντικατοπτρίζει μια αποτελεσματική μέθοδο για την επίλυση ζητημάτων που σχετίζονται με τη διάδοση των κυμάτων. Βοηθά να εξηγηθούν τα στοιχειώδη προβλήματα που σχετίζονται με τη διάθλαση του φωτός.
κυματιστά. Χρησιμοποιείται εξίσου για αντανάκλαση στον καθρέφτη. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι τόσο η δέσμη που πέφτει όσο και αυτή που ανακλήθηκε, καθώς και η κάθετη που κατασκευάστηκε από το σημείο πρόσπτωσης της δέσμης, βρίσκονται σε ένα μόνο επίπεδο. Είναι επίσης σημαντικό να θυμάστε ότι σε αυτή την περίπτωση η γωνία στην οποία πέφτει η δέσμη είναι πάντα απολύτως ίση με τη γωνία διάθλασης.
Η αρχή της διάθλασης του φωτός. Αυτή είναι μια αλλαγή στην τροχιά ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος (φως) τη στιγμή της κίνησης από το ένα ομοιογενές μέσο στο άλλο, το οποίο διαφέρει σημαντικά από το πρώτο σε έναν αριθμό δεικτών διάθλασης. Η ταχύτητα διάδοσης του φωτός σε αυτά είναι διαφορετική.
Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός. Στον πυρήνα του, είναι ένας νόμος που σχετίζεται με το πεδίο της γεωμετρικής οπτικής και έχει ως εξής: σε οποιοδήποτε ομοιογενές μέσο (ανεξάρτητα από τη φύση του), το φως διαδίδεται αυστηρά ευθύγραμμα, κατά μήκος της μικρότερης απόστασης. Αυτός ο νόμος εξηγεί απλά και ξεκάθαρα τον σχηματισμό μιας σκιάς.

Ατομική και πυρηνική φυσική

Οι βασικοί νόμοι της κβαντικής φυσικής, καθώς και οι θεμελιώδεις αρχές της ατομικής και της πυρηνικής φυσικής, μελετώνται σε ιδρύματα γυμνασίου και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης.

Έτσι, τα αξιώματα του Bohr είναι μια σειρά από βασικές υποθέσεις που έχουν γίνει η βάση της θεωρίας. Η ουσία του είναι ότι οποιοδήποτε ατομικό σύστημα μπορεί να παραμείνει σταθερό μόνο σε στατικές καταστάσεις. Οποιαδήποτε εκπομπή ή απορρόφηση ενέργειας από ένα άτομο γίνεται απαραίτητα χρησιμοποιώντας την αρχή, η ουσία της οποίας είναι η εξής: η ακτινοβολία που σχετίζεται με τη μεταφορά γίνεται μονοχρωματική.

Αυτά τα αξιώματα αναφέρονται στο τυπικό σχολικό πρόγραμμα σπουδών που μελετά τους βασικούς νόμους της φυσικής (11η τάξη). Οι γνώσεις τους είναι υποχρεωτικές για τον απόφοιτο.

Βασικοί νόμοι της φυσικής που πρέπει να γνωρίζει ένα άτομο

Ορισμένες φυσικές αρχές, αν και ανήκουν σε έναν από τους κλάδους αυτής της επιστήμης, είναι ωστόσο γενικής φύσεως και θα πρέπει να είναι γνωστές σε όλους. Παραθέτουμε τους βασικούς νόμους της φυσικής που πρέπει να γνωρίζει ένα άτομο:

Ο νόμος του Αρχιμήδη (ισχύει για τους τομείς της υδρο-, καθώς και της αεροστατικής). Υπονοεί ότι κάθε σώμα που έχει βυθιστεί σε μια αέρια ουσία ή σε ένα υγρό υπόκειται σε ένα είδος άνωσης, η οποία κατευθύνεται αναγκαστικά κατακόρυφα προς τα πάνω. Αυτή η δύναμη είναι πάντα αριθμητικά ίση με το βάρος του υγρού ή αερίου που μετατοπίζεται από το σώμα.
Μια άλλη διατύπωση αυτού του νόμου είναι η εξής: ένα σώμα βυθισμένο σε αέριο ή υγρό θα χάσει σίγουρα τόσο βάρος όσο η μάζα του υγρού ή αερίου στο οποίο βυθίστηκε. Αυτός ο νόμος έγινε το βασικό αξίωμα της θεωρίας των πλωτών σωμάτων.
Ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας (ανακαλύφθηκε από τον Νεύτωνα). Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι απολύτως όλα τα σώματα έλκονται αναπόφευκτα μεταξύ τους με μια δύναμη που είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερο είναι το γινόμενο των μαζών αυτών των σωμάτων και, κατά συνέπεια, όσο μικρότερο, τόσο μικρότερο είναι το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους. .

Αυτοί είναι οι 3 βασικοί νόμοι της φυσικής που πρέπει να γνωρίζουν όλοι όσοι θέλουν να κατανοήσουν τον μηχανισμό λειτουργίας του περιβάλλοντος κόσμου και τα χαρακτηριστικά των διεργασιών που συμβαίνουν σε αυτόν. Είναι αρκετά εύκολο να καταλάβουμε πώς λειτουργούν.

Η αξία μιας τέτοιας γνώσης

Οι βασικοί νόμοι της φυσικής πρέπει να βρίσκονται στις αποσκευές των γνώσεων ενός ατόμου, ανεξάρτητα από την ηλικία και το είδος της δραστηριότητάς του. Αντικατοπτρίζουν τον μηχανισμό ύπαρξης όλης της σημερινής πραγματικότητας και, στην ουσία, είναι η μόνη σταθερά σε έναν συνεχώς μεταβαλλόμενο κόσμο.

Οι βασικοί νόμοι, οι έννοιες της φυσικής ανοίγουν νέες ευκαιρίες για τη μελέτη του κόσμου γύρω μας. Οι γνώσεις τους βοηθούν στην κατανόηση του μηχανισμού της ύπαρξης του Σύμπαντος και της κίνησης όλων των κοσμικών σωμάτων. Μας κάνει όχι απλώς θεατές των καθημερινών γεγονότων και διαδικασιών, αλλά μας επιτρέπει να τα γνωρίζουμε. Όταν ένα άτομο κατανοεί ξεκάθαρα τους βασικούς νόμους της φυσικής, δηλαδή όλες τις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα γύρω του, έχει την ευκαιρία να τους ελέγξει με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο, κάνοντας ανακαλύψεις και έτσι κάνει τη ζωή του πιο άνετη.

Αποτελέσματα

Κάποιοι αναγκάζονται να μελετήσουν σε βάθος τους βασικούς νόμους της φυσικής για τις εξετάσεις, άλλοι -από το επάγγελμα, και κάποιοι- από επιστημονική περιέργεια. Ανεξάρτητα από τους στόχους της μελέτης αυτής της επιστήμης, τα οφέλη της γνώσης που αποκτήθηκε δύσκολα μπορούν να υπερεκτιμηθούν. Δεν υπάρχει τίποτα πιο ικανοποιητικό από την κατανόηση των βασικών μηχανισμών και νόμων της ύπαρξης του περιβάλλοντος κόσμου.

Μην είστε αδιάφοροι - αναπτύξτε!