A doua lege a termodinamicii

Conform acestei legi, un proces, al cărui singur rezultat este transferul de energie sub formă de căldură de la un corp mai rece la unul mai fierbinte, este imposibil fără modificări în sistemul în sine și mediu inconjurator. A doua lege a termodinamicii exprimă tendința unui sistem format dintr-un număr mare de particule care se mișcă haotic de a trece spontan de la stări mai puțin probabile la stări mai probabile. Interzice crearea unei mașini cu mișcare perpetuă de al doilea fel.

Legea lui Avogardo
Volume egale de gaze ideale la aceeași temperatură și presiune conțin același număr de molecule. Legea a fost descoperită în 1811 de către fizicianul italian A. Avogadro (1776–1856).

legea lui Ampere
Legea interacțiunii a doi curenți care circulă în conductoare situate pe o distanta scurta unul de altul spune: conductoarele paralele cu curenți în aceeași direcție se atrag, iar cu curenții în sens opus se resping. Legea a fost descoperită în 1820 de A. M. Ampere.

Legea lui Arhimede

Legea hidro- și aerostatică: un corp scufundat într-un lichid sau gaz este acționat de o forță de plutire îndreptată vertical în sus, egală cu greutatea lichidului sau gazului deplasat de corp și aplicată la centrul de greutate al parte scufundată a corpului. FA = gV, unde g este densitatea lichidului sau a gazului, V este volumul părții scufundate a corpului. În caz contrar, legea poate fi formulată astfel: un corp scufundat într-un lichid sau într-un gaz pierde la fel de multă greutate cât cântărește lichidul (sau gazul) pe care îl deplasează. Atunci P = mg – FA. Legea a fost descoperită de savantul grec antic Arhimede în anul 212 î.Hr. e. Este baza teoriei corpurilor plutitoare.

Legea gravitației

Legea gravitației universale sau legea gravitației lui Newton: toate corpurile se atrag reciproc cu o forță direct proporțională cu produsul maselor acestor corpuri și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.

Legea Boyle-Mariotte

Una dintre legile unui gaz ideal: la o temperatură constantă, produsul dintre presiunea gazului și volumul acestuia este o valoare constantă. Formula: pV = const. Descrie un proces izoterm.

legea lui Hooke
Conform acestei legi, deformațiile elastice ale unui corp solid sunt direct proporționale cu influențele externe care le provoacă.

legea lui Dalton
Una dintre legile de bază ale gazelor: presiunea unui amestec de gaze ideale care nu interacționează chimic este egală cu suma presiunilor parțiale ale acestor gaze. Descoperit în 1801 de J. Dalton.

Legea Joule-Lenz

Descrie efectul termic al curentului electric: cantitatea de căldură degajată într-un conductor atunci când trece un curent continuu prin el este direct proporțională cu pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul de trecere. Descoperit de Joule și Lenz independent unul de celălalt în secolul al XIX-lea.

legea lui Coulomb

Legea de bază a electrostaticei, care exprimă dependența forței de interacțiune dintre două sarcini punctuale staționare de distanța dintre ele: două sarcini punctuale staționare interacționează cu o forță direct proporțională cu produsul mărimilor acestor sarcini și invers proporțională cu pătratul. a distanţei dintre ele şi constanta dielectrică a mediului în care se află sarcinile. Valoarea este numeric egală cu forța care acționează între două sarcini punctiforme staționare de 1 C fiecare situate în vid la o distanță de 1 m una de cealaltă. Legea lui Coulomb este una dintre justificările experimentale ale electrodinamicii. Deschis în 1785.

legea lui Lenz
Conform acestei legi, curentul indus are întotdeauna o astfel de direcție încât propriul său flux magnetic compensează modificările fluxului magnetic extern care a provocat acest curent. Legea lui Lenz este o consecință a legii conservării energiei. Instalat în 1833 de E. H. Lenz.

Legea lui Ohm

Una dintre legile de bază ale curentului electric: puterea curentului electric continuu într-o secțiune a unui circuit este direct proporțională cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțională cu rezistența acesteia. Valabil pentru conductori metalici și electroliți a căror temperatură este menținută constantă. În cazul unui circuit complet, se formulează astfel: puterea unui curent electric continuu în circuit este direct proporțională cu fem-ul sursei de curent și invers proporțională cu rezistența totală a circuitului electric. Descoperit în 1826 de G.S. Ohm.

Legea reflexiei undei

Raza incidentă, raza reflectată și perpendiculara ridicată la punctul de incidență al razei se află în același plan, iar unghiul de incidență este egal cu unghiul de refracție. Legea este valabilă pentru reflectarea în oglindă.

legea lui Pascal
Legea de bază a hidrostaticii: presiunea produsă de forțele externe pe suprafața unui lichid sau a unui gaz se transmite în mod egal în toate direcțiile.

Legea refracției luminii

Raza incidentă, raza refractată și perpendiculara restabilită la punctul de incidență al razei se află în același plan, iar pentru aceste două medii raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție este un valoare constantă, numită indice de refracție relativ al celui de-al doilea mediu față de primul.

Legea propagării rectilinie a luminii

Legea opticii geometrice, care afirmă că lumina se propagă rectiliniu într-un mediu omogen. Explică, de exemplu, formarea umbrei și a penumbrei.

Legea conservării sarcinii
Una dintre legile fundamentale ale naturii: suma algebrică sarcini electrice a oricărui sistem izolat electric rămâne neschimbat. Într-un sistem izolat electric, legea conservării sarcinii permite apariția de noi particule încărcate, dar sarcina electrică totală a particulelor care apar trebuie să fie întotdeauna egală cu zero.

Legea conservării impulsului
Una dintre legile de bază ale mecanicii: impulsul oricărui sistem închis, în timpul tuturor proceselor care au loc în sistem, rămâne constant (conservat) și poate fi redistribuit doar între părți ale sistemului ca urmare a interacțiunii lor.

Legea lui Charles
Una dintre legile de bază ale gazelor: presiunea unei mase date a unui gaz ideal la volum constant este direct proporțională cu temperatura.

Legea inducției electromagnetice

Descrie fenomenul de apariție câmp electric când modificări magnetice (fenomenul inducției electromagnetice): forța electromotoare a inducției este direct proporțională cu viteza de modificare a fluxului magnetic. Coeficientul de proporționalitate este determinat de sistemul de unități, semnul este determinat de regula lui Lenz. Legea a fost descoperită de M. Faraday.

Legea conservării și transformării energiei
Legea generală a naturii: energia oricărui sistem închis rămâne constantă (conservată) în timpul tuturor proceselor care au loc în sistem. Energia poate fi convertită doar dintr-o formă în alta și redistribuită între părți ale sistemului. Pentru un sistem deschis, o creștere (scădere) a energiei sale este egală cu o scădere (creștere) a energiei corpurilor și a câmpurilor fizice care interacționează cu acesta.

legile lui Newton
Mecanica clasică se bazează pe cele 3 legi ale lui Newton. Prima lege a lui Newton (legea inerției): un punct material se află într-o stare de mișcare sau repaus rectilinie și uniformă dacă alte corpuri nu acționează asupra lui sau acțiunea acestor corpuri este compensată. A doua lege a lui Newton (legea fundamentală a dinamicii): accelerația primită de un corp este direct proporțională cu rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra corpului și invers proporțională cu masa corpului. A treia lege a lui Newton: acțiunile a două corpuri sunt întotdeauna egale ca mărime și direcționate în direcții opuse.

legile lui Faraday
Prima lege a lui Faraday: masa unei substanțe eliberată pe electrod în timpul trecerii unui curent electric este direct proporțională cu cantitatea de electricitate (sarcină) care trece prin electrolit (m = kq = kIt). A doua lege a lui Faraday: raportul dintre masele diferitelor substanțe care suferă transformări chimice pe electrozi atunci când sarcini electrice identice trec prin electrolit este egal cu raportul echivalenților chimici. Legile au fost stabilite în 1833–1834 de către M. Faraday.

Prima lege a termodinamicii
Prima lege a termodinamicii este legea conservării energiei pentru un sistem termodinamic: cantitatea de căldură Q transmisă sistemului este cheltuită pentru modificarea energiei interne a sistemului U și pentru efectuarea muncii A de către sistem împotriva forțelor externe. Formula Q = U + A stă la baza funcționării motoarelor termice.

postulatele lui Bohr

Primul postulat al lui Bohr: un sistem atomic este stabil doar în stări staționare care corespund unei secvențe discrete de valori ale energiei atomice. Fiecare modificare a acestei energii este asociată cu o tranziție completă a atomului de la o stare staționară la alta. Al doilea postulat al lui Bohr: absorbția și emisia de energie de către un atom are loc conform legii conform căreia radiația asociată tranziției este monocromatică și are o frecvență: h = Ei – Ek, unde h este constanta lui Planck, iar Ei și Ek sunt energiile atomului în stări staţionare.

Regula pentru mâna stângă
Determină direcția forței care acționează asupra unui conductor purtător de curent (sau a unei particule încărcate în mișcare) situată într-un câmp magnetic. Regula spune: dacă mâna stângă este poziționată astfel încât degetele întinse să arate direcția curentului (viteza particulelor), iar liniile câmpului magnetic (liniile de inducție magnetică) intră în palmă, atunci mâna stângă deget mare va indica direcția forței care acționează asupra conductorului (particulă pozitivă; în cazul unei particule negative, direcția forței este opusă).

Regula pentru mâna dreaptă
Determină direcția curentului de inducție într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic: dacă palma mâinii drepte este poziționată astfel încât liniile de inducție magnetică să intre în ea, iar degetul mare îndoit este îndreptat de-a lungul mișcării conductorului, atunci cele patru degetele întinse vor arăta direcția curentului de inducție.

Principiul lui Huygens
Vă permite să determinați în orice moment poziția frontului de undă. Conform principiului lui Huygens, toate punctele prin care trece frontul de undă la momentul t sunt surse de unde sferice secundare, iar poziția dorită a frontului de undă la momentul t coincide cu suprafața care învăluie toate undele secundare. Principiul lui Huygens explică legile reflexiei și refracției luminii.

Principiul Huygens-Fresnel
Conform acestui principiu, în orice punct situat în afara unei suprafețe închise arbitrare care acoperă o sursă punctuală de lumină, unda luminoasă excitată de această sursă poate fi reprezentată ca rezultat al interferenței undelor secundare emise de toate punctele suprafeței închise specificate. Principiul vă permite să rezolvați cele mai simple probleme de difracție a luminii.

Principiul relativității
În orice sisteme de referință inerțiale, toate fenomenele fizice (mecanice, electromagnetice etc.) în aceleași condiții decurg în același mod. Este o generalizare a principiului relativității lui Galileo.

Principiul relativității lui Galileo

Principiul mecanic al relativității sau principiul mecanicii clasice: în orice cadru inerțial de referință, toate fenomenele mecanice se desfășoară în același mod în aceleași condiții.

Sunet
Sunetul este numele dat undelor elastice care se propagă în lichide, gaze și solide și sunt percepute de urechea oamenilor și a animalelor. O persoană are capacitatea de a auzi sunete cu frecvențe în intervalul 16-20 kHz. Sunetul cu frecvențe de până la 16 Hz este de obicei numit infrasunet; cu frecvenţe de 2·104–109 Hz – ultrasunete, iar cu frecvenţe de 109–1013 Hz – hipersunete. Știința care studiază sunetele se numește acustică.

Ușoară
Lumina în sensul restrâns al termenului se referă la undele electromagnetice în intervalul de frecvență perceput de ochiul uman: 7,5 ‘1014–4,3 ‘1014 Hz. Lungimile de undă variază de la 760 nm (lumină roșie) la 380 nm (lumină violetă).

Oamenii de știință de pe planeta Pământ folosesc o mulțime de instrumente încercând să descrie modul în care funcționează natura în general. Că ajung la legi și teorii. Care este diferența? O lege științifică poate fi adesea redusă la o afirmație matematică, cum ar fi E = mc²; această afirmație se bazează pe date empirice și adevărul ei este de obicei limitat la un anumit set de condiții. În cazul lui E = mc² - viteza luminii în vid.

O teorie științifică caută adesea să sintetizeze un set de fapte sau observații despre fenomene specifice. Și în general (dar nu întotdeauna) apare o afirmație clară și testabilă cu privire la modul în care funcționează natura. Nu este necesar să reducem o teorie științifică la o ecuație, dar reprezintă ceva fundamental despre funcționarea naturii.

Atât legile, cât și teoriile depind de elementele de bază ale metodei științifice, cum ar fi crearea de ipoteze, efectuarea de experimente, găsirea (sau negăsirea) de date empirice și tragerea de concluzii. La urma urmei, oamenii de știință trebuie să fie capabili să reproducă rezultatele dacă un experiment urmează să devină baza unei legi sau teorii general acceptate.

În acest articol, ne vom uita la zece legi și teorii științifice pe care le poți peria chiar dacă nu folosești un microscop electronic cu scanare atât de des, de exemplu. Să începem cu o bubuitură și să terminăm cu incertitudinea.

Dacă există o teorie științifică care merită cunoscută, lăsați-o să explice cum universul a atins starea actuală (sau nu a atins-o). Pe baza cercetărilor efectuate de Edwin Hubble, Georges Lemaitre și Albert Einstein, teoria Big Bang-ului postulează că universul a început acum 14 miliarde de ani cu o expansiune masivă. La un moment dat, universul a fost cuprins la un moment dat și a cuprins toată materia universului actual. Această mișcare continuă până în zilele noastre, iar universul însuși se extinde constant.

Teoria Big Bang a câștigat un sprijin larg în cercurile științifice după ce Arno Penzias și Robert Wilson au descoperit fundalul cosmic cu microunde în 1965. Folosind radiotelescoape, doi astronomi au descoperit zgomotul cosmic, sau static, care nu se disipă în timp. În colaborare cu cercetătorul de la Princeton, Robert Dicke, cei doi oameni de știință au confirmat ipoteza lui Dicke că Big Bang-ul original a lăsat în urmă radiații de nivel scăzut care pot fi detectate în tot universul.

Legea lui Hubble a expansiunii cosmice

Să-l ținem pe Edwin Hubble pentru o secundă. În timp ce Marea Depresiune a făcut furori în anii 1920, Hubble a fost pionier în cercetarea astronomică. Nu numai că a demonstrat că mai există și alte galaxii în afară de Calea Lactee, dar a descoperit și că aceste galaxii se îndepărtează de ale noastre, o mișcare pe care a numit-o recesiune.

Pentru a cuantifica viteza acestei mișcări galactice, Hubble a propus legea expansiunii cosmice, cunoscută și sub numele de legea lui Hubble. Ecuația arată astfel: viteză = H0 x distanță. Viteza reprezintă viteza cu care galaxiile se îndepărtează; H0 este constanta Hubble sau un parametru care indică viteza cu care universul se extinde; distanța este distanța dintre o galaxie și cea cu care se face comparația.

Constanta Hubble a fost calculată la diferite valori de ceva timp, dar în prezent este înghețată la 70 km/s per megaparsec. Nu este atât de important pentru noi. Important este că legea oferă o modalitate convenabilă de a măsura viteza unei galaxii în raport cu a noastră. Și ceea ce este, de asemenea, important este că legea a stabilit că Universul este format din multe galaxii, a căror mișcare poate fi urmărită până la Big Bang.

Legile lui Kepler ale mișcării planetare

Timp de secole, oamenii de știință s-au luptat între ei și liderii religioși pentru orbitele planetelor, mai ales dacă acestea au orbit în jurul Soarelui. În secolul al XVI-lea, Copernic a prezentat conceptul său controversat de heliocentric sistem solar, în care planetele orbitează mai degrabă Soarele decât Pământul. Cu toate acestea, doar cu Johannes Kepler, care a construit pe munca lui Tycho Brahe și a altor astronomi, a apărut o bază științifică clară pentru mișcarea planetară.

Cele trei legi ale mișcării planetare ale lui Kepler, dezvoltate la începutul secolului al XVII-lea, descriu mișcarea planetelor în jurul Soarelui. Prima lege, numită uneori legea orbitelor, spune că planetele se învârt în jurul Soarelui pe o orbită eliptică. A doua lege, legea zonelor, spune că o linie care leagă o planetă de soare formează zone egale la intervale de timp egale. Cu alte cuvinte, dacă măsurați aria creată de o linie trasată de la Pământ la Soare și urmăriți mișcarea Pământului timp de 30 de zile, aria va fi aceeași, indiferent de poziția Pământului față de origine.

A treia lege, legea perioadelor, ne permite să stabilim o relație clară între perioada orbitală a planetei și distanța până la Soare. Datorită acestei legi, știm că o planetă care este relativ aproape de Soare, precum Venus, are o perioadă orbitală mult mai scurtă decât planetele îndepărtate precum Neptun.

Legea universală a gravitației

Acest lucru poate fi echivalent pentru cursul de astăzi, dar cu mai bine de 300 de ani în urmă, Sir Isaac Newton a propus o idee revoluționară: oricare două obiecte, indiferent de masa lor, au o atracție gravitațională Reciproc. Această lege este reprezentată de o ecuație pe care mulți școlari o întâlnesc la liceu la fizică și matematică.

F = G × [(m1m2)/r²]

F este forța gravitațională dintre două obiecte, măsurată în newtoni. M1 și M2 sunt masele celor două obiecte, în timp ce r este distanța dintre ele. G este constanta gravitațională, calculată în prezent ca 6,67384(80)·10−11 sau N·m2·kg−2.

Avantajul legii universale a gravitației este că vă permite să calculați atracția gravitațională dintre oricare două obiecte. Această abilitate este extrem de utilă atunci când oamenii de știință, de exemplu, lansează un satelit pe orbită sau determină cursul Lunii.

legile lui Newton

Din moment ce vorbim despre unul dintre cei mai mari oameni de știință care au trăit vreodată pe Pământ, să vorbim despre celelalte legi celebre ale lui Newton. Cele trei legi ale mișcării ale sale formează o parte esențială a fizicii moderne. Și ca multe alte legi ale fizicii, ele sunt elegante în simplitatea lor.

Prima dintre cele trei legi spune că un obiect în mișcare rămâne în mișcare dacă nu este acționat de o forță externă. Pentru o minge care se rostogolește pe podea, forța externă ar putea fi frecarea dintre minge și podea, sau un băiat care lovește mingea într-o direcție diferită.

A doua lege stabilește relația dintre masa unui obiect (m) și accelerația acestuia (a) sub forma ecuației F = m x a. F reprezintă forța, măsurată în newtoni. Este, de asemenea, un vector, adică are o componentă direcțională. Datorită accelerației, o minge care se rostogolește pe podea are un vector special în direcția mișcării sale, iar acest lucru este luat în considerare la calcularea forței.

A treia lege este destul de semnificativă și ar trebui să vă fie familiară: pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă. Adică, pentru fiecare forță aplicată unui obiect de pe suprafață, obiectul este respins cu aceeași forță.

Legile termodinamicii

Fizicianul și scriitorul britanic C. P. Snow a spus odată că un non-om de știință care nu cunoștea a doua lege a termodinamicii era ca un om de știință care nu l-a citit niciodată pe Shakespeare. Declarația de acum faimoasă a lui Snow a subliniat importanța termodinamicii și nevoia ca chiar și oamenii neștiințifici să o cunoască.

Termodinamica este știința modului în care funcționează energia într-un sistem, fie el un motor sau nucleul Pământului. Poate fi redus la câteva legi de bază, pe care Snow le-a subliniat după cum urmează:

• Nu poți câștiga.
• Nu vei evita pierderile.
• Nu poți părăsi jocul.

Să înțelegem puțin asta. Spunând că nu poți câștiga, Snow a vrut să spună că, deoarece materia și energia sunt conservate, nu poți câștiga una fără să o pierzi pe cealaltă (adică E=mc²). Acest lucru înseamnă, de asemenea, că trebuie să furnizați căldură pentru a porni motorul, dar în absența unui sistem perfect închis, o parte de căldură se va pierde inevitabil în motor. lume deschisă, care va duce la a doua lege.

A doua lege - pierderile sunt inevitabile - înseamnă că, din cauza entropiei în creștere, nu puteți reveni la starea de energie anterioară. Energia concentrată într-un singur loc va tinde întotdeauna către locuri cu concentrație mai mică.

În cele din urmă, a treia lege - nu poți părăsi jocul - se aplică la cea mai scăzută temperatură posibilă teoretic - minus 273,15 grade Celsius. Când sistemul ajunge la zero absolut, mișcarea moleculelor se oprește, ceea ce înseamnă că entropia va atinge cea mai mică valoare și nici măcar nu va exista energie cinetică. Dar în lumea reală este imposibil să ajungi la zero absolut - poți doar să te apropii foarte mult de el.

forța lui Arhimede

După ce vechiul grec Arhimede și-a descoperit principiul de flotabilitate, el ar fi strigat „Eureka!” (L-am găsit!) și a fugit gol prin Syracuse. Așa spune legenda. Descoperirea a fost atât de importantă. Legenda mai spune că Arhimede a descoperit principiul când a observat că apa dintr-o cadă se ridica atunci când un corp era scufundat în ea.

Conform principiului de flotabilitate al lui Arhimede, forța care acționează asupra unui obiect scufundat sau parțial scufundat este egală cu masa fluidului pe care o deplasează obiectul. Acest principiu are o importanță vitalăîn calculele de densitate, precum și în proiectarea submarinelor și a altor nave oceanice.

Evoluție și selecție naturală

Acum că am stabilit câteva dintre conceptele de bază despre cum a început universul și cum legile fizice ne afectează viața de zi cu zi, să ne îndreptăm atenția către forma umană și să aflăm cum am ajuns până aici. Potrivit majorității oamenilor de știință, toată viața de pe Pământ are un strămoș comun. Dar pentru ca o diferență atât de mare să apară între toate organismele vii, unele dintre ele au trebuit să se transforme într-o specie separată.

În sens general, această diferențiere s-a produs prin procesul de evoluție. Populațiile de organisme și trăsăturile lor au trecut prin mecanisme precum mutațiile. Cei cu trăsături care erau mai avantajoase pentru supraviețuire, cum ar fi broaștele maro, care sunt excelente la camuflarea în mlaștină, au fost selectați în mod natural pentru supraviețuire. De aici a apărut termenul selecție naturală.

Puteți înmulți aceste două teorii de multe, de multe ori și asta este de fapt ceea ce a făcut Darwin în secolul al XIX-lea. Evoluția și selecția naturală explică diversitatea enormă a vieții de pe Pământ.

Teoria generală a relativității

Teoria generală a relativității a lui Albert Einstein a fost și rămâne o descoperire majoră care a schimbat pentru totdeauna viziunea noastră asupra universului. Descoperirea majoră a lui Einstein a fost afirmația că spațiul și timpul nu sunt absolute și că gravitația nu este pur și simplu o forță aplicată unui obiect sau unei mase. Mai degrabă, gravitația se datorează faptului că masa îndoaie spațiul și timpul însuși (spațiu-timp).

Pentru a vă gândi la acest lucru, imaginați-vă că conduceți peste Pământ în linie dreaptă în direcția est, de exemplu, din emisfera nordică. După un timp, dacă cineva dorește să vă determine cu exactitate locația, veți fi mult mai la sud și la est de poziția inițială. Acest lucru se datorează faptului că Pământul este curbat. Pentru a conduce direct spre est, trebuie să țineți cont de forma Pământului și să conduceți la un unghi ușor spre nord. Comparați o minge rotundă și o foaie de hârtie.

Spațiul este aproape același lucru. De exemplu, va fi evident pentru pasagerii unei rachete care zboară în jurul Pământului că zboară în linie dreaptă prin spațiu. Dar, în realitate, spațiu-timpul din jurul lor este îndoit de gravitația Pământului, determinându-i să se deplaseze și să rămână pe orbita Pământului.

Teoria lui Einstein a avut un impact uriaș asupra viitorului astrofizicii și cosmologiei. Ea a explicat o mică și neașteptată anomalie pe orbita lui Mercur, a arătat cum se îndoaie lumina stelelor și a pus bazele teoretice pentru găurile negre.

Principiul incertitudinii Heisenberg

Extinderea teoriei relativității a lui Einstein ne-a învățat mai multe despre modul în care funcționează universul și a ajutat la așezarea bazei fizicii cuantice, ceea ce duce la o jenă complet neașteptată a științei teoretice. În 1927, realizarea că toate legile universului sunt flexibile într-un context dat a dus la descoperirea uimitoare a omului de știință german Werner Heisenberg.

Postulând principiul său de incertitudine, Heisenberg a realizat că este imposibil să cunoască două proprietăți ale unei particule simultan cu un nivel ridicat de precizie. Puteți cunoaște poziția unui electron cu un grad ridicat de precizie, dar nu și impulsul său și invers.

Niels Bohr a făcut mai târziu o descoperire care a ajutat la explicarea principiului lui Heisenberg. Bohr a descoperit că electronul are atât calitățile unei particule, cât și ale unei unde. Conceptul a devenit cunoscut sub numele de dualitate val-particulă și a stat la baza fizicii cuantice. Prin urmare, atunci când măsurăm poziția unui electron, îl definim ca o particulă într-un anumit punct din spațiu cu o lungime de undă nedefinită. Când măsurăm un impuls, tratăm electronul ca pe o undă, ceea ce înseamnă că putem cunoaște amplitudinea lungimii lui, dar nu și poziția sa.

Cheat sheet cu formule în fizică pentru examenul de stat unificat

și multe altele (pot fi necesare pentru clasele a 7-a, a 8-a, a 9-a, a 10-a și a 11-a).

În primul rând, o imagine care poate fi tipărită într-o formă compactă.

Mecanica

1. Presiune P=F/S
2. Densitatea ρ=m/V
3. Presiunea la adâncimea lichidului P=ρ∙g∙h
4. Gravitate Ft=mg
5. 5. Forța arhimediană Fa=ρ f ∙g∙Vt
6. Ecuația mișcării pentru mișcarea uniform accelerată

X=X 0 + υ 0 ∙t+(a∙t 2)/2 S=( υ 2 -υ 0 2) /2a S=( υ +υ 0) ∙t /2

1. Ecuația vitezei pentru mișcarea uniform accelerată υ =υ 0 +a∙t
2. Accelerația a=( υ -υ 0)/t
3. Viteza circulară υ =2πR/T
4. Accelerația centripetă a= υ 2/R
5. Relația dintre perioadă și frecvență ν=1/T=ω/2π
6. Legea a II-a a lui Newton F=ma
7. Legea lui Hooke Fy=-kx
8. Legea gravitației F=G∙M∙m/R 2
9. Greutatea unui corp care se deplasează cu accelerație a P=m(g+a)
10. Greutatea unui corp care se deplasează cu accelerație а↓ Р=m(g-a)
11. Forța de frecare Ftr=µN
12. Momentul corpului p=m υ
13. Impulsul de forță Ft=∆p
14. Momentul forței M=F∙ℓ
15. Energia potențială a unui corp ridicat deasupra solului Ep=mgh
16. Energia potențială a unui corp deformat elastic Ep=kx 2 /2
17. Energia cinetică a corpului Ek=m υ 2 /2
18. Lucrul A=F∙S∙cosα
19. Puterea N=A/t=F∙ υ
20. Eficiență η=Ap/Az
21. Perioada de oscilație a unui pendul matematic T=2π√ℓ/g
22. Perioada de oscilație a unui pendul elastic T=2 π √m/k
23. Ecuația vibrațiilor armonice Х=Хmax∙cos ωt
24. Relația dintre lungimea de undă, viteza sa și perioada λ= υ T

Fizica moleculară și termodinamică

1. Cantitatea de substanță ν=N/Na
2. Masa molară M=m/ν
3. mier. rude. energia moleculelor de gaz monoatomic Ek=3/2∙kT
4. Ecuația MKT de bază P=nkT=1/3nm 0 υ 2
5. Legea lui Gay-Lussac (proces izobar) V/T =const
6. Legea lui Charles (procesul izocor) P/T =const
7. Umiditate relativă φ=P/P 0 ∙100%
8. Int. ideal energetic. gaz monoatomic U=3/2∙M/µ∙RT
9. Lucrări cu gaz A=P∙ΔV
10. Legea Boyle–Mariotte (proces izoterm) PV=const
11. Cantitatea de căldură în timpul încălzirii Q=Cm(T 2 -T 1)
12. Cantitatea de căldură în timpul topirii Q=λm
13. Cantitatea de căldură în timpul vaporizării Q=Lm
14. Cantitatea de căldură în timpul arderii combustibilului Q=qm
15. Ecuația de stare a unui gaz ideal PV=m/M∙RT
16. Prima lege a termodinamicii ΔU=A+Q
17. Eficiența motoarelor termice η= (Q 1 - Q 2)/ Q 1
18. Eficiența este ideală. motoare (ciclul Carnot) η= (T 1 - T 2)/ T 1

Electrostatică și electrodinamică - formule în fizică

1. Legea lui Coulomb F=k∙q 1 ∙q 2 /R 2
2. Intensitatea câmpului electric E=F/q
3. Tensiune electrică câmpul de sarcină punctiform E=k∙q/R 2
4. Densitatea de sarcină la suprafață σ = q/S
5. Tensiune electrică câmpuri ale unui plan infinit E=2πkσ
6. Constanta dielectrica ε=E 0 /E
7. Interacțiune energetică potențială. sarcinile W= k∙q 1 q 2 /R
8. Potenţialul φ=W/q
9. Potențial de sarcină punctiformă φ=k∙q/R
10. Tensiune U=A/q
11. Pentru un câmp electric uniform U=E∙d
12. Capacitate electrică C=q/U
13. Capacitatea electrică a unui condensator plat C=S∙ ε ∙ε 0 /d
14. Energia unui condensator încărcat W=qU/2=q²/2С=CU²/2
15. Puterea curentului I=q/t
16. Rezistența conductorului R=ρ∙ℓ/S
17. Legea lui Ohm pentru secțiunea circuitului I=U/R
18. Legile ultimului. conexiuni I 1 =I 2 =I, U 1 +U 2 =U, R 1 +R 2 =R
19. Legi paralele. conn. U 1 =U 2 =U, I 1 +I 2 =I, 1/R 1 +1/R 2 =1/R
20. Puterea curentului electric P=I∙U
21. Legea Joule-Lenz Q=I 2 Rt
22. Legea lui Ohm pentru un circuit complet I=ε/(R+r)
23. Curent de scurtcircuit (R=0) I=ε/r
24. Vector de inducție magnetică B=Fmax/ℓ∙I
25. Amperi putere Fa=IBℓsin α
26. Forța Lorentz Fl=Bqυsin α
27. Flux magnetic Ф=BSсos α Ф=LI
28. Legea inducției electromagnetice Ei=ΔФ/Δt
29. FEM de inducție într-un conductor în mișcare Ei=Вℓ υ sinα
30. EMF de autoinducție Esi=-L∙ΔI/Δt
31. Energia câmpului magnetic al bobinei Wm=LI 2 /2
32. Perioada de oscilație nr. circuitul T=2π ∙√LC
33. Reactanța inductivă X L =ωL=2πLν
34. Capacitatea Xc=1/ωC
35. Valoarea curentă efectivă Id=Imax/√2,
36. Valoarea tensiunii efective Ud=Umax/√2
37. Impedanta Z=√(Xc-X L) 2 +R 2

Optica

1. Legea refracției luminii n 21 =n 2 /n 1 = υ 1 / υ 2
2. Indicele de refracție n 21 =sin α/sin γ
3. Formula de lentilă subțire 1/F=1/d + 1/f
4. Putere optică a lentilei D=1/F
5. interferență maximă: Δd=kλ,
6. interferență minimă: Δd=(2k+1)λ/2
7. Grilă diferențială d∙sin φ=k λ

Fizica cuantică

1. Formula lui Einstein pentru efectul fotoelectric hν=Aout+Ek, Ek=U z e
2. Marginea roșie a efectului fotoelectric ν k = Aout/h
3. Momentul fotonului P=mc=h/ λ=E/s

Fizica nucleului atomic

Helen Czerski

Fizician, oceanograf, prezentator de programe de popularizare la BBC.

Când vine vorba de fizică, ne imaginăm niște formule, ceva ciudat și de neînțeles, inutil unei persoane obișnuite. Poate că am auzit ceva despre mecanica cuantică și cosmologie. Dar între acești doi poli se află tot ceea ce ne alcătuiește viața de zi cu zi: planete și sandvișuri, nori și vulcani, bule și instrumente muzicale. Și toate sunt guvernate de un număr relativ mic de legi fizice.

Putem respecta în mod constant aceste legi în acțiune. Luați, de exemplu, două ouă - crude și fierte - și turnați-le, apoi opriți-vă. Oul fiert va rămâne nemișcat, cel crud va începe din nou să se rotească. Acest lucru se datorează faptului că ai oprit doar coaja, dar lichidul din interior continuă să se rotească.

Aceasta este o demonstrație clară a legii conservării momentului unghiular. Într-un mod simplificat, poate fi formulat astfel: după ce a început să se rotească în jurul unei axe constante, sistemul va continua să se rotească până când ceva îl oprește. Aceasta este una dintre legile fundamentale ale Universului.

Este util nu numai atunci când trebuie să deosebești un ou fiert de unul crud. Poate fi folosit și pentru a explica modul în care telescopul spațial Hubble, fără niciun suport în spațiu, își îndreaptă lentila către o anumită zonă a cerului. Are doar giroscoape rotative în interior, care se comportă în esență la fel ca un ou crud. Telescopul însuși se rotește în jurul lor și își schimbă astfel poziția. Se pare că legea, pe care o putem testa în bucătăria noastră, explică și structura uneia dintre cele mai remarcabile tehnologii ale omenirii.

Cunoscând legile de bază care ne guvernează viața de zi cu zi, încetăm să ne simțim neputincioși.

Pentru a înțelege cum funcționează lumea din jurul nostru, trebuie mai întâi să înțelegem elementele de bază -. Trebuie să înțelegem că fizica nu este doar despre oameni de știință ciudați în laboratoare sau formule complexe. Este chiar în fața noastră, accesibilă tuturor.

De unde să începi, ai putea crede. Cu siguranță ai observat ceva ciudat sau de neînțeles, dar în loc să te gândești la asta, ți-ai spus că ești adult și nu ai timp pentru asta. Chersky sfătuiește să nu dai deoparte astfel de lucruri, ci să începi cu ele.

Daca nu vrei sa astepti sa se intample ceva interesant, pune stafide in sifon si vezi ce se intampla. Privește cum se usucă cafeaua vărsată. Atingeți marginea ceștii cu o lingură și ascultați sunetul. În cele din urmă, încercați să aruncați sandvișul fără ca acesta să cadă cu fața în jos.

Conform acestei legi, un proces al cărui singur rezultat este transferul de energie sub formă de căldură de la un corp mai rece la unul mai fierbinte este imposibil fără modificări ale sistemului în sine și ale mediului.
A doua lege a termodinamicii exprimă tendința unui sistem format dintr-un număr mare de particule care se mișcă haotic de a trece spontan de la stări mai puțin probabile la stări mai probabile. Interzice crearea unei mașini cu mișcare perpetuă de al doilea fel.
Volume egale de gaze ideale la aceeași temperatură și presiune conțin același număr de molecule.
Legea a fost descoperită în 1811 de către fizicianul italian A. Avogadro (1776–1856).
Legea interacțiunii dintre doi curenți care circulă în conductori aflați la mică distanță unul de celălalt afirmă: conductoarele paralele cu curenți în aceeași direcție se atrag, iar cu curenții în sens opus se resping.
Legea a fost descoperită în 1820 de A. M. Ampere.
Legea hidrostatică și aerostatică: un corp scufundat într-un lichid sau într-un gaz este acționat de o forță de flotabilitate îndreptată vertical în sus, egală cu greutatea lichidului sau a gazului deplasat de corp și aplicată la centrul de greutate al celui scufundat. parte a corpului. FA = gV, unde g este densitatea lichidului sau a gazului, V este volumul părții scufundate a corpului.
În caz contrar, legea poate fi formulată astfel: un corp scufundat într-un lichid sau într-un gaz pierde la fel de multă greutate cât cântărește lichidul (sau gazul) pe care îl deplasează. Atunci P = mg - FA.
Legea a fost descoperită de savantul grec antic Arhimede în anul 212 î.Hr. e. Este baza teoriei corpurilor plutitoare.
Una dintre legile unui gaz ideal: la o temperatură constantă, produsul dintre presiunea gazului și volumul acestuia este o valoare constantă. Formula: pV = const. Descrie un proces izoterm. Legea gravitației universale sau legea gravitației lui Newton: toate corpurile se atrag reciproc cu o forță direct proporțională cu produsul maselor acestor corpuri și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Conform acestei legi, deformațiile elastice ale unui corp solid sunt direct proporționale cu influențele externe care le provoacă. Descrie efectul termic al curentului electric: cantitatea de căldură degajată într-un conductor atunci când trece un curent continuu prin el este direct proporțională cu pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul de trecere. Descoperit de Joule și Lenz independent unul de celălalt în secolul al XIX-lea. Legea de bază a electrostaticei, care exprimă dependența forței de interacțiune dintre două sarcini punctuale staționare de distanța dintre ele: două sarcini punctuale staționare interacționează cu o forță direct proporțională cu produsul mărimilor acestor sarcini și invers proporțională cu pătratul. a distanţei dintre ele şi constanta dielectrică a mediului în care se află sarcinile. Valoarea este numeric egală cu forța care acționează între două sarcini punctiforme staționare de 1 C fiecare situate în vid la o distanță de 1 m una de cealaltă.
Legea lui Coulomb este una dintre justificările experimentale ale electrodinamicii. Deschis în 1785
Una dintre legile de bază ale curentului electric: puterea curentului electric continuu într-o secțiune a unui circuit este direct proporțională cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțională cu rezistența acesteia. Valabil pentru conductori metalici și electroliți a căror temperatură este menținută constantă. În cazul unui circuit complet, se formulează astfel: puterea unui curent electric continuu în circuit este direct proporțională cu fem-ul sursei de curent și invers proporțională cu rezistența totală a circuitului electric.

Descoperit în 1826 de G.S. Ohm.