Физические законы механики Законы Кеплера Первое начало термодинамики Электромагнетизм Колебание и волны Геометрическая оптика Квантовые явления в оптике Водородоподобные системы в квантовой механике

Справочник по основным разделам физики

Классическая теория дисперсии. Рассеяние света. Модель среды с дисперсией. Классическая теория. Комплексный показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсии. Волновой пакет. Групповая скорость. Поглощение волн. Закон Бугера. Рассеяние света. Прохождение света через оптически неоднородную среду. Рэлеевское рассеяние. Рассеяние Ми. Рассеяние Мандельштама - Бриллюэна.

Физические законы механики

Кинематика материальной точки

Кинематика поступательного движения

МеханикаПоложение материальной точки в пространстве  задается с помощью радиус-вектора точки:

,

где  – единичные векторы (орты); х, у, z – координаты точки.

Вектор перемещения  есть приращение  за время :

.

Модуль вектора перемещения:

.

Средняя скорость материальной точки – это отношение вектора перемещения   ко времени , за которое это перемещение произошло:

.

Мгновенная скорость материальной точки – это вектор скорости в данный момент времени, равный первой производной от  по времени и направленный по касательной к траектории в данной точке в сторону движения:

,

где  проекции скорости  на оси координат.

Модуль скорости:

.

Среднее ускорение материальной точки (быстрота изменения скорости по времени и направлению) и мгновенное ускорение (предел, к которому стремится среднее ускорение за бесконечно малый промежуток времени):

  и  или .

где  проекции вектора ускорения  на оси координат.

Модуль ускорения: 

.

Полное ускорение при криволинейном движении:

  ,

где  – тангенциальная составляющая ускорения;  – нормальная составляющая ускорения; r – радиус кривизны траектории в данной точке – радиус такой окружности, которая сливается с кривой в данной точке на бесконечно малом её участке.

Кинематическое уравнение прямолинейного равномерного движения вдоль оси х:

.

Путь s и скорость υ для равнопеременного движения с начальной скоростью :

  и .

Кинематика вращательно движения

Угловая скорость – это вектор , численно равный первой производной от угла поворота по времени и направленный вдоль оси вращения в направлении  ( и  всегда направлены в одну сторону):

.

Период вращения Т – промежуток времени, в течении которого тело совершает полный оборот (т.е. поворот на угол ):

,

где  циклическая частота вращения.

Частота v – число оборотов тела за одну секунду:

.

Угловая скорость для равномерного вращательного движения:

.

Кинематическое уравнение равномерного вращения:

.

Угловое ускорение – векторная величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости твердого тела:

.

Угол поворота и угловая скорость для равнопеременного вращательного движения с начальной угловой скоростью :

Связь между линейными и угловыми величинами при вращательном движении:

Динамика материальной точки

Силы в механике

Энергия. Работа. Законы сохранения Кинетическая энергия – функция состояния системы, определяемая только скоростью её движения

Динамика вращательного движения твердого тела Момент силы относительно неподвижной точки

Теория теготения Ньютона Закон всемирного тяготения: сила, с которой два тела притягиваются друг к другу, пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

ТЕПЛОЕМКОСТЬ МНОГОАТОМНЫХ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ

Число степеней свободы механической системы – число независимых координат, определяющих ее положение и конфигурацию в пространстве.

МАКСВЕЛЛ:

Тепловое равновесие тела – состояние, при котором равны энергии, приходящиеся на одну степень свободы движения молекул.

На каждую степень свободы движения молекулы приходится в среднем энергия:

Тогда, обозначив число степеней свободы молекулы многоатомного газа i, получим:

Следовательно:

Для изохорического процесса:

Для изобарического процесса:

Число степеней свободы для «жестких» (нет колебаний атомов относительно друг друга):

для двухатомной молекулы три поступательные и две вращательные: i = 5;

для трех- и более атомной молекулы три поступательные и три вращательные: i = 6; если молекула «линейная», то вращательных степеней свободы две и i = 5.

Если молекула состоит из n нежеско связанных атомов, то i = 3n, причем поступательных степеней свободы 3, вращательных 3, колебательных 3n-6.

Энтропия изолированной системы или остается неизменной, если процесс, испытываемый системой, обратим, или же возрастает, если процесс необратим. Когда энтропия изолированной системы достигнет максимума, система будет пребывать в состоянии устойчивого равновесия, из которого она может быть выведена лишь внешними воздействиями. Именно эти неравенства дают возможность использовать энтрапию в качестве меры необратимости процессов. Приведенные положения породили дискуссию о «тепловой смерти» мира: Из термодинамической теоремы о возрастании энтропии изолированной системы (при необратимых процессах) делается заключение, что энтропия Мира стремится к некоторому максимуму. Когда этот максимум будет достигнут, дальнейшее возрастание энтропии сделается невозможным, температура во всех участках Мира выровняется, все процессы прекратятся и Мир погрузится в состояние «тепловой смерти». Дискуссия была чисто философской, так как экспериментально решить вопрос о приложимости выводов термодинамики в отношении конечных изолированных систем ко всей Вселенной не представляется возможным.


Справочник по основным разделам физики