8. Законы сохранения количества движения (импульса), энергии и момента количества движения, их применение в технике и технологиях. Принцип реактивного движения.
Из свойства симметрии пр-ва — его однородности следует закон сохранения импульса, импульс замкнутой сис-мы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени. Закон сохранения импульса справедлив не только в классической физике. Эксперименты доказывают, что он выполняется и для замкнутых систем микрочастиц, подчиняющихся законам квантовой механики. Импульс сохраняется для незамкнутой сис-мы, если геометрическая сумма всех внешних сила равна нулю. Закон сохранения импульса носит универсальный характер и является фундаментальным законом природы.
Однородность времени означает инвариантность физических законов относительно выбора начала отсчета времени. Из однородности времени следует закон сохранения механической энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т. е. не изменяется со временем. Консервативные силы действуют только в потенциальных полях, характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Механические сис-мы, на тела которой действуют только консервативные силы (внутренние и внешние), называются консервативными сис-мами. Закон сохранения и превращения энергии — фундаментальный закон природы; он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для микросистем.
В
системе, в кот. действуют консервативные
и диссипативные силы, например силы
трения, полная механическая энергия
сис-мы не сохраняется. Следовательно,
для такой сис-мы закон сохранения
механической энергии не выполняется.
Однако при убывании механической энергии
всегда возникает эквивалентное количество
энергии другого вида. Таким образом,
энергия никогда не исчезает и не
появляется вновь, она лишь превращается
из одного вида в другой. В этом заключается
физическая сущность закона сохранения
и превращения энергии — сущность
неуничтожения материи и ее движения,
поскольку энергия, по определению, —
универсальная мера различных форм
движения и взаимодействия.
9. Применение фазовых переходов в технике и технологиях.
Фазовый переход- переход вещества из одной темодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. Любая смена агрегатного состояния- фазовый переход. Переходы первого рода: плавление, кристаллизация, испарение, конденсация, сублимация, десублимация. Применение: в тяжелой, пищевой и химической промышленности.
10. Элементная база компьютера. Развитие твердотельной электроники. Технологии микроэлектроники. Развитие нанотехнологии.
Элементная база компьютера: Релейный ЭВМ-Кондрат Цузе создал компьютер Z3, работающий на основе электрического реле.1941г.
Ламповый ЭВМ 1943г в Великобритании был создан компьютер Colossus Mark 1 на 1500 электр. Лампах. Транзисторные дискретные ЭВМ- 1955г компьютер на полупроводниковых и транзисторных диодах. Транзисторные интегральные ЭВМ 1968г- компьютер на интегральных схемах. Именно с него начинается развитие микропроцессоров. Современные компьютеры на основе микропроцессоров. Твердотельная электроника- наиболее перспективное направление электроники, связанное с созданием приборов и устройств в миниатюрном исполнении с использованием интегральной технологии. Развитие твердотельной электроники: 19в М.Фарадей пришел к выводу, что с повышением температуры электропроводность исследуемого образца возрастает по экспоненциальному закону. А.С. Беккель обнаружил при освещении «плохого проводника» светом возникает фото ЭДС. В 1906 г К.Ф. Браун: переменный ток. Пропущенный через контакт свинца и пирита не подчиняется закону Ома; св-ва контакта определяются величиной и знаком приложенного напряжения. В 1879. Э.Холл открыл новое явление- возникновение электрического поля в электр пластине золота с током, помещенной в магнитное поле, называется эффект Холла. В 1922г. О. Лосев создал генерирующий детектор. Первый твердотельный прибор-транзистор. Нанотехнологии до недавнего времени технология основывалась на удалении лишнего материала из заготовки, в наст. время нанотехнология- это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретических обоснований и практических методов исследования анализа и синтеза и применение методов пр-ва и применения продуктов с заданной атомной массой путем манипулирования отдельных атомов и молекул. Развитие микроэлектроники : в рез-те совершенствования тонкопленочной технологии в течение последних лет удалось повысить степень интеграции . тенденция к усложнению интегральных схем: от больших(БИС) до ультробольших (УБИС) и гигантских после 2000г_ выражается в увеличении числа транзисторов на кристалле. Технологии микпроэлектроники: транзисторы, интегральные схемы, большие и сверхбольшие интегральные схемы( аудио и видео- техника). Первая модификация транзистора- биополярный транзистор, вторая- гетероструктурный транзистор. В 1958 г Хилби предложил конструкцию микросхемы, эта конструкция стала основополагающей для изготовления интегральных схем.