
- •1. Векторные и скалярные величины в физике. Сложение и умножение векторов.
- •Сложение векторов
- •2. Галилей – основоположник научного подхода к изучению природы.
- •Первый закон Ньютона
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •4. Система отсчета. Принцип относительности Галилея. Преобразование Галилея.
- •Вид преобразований при коллинеарных осях[4]
- •Формула преобразования скоростей
- •5. Гравитационное поле. Напряжённость гравитационного поля.
- •6. Масса инертная и гравитационная.
- •Определение
- •8. Векторы моментов силы и момента импульса.
- •9. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса.
- •Оба эти условия не являются достаточными для покоя.
- •11. Иерархия научных законов. Законы сохранения в механике. Математическая формулировка законов сохранения. Закон Сохранения Импульса
- •Закон Сохранения Механической Энергии
- •12. История развития представлений о Вселенной. Законы Кеплера.
- •Средневековье Европа
- •Первый закон Кеплера (закон эллипсов)
- •Второй закон Кеплера (закон площадей)
- •Третий закон Кеплера (гармонический закон)
- •13. Взаимосвязь между свойствами Вселенной и возможностью появления в ней разумной жизни.
- •15. Понятие пространства. Измерение больших и малых расстояний.
- •16. Детерминизм Лапласа.
- •18. Распределение Максвелла.
- •19. Необратимые и обратимые процессы. Открытые, закрытые и изолированные системы.
- •20. Энтропия в изолированных и не изолированных системах.
- •21. Равновесие в системе, состоящей из большого числа частиц.
- •Для одноатомных газов
- •Для многоатомных газов
- •Для смесей газов
- •Для жидкостей
- •22. Второе начало термодинамики. Термодинамическое определение энтропии.
- •Термодинамическое определение энтропии
- •23. Статистическое определение энтропии, термодинамическая вероятность. Статистическое определение энтропии: принцип Больцмана
- •24. Стрела времени.
- •Ось времени в классической физике
- •Ось времени и теория относительности
- •25. Равновесные, слабо неравновесные и сильно неравновесные процессы.
- •26. Самоорганизация. Порядок через флуктуацию. Диссипативные системы.
- •27. Эффект Бернара как прототип явлений самоорганизации.
- •Основные характеристики
- •Принцип суперпозиции в электродинамике
- •30. Основные законы электростатики, закон Кулона, закон сохранения заряда.
- •Закон сохранения заряда в дифференциальной форме
- •31. Электрическое поле в диэлектриках и проводниках.
- •Основные уравнения и законы
- •Закон Фарадея
- •33. Магнитное поле в веществе. Магнитное поле в веществе
- •34. Движение частиц в электрическом и магнитном полях. Движение заряженных частиц
- •Однородном магнитном поле
- •Движение заряженных частиц
- •Неоднородном магнитном поле
- •Движение заряженных частиц
- •Однородном электрическом поле
- •Движение заряженных частиц
- •Неоднородном электрическом поле
- •35. Электромагнитная индукция. Токи смещения.
- •Закон Фарадея
- •Ток смещения в классической электродинамике
- •36. Теория электромагнитного поля. Уравнение Максвелла.
- •37. Электромагнитные волны.
- •38. Тепловое излучение. Квантовая гипотеза Планка.
- •Основные свойства теплового излучения
- •39. Фотоэффект.
- •Законы внешнего фотоэффекта
- •Внутренний фотоэффект
- •40. Принцип неопределённости.
- •Определение
- •41. Геометрическая оптика. Миражи.
- •Законы геометрической оптики
- •43. Когерентность. Способы получения когерентных пучков.
- •Виды когерентности
- •45. Применение явления интерференции.
- •Физические принципы
- •Источники света
- •Регистрирующие среды
- •47. Давление света.
- •48. Противоречия электродинамики и принципа относительности Галилея.
- •50. Основные постулаты специальной теории относительности.
- •Постулаты Специальной Теории Относительности (сто)
- •2 Рисунок 7.1.2.
- •51. Преобразования Лоренца.
- •Относительность промежутков времени
- •53. Сокращение длины и замедление времени.
- •55. Пространственно-временные графики и понятия «прошлое, настоящее и будущее». Пространственно-временные диаграммы
- •56. Экспериментальные подтверждения кривизны пространства и замедления времени.
- •57. Эквивалентность массы и энергии.
- •Масса покоя как вид энергии
- •Понятие релятивистской массы
- •58. Строение атома. Опыты Резерфорда.
- •Квантовые числа электронов
- •60. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Корпускулярно-волновая двойственность света
- •61. Роль прибора при исследовании микрообъектов.
- •62. Уравнение Шредингера.
- •Общий случай
- •63. Частица в потенциальном «ящике».
- •64. Квантовые числа и периодическая система элементов.
- •65. Радиоактивность. Период полураспада.
- •Виды лучей радиоактивного распада
- •Альфа-распад
- •Бета-распад
- •Гамма-распад (изомерный переход)
- •66. Альфа, бета и гамма распад.
- •67. Открытие нейтрона. Основные свойства нейтронов и протонов:масса, спин и магнитный момент.
- •69. Ядерные силы.
- •70. Ядерные реакции. Типы и классификация.
- •Термоядерный синтез
- •Фотоядерная реакция
- •71. Ядерные реакции под действием нейтронов.
- •По величине спина
- •По видам взаимодействий
- •Составные частицы
- •Фундаментальные (бесструктурные) частицы
- •75. Классификация элементарных частиц.
- •77. Лептоны. Закон сохранения лептонного числа.
- •Свойства
- •Лептонное число
15. Понятие пространства. Измерение больших и малых расстояний.
В физике пространством называют ту «арену действий», на которой разворачиваются физические процессы и явления и которую мы субъективно ощущаем как «вместилище предметов».
В физике часто используются многомерные пространства — например, фазовое пространство, в котором состояние сложной системы объектов представляется одной точкой. Такие пространства — не более чем абстракции, предназначенные для постановки и решения вполне «земных» задач в обыкновенном трёхмерном пространстве.
В теории относительности пространство оказывается одним из проявлений единого пространства-времени, и деление отдельно на пространство и время становится зависящим от конкретной системы отсчёта.
В большинстве разделов физики сами свойства физического пространства (размерность, неограниченность и т. п.) никак не зависят от присутствия или отсутствия материальных тел. В общей теории относительности оказывается, что материальные тела модифицируют свойства пространства, а точнее, пространства-времени, «искривляют» пространство-время.
Одним из постулатов любой физической теории (Ньютона, ОТО и т. д.) является постулат о реальности того или иного математического пространства (например Евклидова у Ньютона).
16. Детерминизм Лапласа.
Детермини́зм (лат. determinare — определять, ограничивать) — философское учение об объективной закономерной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений материального и духовного мира.
Детерминизм в науке. 1) Всё определено в этом мире, и ничто не в состоянии этого изменить. 2) Всякое действие вызывает следствие подобно всему тому, что происходит в этой жизни. На принципе детерминизма построена вся классическая физика, за исключением термодинамики и молекулярной физики. Детерминизм подразумевает выполнение обратимости времени, то есть частица придёт в исходное состояние, если обратить время. Каждая траектория единственным образом определяется начальными условиями. Всё это находится в замечательном согласии с экспериментальными данными макромира.
Лаплас: "Дайте знать начальное состояние частицы, и я предреку то, в какое она придет через некоторое время, поскольку все в этом мире предопределено и процессы можно предсказать" 17. Макроскопическое и микроскопическое описание систем, состоящих из большого числа частиц.
18. Распределение Максвелла.
Распределение Ма́ксвелла — распределение вероятности, встречающееся в физике ихимии. Оно лежит в основании кинетической теории газов, которая объясняет многие фундаментальные свойства газов, включая давление и диффузию. Распределение Максвелла также применимо для электронных процессов переноса и других явлений. Распределение Максвелла применимо к множеству свойств индивидуальных молекул в газе. О нём обычно думают как о распределении энергий молекул в газе, но оно может также применяться к распределению скоростей, импульсов, и модуля импульсов молекул. Также оно может быть выражено как дискретное распределение по множеству дискретных уровней энергии, или как непрерывное распределение по некоторому континууму энергии.
Во многих других случаях, однако, даже приблизительно не выполнено условие доминирования упругих соударений над всеми другими процессами. Это верно, например, в физике ионосферы и космической плазмы, где процессы рекомбинации и столкновительного возбуждения (то есть излучательные процессы) имеют большое значение, в особенности для электронов. Предположение о применимости распределения Максвелла дало бы в этом случае не только количественно неверные результаты, но даже предотвратило бы правильное понимание физики процессов на качественном уровне. Также, в том случае где квантовая де Бройлева длина волны частиц газа не является малой по сравнению с расстоянием между частицами, будут наблюдаться отклонения от распределения Максвелла из-за квантовых эффектов.
Распределение энергии Максвелла может быть выражено как дискретное распределение энергии:
,
где
является
числом молекул имеющих энергию
при
температуре системы
,
является
общим числом молекул в системе
и
— постоянная
Больцмана.
(Отметьте, что иногда вышеупомянутое
уравнение записывается с множителем
,
обозначающим степень вырождения
энергетических уровней. В этом случае
сумма будет по всем энергиям, а не всем
состояниям системы). Поскольку скорость
связана с энергией, уравнение (1) может
использоваться для получения связи
между температурой и скоростями молекул
в газе. Знаменатель в уравнении (1)
известен как каноническая статистическая
сумма.