18.1 Закони збереження в механіці

Зако́ни збере́ження у фізиці — це група законів, які стверджують, що значення певних фізичних величин не змінюється в замкненій системі з її еволюцією.

Закон збереження енергії - це один з фундаментальних законів, якому підпорядковуються всі природні процеси без винятків.

Суть закону збереження енергії полягає в тому, що в ізольованій системі загальна кількість енергії залишається постійним навіть за умови, що вона змінює свою форму в результаті виникнення тих чи інших процесів. Це означає, що енергія не з’являється нізвідки і не йде в нікуди, її неможливо створити або зруйнувати, а можна тільки перетворити. При цьому робота і енергія взаємозв’язані: кількість роботи завжди дорівнює зміні кількості енергії. Закон збереження механічної енергії працює тільки в тому випадку, якщо в ізольованій системі відсутні сили тертя і опору. Наприклад, при зльоті й падінні тіла кінетична енергія буде переходити в потенційну і навпаки, але загальне значення залишиться незмінним. Якщо ж при русі на фізичне тіло будуть діяти сили тертя або опору, вони зменшать загальну кількість енергії. При цьому деяка її частина перейде в тепло, однак таке явище виходить за рамки механіки. Таким чином, закон збереження енергії в даному випадку діятиме тільки за умови врахування не тільки механічних, але і не механічних явищ

Повна механічна енергія замкненої системи, у якій діють тільки внутрішні сили, залишається, сталою:

Дане рівняння виражає закон збереження повної механічної енергії.

Якщо в системі діють не потенціальні сили (наприклад сила тертя), то механічна енергія може перетворюватися у внутрішню.

закон збереження імпульсу(імпульс тіла)

Імпульсом (кількістю руху) тіла називається векторна величина, що вимірюється добутком маси тіла на його швидкість.

У результаті узагальнення багатьох дослідів і спостережень сформульовано закон збереження імпульсу: векторна сума імпульсів n тіл, що утворюють замкнену систему, не змінюється при їх взаємодії: 

Закон збереження моменту імпульсу (закон збереження кутового моменту) - векторна сума всіх моментів імпульсу відносно будь-якої осі для замкнутої системи залишається постійною в разі рівноваги системи. Відповідно до цього, момент імпульсу замкнутої системи щодо будь нерухомої точки не змінюється з часом.

L=const

Зако́н збере́ження електри́чного заря́ду — один із фундаментальних законів фізики. Він полягає в тому, що повний заряд (алгебраїчна сума зарядів) ізольованої замкнутої фізичної системи тіл залишається незмінним при будь-яких процесах, які відбуваються всередині цієї системи.

Електричний заряд — це міра властивості елементарних частинок взаємодіяти одна з одною із силами, обернено пропорційними квадрату відстані між ними, які на багато порядків перевищують силу їхнього взаємного тяжіння.

18.2 Природне обертання площини поляризації. Ефект Фарадея.

Багатьом речовинам притаманна природна оптична активність – властивість обертати площину поляризації лінійно-поляризованого світла, що проходить через них – кут цього обертання:

_прир. = Al (7.1),

Де: A– коефіцієнт пропорці

l– довжина шляху проходження світла у речовині.

Крім того, практично всі речовини набувають оптичної активності при накладанні зовнішнього поздовжньогмагнітного поля [напрямлене вздовж світлових променів] – це явище називають ефектом Фарадеяі відповідний кут обертання площини поляризації такий:

_маг. =  RHl (7.2),

де: R– коефіцієнт пропорційності [сталаВерде],

l – довжина шляху проходження світла у речовині,

H – модуль вектора напруженості магнітного поля,

[знак залежить від напряму напруженості магнітного поля].

Стала Верде[питоме магнітне обертання] залежить від довжинихвилі світла; покладаютьR>0, якщо при проходженні світла вздовж вісі соленоїда напрям магнітного обертання співпадає з напрямом струму у обмотці.

У загальному випадку [коли присутні обидва ефекти] повний кут обертання такий:

 = _прир. + _маг. = Al  RHl = (A  RH)l (7.3).

Накопичувальний характер ефекту зумовлює характерну лінійність залежності =(H,l):

.

Звідси також видно, що лінійність =(H,l) поHможлива лише при невеликих значеннях цього параметру.

Ефект Фарадея (поздовжній електрооптичний ефект Фарадея) - Магнітооптичний ефект, який полягає в тому, що при поширенні лінійно поляризованого світлачерез оптично неактивна речовина, що знаходиться в магнітному полі, спостерігається обертання площини поляризації світла. Теоретично, ефект Фарадея може проявлятися і у вакуумі в магнітних полях порядку 10 ¹¹ -10 ¹² Гс. ^[1]