Тема 1.4. Механические колебания и волны

1. Механическими колебаниями называют движения тел, повторяющиеся точно (или приблизительно) через одинаковые промежутки времени. Амплитуда(Umax, B) – модуль максимального отклонения тела от положения равновесия; период(Т) – время одного полного оборота вокруг оси вращения; частота(ν=1/Т) – чисто оборотов, совершаемое телом за единицу времени; фаза колебаний(φ) - это дробная часть t/T периода T, на которую t сдвинуто относительно произвольного начала координат.

2. Свободные колебания – колебания, происходящие без воздействия периодической внешней силы. При этом частота колебаний называется собственной . Вынужденные колебания – совершаются под воздействием внешней периодической силы. Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды колебаний.

3. Механические волны - распространяющееся либо колеблющееся в пространстве и времени или в фазовом пространстве.. Свойства механических волн. Длина волны - расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.

4. Звуковые волны - упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания. Ультразвук и его использование в технике и медицине - упругие звуковые колебания высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). В медицине используется в диагностических и лечебных целях.

Раздел 2. Молекулярная физика. Термодинамика

Тема 2.1. Основы молекулярно-кинетической теории

1. История атомистических учений: основоположником был Демокрит, большой вклад внес Ломоносов (гипотеза о том, что теплота есть движение нечувствительных частиц), работа «Размышления о причине теплоты и холода». Наблюдения и опыты, подтверждающие атомно-молекулярное строение вещества – тро-ло-ло-ло-ло ло-ло-ло ло-ло-ло. Масса и размеры молекул – наибольший линейный размер двухатомной молекулы кислорода порядка 4*10^-10м. Абсолютное значение массы молекулы воды порядка 3*10^-26

2. Тепловое движение - процесс хаотического (беспорядочного) движения частиц, образующих вещество. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии частиц.

Тема 2.2. Основы термодинамики

1. Внутренняя энергия - это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Работа газа (A=P*v).

2. Первый закон термодинамики – энергия не возникает из ничего и не исчезает, а переходит из одного состояния в другое. Необратимость тепловых процессов - невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.

3. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. КПД тепловых двигателей - рассчитывается как отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя (η =1-|Qx|/|Qh|)

Тема 2.3. Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

1. Объяснение агрегатных состояний вещества на основе атомно-молекулярных представлений. Модель идеального газа - математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией.

2. Связь между давлением и средней кинетической энергией молекул газа Е_кин = МV² /2.

3. Модель строения жидкости. Насыщенный пар - это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава. Ненасыщенный пар. Влажность воздуха(φ) - отношение парциального давления(давления одного газа) паров воды в газе к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.

4. Поверхностное натяжение - термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными (E= *S). Смачивание - это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости.

5. Модель строения твердых тел. Механические свойства твердых тел – твёрдые вещества подвержены воздействию упругой и не упругой деформации. Аморфные вещества - конденсированное состояние вещества, атомарная структура которых имеет ближний порядок и не имеет дальнего порядка, характерный для кристаллических структур. Жидкие кристаллы - это фазовое состояние, в которое переходят некоторые вещества при определенных условиях. Жидкие кристаллы обладают одновременно свойствами как жидкостей (текучесть), так и кристаллов.

6. Изменения агрегатных состояний вещества - состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.