Механика Кинематика Динамика Законы сохранения Краткий справочник по теме Электродинамика Электростатика Постоянный ток Магнитное поле. Электромагнитная индукция Краткий справочник по теме Колебания и волны Механические и электромагнитные колебания Механические и электромагнитные волны Краткий справ
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
Содержание Краткий справочник по теме Механика ...................................................... Кинематика ..................................................................................................... Динамика ........................................................................................................ Законы сохранения ........................................................................................ Краткий справочник по теме Электродинамика ...................................... Электростатика ............................................................................................ Постоянный ток ........................................................................................... Магнитное поле. Электромагнитная индукция ........................................ Краткий справочник по теме Колебания и волны .................................... Механические и электромагнитные колебания ........................................ Механические и электромагнитные волны ............................................... Краткий справочник по теме Оптика. СТО .............................................. Геометрическая оптика ............................................................................... Волновые свойства света ............................................................................ Основы СТО ................................................................................................. Краткий справочник по теме Основы МКТ и термодинамики ............... Основы МКТ ................................................................................................ Термодинамика ............................................................................................ Краткий справочник по теме Квантовая физика ...................................... Основы квантовой физики .......................................................................... Ядерная модель атома ................................................................................. Атомное ядро и элементарные частицы .................................................... Краткий справочник по физике 1 Краткий справочник по теме Механика Кинематика 1. Механическое движение. Характеристики механического движения путь, перемещение. Скорость. Равномерное движение. Графическое представление равномерного движения. Относительность движения. Сложение скоростей. Механическим движением тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел стечением времени. Механическое равномерное движение – это движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Материальная точка – тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь. Система отсчета – тело отсчета, система координат, часы. Траектория – это линия, вдоль которой движется тело. Путь – это длина участка траектории, пройденного точкой заданный промежуток времени. Обозначается буквой s, измеряется в метрах (м. Перемещение – вектор, соединяющий его начальное положение сего конечным положением заданный промежуток времени. Обозначается – r Δ , измеряется в метрах (м. Скорость равномерного прямолинейного движения – векторная физическая величина, модуль которой численно равен модулю перемещения тела за единицу времени r t Δ υ = Δ или в проекциях x x r t Δ υ = Δ . Обозначается – υ , измеряется в метрах в секунду (мс. Для перевода км/ч в мс и наоборот км мм ч с см км 3600 км 3,6 с 1000 1 ч ч При равномерном движении перемещение r t Δ = υ ⋅ Δ ; путь s = υ·Δt; координата 0 x x x t = + υ ⋅ Δ График скорости (проекция скорости υ x = const. 1) тело движется в положительном направлении оси Хи проходит путь s 1 ( υ x > 0); 2) тело движется против положительного направления оси Х ( υ x < 0). • Площадь заштрихованной фигуры численно равна пути, который проходит тело 1 заданный промежуток времени График зависимости координаты тела от времени 0 x x x t = + υ ⋅ Δ . 1 0 2 0 1 3 1 0 2 0 tg ; tg x x x x x x t t t t − − υ = α = υ = β = − − 1) равномерное движение в положительном направлении оси Х ( υ x > 0; x 0 > 0); 2) тело неподвижно ( υ x = 0; x 0 > 0); 3) равномерное движение в направлении, противоположном оси Х ( υ x < 0; x 0 > 0). График пути s = υ·Δt. υ 1 > υ 2 , т.к. tg α 1 > tg Относительность движения – зависимость характеристик механического движения от выбора системы отсчета. Закон сложения скоростей скорость тела относительно неподвижной системы отсчета υ равна сумме его скорости относительно подвижной системы отсчета ′ υ и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной 0 υ : 0 ′ υ = υ + υ . • Закон сложения скоростей в таком виде справедлив только для движений со скоростью, много меньше скорости света. 2. Неравномерное движение. Средняя и мгновенная скорости. Ускорение. Прямолинейное движение с постоянным ускорением. Графическое представление равноускоренного движения. Неравномерное движение – это движение с изменяющейся скоростью. Неравномерное движение характеризуется средней скоростью и мгновенной скоростью. Средней скоростью пути 〈υ〉 называется отношение пройденного пути s к тому промежутки времени Δt, за который этот путь проделан s t 〈υ〉 Средней скоростью перемещения 〈υ〉 называется вектор, равный отношению вектора перемещения r Δ к тому промежутки времени Δt, за который это перемещение произошло r t Δ 〈υ〉 Мгновенной скоростью называется вектор, определяющий направление и модуль скорости в данный момент времени. Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения. Движение тела равноускоренное, если стечением времени ни модуль, ни направление вектора ускорения не изменяются. Ускорение – физическая векторная величина, модуль которой численно равен модулю изменения скорости тела за единицу времени 0 a t υ − υ = Δ . Обозначается, измеряется в м/с 2 При прямолинейном движении ускорение направлено • в сторону движения (скорости, если скорость тела увеличивается • в противоположную сторону движения (скорости, если скорость тела уменьшается. Для равноускоренного движения 0 х х x a t υ − υ = или υ x = υ 0x + a x ·t; 0 s 2 1 t α 1 α 2 Краткий справочник по физике Классификация элементарных частиц основана на их взаимодействиях. Различают четыре типа фундаментальных взаимодействий гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое Краткий справочник по физике 2 2 2 2 0 0 0 ; ; ; 2 2 2 2 х х х х х х x x x x x x х а а а − υ ⋅ υ + υ Δ = υ ⋅ + Δ = Δ = υ ⋅ − Δ = ⋅ ⋅ , где ах – проекция ускорения на ось Х (мс υ x – проекция конечной скорости на ось Х (мс υ 0x – проекция начальной скорости на ось Х (мс t – время, в течении которого изменяется скорость (с Δr x – проекция перемещения на ось Хм. График проекции ускорения a x = const. 1) Ускорение тела направлено вдоль положительного направления оси Х (a 1x > 0); 2) ускорение тела направлено против положительного направления оси Х (a 2x < График проекции скорости υ x = υ 0x + a x ·t. 1) равноускоренное движение вдоль положительного направления оси Х ( υ 0x > 0; a x > 0); 2) равнозамедленное движение вдоль положительного направления оси Х ( υ 0x > 0; a x < 0); 3) равноускоренное движение в направлении, противоположном оси Х ( υ x < 0; a x < 0). 1 0 2 0 1 2 1 0 2 0 tg ; tg x x a a t t t t υ − υ υ − υ = α = = β = − − • Площадь заштрихованной трапеции численно равна пути, пройденному телом 1 за время t 2 – График зависимости координаты тела от времени 2 0 0 ха t x x t ⋅ = + υ ⋅ +Скорость тела в момент времени t 1 численно равна тангенсу угла наклона касательной коси времени, те. υ x (t 1 ) = tg α. График проекции перемещения 2 ха t r t ⋅ Δ = υ ⋅ + 1) равноускоренное движение вдоль положительного направления оси Х ( υ 0x > 0; a x > 0); 2) равноускоренное движение в направлении, противоположном оси Х ( υ 0x < 0; a x < 0); 3) равнозамедленное движение вдоль положительного направления оси Х ( υ 0x > 0; a x < 0); 4) равнозамедленное движение в направлении, противоположном оси Х ( υ 0x < 0; a x > 0). t a x a 1x 0 2 1 a 2x 0 υ x 3 1 t υ x0 2 α β t 1 t 2 s 1 х t 0 t 1 α x 0 4 Δr x t 1 2 0 Δr x t 3 4 0 3. Движение материальной точки по окружности с постоянной по модулю линейной скоростью. Угловая скорость. Период и частота равномерного вращения. Центростремительное ускорение. Период вращения – время, за которое тело совершает один полный оборот, те. проходит путь 2 R π ⋅ . Обозначается буквой Т, измеряется в секундах с. Частота – величина численно равная числу оборотов, совершенных телом за 1 с. Обозначается буквой ν, измеряется в герцах (Гц = с 1 ; ; ; t N T T N t T = ν = = ν = ν , где t – время (с N – число оборотов. Угловая скорость – физическая величина, модуль которой численно равен углу поворота радиус-вектора за единицу времени. Обозначается буквой ω, измеряется в рад/с. Δ ϕ = 2π·N; s = Δϕ·R; t Δϕ ω = , где Δ ϕ – угол поворота радиус-вектора рад N – число оборотов s – пройденный путь (м R – радиус вращениям угловая скорость (рад/с). 2 R T π ⋅ υ = ; υ= 2π·R·ν; Т = ; ω = 2π⋅ν; υ = ω·R, где υ– линейная скорость (мс R – радиус окружности (м. ц, ц = ω 2 ·R, где а ц – центростремительное ускорение (мс. При движении по окружности линейная скорость в любой точке направлена по касательной к траектории (перпендикулярно радиусу) (риса центростремительное ускорение – к центру окружности (по радиусу) (рис. 2). υ R R B ц R B A ц a Рис. 1. Рис. 2. Краткий справочник по физике 45 ядро, аи б – бомбардирующая и испускаемая частицы. Пример 14 4 17 1 7 2 8 В ядерных реакциях выполняются законы сохранения • электрического заряда – сумма зарядов частиц и ядер (их порядковые номера) дои после реакции должны равняться друг другу • массового числа – сумма массовых чисел частиц и ядер дои после реакции должны равняться друг другу • закон сохранения энергии. Энергетический выход ядерной реакции 2 2 ( ) , A a B b E m c m m m m c Δ = Δ ⋅ где Δm – разность масс частиц дои после реакций. Если Е > 0, то реакция идёт с выделением тепла. Если Е < 0, торе- акция идёт с поглощением тепла. 2. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Радиоактивность явление самопроизвольного превращения ядер неустойчивых изотопов одного химического элемента в ядра изотопов других химических элементов с испусканием α-, частиц и квантов. излучение – это поток ядер атомов гелия ( 4 2 He ), излучение – это поток электронов ( e 0 1 − ), излучение – это фотоны очень большой энергии. Правила смещения при радиоактивном распаде 4 4 2 2 X Y He A A Z Z − − → + при α- распаде 0 1 1 X Y A A Z Z e + − → + при распаде. Период полураспада T 1/2 промежуток времени, за который распадается ровно половина первоначального количества радиоактивных ядер, табличная величина. Закон радиоактивного распада 2 где N – число не распавшихся радиоактивных атомов через время t; N 0 – число радиоактивных атомов в начальный момент времени t – время, в течение которого распадаются атомы период полураспада. Ядерная реакция деления тяжелого ядра возбуждённого при захвате нейтрона, заключается в разделе исходного ядра на две приблизительно равные части, называемые продуктами деления. В результате таких реакций выделяется огромное количество энергии. Управляемая цепная реакция деления тяжёлых ядер под действием нейтронов происходит в ядерном реакторе. Пример 235 1 145 88 1 92 0 56 36 0 U Ba Kr 3 200 МэВ n n + → + + + Термоядерные реакции – реакции синтеза лёгких ядер при сверхвысоких температурах и самоподдерживающиеся за счёт значительного выделения в них энергии. Пример 2 3 4 1 1 1 2 0 H H He 17,6 МэВ. Природная термоядерная реакция идёт на Солнце. Элементарные частицы – первичные бесструктурные частицы, из которых состоит вся материя. Важнейшее свойство всех элементарных частиц – способность испускаться и поглощаться (рождаться и уничтожаться) при взаимодействии с другими частицами. линейчатые (имеют все в полосатые имеют газы, с лекул); сплошные (имеют нагрет стояниях, а также газы при вы Спектры, полученные по атомы и молекулы которого н ются спектрами поглощения. Спектр электромагнитног электромагнитных волн. Атомное яд. Протонно-нейтронная атомного ядра. Ядерные реак акции. Элементарные частицы Протонно-нейтронная м двух типов – протонов и нейтр Нейтральный атом и его я, где Х – обозначение элемен (порядковый номер элемента массовое число, общее число атома, выраженное в а.е.м.). Чи • Химический элемент опр мером в таблице Д.И. Менделе Дефект масс ядра m Δ = – масса нейтрона ядра – масса ядра атома , е m m N m = − ⋅ е 1 а.е.м. ≈ 1,6606·10 –27 кг. Энергия связи атомных яде на отдельные нуклоны (Дж ил 1 эВ ≈ 1,6·10 –19 Дж. Ядерные реакции –проц взаимодействием с элементарн ски ядерная реакция имеет вид ещества в газообразном атомарном с состоящие из слабосвязанных друг тые тела, находящиеся в твёрдом и соком давлении и плазма. осле прохождения белого света чер находятся в невозбуждённом состоя го излучения удобно изображать в дро и элементарные частицы я модель строения ядра атома. Э кции. Деление тяжелых ядер. Терм ы. модель строения ядра ядро состои ронов (общее название нуклоны. ядро обозначаются одними тем же с нта, Z – атомный номер, число пров периодической таблице Д.И. Мен о нуклонов (округленное до целого исло нейтронов в ядре N = A – Z. ределяется числом протонов или пор еева. ядра m N m m ⋅ + ⋅ − где m p – масса а ядра (кг или а.е.м.). – масса электрона. ер – энергия, необходимая для расщ и эВ): 2 св E m c = Δ ⋅ . цессы изменения атомных ядер, в ными частицами или друг с другом д А + а → Б + б, где Аи Б – исходно состоянии с другом мои жидком со- рез вещество, янии, называ- виде шкалы Энергия связи оядерные ре- ит из частиц символом A Z X отонов в ядре нделеева), А – о числа масса рядковым но- а протона m n щепления ядра ызванные их м. Символиче- ое и конечное Краткий справочник по физике. Свободное падение тел. Ускорение свободнопадающего тела. Движение тела, брошенного горизонтально. Свободным падением называется движение тела только под действием силы тяжести с любой начальной скоростью. Под действием силы тяжести все тела движутся с одними тем же ускорением а, равным ускорению свободного падения g, которое направлено к центру Земли (вниз. Движение тела по вертикали • Уравнение проекции скорости на ось 0Y υ y = υ 0y + g y ·t; уравнение движения вдоль оси 0Y 2 0 0 2 y y g t y y t ⋅ = + υ ⋅ + • Время подъема тела до максимальной высоты под равно времени падения с этой высоты в исходную точку t пад , а общее время полета t = под, где под – время подъема тела 0 пад 2h t g = – время падения тела с высоты из состояния покоя. • Максимальная высота подъема тела, брошенного вертикально вверх c нулевой высоты 2 Движение тела, брошенного горизонтально Движение тела, брошенного горизонтально, можно разложить на два движения 1) равномерное движение по горизонтали со скоростью хи тогда для описания движения вдоль оси Х применяются формулы равномерного движения • уравнение проекции скорости х = х = = υ 0 ; уравнение движения x = x 0 + υ 0x ·t; 2) равноускоренное движение по вертикали с ускорением g и начальной скоростью у = 0. Для описания движения вдоль оси 0Y применяются формулы равноускоренного движения по вертикали • уравнение проекции скорости υ y = g y ·t; уравнение движения 2 2 0 0 2 2 y y y g t y y y g ⋅ υ = + = + • Дальность полета определяется по формуле 0 0 пад 0 2h l t g = υ ⋅ = υ ⋅ • Скорость тела в любой момент времени t будет равна 2 2 ; х у υ = υ + υ где х = υ 0 ; υ y = g y ·t. • Угол между вектором скорости и осью Х 0 υ h 0 X Y 0 l υ β υ y υ x g 6 tg ; sin ; cos y y x x υ υ υ β = β = β Динамика 1. Взаимодействие тел. Первый закон Ньютона. Сила. Сложение сил. Инертность тел. Масса. Плотность. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Первый закон Ньютона. Существуют такие системы отсчета (называемые инерциальными, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной (или покоится, если на него не действуют другие тела (или действие других тел скомпенсировано. Сила – физическая векторная величина, являющаяся количественной мерой действия одного тела на другое, в результате которого изменяется скорость тела и происходит его деформация. Обозначатся буквой F , измеряется в Ньютонах (Н. Заменить действие нескольких сил можно результирующей силой, которая определяется как векторная сумма этих сил n F F F R + + + = 2 Масса – это количественная мера инертности тела, т.к. при фиксированной величине силы, действующей на тело, его ускорение тем меньше, чем больше масса. Обозначатся буквой m, измеряется в кг. Плотность – это физическая величина, численно равная отношению массы тела к его объему m V ρ = . Обозначатся буквой ρ, измеряется в кг/м 3 Второй закон Ньютона. Ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально его массе 1 Третий закон Ньютона. Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, одной природы, равны по модулю, противоположны по направлению и направлены вдоль одной прямой 1 2 F F = − . Законы Ньютона выполняются в инерциальных системах отсчёта. 2. Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Сила тяжести. Зависимость силы тяжести от высоты. Гравитационное поле – это поле, которое создает вокруг себя тело, обладающее массой. Закон всемирного тяготения Две материальные точки притягиваются друг к другу с силами, модули которых прямо пропорционально произведению масс этих точек и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними, где G – гравитационная постоянная, равная 6,67 ⋅10 –11 Нм кг ⋅ Краткий справочник по физике 43 |