Определения физика: works.doklad.ru — Учебные материалы

Содержание

Как определить квартиль журнала – Факультет физики – Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

При принятии решения о назначении надбавки ВШЭ за статью в зарубежном рецензируемом журнале учитываются т.н. квартили, в которые попадает журнал по двум основным библиометрическим показателям: импакт-фактору Journal Citation Reports (Impact Factor, IF) в базе данных Web of Science и рангу SCImago(SCImago Journal Rank, SJR), рассчитываемому на основе базы данных Scopus.

Импакт-фактор и ранг SCImago за определенный год зависят от ссылок на статьи, опубликованные в этих журналах в предыдущие годы. Поэтому их публикуют с некоторым запаздыванием (так, в 2015 году известны импакт-факторы, рассчитанные за 2013 год) и рассчитывают только для журналов, которые индексируются в базах достаточное время для накопления статистики. Иными словами, журналы, недавно включенные в Web of Science и Scopus, этих показателей могут еще не иметь.

Все журналы в Web of Science и Scopus приписаны к тематическим категориям (научным областям).

В Web of Science их около 250, в Scopus – около 350, при этом классификаторы двух баз по некоторым позициям не совпадают. И в той, и в другой базах один журнал может быть причислен сразу к нескольким тематическим категориям. Внутри каждой отдельной тематической категории Web of Science и Scopus журналы ранжируются по величине импакт-фактора и SJR и попадают в тот или иной квартиль (четверть): от Q1 (самый высокий) до Q4 (самый низкий).

Для каждого журнала, входящего в Journal Citation Reports и SCImago JR, в данных системах указаны соответствующие квартили. Значения самих показателей IF и SJR бывают нужны относительно редко, поэтому ниже обсуждается в основном вопрос об определении квартилей.

Возможна ситуация, когда один журнал относится к нескольким тематическим категориям Web of Science, причем попадает в них в разные квартили по значению импакт-фактора. Одновременно тот же журнал относится к нескольким тематическим категориям SCImago JR, в которых также может попадать в разные квартили.

В подобных случаях Комиссия по академическим надбавкам, как правило, ориентируется на более высокий квартиль.


Как найти квартиль конкретного журнала в Web of Science

Внимание! Для этого нужен доступ к электронным ресурсам библиотеки НИУ ВШЭ. Чтобы получить его с любого компьютера, расположенного вне Вышки (по логину и паролю), нужно выполнить шаги, описанные по этой ссылке.

Зайти с любого компьютера на страницу библиотеки НИУ ВШЭ с перечнем электронных ресурсов (http://library.hse.ru/e-resources/e-resources.htm#WoK ), пройти по ссылке, соответствующей ISI Web of Science, ввести логин и пароль;
  1.  На основной странице сервиса Web of Science в самом вверху выбрать третью вкладку Journal Citation Reports;
  2.  В окошке Go to Journal Profile ввести (прямо поверх подсказки Master Search) полное название либо часть названия журнала. Затем либо нажать кнопку с изображением лупы, либо кликнуть по названию интересующего журнала в выпадающем меню, которое появляется в процессе ввода;
  3.  В случае, если поиск по нажатию “лупы” дал несколько результатов, кликнуть по названию интересующего журнала;
  4. На странице с информацией о журнале под таблицей Key Indicators кликнуть по расположенной слева ссылке Rank. После этого откроется гистограмма, изображающая изменение импакт-фактора журнала (JCR Impact Factor) за последние 5 лет. Слева от гистограммы указаны тематическая категория журнала, а также ранги и квартили за каждый год.


Как найти квартиль конкретного журнала в SCImago/Scopus

  1. Зайти с любого компьютера на страницу http://www.scimagojr.com/journalsearch.php;
  2. Ввести одно или несколько слов из названия журнала в окошко Search Query и нажать Return;
  3. Кликнуть по названию интересующего журнала в появившемся списке журналов;
  4. В верхней части открывшейся страницы будет таблица с квартилями за последние 15 лет по тематической категории или категориям, если журнал имеет их больше одной.

В п. 2 искать можно также по номеру ISSN или названию издательства, если выбрать соответствующую опцию в выпадающем меню справа от окошка (по умолчанию область поиска указана как Journal Title).


Как найти поквартильный список журналов конкретной предметной категории в Web of Science

Внимание! Для этого нужен доступ к электронным ресурсам библиотеки НИУ ВШЭ. Чтобы получить его с любого компьютера, расположенного вне Вышки (по логину и паролю), нужно выполнить шаги, описанные по этой ссылке.

  1. Зайти с любого компьютера на страницу библиотеки НИУ ВШЭ с перечнем электронных ресурсов (http://library.hse.ru/e-resources/e-resources.htm#WoK ), пройти по ссылке, соответствующей ISI Web of Science, ввести логин и пароль;
  2. На основной странице сервиса Web of Science в самом вверху выбрать третью вкладку Journal Citation Reports;
  3.  В левой колонке щелкнуть по ссылке Select Categories, в открывшемся окне проставить галочки против интересующих категорий (список можно проматывать). Чтобы свернуть открывшееся окно с сохранением выбора категорий, достаточно щелкнуть мышью в любом месте вне периметра этого окна;
  4. При желании можно ограничить выдачу конкретными квартилями, для этого нужно в левой колонке щелкнуть по ссылке JIF Quartiles и расставить нужные галочки;
  5. Внизу левой колонки щелкнуть кнопку Submit;
  6. Откроется перечень названий журналов, упорядоченный по убыванию импакт-факторов.
    Квартили в нем не указаны, но квартиль любого конкретного журнала можно вывести описанным выше способом, если кликнуть на название журнала в списке.

 



Как найти поквартильный список журналов конкретной предметной категории в SCImago/Scopus

  1. Зайти с любого компьютера на страницу  http://www.scimagojr.com/journalrank.php?area=3100 – это адрес предметной области «Физика и астрономия», но при необходимости область можно сменить в выпадающем меню Subject Area;
  2. Выбрать нужную предметную категорию в выпадающем меню Subject Category;
  3. Кликнуть по кнопке Refresh.

В результате откроется список журналов данной предметной категории, упорядоченный по убыванию ранга. Квартили Q1 и Q2 расположены в начале списка.

Актуальная информация о квартилях журналов, учитываемых при назначении академических надбавок, приведена по этой ссылке

Физик РУДН разработал программу для определения устойчивости черных дыр

Не каждая черная дыра, которую описывают математические модели, может существовать в реальности. Некоторые из теоретических моделей неустойчивы — математические расчеты по ним возможны, но не имеют физического смысла. Физики из РУДН и Силезского университета в Опаве разработали подход, который позволяет найти области неустойчивости.

Черные дыры, существование которых было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, — объекты с настолько сильным гравитационным притяжением, что их не может покинуть даже свет. Эти плотные и массивные объекты искривляют пространство-время — физическую конструкцию, в которой три пространственных измерения дополнены четвертым временным. Многие математические модели для описания черных дыр включают поправки, уточняющие эту кривизну. При этом ключевое условие для любой модели черной дыры — ее устойчивость при небольших изменениях в пространстве-времени.

Математически неустойчивые черные дыры не имеют физического смысла: объекты, которые они описывают, не могут существовать. Физики предложили способ для нахождения параметров, при которых черные дыры в четырехмерном пространстве-времени будут неустойчивыми.

«Устойчивость черной дыры к малым возмущениям пространства-времени —необходимое условие жизнеспособности рассматриваемой модели. Один из наиболее перспективных подходов к построению альтернативных теорий гравитации связан с добавлением поправок к уравнению Эйнштейна. Среди них важную роль играет поправка четвертого порядка — Гаусса — Бонне — и ее обобщение на более высокие порядки — поправки Лавлока», — рассказывает один из исследователей, научный сотрудник Учебно-научного института гравитации и космологии РУДН Роман Конопля.

Вместе с коллегой он изучил стабильность в теории Эйнштейна — Гаусса — Бонне, в которой черная дыра описывается уравнением Эйнштейна с дополнительным, четвертым, слагаемым. Ранее физик изучил аналогичную задачу для другого варианта математического описания черных дыр — теории Лавлока. В ней черная дыра описывается с помощью суммы бесконечного числа слагаемых. Оказалось, что область нестабильности прочно связана со значениями так называемых констант связи — числовых коэффициентов, на которые умножаются вносимые в уравнение Эйнштейна поправки.

Физики показали, что в модели Эйнштейна — Гаусса — Бонне не могут существовать небольшие черные дыры — если константы связи достаточно большие по сравнению с другими параметрами (например, радиусом черной дыры), модель почти всегда неустойчива. Для отрицательных значений константы связи область стабильности гораздо больше. На основе этих расчетов физики создали программный код, который позволяет подставить любые параметры и рассчитать, будет ли черная дыра с такими параметрами устойчива, или нет.

«Предложенный нами подход позволяет тестировать на стабильность модели черных дыр. Коллеги могут воспользоваться опубликованным нами кодом, чтобы построить область нестабильности для моделей с произвольным набором параметров», — подчеркнул Роман Конопля.

Исследование опубликовано в Physics of the Dark Universe.

Статья в Indicator.ru

Физики БФУ им. И. Канта разработали методику определения состава микропластика из Балтийского моря

Физики из БФУ им. И. Канта разработали и применили методику для идентификации отобранного из морской воды микропластика. Метод спектроскопии позволяет определять химический состав загрязняющих частиц любого размера. Статья об исследовании опубликована в Marine Pollution Bulletin.

Весь пластиковый мусор, который попадает в моря, остается в водах Мирового океана, поскольку пластик не разлагается, а только дробится на мелкие частицы. В таком виде он еще опаснее для морских животных и рыб, так как легко попадает в организм с водой и пищей и накапливается в органах. Кроме того, микропластик неуловим. Невозможно даже измерить, сколько именно миллионов тонн пластика плавает в океане. Собирать его сетями только в поверхностных водах недостаточно, так как микрочастицы постоянно «путешествуют» между слоями. Существующие инструменты для сбора пластика в более глубоких водах, как правило, не позволяют точно оценить глубину, на которой взят образец. Между тем без информации о распределении микропластика в разных слоях воды невозможно понять, как загрязнение распространяется в океане и сколько именно его успело накопиться. И даже когда образцы собраны, перед учеными остается серьезная проблема: как определить химический состав мельчайших частиц полимеров.

Новую методику для определения состава микропластика предложили физики БФУ им. И. Канта. Они идентифицировали частицы, собранные в Балтийском море, с помощью нового аппарата PLEX. PLEX (сокращение от PLastic EXplorer) разработан физиками Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН в сотрудничестве с Атлантическим отделением Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН. Аппарат оснащен насосом, который может закачать 2-3 м3 морской воды на любой заданной глубине до 100 м. Вода поднимается на корабль, где из нее отфильтровывают все твердые частицы. Подключать шланги к системе фильтрации, промывать их перед сбором следующего образца и менять фильтры нужно вручную, поэтому с PLEX одновременно работают как минимум два человека: один следит за насосом, второй — за фильтром.

Нить нейлона диаметром менее 50 микрон


С помощью нового инструмента исследователи собрали образцы микропластика с различных глубин Балтийского моря. Дополнительные образцы были собраны вручную на побережье. Образцы тщательно изучили, и финальным этапом анализа стало определение их химического состава. Поскольку такие фрагменты и нити чрезвычайно малы (к примеру, диаметр нитей – 50 микрон и менее), для их анализа необходима очень чувствительная методика. Физики БФУ им. И. Канта разработали метод на базе спектроскопии комбинационного рассеяния. Поскольку разные вещества индивидуально неупруго рассеивают свет, разработанный метод помог выяснить, из каких конкретно соединений состоит каждый образец. В образцах из Балтийского моря ученые идентифицировали 33 разных типа загрязняющих микрочастиц: нейлон, целлюлоза, полиэтилен, полипропилен и другие.
«Спектральный анализ микроскопических частиц полимеров – непростая задача. Большую проблему в исследованиях окрашенных полимеров (а таких большинство) составляет флуоресценция красителя в их составе. Поскольку полимер прочно связан с красителем, необходимо так подобрать экспериментальные условия, чтобы, во-первых, минимизировать флуоресценцию красителя, а во-вторых, выделить полезный сигнал полимера в общем спектре. Также в ряде случаев требовались дополнительная очистка микроскопических образцов и многокомпонентный спектральный анализ, с помощью которого сложные спектры, содержащие, например, несколько полимеров и краситель, были разложены на отдельные составляющие, – поясняет один из авторов работы, старший научный сотрудник НОЦ «Фундаментальная и прикладная фотоника. Нанофотоника» БФУ им. И. Канта Андрей Зюбин. – В результате была разработана методика точного определения химического состава образцов, которая оказалась полезной для прикладных исследований физики моря».

Физики решились переопределить основные единицы измерения: Наука и техника: Lenta.ru

Ученые решили переопределить ампер, моль, кельвин и килограмм. Соответствующее предложение было утверждено на Генеральной конференции по мерам и весам, прошедшей в Париже (pdf). Окончательно новые определения могут быть приняты уже в 2014 году, после того как предложение пройдет все необходимые формальности.

Известно, что все единицы в системе СИ сводятся к семи основным — ампер (сила тока), моль (количество вещества), килограмм (масса), кельвин (температура), секунда (время), метр (расстояние) и кандела (cила света). Три из них — секунда, метр и кандела — при этом связаны с фундаментальными константами.

Например, окончательно утвержденное в 1997 году определение секунды — интервал времени, равный 9192631770 периодам излучения атома цезия-133 при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома в покое и при абсолютном нуле. Несмотря на громоздкость этого определения, оно удобнее для применения в физике, чем связанное с вращением Земли.

До последнего времени четыре других величины — ампер, моль, кельвин и килограмм — определялись исходя из других соображений. Например, кельвин связан с тройной точкой воды (при определенном соотношении давления и температуры вода может существовать сразу в трех состояниях), а килограмм определен при помощи эталона из платино-иридиевого сплава, хранящегося в палате мер и весов. В рамках нового предложения оставшиеся единицы планируется также переопределить новым образом.

Согласно принятому предложению, ампер — это сила тока, при которой элементарный электрический заряд равен 1,60217653 x 10-19 кулона (кулон определяется как заряд, прошедший через проводник при силе тока в один ампер за одну секунду). Кельвин предлагается определить так, чтобы постоянная Больцмана была равна 1,3806505 x 10-23 джоулей на кельвин, моль — чтобы постоянная Авогадро была в точности 6,0221415 x 1023 на моль, а килограмм — чтобы постоянная Планка была равна 6,6260693 x 10-34 джоулей-секунд. Список предлагаемых изменений можно посмотреть здесь.

В конце сентября 2011 года в New Journal of Physics появилась статья, в которой физики предъявили очередное подтверждение фундаментальности квантового эффекта Холла — дискретности холловского сопротивления в двумерном проводнике в присутствии сильного магнитного поля перпендикулярного плоскости проводника и низкой температуре. Как следствие, ученые предложили использовать этот эффект для определения ампера и килограмма через их связь с постоянной Планка.

Определение терминов (наблюдение, гипотеза, материальная точка, …, тепловая машина, идеальная жидкость, физический маятник)

Наблюдение – метод исследования предметов и явлений объективной действительности в том виде, в каком они существуют в природе. Наблюдаемой называют любую физическую величину, значение которой можно найти экспериментально (измерить).

Гипотеза – вероятное предположение о причине каких-либо явлений, достоверность которого при современном состоянии науки не может быть проверена и доказана.

Эксперимент – изучение того или иного явления в точно учитываемых условиях, когда имеется возможность следить за ходом изменения явления, активно воздействовать на неё.

Теория  — обобщение опыта, практики, научной деятельности, вскрывающее основные закономерности изучаемого процесса или явления.

Опыт – совокупность накопленных знаний.

Механика – наука, изучающая механические движения, т.е. перемещения тел друг относительно друга или изменение форм тела.

Материальная точка – физическое тело, размерами и формой которого можно пренебречь.

Поступательное движение – движение, при котором любая прямая, жёстко связанная с телом, перемещается параллельно самой себе.

Мгновенная скорость (скорость) – характеризует быстроту изменения радиус-вектора перемещения r в момент времени t.

Ускорение – характеризует быстроту изменения скорости в момент времени t.

Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю.

Нормальное ускорение – по направлению.

Угловая скорость – векторная величина производной от элементарного углового перемещения по времени.

Угловое ускорение – векторная величина, равная первой производной от угловой скорости по времени.

Импульс – векторная мера кол-ва механического движения, которое может быть передано от одного тела к другому при условии, что движение не меняет своей формы.

Механическая система – совокупность тел, выделенных для рассмотрения.

Внутренние силы – силы, с которыми взаимодействуют между собой тела, входящие в рассматриваемую систему.

Внешние силы – действуют со стороны тел, не принадлежащих системе.

Система называется замкнутой или изолированной, если отсутствуют внешние силы

Прямая задача механики – зная силы, найти движение (функции r(t), V(t)).

Обратная задача механики – зная движение тела, найти силы, действующие на него.

Масса (аддитивная величина):

1.  Мера инертности при поступательном движении тела (инертная масса)

2.  Мера кол-ва вещества в объёме тела

3.  Мера гравитационных свойств тел, участвующих в гравитационных взаимодействиях (гравитационная масса)

4.  Мера энергии

Инерция проявляется:

1.  В способности тела сохранять состояние движения

2.  В способности тела под действием других тел изменять состояние не скачками, а непрерывно.

3.  Сопротивляться изменению состояния своего движения.

Системы отсчёта, по отношению к которым свободная м.т. находится в состоянии относительного покоя или равномерного прямолинейного движения, называются инерциальными (в них выполняется I закон Ньютона).

I закон Ньютона: Если система отсчёта движется относительно инерциальной с ускорением, то она называется неинерциальной.

II закон Ньютона: В инерциальной системе скорость изменения импульса м. т. равна результирующей силе, действующей на неё и совпадает с ней по направлению.

III закон Ньютона: Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению.

Абсолютная скорость – скорость м.т. относительно неподвижной системы отсчёта.

Относительная скорость – скорость м.т. относительно подвижной системы отсчёта.

Переносная скорость – скорость подвижной системы отсчёта относительно

1.1 Физика: определения и приложения — Физика

Раздел Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Дать определение, цели и разделы физики
  • Описывать и отличать классическую физику от современной физики, а также описывать важность теории относительности, квантовой механики и релятивистской квантовой механики в современной физике
  • Опишите, как аспекты физики используются в других науках (например,г. , биология, химия, геология и др.), а также в бытовой технике

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим учащимся освоить следующие стандарты:

  • (2) Научные процессы. Студент использует системный подход, чтобы ответить на научные лабораторные и полевые исследовательские вопросы. Ожидается, что студент:
    • (A) знать определение науки и понимать, что она имеет ограничения, как указано в подразделе (b)(2) настоящего раздела;
  • (3) Научные процессы.Учащийся использует критическое мышление, научные рассуждения и решение проблем для принятия обоснованных решений в классе и за его пределами. Ожидается, что студент:
    • (A) во всех областях науки анализировать, оценивать и критиковать научные объяснения, используя эмпирические данные, логические рассуждения, а также экспериментальную и наблюдательную проверку, включая изучение всех сторон научных доказательств этих научных объяснений, чтобы поощрять критическое мышление путем студент.
    • (B) сообщать и применять научную информацию, извлеченную из различных источников, таких как текущие события, новостные сообщения, опубликованные журнальные статьи и маркетинговые материалы;
    • (C) делать выводы на основе данных, касающихся рекламных материалов для продуктов и услуг;
    • (D) объяснить влияние научного вклада различных исторических и современных ученых на научную мысль и общество.

Ключевые термины раздела

атом классическая физика современная физика
физика квантовая механика теория относительности

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Чтобы помочь удовлетворить мультимодальные потребности классных комнат сегодня, OpenStax Tutor Physics предоставляет советы по поддержке учителей для учащихся на уровне [OL], ниже уровня [BL] и выше уровня [AL].

[OL] Предварительная оценка по этому разделу может включать в себя задание учащимся определения материи, атомов, электронов, протонов, нейтронов, субатомных частиц и энергии. Студентов также можно попросить назвать некоторых выдающихся классических и современных физиков и описать некоторые из их работ в общих чертах.

[OL] Введение и начальное изображение предназначены для того, чтобы показать учащимся, что физические законы, управляющие их повседневным окружением, также управляют движением звезд в галактике.Учителя могли бы спросить студентов, как гравитация влияет на жизнь на Земле. Студенты, скорее всего, упомянули, как гравитация удерживает нас на поверхности Земли. Предложите им, если необходимо, также подумать об орбитальном движении Земли вокруг Солнца. Это движение позволяет Земле греться в тепле солнечного света. Без гравитации Солнца Земля продолжала бы двигаться по прямой и удаляться от Солнца, а люди парили бы над поверхностью Земли. Орбита Луны также может быть включена в это обсуждение, потому что гравитация Земли заставляет Луну двигаться вокруг Земли, а не двигаться по прямой траектории.

Что такое физика

Подумайте обо всех технических устройствах, которые вы используете на регулярной основе. На ум могут прийти компьютеры, беспроводной интернет, смартфоны, планшеты, глобальная система позиционирования (GPS), MP3-плееры и спутниковое радио. Затем подумайте о самых захватывающих современных технологиях, о которых вы слышали в новостях, таких как поезда, которые левитируют над рельсами, плащи-невидимки , преломляющие свет вокруг себя, и микроскопические роботы, которые борются с больными клетками в наших телах.Все эти новаторские достижения основаны на принципах физики.

Физика — это отрасль науки. Слово наука происходит от латинского слова, которое означает обладание знаниями и относится к знаниям о том, как работает физический мир, основанным на объективных доказательствах, полученных посредством наблюдений и экспериментов. Ключевое требование любого научного объяснения природного явления состоит в том, что оно должно быть проверяемым; нужно быть в состоянии разработать и провести экспериментальное исследование, которое либо поддерживает, либо опровергает объяснение. Важно отметить, что некоторые вопросы выходят за рамки науки именно потому, что они касаются явлений, не поддающихся научной проверке. Эта потребность в объективных доказательствах помогает определить исследовательский процесс, которому следуют ученые, который будет описан далее в этой главе.

Физика — это наука, направленная на описание фундаментальных аспектов нашей вселенной. Это включает в себя то, что в нем находится, какие свойства этих вещей заметны и какие процессы проходят эти вещи или их свойства.Проще говоря, физика пытается описать основные механизмы, которые заставляют нашу Вселенную вести себя так, как она ведет себя. Например, рассмотрим смартфон (рис. 1.2). Физика описывает, как электрический ток взаимодействует с различными цепями внутри устройства. Эти знания помогают инженерам выбирать подходящие материалы и компоновку схемы при создании смартфона. Далее рассмотрим GPS. Физика описывает взаимосвязь между скоростью объекта, расстоянием, которое он преодолевает, и временем, затрачиваемым на преодоление этого расстояния. Когда вы используете устройство GPS в автомобиле, оно использует эти физические отношения для определения времени в пути из одного места в другое.

Фигура 1,2 Физика описывает способ прохождения электрического заряда по цепям этого устройства. Инженеры используют свои знания физики для создания смартфона с функциями, которые понравятся потребителям, например, с функцией GPS. GPS использует уравнения физики для определения времени движения между двумя точками на карте. (@gletham GIS, Social, Mobile Tech Images)

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Спросите, какие части сотового телефона должны содержать проводящие материалы (провода, печатные платы и т. д.).) по сравнению с изоляционными материалами (например, места, где электрическая изоляция не позволяет людям прикасаться к электрическим цепям внутри телефона).

[AL] Вы можете углубиться в использование GPS на этом этапе, определив скорость = расстояние/время, обсудив триангуляцию и/или обсудив линию прямой видимости.

По мере того, как наша технология развивалась на протяжении веков, физика расширилась на множество областей. Древние люди могли изучать только то, что они могли увидеть невооруженным глазом или иным образом испытать без помощи научного оборудования.Это включало изучение кинематики, то есть изучение движущихся объектов. Например, древние люди часто изучали видимое движение объектов на небе, таких как солнце, луна и звезды. Это видно по строительству доисторических астрономических обсерваторий, таких как Стоунхендж в Англии (показан на рис. 1.3).

Фигура 1,3 Стоунхендж — памятник, расположенный в Англии, построенный между 3000 и 1000 годами до нашей эры. Он функционирует как древняя астрономическая обсерватория, при этом некоторые камни в памятнике совпадают с положением солнца во время летнего и зимнего солнцестояния.Другие камни соответствуют восходу и заходу луны в определенные дни года. (Ситипик, Викисклад)

Древние люди также изучали статику и динамику, которые сосредотачиваются на том, как объекты начинают двигаться, прекращают движение и меняют скорость и направление в ответ на силы, которые толкают или тянут объекты. Этот ранний интерес к кинематике и динамике позволил людям изобрести простые механизмы, такие как рычаг, шкив, пандус и колесо. Эти простые машины постепенно объединялись и интегрировались для производства более сложных машин, таких как вагоны и краны.Машины позволили людям постепенно выполнять больше работы более эффективно за меньшее время, что позволило им создавать более крупные и сложные здания и сооружения, многие из которых сохранились до наших дней с древних времен.

По мере развития технологий разделы физики еще больше диверсифицировались. К ним относятся такие разделы, как акустика, учение о звуке, и оптика, учение о свете. В 1608 году изобретение телескопа немецким изготовителем очков Гансом Липперши привело к огромному прорыву в астрономии — изучении объектов или явлений в космосе.Через год, в 1609 году, Галилео Галилей начал первые исследования Солнечной системы и Вселенной с помощью телескопа. В эпоху Возрождения Исаак Ньютон использовал наблюдения Галилея, чтобы построить свои три закона движения. Эти законы и сегодня были стандартом для изучения кинематики и динамики.

Другой крупной отраслью физики является термодинамика, которая включает в себя изучение тепловой энергии и переноса тепла. Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик, изучал природу тепла и его связь с работой.Работа Джоуля помогла заложить основу для первого из трех законов термодинамики, описывающих, как энергия в нашей Вселенной передается от одного объекта к другому или преобразуется из одной формы в другую. Исследования в области термодинамики были мотивированы необходимостью повышения эффективности двигателей, защиты людей от непогоды и сохранения продуктов питания.

18 и 19 века также ознаменовались большими успехами в изучении электричества и магнетизма. Электричество включает в себя изучение электрических зарядов и их движения.Магнетизм давно был замечен как сила притяжения между намагниченным объектом и металлом, подобным железу, или между противоположными полюсами (северным и южным) двух намагниченных объектов. В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед показал, что электрические токи создают магнитные поля. В 1831 году английский изобретатель Майкл Фарадей показал, что перемещение провода через магнитное поле может индуцировать электрический ток. Эти исследования привели к изобретениям электродвигателя и электрогенератора, которые произвели революцию в человеческой жизни, привнеся электричество и магнетизм в наши машины.

В конце 19 века учеными Марией и Пьером Кюри были открыты радиоактивные вещества. Ядерная физика занимается изучением ядер атомов, источников ядерных излучений. В 20 м веке изучение ядерной физики в конечном итоге привело к способности расщеплять ядро ​​атома, процесс, называемый ядерным делением. Этот процесс лежит в основе атомных электростанций и ядерного оружия. Кроме того, область квантовой механики, которая включает в себя механику атомов и молекул, претерпела большие успехи в течение 20 века по мере расширения нашего понимания атомов и субатомных частиц (см. ниже).

В начале 20 го века Альберт Эйнштейн произвел революцию в нескольких разделах физики, особенно в теории относительности. Как описано далее в этой главе, теория относительности произвела революцию в нашем понимании движения и Вселенной в целом. Сейчас, в 21 м веке, физики продолжают изучать эти и многие другие разделы физики.

Изучая самые важные темы в физике, вы приобретете аналитические способности, которые позволят вам применять физику далеко за пределами того, что можно включить в одну книгу.Эти аналитические способности помогут вам преуспеть в учебе, а также помогут вам критически мыслить в любой карьере, которую вы выберете.

Физика: прошлое и настоящее

Считается, что слово «физика» происходит от греческого слова phusis , означающего «природа». Позднее изучение природы стало называться натурфилософией . С древних времен до эпохи Возрождения натурфилософия охватывала многие области, включая астрономию, биологию, химию, математику и медицину. За последние несколько столетий рост научных знаний привел к все большей специализации и разветвлению натурфилософии на отдельные области, при этом физика сохранила самые основные грани. Физика в том виде, в каком она развивалась с эпохи Возрождения до конца XIX века, называется классической физикой. Революционные открытия начала 20 века превратили физику из классической в ​​современную физику.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][EL]Изучающим английский язык могут понадобиться философия и классика , определенные в этом разделе.Свяжите определение классической физики с использованием слова классический в контексте, который, вероятно, более знаком учащимся, например, в классических фильмах.

Классическая физика не является точным описанием Вселенной, но является прекрасным приближением при следующих условиях: (1) материя должна двигаться со скоростью менее примерно 1 процента скорости света, (2) объекты, с которыми мы имеем дело должно быть достаточно большим, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом, и (3) может быть задействована только слабая гравитация, такая как создаваемая Землей. Очень маленькие объекты, такие как атомы и молекулы, не могут быть адекватно объяснены классической физикой. Эти три условия применимы почти ко всему повседневному опыту. В результате большинство аспектов классической физики должны иметь смысл на интуитивном уровне.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[OL] Чтобы лучше отразить опыт учащихся, выразите скорость света в единицах, используемых при вождении автомобиля, например, 1,080 миллиона км/ч или 671 миллион миль в час.Свяжите это с приблизительно восьмиминутным путешествием света, которое требуется, чтобы пройти 150 миллиардов километров (93 миллиарда миль) от Солнца до Земли.

Многие законы классической физики были изменены в течение 20 го века, что привело к революционным изменениям в технологии, обществе и нашем видении Вселенной. В результате многие аспекты современной физики, выходящие за рамки нашего повседневного опыта, могут показаться странными или невероятными. Так почему же большая часть этого учебника посвящена классической физике? Есть две основные причины.Во-первых, знание классической физики необходимо для понимания современной физики. Вторая причина заключается в том, что классическая физика по-прежнему дает точное описание Вселенной в широком диапазоне повседневных обстоятельств.

Современная физика включает в себя две революционные теории: теорию относительности и квантовую механику. Эти теории имеют дело с очень быстрыми и очень маленькими соответственно. Теория относительности была разработана Альбертом Эйнштейном в 1905 году. Изучив, как два наблюдателя, движущиеся относительно друг друга, увидят одни и те же явления, Эйнштейн разработал радикально новые идеи о времени и пространстве.Он пришел к поразительному выводу, что измеренная длина объекта, движущегося с высокой скоростью (более одного процента скорости света), короче, чем длина того же объекта, измеренного в состоянии покоя. Возможно, еще более странной является идея о том, что время для одного и того же процесса различно в зависимости от движения наблюдателя. Время течет медленнее для объекта, движущегося с высокой скоростью. Путешествие к ближайшей звездной системе Альфа Центавра может занять у астронавта 4,5 земных года, если корабль движется со скоростью, близкой к скорости света.Однако, поскольку время замедляется на более высоких скоростях, астронавт за время полета состарится всего на 0,5 года. Идеи Эйнштейна об относительности были приняты после того, как они были подтверждены многочисленными экспериментами.

Гравитация, сила, удерживающая нас на Земле, также может влиять на время и пространство. Например, на поверхности Земли время течет медленнее, чем для объектов, находящихся дальше от поверхности, таких как спутник на орбите. Очень точные часы на спутниках глобального позиционирования должны это учитывать.Они медленно продолжают опережать время на поверхности Земли. Это называется замедлением времени и происходит потому, что гравитация, по сути, замедляет время.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Говоря о том, что время течет медленнее при околосветовых скоростях или высокой гравитации, важно отметить, что люди в обоих местах воспринимают секунду как одинаковую продолжительность времени.

Крупные объекты, такие как Земля, обладают достаточно сильной гравитацией, чтобы искажать пространство.Чтобы визуализировать эту идею, представьте шар для боулинга, помещенный на батут. Шар для боулинга вдавливает или искривляет поверхность батута. Если вы прокатите шарик по батуту, он будет следовать по поверхности батута, катиться в углубление, созданное шаром для боулинга, и ударяться о мяч. Точно так же Земля искривляет пространство вокруг себя в форме воронки. Эти кривые в пространстве из-за Земли вызывают притяжение объектов к Земле (т. Е. Гравитацию).

Из-за того, как гравитация влияет на пространство и время, Эйнштейн заявил, что гравитация влияет на пространственно-временной континуум, как показано на рисунке 1.4. Вот почему время на поверхности Земли течет медленнее, чем на орбите. В черных дырах, гравитация которых в сотни раз превышает земную, время течет так медленно, что удаленному наблюдателю может показаться, что оно остановилось!

Фигура 1,4 Теория относительности Эйнштейна описывает пространство и время как переплетенную сеть. Большие объекты, такие как планета, искажают пространство, заставляя объекты падать на планету из-за действия гравитации. Большие объекты также искажают время, заставляя время течь медленнее вблизи поверхности Земли по сравнению с областью вне искаженной области пространства-времени.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL]Черные дыры намного плотнее и массивнее Земли. Чем больше масса объекта, тем сильнее создаваемое им гравитационное поле и тем сильнее гравитация замедляет время.

Подводя итог, теория относительности говорит, что при описании Вселенной важно осознавать, что время, пространство и скорость не являются абсолютными. Вместо этого они могут выглядеть по-разному для разных наблюдателей. Способность Эйнштейна рассуждать относительно относительности еще более удивительна, потому что мы не можем видеть влияние относительности в нашей повседневной жизни.

Квантовая механика — вторая крупная теория современной физики. Квантовая механика имеет дело с очень маленькими, а именно с субатомными частицами, из которых состоят атомы. Атомы (рис. 1.5) — мельчайшие единицы элементов. Однако сами атомы состоят из еще более мелких субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны и электроны. Квантовая механика стремится описать свойства и поведение этих и других субатомных частиц. Часто эти частицы ведут себя не так, как ожидалось в классической физике.Одна из причин этого заключается в том, что они достаточно малы, чтобы двигаться с большими скоростями, близкими к скорости света.

Фигура 1,5 С помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) ученые могут увидеть отдельные атомы, составляющие этот лист золота. (Эрвинроссен)

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[OL][AL]Оцените предварительные знания о субатомных частицах, спросив учащихся, слышали ли они о протонах, электронах, нейтронах, а также о кварках, частицах бозона Хиггса и т. д.

[AL] Сканирующие электронные микроскопы создают высокодетализированные изображения поверхности объектов, подобные изображенным на рис. 1.5. Они сканируют поверхность объекта пучками электронов, чтобы обнаружить микроскопическую топографию объекта.

На коллайдерах частиц (рис. 1.6), таких как Большой адронный коллайдер на французско-швейцарской границе, физики элементарных частиц могут заставить субатомные частицы двигаться с очень высокой скоростью в сверхпроводящем туннеле длиной 27 километров (17 миль). Затем они могут изучать свойства частиц на высоких скоростях, а также сталкивать их друг с другом, чтобы увидеть, как они обмениваются энергией.Это привело ко многим интригующим открытиям, таким как частица бозона Хиггса, которая придает материи свойство массы, и антиматерия, которая вызывает огромное выделение энергии при контакте с материей.

Фигура 1,6 Коллайдеры частиц, такие как Большой адронный коллайдер в Швейцарии или Фермилаб в США (на фото), имеют длинные туннели, позволяющие разгонять субатомные частицы почти до скорости света. (Андрюс.в)

Физики в настоящее время пытаются объединить две теории современной физики, теорию относительности и квантовую механику, в единую всеобъемлющую теорию под названием релятивистская квантовая механика.Связь поведения субатомных частиц с гравитацией, временем и пространством позволит нам объяснить, как устроена Вселенная, гораздо более всеобъемлющим образом.

Применение физики

Вам не нужно быть ученым, чтобы использовать физику. Наоборот, знание физики полезно как в повседневных ситуациях, так и в ненаучных профессиях. Например, физика может помочь вам понять, почему нельзя класть металл в микроволновую печь (рис. 1.7), почему черный автомобильный радиатор помогает отводить тепло от автомобильного двигателя и почему белая крыша помогает сохранять прохладу внутри дома.Работу системы зажигания автомобиля, а также передачу электрических сигналов через нашу нервную систему гораздо легче понять, если подумать о них с точки зрения основ физики электричества.

Фигура 1,7 Почему нельзя класть металл в микроволновку? Микроволны — это высокоэнергетическое излучение, которое увеличивает движение электронов в металле. Эти движущиеся электроны могут создавать электрический ток, вызывая искрение, которое может привести к пожару. (= MoneyBlogNewz)

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Опасно помещать металл в микроволновую печь, потому что металл отражает микроволны, которые, когда они свободно распространяются вокруг духовки, могут повредить духовку.Кроме того, металл в микроволновой печи сильно нагревается и начинает генерировать электрическое поле. Это электрическое поле ионизирует воздух, окружающий металл, создавая искры.

Физика является основой многих важных научных дисциплин. Например, химия занимается взаимодействием атомов и молекул. Неудивительно, что химия уходит своими корнями в атомную и молекулярную физику. Большинство отраслей техники также относятся к прикладной физике. В архитектуре физика лежит в основе определения структурной устойчивости, акустики, отопления, освещения и охлаждения зданий.Части геологии, изучение неживых частей Земли, в значительной степени зависят от физики; включая радиоактивное датирование, анализ землетрясений и теплоперенос по поверхности Земли. Действительно, некоторые дисциплины, такие как биофизика и геофизика, являются гибридами физики и других дисциплин.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][EL]Студентам может понадобиться акустика для объяснения свойств помещения или строения, которые определяют, как звук передается в нем.

Физика также описывает химические процессы, которые приводят в действие человеческое тело. Физика участвует в медицинской диагностике, такой как рентген, магнитно-резонансная томография (МРТ) и ультразвуковые измерения кровотока (рис. 1.8). Медицинская терапия Физика также имеет множество применений в биологии, изучении жизни. Например, физика описывает, как клетки могут защитить себя, используя свои клеточные стенки и клеточные мембраны (рис. 1.9). Медицинская терапия иногда напрямую связана с физикой, например, при использовании рентгеновских лучей для диагностики состояния здоровья.Физика также может объяснить, что мы воспринимаем с помощью органов чувств, например, как уши воспринимают звук или как глаза различают цвет.

Фигура 1,8 Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует электромагнитные волны для получения изображения мозга, которое врачи могут использовать для обнаружения пораженных участков. (Рашми Чавла, Дэниел Смит и Пол Э. Марик)

Фигура 1,9 Физика, химия и биология помогают описать свойства клеточных стенок в растительных клетках, таких как показанные здесь клетки лука.(Умберто Сальвагнин)

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] Клеточные мембраны (обнаруженные в клетках всех организмов) контролируют транспорт материалов в клетку и из нее. Клеточные стенки (обнаруженные в растительных клетках, клетках грибов, бактериях и растительноподобных микробах) в основном обеспечивают структуру и поддержку.

[AL] Рентгеновские лучи легко проникают через кожу и мягкие ткани, но в гораздо большей степени поглощаются костью. Это дает изображение, на котором кости внутри тела четко видны, а мягкие ткани — нет.МРТ сканирует магнитные свойства атомов внутри тела, позволяя визуализировать твердые и пустые области внутри тела. Ультразвуковые измерения кровотока используют звуковые волны и эффект Доплера для измерения скорости и объема кровотока.

Безграничная физика

Физика посадки на комету

12 ноября 2014 года космический аппарат Европейского космического агентства «Розетта» (показан на рис. 1.10) первым в истории достиг кометы и вышел на ее орбиту. Вскоре после этого марсоход Розетты Philae приземлился на комету, что стало первым случаем, когда люди посадили космический зонд на комету.

Фигура 1.10 Космический корабль «Розетта» с его большими революционными солнечными панелями доставил посадочный модуль «Фила» к комете. Затем посадочный модуль отделился и приземлился на поверхность кометы. (Европейское космическое агентство)

Преодолев 6,4 миллиарда километров с момента запуска на Землю, «Розетта» приземлилась на комете 67P/Чурюмова-Герасименко, ширина которой составляет всего 4 километра. Физика была необходима, чтобы успешно проложить курс для достижения такой маленькой, далекой и быстро движущейся цели.Путь Розетты к комете не был прямым. Зонд сначала должен был отправиться на Марс, чтобы гравитация Марса могла ускорить его и отклонить в точном направлении кометы.

Это был не первый случай, когда люди использовали гравитацию для питания наших космических кораблей. «Вояджер-2», космический зонд, запущенный в 1977 году, использовал гравитацию Сатурна для выстрелов из рогатки к Урану и Нептуну (показаны на рис. 1.11), сделав первые снимки этих планет. Сейчас, спустя почти 40 лет после запуска, «Вояджер-2» находится на самом краю нашей Солнечной системы и вот-вот выйдет в межзвездное пространство.Его родственный корабль «Вояджер-1» (показан на рис. 1.11), который также был спущен на воду в 1977 году, уже там.

Чтобы послушать звуки межзвездного пространства или увидеть изображения, переданные с «Вояджера-1», или узнать больше о миссии «Вояджер», посетите веб-сайт миссии «Вояджер».

Фигура 1.11 а) «Вояджер-2», запущенный в 1977 году, использовал гравитацию Сатурна, чтобы переброситься к Урану и Нептуну. НАСА б) Изображение «Вояджера-1», первого космического зонда, когда-либо покинувшего нашу солнечную систему и вошедшего в межзвездное пространство.НАСА

Оба «Вояджера» оснащены генераторами электроэнергии, работающими на распаде радиоизотопов. Эти генераторы прослужили им почти 40 лет. Rosetta, с другой стороны, питается от солнечной энергии. По сути, «Розетта» стала первым космическим зондом, который вышел за пределы пояса астероидов, полагаясь только на солнечные батареи для выработки электроэнергии.

Находясь в 800 миллионах километров от Солнца, Розетта получает солнечный свет, интенсивность которого всего на 4 процента меньше, чем на Земле. Кроме того, в космосе очень холодно.Поэтому много физики ушло на разработку малоинтенсивных низкотемпературных солнечных элементов Розетты.

В этом смысле проект «Розетта» прекрасно демонстрирует огромный спектр тем, охватываемых физикой: от моделирования движения гигантских планет на огромные расстояния в пределах наших солнечных систем до изучения того, как генерировать электроэнергию из света низкой интенсивности. Физика, безусловно, самая обширная область науки.

Проверка захвата

Какие характеристики Солнечной системы необходимо знать или рассчитать, чтобы отправить зонд на далекую планету, например Юпитер?

  1. эффекты из-за света далеких звезд
  2. эффекты воздуха в Солнечной системе
  3. эффекты гравитации других планет
  4. последствия космического микроволнового фонового излучения

Поддержка учителей

Поддержка учителей

В этом отрывке описывается физика перемещения зондов «Розетта» и «Вояджер» через Солнечную систему с помощью гравитационных выстрелов из пращи. Кроме того, сравнивается физика силовых систем этих зондов. Это предназначено для того, чтобы укрепить то, как физика применяется в широком диапазоне, от огромных расстояний в нашей Вселенной до крошечных размеров субатомных частиц.

Ответы на проверку на хватку могут отличаться. Пример ответа: вам нужно знать, как движется целевая планета, чтобы знать, когда запустить зонд, чтобы он действительно достиг планеты. Вам также необходимо знать и учитывать влияние гравитации других планет на пути, пройденном во время путешествия.

Таким образом, физика изучает многие из самых основных аспектов науки. Поэтому знание физики необходимо для понимания всех других наук. Это потому, что физика объясняет самые основные принципы работы нашей Вселенной. Однако нет необходимости формально изучать все приложения физики. Знание основных законов физики будет наиболее полезным для вас, чтобы вы могли использовать их для решения некоторых повседневных задач. Таким образом, изучение физики может улучшить ваши навыки решения задач.

Проверьте свое понимание

1 .

Что из нижеперечисленного не является существенным признаком научных объяснений?

  1. Они должны быть проверены.
  2. Они строго относятся к физическому миру.
  3. Об их достоверности судят на основе объективных наблюдений.
  4. После того, как они подкреплены наблюдениями, их можно рассматривать как факт.
2 .

Какой из следующих вопросов , а не представляет собой вопрос, на который наука может ответить?

  1. Сколько энергии высвобождается в данной цепной ядерной реакции?
  2. Можно ли контролировать цепную ядерную реакцию?
  3. Следует ли использовать неконтролируемые ядерные реакции в военных целях?
  4. Каков период полураспада побочного продукта ядерной реакции?
3 .

При каких трех условиях классическая физика дает превосходное описание нашей Вселенной?

    1. Материя движется со скоростью менее примерно 1 процента скорости света
    2. Объекты, с которыми приходится иметь дело, должны быть достаточно большими, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
    3. Задействованы сильные электромагнитные поля.
    1. Материя движется со скоростью менее 1 процента скорости света.
    2. Объекты, с которыми приходится иметь дело, должны быть достаточно большими, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
    3. Задействованы только слабые гравитационные поля.
    1. Материя движется с огромной скоростью, сравнимой со скоростью света.
    2. Объекты, с которыми приходится иметь дело, достаточно велики, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
    3. Задействованы сильные гравитационные поля.
    1. Материя движется с огромной скоростью, сравнимой со скоростью света.
    2. Объекты достаточно велики, чтобы их можно было увидеть в самый мощный телескоп.
    3. Задействованы только слабые гравитационные поля.
4 .

Почему греческое слово «природа» подходит для описания области физики?

  1. Физика — это естественная наука, изучающая жизнь и живые организмы на обитаемых планетах, таких как Земля.
  2. Физика — это естественная наука, изучающая законы и принципы нашей Вселенной.
  3. Физика — это физическая наука, изучающая состав, структуру и изменения материи в нашей Вселенной.
  4. Физика — это социальная наука, изучающая социальное поведение живых существ на обитаемых планетах, таких как Земля.
5 .

Какой аспект Вселенной изучает квантовая механика?

  1. объектов галактического уровня
  2. объектов на классическом уровне
  3. объектов на субатомном уровне
  4. объектов всех уровней, от субатомного до галактического

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте вопросы «Проверьте свое понимание», чтобы оценить, насколько учащиеся усвоили цели обучения разделов. Если учащиеся не могут справиться с определенной задачей, проверка понимания поможет определить источник проблемы и направить учащихся к соответствующему содержанию.

определение физики в The Free Dictionary

существительное
Физика

Разделы физики акустика, аэродинамика, аэростатика, прикладная физика, астрофизика, атомная физика, биофизика, физика конденсированного состояния или физика твердого тела , криогеника или физика низких температур, динамика, электромагнетизм, электроника, электростатика, геофизика, гармоники, физика высоких энергий или физика элементарных частиц, кинетика, макрофизика, магнетизм или магнетизм, магнитостатика, механика, мезоскопия, микрофизика, ядерная физика, нуклеоника, оптика, фотометрия, пневматика, квантовая механика, квантовая физика, реология, физика Солнца, акустика, спектроскопия, статика, статистическая механика, супераэродинамика, теоретическая физика, термодинамика, термометрия, термостатика, ультразвук

Физические термины ускорение , переменный ток, ампер, усилитель, ангстрем, анион, анион тиматерия, атом, барион, беккерель, закон Бойля, броуновское движение, катион, калория, емкость, катодный луч, центр тяжести, центробежная сила, центростремительная сила, заряд, закон Шарля, проводник, конвекция, космические лучи, кулон, ток, циклотрон, децибел, плотность, дифракция, диффузия, диод, постоянный ток, эффект Доплера, земля, электричество, электродвижущая сила, электрон, энергия, фарад, поле, деление, флуоресценция, сила, частота, трение, плавкий предохранитель, синтез, гамма-излучение, генератор, гравитация, период полураспада, герц, гиперон, импульс, индуктивность, инерция, инфракрасное излучение, джоуль, кельвин, кинетическая энергия, лазер, линза, лептон, люминесценция, масса, вещество, мезон, микроволна, момент, импульс, мюон, нейтрино , нейтрон, ньютон, нуклон, ядро, ом, закон Ома, частица, паскаль, постоянная Планка или постоянная Планка, разность потенциалов, потенциальная энергия, протон, квант, излучение, радиоактивность, радиоволна, красное смещение, отражение, преломление, теория относительности, сопротивление, резерфорд, полупроводник , простое гармоническое движение, спектр, статическое электричество, субатомная частица, сверхпроводимость, сверхтекучесть, поверхностное натяжение, тау-частица, натяжение, конечная скорость, термостат, трансформатор, транзистор, ультрафиолет, вакуум, скорость, вязкость, вольт, ватт, волна, длина волны, рентген

Физики Эрнст Аббе ( немецкий ), Жан Ле Ронд Аламбер ( французский ), Ханнес Олаф Гёста Альфвен ( шведский ), Луис Вальтер Альварес ( U. S. ), Андре Мари Ампер ( французский ), Карл Дэвид Андерсон ( США ), Элизабет Гарретт Андерсон ( английский ), Филип Уоррен Андерсон ( США ), Андерс Йонас Ангстрём ( шведский ), Эдвард Эпплтон ( английский ), Архимед ( греческий ), Сванте Август Аррениус ( шведский ), Фрэнсис Уильям Астон ( английский ), Пьер Оже ( французский ), Амедео Авогадро ( итальянский ), Жак Бабине ( французский ), Джон Бардин ( У.С. ), Генрих Георг Баркхаузен ( немецкий ), Чарльз Гловер Баркла ( английский ), Николай Басов ( русский ), Антуан Анри Беккерель ( французский ), Георг фон Бекеши ( американский ), Даниэль Бернулли ( швейцарский ), Ганс Альбрехт Бете ( США ), Герд Бинниг ( немецкий ), Патрик Мейнард Стюарт Блэкетт ( английский ), Феликс Блох ( США ), Оге Нильс Бор (

01 датский) , Нильс (Хенрик Давид) Бор ( датский ), Людвиг Больцманн ( австрийский ), Макс Борн ( британский ), Джагадис Чандра Бозе ( индийский ), Сатьендра Нат Бозе ( индийский ), Вальтер Боте ( немецкий ), Роберт Бойл ( ирландский ), Уолтер Хаузер Браттейн ( U. S. ), Карл Фердинанд Браун ( немецкий ), Огюст Браве ( французский ), Дэвид Брюстер ( шотландский ), Перси Бриджмен ( США ), Морис Бройль ( французский ), Николя Леонард Сади Карно ( французский ), Генри Кавендиш ( английский ), Джеймс Чедвик ( английский ), Оуэн Чемберлен ( американский ), Жак Шарль ( французский ), Павел Алексеевич Черенков ( советский ), Фредерик Александр Черуэлл ( английский ), Рудольф Клаузиус ( немецкий ), Джон Дуглас Кокрофт ( английский ), Артур Холли Комптон ( U.S. ), Леон Купер ( US ), Шарль Огюстен де Кулон ( French ), Джеймс Уотсон Кронин ( US ), Уильям Крукс ( English ), Мария Кюри ( French ), Пьер Кюри ( французский ), Джон Далтон ( английский ), Клинтон Джозеф Дэвиссон ( США ), Питер Джозеф Вильгельм Дебай ( голландский ), Джеймс Дьюар ( шотландский ), Поль Адриен Морис Дирак ( британский ) , CJ Doppler ( австрийский ), Артур Стэнли Эддингтон ( английский ), Альберт Эйнштейн ( немецкий-U. S. ), Роланд фон Этвёш ( Венгерский ), Шарль Фабри ( Французский ), Габриэль Даниэль Фаренгейт ( Немецкий ), Майкл Фарадей ( Британский ), Густав Фехнер ( Немецкий ), Энрико Ферми ( итальянский ), Ричард Фейнман ( США ), Жан Бернар Леон Фуко ( французский ), Уильям Генри Фокс Талбот ( английский ), Джеймс Франк ( США ), Йозеф фон Фраунгофер ( немецкий ), Огюстен Френель ( французский ), Отто Фриш ( австрийско-британский ), Клаус Фукс ( немецко-британский ), Галилей (Галилей) ( итальянский ), Уильям Гилберт ( английский ), Дональд Артур Глейзер ( У.S. ), Роберт Хатчингс Годдард ( US ), Джозеф Луи Гей-Люссак ( French ), Ганс Гайгер ( German ), Мюррей Гелл-Ман ( US ), Джозайя Уиллард Гиббс ( US ), Пьер Гассенди ( французский ), Томас Грэм ( английский ), Отто фон Герике ( немецкий ), Отто Хан ( немецкий ), Стивен Уильям Хокинг ( английский ), Оливер Хевисайд ( английский ), Вернер Карл Гейзенбург ( немецкий ), Вальтер Гейтлер ( немецкий ), Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц ( немецкий ), Йозеф Генри ( немецкий ). S. ), Густав Герц ( немецкий ), Генрих Рудольф Герц ( немецкий ), Виктор Фрэнсис Гесс ( американский ), Роберт Гук ( английский ), Христиан Гюйгенс ( голландский ), Владимир Николаевич Ипатьев ( US ), Джеймс Хопвуд Джинс ( английский ), Брайан Дэвид Джозефсон ( английский ), Джеймс Прескотт Джоуль ( английский ), Хайке Камерлинг-Оннес ( голландский ), Петр Леонидович Капица ( русский ), Уильям Томсон Кельвин ( английский ), Джон Керр ( шотландский ), Густав Кирхгоф ( немецкий ), Уиллис Юджин Лэмб ( U.S. ), Лев Давидович Ландау ( Советский ), Сэмюэл Пьерпон Лэнгли ( US ), Пьер Симон Лаплас ( Французский ), Макс Теодор Феликс фон Лауэ ( Немецкий ), Эрнест Орландо Лоуренс ( US ) ), Цунг-Дао Ли ( США ), Фредерик Линдеманн ( немецко-британский ), Габриэль Липпман ( французский ), Оливер Лодж ( английский ), Хендрик Антон Лоренц ( голландский ), Эдвин Макмиллан ( США ), Гульельмо Маркони ( итальянский ), Эрнст Мах ( австрийский ), Джеймс Клерк Максвелл ( шотландский ), Юлиус Роберт фон Майер ( немецкий ), Лиза Мейтнер ( австрийский ), ( у. е.S. ), Роберт Миликин ( US ), Генри Гвин-Джеффрис Мозли ( английский ), Роберт Сандерсон Малликин ( US ), Луи Неэль ( французский ), Исаак Ньютон ( английский ), Георг Саймон Ом ( немецкий ), Марк Лоуренс Элвин Олифант ( австралийско-британский ), Дж. (Улиус) Роберт Оппенгеймер ( США ), Блез Паскаль ( французский ), Вольфганг Паули ( США ), Роджер Пенроуз ( английский ), Жан Батист Перрен ( французский ), Огюст Пиккар ( швейцарский ), Макс (Карл Эрнст Людвиг) Планк ( немецкий ), Жюль Анри Пуанкаре ( французский ), Александр Степанович Попов ( Русский ), Селик Пауэлл ( английский ), Людвиг Прандтль ( немецкий ), Эдвард Милл Перселл ( У.S. ), Исидор Исаак Раби ( US ), Джон Уильям Струтт Рэлей ( английский ), Оуэн Уилланс Ричардсон ( английский ), Бертон Рихтер ( US ), Вильгельм Конрад Рентген ( немецкий ), Эрнест Резерфорд ( британский ), Андрей Сахаров ( советский ), Эрвин Шредингер ( австрийский ), Гленн Сиборг ( американский ), Эмилио Сегре ( американский ), Уильям Брэдфилд Шокли ( американский) Зигбан ( шведский ), К. П. Сноу ( английский ), Йоханнес Старк ( немецкий ), Джозеф Уилсон Свон ( английский ), Лео Силард ( США ), Эдвард Теллер ( США ), Бенджамин Томсон ( англо-американский ), Джордж Пэджет Томсон ( английский ), Джозеф Джон Томсон ( английский ), Сэмюэл Чао Чунг Тинг ( США ), Евангелиста Торричелли ( итальянский ), Чарльз Хард Таунс ( США ), Джон Тиндалл ( ирландский ), Джеймс Ван Аллен ( U.С. ), Р.Дж. Ван де Грааф ( США ), Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс ( голландский ), Алессандро Вольта ( итальянский ), Эрнест Томас Синтон Уолтон ( ирландский ), Роберт Александр Уотсон-Ватт ( шотландский ), Вильгельм Эдуард Вебер ( немецкий ), Стивен Вайнберг ( США ), Джон Арчибальд Уиллер ( США ), Вильгельм Вин ( немецкий ), Юджин Пол Вигнер ( США ), Чарльз Томсон Риз Уилсон ( шотландский ), Чен Нин Ян ( U.S. ), Томас Янг ( английский ), Хидэки Юкава ( японский ), Фриц Цвикки ( швейцарский ), Владимир Косма Зворыкин ( США )

Тезаурус английского языка Коллинза – полный и полный, 2-й Версия. 2002 © HarperCollins Publishers 1995, 2002

Что такое физика? — Определение, ответвления, основы и темы — видео и стенограмма урока

Разделы физики

Как уже говорилось ранее, определение физики позволяет подпадать под него многим предметам.Области в физике могут изучать вещи размером с саму Вселенную или частицы настолько маленькие, что вы не можете увидеть их в традиционный оптический микроскоп. Здесь мы рассмотрим некоторые области физики, в которых сегодня работают ученые.

Начнем с масштаба, исследуя те поля, которые смотрят за пределы нашей планеты и в глубины космоса. Космология — это область физики, изучающая всю вселенную как единое целое. Космологи стремятся понять происхождение нашей Вселенной, как она менялась с течением времени и что ее ждет в будущем.

Затем есть астрофизика , которая также пытается понять, как устроена Вселенная. Вместо того чтобы рассматривать ее как единое целое, астрофизики часто разбивают Вселенную на более мелкие части. Астрофизик может изучать свойства всего, от целых скоплений галактик до отдельных звезд, планет или даже меньших тел, движущихся в космосе. Одним из примеров того, что может сделать астрофизик, является упреждающий расчет траектории полета больших астероидов в нашей Солнечной системе, чтобы увидеть, не угрожает ли Земля опасность столкновения с одним из них.

Теперь мы переместимся из космоса на нашу собственную планету с геофизикой . Геофизики изучают физические свойства Земли и ее ближайшего окружения. Они изучают части Земли, такие как тектоника плит, магнитное поле или гидромеханика океанов и атмосферы. Геофизики могут использовать эти данные, которые они собрали, для таких целей, как определение мест добычи ценных металлов и полезных ископаемых, или для того, чтобы убедиться, что земля под строительным проектом безопасна для строительства.

Пока геофизики смотрят на то, из чего состоит Земля, биофизики сосредоточены на существах, живущих на Земле. Биофизики исследуют все, начиная от целых экосистем и заканчивая внутренними процессами и отдельными клетками одного живого организма. Биофизика помогла нам разработать такие технологии, как компьютерная томография и магнитно-резонансная томография, которые позволяют получать изображения внутренней части нашего тела без инвазивных хирургических процедур, чтобы помочь врачам в их работе. Как можно догадаться по их названиям, геофизика и биофизика являются междисциплинарными областями.Геофизика также включает в себя элементы геологии и метеорологии, а биофизика использует концепции из биологии. Что отличает геофизику и биофизику от областей, не основанных на физике, так это то, что они уделяют большое внимание использованию количественного подхода с вычислительными и математическими методами для поддержки своих исследований.

Теперь мы перешли от изучения всей вселенной с помощью космологии к отдельным клеткам с помощью биофизики, но мы еще не закончили. Давайте еще подробнее рассмотрим отдельные атомы, из которых состоит наша Вселенная, с помощью атомной физики .Атомная физика охватывает физические свойства отдельных атомов, а также взаимодействие атомов с другими атомами, электрические поля и магнитные поля.

Тем не менее, мы можем пойти даже меньше, чем отдельные атомы с областью ядерной физики . Ядерная физика не рассматривает весь атом, а занимается только ядром атома. Ядерная физика охватывает такие темы, как радиоактивный распад, ядерный синтез и деление ядер. Известно, что это область физики, которая принесла нам атомную бомбу и использовала ядерную энергию в электростанциях.

Наконец, мы закончим масштабирование photonics . Фотон — это отдельный квант электромагнитной энергии, который для простоты часто рассматривается как частица света, хотя он явно не является частицей. Это одна из самых маленьких известных существующих вещей во Вселенной. Фотоника изучает физические свойства этих фотонов с упором на их использование в качестве передатчика информации, аналогично тому, как электроны в настоящее время используются в современных устройствах.

Те разделы физики, которые мы рассмотрели, далеко не все, что существует. Чтобы назвать еще несколько, есть теоретическая физика, физика плазмы, физика конденсированного состояния и т. д. Но те, которые мы рассмотрели, должны дать вам представление о том, насколько широка область физики. Он включает в себя как самые большие, так и самые маленькие вещи, которые вы только можете себе представить.

Фундаментальные предметные области

Хотя разные разделы физики очень разнообразны, существует ряд основных фундаментальных тем, которые изучает каждый физик, независимо от того, в какой области он или он работает.Здесь мы собираемся сделать краткий обзор этих тем.

Классическая механика является фундаментом, на котором строится современная физика. Он фокусируется на движении частиц в трехмерной системе и основан на трех законах движения, определенных Исааком Ньютоном. Из всех фундаментальных предметных областей классическая механика наиболее легко применима к окружающему миру. Он в основном имеет дело с физическими свойствами твердых объектов, которые можно увидеть невооруженным глазом, потрогать и подержать в руке.

Вы можете узнать, как далеко полетит мяч после удара бейсбольной битой, сколько раз маятник качнется вперед и назад, прежде чем остановится, как работают тормоза в вашем автомобиле или велосипеде и многое другое. Здесь каждый начинает свое путешествие в физику и на чем будет сосредоточена большая часть вашего первого курса физики. Вы узнаете о движении и взаимодействии крупных частиц в одном, двух и трех измерениях, исследуя такие темы, как скорость, ускорение, масса, сила, работа, энергия и импульс.

Термодинамика — область, основанная на физике тепла. Это может охватывать такие темы, как теплопередача, энтропия, внутренняя энергия системы, давление, двигатели и холодильники. Часто при работе с термодинамикой вы имеете дело с системой, содержащей неизвестное количество частиц. Эта система может быть газообразной, твердой или жидкой и даже может меняться между этими фазами с течением времени.

При работе с неизвестным количеством частиц необходимо использовать приближение.Для приближений вам нужны статистические данные и распределения вероятностей. Другими словами, вам нужно поле статистическая механика . Вот почему эти два явления почти всегда сочетаются в физике. Некоторые примеры того, о чем вы можете узнать в этой предметной области, включают в себя то, как работают холодильники, обогреватели и двигатели, что происходит, когда вы открываете дверь в холодный зимний день, и холодный воздух снаружи вступает в контакт с теплым воздухом вашего дома. дом, или как работает процесс, при котором лед в вашей чашке охлаждает ваш напиток.

Теория относительности наиболее известна как область физики, разработанная Альбертом Эйнштейном. Его можно разделить на две подтемы специальной и общей теории относительности. Специальная теория относительности была разработана для описания того, как объекты ведут себя при чрезвычайно высоких скоростях, то есть приближающихся к скорости света. Один из самых интересных выводов, выпадающих из специальной теории относительности, заключается в том, что ни расстояние, ни время не являются постоянными, и оба они меняются в зависимости от скорости, с которой вы движетесь.

Однако специальная теория относительности учитывает только объекты, движущиеся с постоянной скоростью. Но вселенная работает не так. Объекты могут менять свою скорость; они могут ускоряться и замедляться в зависимости от влияния гравитации других объектов вокруг них. Итак, Эйнштейну нужна была теория, учитывающая гравитацию. Эта теория известна как общая теория относительности. Самое важное наблюдение, полученное из общей теории относительности, — это геометрическое понимание гравитации. Вместо внутренней силы притяжения объектов ее можно рассматривать как геометрическое искривление пространства и времени вокруг объекта.Именно этот взгляд на гравитацию позволяет теории относительности работать во всех случаях, и именно на нем основано наше нынешнее понимание черных дыр и теории большого взрыва.

Электричество и магнетизм объединяются в физике, потому что они оба являются свойствами одной из четырех фундаментальных сил природы, электромагнитной силы. В этом разделе вы узнаете об основных электрических и магнитных свойствах материалов, в том числе об электрических зарядах, изоляторах и проводниках, электрическом токе, электрическом потоке, а также о силах и полях, возникающих как из электричества, так и из магнетизма, среди прочего.

Вы также изучите основы работы электрических цепей, включая работу транзисторов, резисторов и конденсаторов, а также различные конфигурации, в которых они могут быть объединены. Благодаря этому вы сможете лучше понять, как функционируют все ваши электронные устройства, такие как сотовые телефоны и компьютеры. Однако дело не только в изобретениях человека; вы также можете узнать, что происходит, когда вы подвергаетесь удару статическим электричеством, или почему электричество легче проходит через некоторые материалы, такие как медь, чем через другие, такие как дерево.Существует множество применений электричества и магнетизма как в устройствах, которые мы используем, так и в природных явлениях, происходящих вокруг нас.

Квантовая механика просто означает физику очень маленьких вещей. На самом деле, он изучает вещи настолько крошечные, что они находятся в масштабе атома или даже меньше. Примером того, что вы можете изучать в квантовой механике, могут быть фотоны, о которых мы говорили ранее, и то, как они часто для простоты рассматриваются как частицы. В квантовой механике мы отказываемся от этой простоты и изучаем истинную природу квантов, таких как фотоны, которые проявляют свойства как частиц, так и волн.Подобные странные явления часто обсуждаются в квантовой механике. Другие примеры того, что рассматривается, включают излучение черного тела, фотоэлектрический эффект, комптоновское рассеяние, принцип неопределенности и многое другое.

Во вводном или общем курсе физики каждая из этих тем будет тем или иным образом затронута. Если вы решите продолжить свое образование в области физики, эти темы будут выделены в отдельный курс или серию курсов и расширены.

Резюме урока

Истоки физики можно проследить вплоть до изучения древними греками философии и окружающего мира.Со временем физика превратилась из неопределенного изучения природы в более конкретное изучение материи и энергии, а также того, как они взаимодействуют друг с другом. Хотя это более конкретное определение, оно по-прежнему позволяет охватить огромное количество тем и областей. Физики изучают все, начиная от всей Вселенной в рамках космологии и заканчивая мельчайшими вещами, которые мы можем представить с помощью фотоники.

Несмотря на то, что физика является такой разнообразной областью, есть несколько основных тем, которые должны изучить все физики.Эти темы состоят из классической механики, термодинамики и статистической механики, теории относительности, электричества и магнетизма и квантовой механики. Вводный курс физики затронет все эти темы.

Результаты обучения

Когда вы закончите, вы сможете:

  • Вспомнить истоки физики
  • Назовите и опишите разделы физики
  • Обсуждать фундаментальные темы физики

Инструменты и ресурсы: Глоссарий по физике | Подготовка к тесту

Примечание За терминами, когда это уместно, следуют тип величины — вектор или скаляр — и условные единицы величины в системе СИ.Также отмечены общепринятые сокращения.

спектр поглощения конкретные длины волн света, поглощаемого газом.

ускорение (вектор; м/с2) скорость изменения скорости.

адиабатический без теплообмена с внешней вселенной.

переменный ток (скаляр; А) вид электрического тока, который регулярно меняет направление во времени.

переменное напряжение электростатический потенциал, регулярно изменяющийся во времени.

амперметр прибор для измерения электрического тока.

ампер (А) единица измерения тока в системе СИ; эквивалентно C/s.

амплитуда (скаляр; м) максимальное смещение объекта при простом гармоническом движении; высота волны от пика до пика.

угловое ускорение (скаляр; радиан/с2) скорость изменения угловой скорости во времени.

угловое смещение (скаляр; радианы) угол между начальным и конечным радиусами после заданного времени движения объекта по окружности.

угловой момент (вектор; Дж) произведение расстояния объекта от точки и его количества движения относительно этой точки.

угловая скорость (скаляр; радиан/с) скорость изменения углового смещения во времени.

пучности точки на стоячей волне, имеющие максимальное смещение, за счет конструктивной интерференции составляющих волн.

атомная масса общее число нуклонов в ядре.

атомная единица массы (а.е.м.) единица массы, соответствующая ядру атома, эквивалентная 1/12 массы ядра углерода.

атомный номер число протонов в ядре.

Число Авогадро число предметов или частиц в моле вещества, а именно 6,02 × 10 23 .

бьет эффект интерференции волн немного отличающейся частоты, создающий рисунок переменной интенсивности.

энергия связи разность энергий между массовой энергией ядра и отдельных составляющих его частиц. Энергия связи высвобождается, когда ядра соединяются во время синтеза.

черное тело объект, который поглощает все падающее на него излучение и прекрасно его излучает.

Боровский радиус средний радиус электрона, вращающегося вокруг одного протона, равен 5,29 × 10 -11 м.

постоянная Больцмана фундаментальная постоянная, обычно встречающаяся в термодинамике, со значением 1.38 × 10 -23 Дж/К.

Британская тепловая единица (БТЕ) ​​единица энергии, часто используемая в технике, эквивалентная 252 калориям или 1,054 кДж.

объемный модуль (скаляр; Н/м 2 ) отношение давления к результирующей деформации сжатия.

выталкивающая сила направленная вверх сила, действующая на объект, помещенный в жидкость.

калория (кал) единица энергии, определяемая как энергия, необходимая для нагревания одного грамма воды на один градус Цельсия, и эквивалентная 4. 184 Дж.

калориметр прибор, используемый для измерения удельной теплоемкости вещества.

емкость (скаляр; F) мера того, сколько заряда может хранить конденсатор.

конденсатор электрическое устройство для накопления разделенного заряда и, следовательно, накопления электростатической потенциальной энергии.

Цикл Карно идеальная последовательность состояний, через которые может проходить тепловая машина, что максимизирует количество тепла, преобразованного в работу.Цикл Карно состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов.

центростремительное ускорение (вектор; м/с 2 ) ускорение объекта при равномерном круговом движении, направленном к центру окружности.

центростремительная сила (вектор; Н) сила, удерживающая объект в круговом движении, направленная к центру окружности.

заряд (скаляр; C) Внутреннее свойство материи, которое заставляет ее создавать электрическое поле и, когда она движется, магнитное поле, а также ощущать силу, обусловленную этими полями.

цепь замкнутый контур, состоящий из таких элементов, как конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и батареи, по которым протекает электрический ток.

деформация сжатия (скалярная величина) частичное изменение объема объекта из-за равномерного давления.

Комптон рассеяние отклонение электронов фотонами.

вогнутое зеркало зеркало с изогнутой внутрь поверхностью, например, внутренняя поверхность сферы.

проводимость передача тепла через неподвижное вещество; также движение ионов или электронов через материал.

проводник материал, через который могут легко проходить электрические заряды.

сохранение энергии фундаментальный закон физики, который гласит, что энергия системы не изменяется, если на систему не действует внешняя сила.

конструктивная интерференция явление, при котором волны, присутствующие одновременно в одном и том же месте, складываются вместе, образуя большую волну.

конвекция перенос тепла за счет движения нагретого вещества, например газа.

собирающая линза линза, в которой сходятся параллельные световые лучи.

выпуклое зеркало зеркало с изогнутой наружу поверхностью, такой как внешняя поверхность сферы.

кулон (C) единица измерения заряда в системе СИ.

критический угол угол падения светового луча, ниже которого происходит полное внутреннее отражение.

ток (скаляр; А) количество электрического заряда, проходящего через точку в единицу времени.

дочернее ядро ​​ ядро, оставшееся после радиоактивного распада.

градуса (°) градации температурной шкалы; также единица измерения угла.

плотность (скаляр; кг/м 3 ) масса на единицу объема.

деструктивная интерференция явление, при котором волны, присутствующие одновременно в одном и том же месте, складываются вместе, образуя меньшую волну, или на мгновение полностью гасятся.

дихроичный обладающий свойством естественного излучения света только с одной поляризацией.

диэлектрическая проницаемость (скаляр) внутреннее свойство вещества, которое указывает количество заряда, индуцируемого в веществе, когда оно помещено в электрическое поле.

дифракция процесс распространения волны, когда она проходит вокруг объекта или проходит через узкое отверстие.

постоянный ток (скаляр; А) вид электрического тока, который течет только в одном направлении.Постоянный ток протекает между клеммами простой батареи, когда они подключены к цепи.

дисперсия Эффект разделения волн, особенно света, на составляющие длины волн при прохождении через среду с показателем преломления, изменяющимся в зависимости от длины волны.

смещение (вектор; м) изменение положения объекта.

рассеивающая линза линза, которая заставляет параллельные световые лучи расходиться.

Эффект Доплера изменение частоты волны, создаваемой движущимся источником. Приближающиеся источники имеют более высокую частоту, а удаляющиеся источники имеют более низкую частоту.

упругое столкновение столкновение двух тел, при котором кинетическая энергия обоих объектов сохраняется.

модуль упругости (скаляр; Н/м 2 ) отношение напряжения к деформации.

эластичность свойство объекта восстанавливать свою форму после деформации.

электрическое поле (вектор; В/м) сила, ощущаемая единичным положительным пробным зарядом в области пространства из-за влияния других зарядов. Электрические поля создаются стационарными и движущимися зарядами.

электрический поток (скаляр; В-м) полная сумма векторов электрического поля, проходящих перпендикулярно через поверхность. Согласно закону Гаусса, электрический поток через замкнутую гауссову поверхность пропорционален общему суммарному заряду, содержащемуся внутри поверхности.

электродвижущая сила (ЭДС; скаляр; В) разность электростатических потенциалов между клеммами цепи или батареи при отсутствии тока.

электрон отрицательно заряженные элементарные частицы, присутствующие в обычном веществе, окружающем ядро.

электроскоп простое устройство для определения наличия чистого электрического заряда.

электростатический потенциал (скаляр; В) количество энергии на единицу положительного заряда, необходимое для перемещения заряда между двумя точками в электрическом поле.

ЭДС (скаляр; В) разность электростатических потенциалов между клеммами цепи или батареи при отсутствии тока. Также называется электродвижущая сила .

излучательная способность (скалярная) внутреннее свойство материала, показывающее, насколько хорошо он излучает тепло.

энергия (скаляр; Дж) способность выполнять работу.

диаграмма уровней энергии диаграмма, иллюстрирующая дискретные энергии, которыми может обладать электрон, вращающийся вокруг ядра.

энтропия (скаляр; Дж/К) фундаментальная термодинамическая величина, которая измеряет, сколько тепловой энергии недоступно для преобразования в работу.

эквипотенциальный поверхность множество позиций в электрическом поле, имеющих одинаковое значение электростатического потенциала. Заряд может двигаться по эквипотенциальной поверхности, не требуя и не выделяя энергии.

принцип эквивалентности принцип общей теории относительности, согласно которому эксперименты, проведенные в инерциальной системе отсчета в гравитационном поле, и эксперименты, проведенные в ускоряющейся системе отсчета, дадут одинаковые результаты.

эфир Среда, в которой когда-то предполагалось, что световые волны распространяются. Светящегося эфира не существует.

фарад (F) единица измерения емкости в системе СИ; эквивалентно A-s/V.

силовые линии графическое изображение электрического поля, магнитного поля или любого другого векторного поля.

фокусное расстояние (скаляр; м) расстояние от фокуса линзы или зеркала до поверхности линзы или зеркала.

фокальная точка точка, в которой пересекаются световые лучи от зеркала или линзы.

сила (вектор; Н) толчок или тяга, которые вызывают ускорение объекта.

диаграмма сил диаграмма, отображающая все силы, действующие на объект.

вынужденные колебания колебания, производимые объектом, связанным с другим вибрирующим объектом, с эффектом усиления колебаний первого объекта.

диаграмма свободного тела другое название диаграммы силы.

частота (скаляр; Гц) количество полных циклов простого гармонического движения в единицу времени; обратная величина периода; число волновых циклов, проходящих фиксированную точку в единицу времени.

трение тормозящая сила между двумя объектами, препятствующая движению.

гальванометр прибор для измерения электрического тока.

гауссова поверхность воображаемый поверхностный заряд, используемый для расчета электрического поля в точках на поверхности по закону Гаусса.

общая теория относительности теория механики, которая рассматривает гравитационные поля как эквивалент относительного ускорения и вводит представление о том, что масса искривляет пространство и время.

генератор устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

период полураспада время, необходимое для распада половины радиоактивного образца.

теплоемкость (скаляр; Дж/К) количество тепловой энергии, необходимое для изменения температуры объекта на один градус.

теплота плавления (скаляр; Дж) теплота, которая должна быть добавлена ​​на единицу массы для фазового перехода вещества между твердым и жидким состояниями. Для перехода из жидкого состояния в твердое выделяется теплота плавления.

теплота парообразования (скаляр; Дж) теплота, которая должна быть добавлена ​​на единицу массы для фазового перехода вещества между жидким и газообразным состояниями. При переходе из жидкого состояния в твердое выделяется теплота парообразования.

генри (H) единица измерения индуктивности в системе СИ, эквивалентная В-с/А.

герц (Гц) единица измерения частоты в системе СИ; эквивалентно s -1 .

идеальный газ совокупность идентичных бесконечно малых частиц, которые взаимодействуют только за счет упругих столкновений.

импульс (вектор; Н-с) произведение средней силы, действующей на объект, и времени, в течение которого она действует.

показатель преломления (скаляр) внутреннее свойство прозрачного вещества, которое измеряет скорость света в материале по сравнению со скоростью света в вакууме.

индуктивность (скаляр; Гн) свойство цепи, представляющее собой константу пропорциональности между скоростью изменения тока в этой цепи и ЭДС, создаваемой этим изменяющимся током.

индукция процесс, при котором в цепи возникают электродвижущие силы из-за изменений в магнитном поле.

неупругое столкновение столкновение между объектами, при котором кинетическая энергия изменяется, например, вследствие деформации или потерь на трение.

инерциальная система отсчета набор координат, который не ускоряется.

изолятор материал, через который не могут протекать электрические заряды.

интенсивность (скаляр; Вт/м 2 ) количество энергии, переносимой волной через единицу площади в единицу времени.

изобарический при постоянном давлении.

изохорный при постоянном объеме.

изотермический при постоянной температуре.

изотопов атомов с ядрами, имеющими одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

джоуль (Дж) единица измерения энергии в системе СИ; эквивалентно кг-м2/с2.

Кельвин (К) единица измерения температуры в системе СИ.

килограмм (кг) единица измерения массы в системе СИ.

кинетическая энергия (скаляр; Дж) энергия движущегося объекта.

кинетическое трение трение, оказывающее сопротивление движению уже движущегося объекта.

кинетическая теория газов модель идеального газа, которая рассматривает его как набор молекул, движущихся в соответствии с законами Ньютона классической механики, и предсказывает макроскопические величины, такие как давление и температура, в терминах молекулярных свойств, таких как скорость молекулы.

скрытая теплота (скаляр; Дж/кг) теплота, необходимая для фазового перехода вещества на единицу массы.

закон сохранения импульса фундаментальный закон физики, который гласит, что линейный импульс системы не изменяется, если на систему не действует внешняя сила.

линейный спектр конкретные длины волн света, поглощаемого и излучаемого газом. Линейчатый спектр различен для каждого типа газа.

линейный импульс (вектор; кг-м/с 2 ) произведение массы и скорости.

силовые линии графическое изображение электрического поля, магнитного поля или любого другого векторного поля.Также называется строк поля .

продольная волна волна, в которой точки на волне движутся параллельно направлению распространения волны.

Сокращение Лоренца Эффект, заключающийся в том, что наблюдатель, движущийся относительно данного объекта, обнаружит, что объект укорачивается по сравнению с измерением наблюдателя, находящегося в состоянии покоя относительно объекта.

громкость (скаляр; децибелы) интенсивность звуковой волны по сравнению с установленным стандартом, а именно с нижним порогом человеческого слуха.

светящийся эфир Эфир — это среда, в которой когда-то предполагалось, что световые волны распространяются. Светящегося эфира не существует.

магнитное поле (вектор; Тл) сила, ощущаемая единичным положительным пробным зарядом, движущимся в пространстве, из-за влияния магнитов или движущихся зарядов. Магнитные поля создаются движущимися зарядами.

магнитный поток (скаляр; Т-м 2 ) полная сумма векторов магнитного поля, проходящих перпендикулярно через поверхность.Согласно закону Фарадея, скорость изменения магнитного потока через поверхность пропорциональна электродвижущей силе, возникающей в замкнутом контуре, содержащем поверхность.

масса (скаляр; кг) внутреннее свойство материи, которое заставляет ее сопротивляться ускорению.

масс-спектрометр прибор, разделяющий ионизированные атомы или молекулы на основе отношения их заряда к массе.

моль мера количества объектов или частиц.Один моль равен 6,02 × 10 23 объектов (число Авогадро).

момент инерции (скаляр; кг-м 2 ) внутреннее свойство объекта, которое заставляет его сопротивляться изменениям во вращательном движении.

импульс (вектор; кг-м/с) см. импульс импульса или угловой момент.

взаимная индуктивность когда изменение в одной цепи вызывает изменение в другой цепи.

нейтрон фундаментальная частица, не имеющая заряда, присутствующая в ядрах обычного вещества.

Ньютон единица измерения силы; эквивалент кг-м/с 2 .

узловые точки точки на стоячей волне, которые вообще не перемещаются из-за деструктивной интерференции составляющих волн.

нормальная сила (вектор; Н) сила, с которой поверхность действует на объект, находящийся на ней и направленный перпендикулярно поверхности.

нормальный перпендикулярный.

северный полюс один конец магнита; конец, который притягивает южный полюс.

ядерное деление процесс деления ядра на два ядра почти одинакового размера.

ядерный синтез процесс соединения двух легких ядер с образованием более тяжелого ядра.

нуклон любая частица, присутствующая в ядре атома, то есть протон или нейтрон.

ядро ​​ положительно заряженное центральное скопление протонов и нейтронов в атоме.

ом (Вт) единица измерения сопротивления в системе СИ; эквивалентно V/A.

непрозрачный имеющий свойство не пропускать свет.

параллель две линии или поверхности, которые никогда не пересекаются. Кроме того, для элементов схемы элементы, которые соединены так, что они имеют одинаковую разность электростатических потенциалов.

родительское ядро ​​ исходное ядро ​​во время радиоактивного распада.

паскаль (Па) единица измерения давления в системе СИ; эквивалент Н/м 2 .

период (скаляр; с) время одного полного цикла простого гармонического движения; время, за которое один цикл волны проходит фиксированную точку.

постоянная проницаемости (m o ) фундаментальная постоянная Вселенной, которая является константой пропорциональности в законе Ампера и имеет значение 1,26 × 10 -6 Тл-м/А.

диэлектрическая проницаемость свободного пространства (e o ) фундаментальная постоянная Вселенной, которая является константой пропорциональности в законе Кулона.

фаза физическое состояние объекта, например твердое, жидкое или газообразное. Также свойство волн указывает на смещение в начальный момент времени.

фотоэлектрический эффект испускание электронов некоторыми металлами при освещении их соответствующей длиной волны света.

фотоэлектроны электроны, испускаемые при фотоэффекте.

фотона дискретных единиц энергии; частицы, связанные с электромагнитным излучением (свет).

шаг (скаляр; Гц) частота звуковой волны.

постоянная Планка (h) фундаментальная постоянная Вселенной, фигурирующая в квантовой механике, имеющая значение 6,626 × 10 -34 Дж-с.

поляризация свойство поперечных волн, особенно световых волн, которое указывает ориентацию смещения волны относительно системы координат.

поляризатор устройство, пропускающее свет только одной поляризации.

потенциальная энергия (скаляр; Дж) энергия объекта, обусловленная его положением или внутренней структурой.

мощность (скаляр; Вт) скорость изменения энергии или скорость выполнения работы.

давление (скаляр; Па) отношение силы к площади, к которой приложена сила.

протон элементарная частица, обладающая положительным зарядом, присутствующая в ядрах обычного вещества.

кванта дискретных единиц энергии.

квантовая механика законы физики, применимые к объектам атомного масштаба.

квантовое число число, описывающее квантовое состояние объекта, например, состояние электрона, вращающегося вокруг ядра.

радиан СИ единица измерения величины угла. Полный круг составляет 2p радиан.

излучение перенос тепла в виде электромагнитных волн.

радиоактивность процесс, при котором некоторые ядра самопроизвольно расщепляются и испускают частицы.

дальность горизонтальное расстояние, которое проходит снаряд.

луч прямолинейное представление пути световой волны.

лучевая диаграмма рисунок световых лучей, используемый для анализа набора оптических устройств, таких как линза или зеркало.

Резистивно-емкостная цепь Цепь, содержащая последовательно соединенные резистор и конденсатор.

реактивное сопротивление (скаляр; Вт) кажущееся сопротивление конденсаторов и катушек индуктивности переменному току.

реальное изображение изображение, полученное в оптическом устройстве, таком как линза или зеркало, которое формируется сходящимися лучами.

преломление искривление света при его прохождении через границу между двумя средами с разными показателями преломления.

сопротивление (скаляр; Вт) константа пропорциональности между приложенной разностью электростатических потенциалов и результирующим током в цепи.

Удельное сопротивление (скаляр; Вт-м) мера того, насколько хорошо ток протекает через материал, на единицу длины и площади поперечного сечения.

Резистор Элемент цепи, препятствующий протеканию тока.

резонанс вибрация, возникающая в объекте на его собственной частоте колебаний или кратной ей из-за того, что находящийся поблизости объект вибрирует на этой частоте.

масса покоя (скаляр; кг) масса объекта, измеренная наблюдателем, находящимся в состоянии покоя относительно объекта.

восстанавливающая сила сила, действующая на пружину при ее растяжении или сжатии, стремящаяся восстановить длину пружины до ее длины в состоянии покоя.

результирующий сумма двух или более векторов.

твердое тело объект, в котором относительное расстояние между внутренними точками не меняется.

Цепь RL Цепь, содержащая последовательно соединенные резистор и катушку индуктивности.

Цепь RLC Цепь, содержащая последовательно соединенные резистор, конденсатор и катушку индуктивности.

среднеквадратичное (rms) способ усреднения, равный квадратному корню из среднего квадратов величины.

вращательная инерция (скаляр; кг-м 2 ) внутреннее свойство объекта, которое заставляет его сопротивляться изменениям вращательного движения. Также называется моментом инерции .

постоянная Ридберга (R) постоянная, встречающаяся при описании линейчатых спектров газов.

скаляр величина с величиной, но без направления; выражается простым числом.

самоиндукция создание электродвижущей силы в замкнутой цепи вследствие изменения тока в этой цепи.

серия для элементов схемы, элементов, которые соединены таким образом, что через них проходит одинаковый электрический ток.

модуль сдвига (скаляр; Н/м 2 ) отношение напряжения сдвига к деформации сдвига.

деформация сдвига (скалярная величина) отношение горизонтального расстояния, на которое сдвигается грань, к высоте объекта.

напряжение сдвига (скаляр; Н/м 2 ) отношение тангенциальной силы к площади нагруженной поверхности.

простое гармоническое движение (SHM) движение объекта с ускорением, пропорциональным смещению, приводящее к повторяющемуся движению.

простой маятник груз, качающийся на конце безмассовой нити под действием силы тяжести.

соленоид длинный прямой виток провода.

южный полюс один конец магнита; конец, который притягивает северный полюс.

специальная теория относительности теория механики объектов, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.

удельная теплоемкость (скаляр; Дж/кг-К) теплоемкость вещества на единицу массы.

спектр распределение длин волн или частот электромагнитного излучения.

жесткость пружины (скаляр; Н/м) константа пропорциональности между приложенной силой и результирующим изменением длины данной пружины.

стандартное давление удобная мера давления, эквивалентная 1 атмосфере или 1,01 × 10 5 паскалей.

стандартная температура ноль градусов Цельсия.

стандартный объем объем идеального газа при стандартной температуре и стандартном давлении, а именно 22,4 литра.

стоячая волна волна, образованная суперпозицией волн, распространяющихся в противоположных направлениях, так что сумма представляет собой волновой импульс, который не движется вдоль среды (см. узловые точки, пучности ).

статическое равновесие состояние объекта, когда сумма всех сил, действующих на него, равна нулю.

статическое трение трение, которое сопротивляется начальному движению объекта.

стационарное состояние квантовое состояние электрона, в котором он не излучает излучение.

принцип суперпозиции правило сложения волн в одной и той же точке, согласно которому результирующая волна представляет собой векторную сумму всех независимых волн.

симпатическая вибрация вибрация, производимая в объекте на его собственной частоте вибрации или кратной ей из-за близлежащего объекта, вибрирующего на этой частоте. Также называется резонанс .

температура (скаляр; K, °C) мера того, насколько горячим или холодным является объект по отношению к эталонному объекту.

деформация при растяжении (скалярная величина) частичное изменение длины объекта под действием приложенной растягивающей силы.

растягивающее напряжение (скаляр; Н/м 2 ) отношение растягивающей силы к площади поперечного сечения, перпендикулярной силе.

тесла (Тл) единица СИ для измерения величины магнитного поля; эквивалентно N/A-m.

теплопроводность (скаляр; Дж/м-К) внутреннее свойство материала, показывающее, насколько хорошо тепло передается через материал.

тепловой контакт контакт между объектами, который позволяет им влиять на температуру друг друга.

тепловое равновесие состояние объектов, находящихся в тепловом контакте, когда они больше не изменяют температуру друг друга.

тепловое расширение явление, при котором большинство веществ увеличиваются в объеме при повышении их температуры.

термодинамика раздел физики, изучающий очень общие свойства материи и энергии. Он также описывает макроскопические свойства вещества с точки зрения микроскопических свойств его компонентов.

термометр прибор для измерения температуры.

пороговая частота минимальная частота, которую должен иметь свет, чтобы заставить фотоэлектроны испускаться данным металлом.

замедление времени эффект, что время движется медленнее в инерциальной системе отсчета, движущейся относительно стационарной.

тороид кольцевая катушка проволоки; соленоид, изогнутый в замкнутый круг.

крутящий момент (вектор; Н-м) толчок или тяга, которые стремятся заставить объект вращаться вокруг фиксированной точки; вращательный аналог силы.

полное внутреннее отражение процесс, при котором свет, проходящий от материала с более высоким показателем преломления к материалу с более низким показателем преломления, отражается на границе, и свет фактически не пересекает границу.

трансформатор устройство, которое используется для передачи переменного напряжения из одной цепи в другую.При этом напряжение может увеличиваться или уменьшаться.

трансмутация процесс превращения одного ядра в другое посредством радиоактивности.

прозрачный имеющий свойство пропускать свет.

поперечная волна волновой импульс, при котором точки на волне движутся перпендикулярно направлению распространения волны.

тройная точка воды температура воды, при которой лед, жидкая вода и водяной пар сосуществуют в тепловом равновесии, определяемая как 0.01°C или 273,15 К.

принцип неопределенности утверждение о том, что в силу законов квантовой механики невозможно одновременно точно измерить положение и импульс частицы или точно измерить энергию частицы за конечное время.

универсальная гравитационная постоянная (G) постоянная пропорциональности в законе всемирного тяготения Ньютона, фундаментальная постоянная Вселенной, имеющая значение 6,67 × 10 -11 Н-м 2 /кг.

вектор величина с величиной и направлением.

компонент вектора проекция вектора на данную координатную ось.

скорость (вектор; м/с 2 ) скорость изменения положения во времени.

виртуальное изображение изображение, полученное в оптическом устройстве, таком как линза или зеркало, которое формируется путем расширения расходящихся лучей.

вольт (В) единица измерения электростатического потенциала в системе СИ; эквивалентно J/C.

вольтметр прибор для измерения разности электростатических потенциалов между двумя точками.

ватт (Вт) единица измерения мощности в системе СИ; эквивалентно Дж/с.

длина волны расстояние между идентичными точками в волновом цикле.

вес (вектор; Н) произведение массы и силы тяжести.

работа (скаляр; Дж) произведение силы, действующей на объект, и расстояния, на которое в результате перемещается объект.Работа приводит к изменению энергии.

работа выхода энергия, необходимая для высвобождения электрона из металла вследствие фотоэффекта.

Модуль Юнга (скаляр; Н/м 2 ) отношение напряжения растяжения к деформации растяжения.

Определения физики и STEM

Определение физики для целей статистики

Данные о степенях физики включают степени, помеченные как физические, а также степени, которые часто присуждаются на факультетах физики, таких как инженерная физика/прикладная физика, астрофизика и подготовка учителей физики.В учреждениях, которые имеют отдельные отделы, например. прикладная физика или астрофизика, данные отражают общее количество ученых степеней, присуждаемых на физических и смежных факультетах.

Значения, попадающие под это определение в классификационную переменную 6-значной классификации учебной программы (CIP) академической дисциплины:

13.1329 ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ФИЗИКИ
14.1201 ИНЖЕНЕРНАЯ/ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА
40. 0202 АСТРОФИЗИКА
40.0299 АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА, ДРУГОЕ
40.0801 Физика, генерал
40.0802 атомная / молекулярная физика
40.0804 Элементарная частица физика
40.0805 Плазма и высокотемпературный физический физик
40.0806 Ядерная физика
40.0807 Оптика / Оптические науки
40.0808 Сплошное состояние и низкотемпературная физика
40.0810 Теоретическая и математическая физика
40.0899 ФИЗИКА, ДРУГОЕ

Определение STEM для статистических целей

STEM расшифровывается как Science, Technology, Engineering, and Mathematics. APS использует определение STEM, данное в отчете Национального центра статистики образования за апрель 2011 года.

Следующие дисциплины включены в определение STEM. Соответствующие коды CIP для каждой дисциплины указаны в вышеупомянутом отчете:

  • Аэрокосмическая техника
  • Химическое машиностроение
  • Гражданское строительство
  • Электротехника
  • Машиностроение
  • Материаловедение
  • Промышленная инженерия
  • Прочее машиностроение
  • Астрономия
  • Химия
  • Физика
  • Другие физические науки
  • Атмосферные науки
  • Науки о Земле
  • Океанография
  • Математика и статистика
  • Информатика
  • Биологические науки
  • Научные технологии
  • Инженерные технологии
  • Прочие научные и инженерные технологии

Переход между вышеупомянутыми академическими дисциплинами и соответствующими кодами CIP можно найти на WebCASPAR (это в основном для использования в IPEDS).

Вопросы?
Электронная почта [email protected]

Физика: физические термины Списки слов

ускорениескорость увеличения скорости или скорость изменения скорости переменный токнепрерывный электрический ток, который периодически меняет направление, обычно синусоидальный амперосновная единица измерения электрического тока в СИ; постоянный ток, который при подаче в двух параллельных проводниках бесконечной длины и незначительного поперечного сечения, расположенных на расстоянии 1 метра друг от друга в свободном пространстве, создает между ними силу 2 × 10–7 ньютонов на метр.1 ампер эквивалентен 1 кулону в секунду. Усилитель — электронное устройство, используемое для увеличения силы сигнала, подаваемого на ангстрему на единицу длины, равной 10–10 метрам, используемое в основном для выражения длин волн электромагнитного излучения. Он эквивалентен отрицательно заряженному иону аниона размером 0,1 нанометра; ион, который притягивается к аноду во время электролиза антиматерия форма материи, состоящая из античастиц, например антиводород, состоящий из антипротонов и позитронов атомэто сущность как источник ядерной энергии барион любая из класса элементарных частиц, масса которых больше или равна к протону, участвуют в сильных взаимодействиях и имеют спин . Барионы — это либо нуклоны, либо гипероны. Барионное число — это число барионов в системе минус число антибарионов, беккерель — производная единица радиоактивности в системе СИ, равная одному распаду в секунду. Взвешенные в жидкости частицы, вызванные бомбардировкой частиц молекулами жидкости. Впервые обнаруженный в 1827 году, он предоставил убедительные доказательства в поддержку кинетической теории молекулярных калорий в единице тепла, равной 4.1868 джоулей (Международная таблица калорий): ранее определялось как количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1°C при стандартных условиях. В настоящее время для научных целей она в значительной степени заменена джоулем. Емкость — свойство системы, которое позволяет ей накапливать электрический заряд. Катодно-лучевая лампа, в которой пучок высокоэнергетических электронов фокусируется на флуоресцентном экране, образуя видимое световое пятно. Устройство с соответствующим отклоняющим оборудованием используется в телевизионных приемниках, визуальных дисплеях, осциллографах и т. д. на любое тело, которое вращается или движется по криволинейной траектории центростремительная силасила, действующая внутрь на любое тело, которое вращается или движется по криволинейной траектории и направлена ​​к центру кривизны траектории или к оси вращения, зарядатрибут материи, посредством которого он отвечает электромагнитным силам, ответственным за все электрические явления, существующим в двух формах, которым произвольно приписываются отрицательные и положительные знаки. давления всех газов увеличиваются одинаково при одном и том же повышении температуры, если они поддерживаются постоянными люм.В настоящее время известно, что этот закон верен только для идеальных газов проводниквещество, тело или система, проводящие электричество, теплоту и т. д. конвекцияпроцесс, при котором массы относительно теплого воздуха поднимаются в атмосферу, часто охлаждаясь и образуя облака, с компенсацией вниз движение более холодного воздуха, космические лучи высокой проникающей способности, возникающие в космическом пространстве и частично состоящие из высокоэнергетических ядер атомов кулон — производная единица электрического заряда в СИ; количество электричества, переносимого за одну секунду током силой 1 ампер; поток электрического заряда через проводник ускорителя частиц циклотронного типа, в котором частицы закручиваются внутри двух D-образных полых металлических электродов, расположенных друг против друга под действием сильного вертикальное магнитное поле, получающее энергию от высокочастотного напряжения, приложенного между этими электродами децибела единица сравнения двух токов, напряжений или уровней мощности, равная одной десятой бел плотностимера плотности вещества, выражаемая как его масса на объем единицы. Измеряется в килограммах на кубический метр или фунтах на кубический фут. Дифракция — отклонение направления волны на краю препятствия на ее пути. и некоторые твердотельные диодыполупроводниковое устройство, содержащее один p-n переход, используемый в цепях для преобразования переменного тока в постоянный ток постоянный токнепрерывный электрический ток, который течет только в одном направлении без существенного изменения величиныэффект Доплераявление, наблюдаемое для звуковых волн и электромагнитного излучения, характеризуется изменением кажущейся частоты волны в результате относительного движения между наблюдателем и землей-источником связь между электрической цепью или устройством и землей, находящейся при нулевом электрическом потенциале любое явление, связанное с неподвижными или движущимися электронами, ионами , электродвижущая сила других заряженных частиц источник энергии, который может вызвать е ток для протекания в электрической цепи или устройстве электронной стабильной элементарной частицы, присутствующей во всех атомах, обращающихся вокруг ядра в количестве, равном атомному номеру элемента в нейтральном атоме; лептон с отрицательным зарядом 1. 602 176 462 × 10–19 кулонов, масса покоя 9,109 381 88 × 10–31 кг, радиус 2,817 940 285 × 10–15 метров и вращение энергии — мера этой способности, выраженная в виде работы, которую она совершает. делает при переходе в некоторое заданное ссылочное состояние. Измеряется в джоулях (единицах СИ) фарад, производной единице СИ электрической емкости; емкость конденсатора, между обкладками которого потенциал в 1 вольт создается зарядом в 1 кулон поля области пространства, являющейся векторным полем; область пространства, находящаяся под влиянием какой-либо скалярной величины, такой как температурное деление, расщепление атомного ядра на примерно равные части либо спонтанно, либо в результате удара частицы, обычно с выделением энергии, флуоресценция, испускание света или другое излучение от атомов или молекул, которые бомбардируются частицами, такими как электроны, или излучение от отдельного источника.Бомбардирующее излучение производит возбужденные атомы, молекулы или ионы, и они излучают фотоны, когда возвращаются в основное состояние, вызывая динамическое воздействие, которое переводит тело из состояния покоя в состояние движения или изменяет скорость его движения. Величина силы равна произведению массы тела на частоту его ускорения — число раз, которое периодическая функция или вибрация повторяет себя за заданное время, часто 1 секунду. Измеряется обычно в герцах. Сопротивление трения, возникающее при движении одного тела относительно другого тела, с которым оно находится в контакте. воспламенение заряда взрывчатого вещества термоядерная реакция, при которой два ядра объединяются в ядро ​​с выделением энергии гамма-излученияэлектромагнитное излучение с длиной волны 10-9 сантиметров или меньше: может быть вызвано реакциями ядер или элементарных частиц или взаимодействием электронов высокой энергии с генератором материи любое устройство для преобразования механической энергии в электрическую энергию посредством электромагнитной индукции, особенно большое, как в электростанции гравитационная волна волнообразное движение в гравитационном поле, возникающее, когда масса ускоряется или иным образом возмущается; они перемещаются в пространстве-времени со скоростью света, и самые сильные источники — это те, у которых самые сильные гравитационные поля, хотя волны очень слабые; Предсказанный Эйнштейном в 1916 г. , но впервые непосредственно наблюдавшийся до 2015 г. гравитациясила притяжения, которая перемещает или имеет тенденцию перемещать тела к центру небесного тела, такого как период полураспада Земли или Лунывремя, необходимое для половины атомов в радиоактивном материал, подвергающийся затуханию, герц — производная единица частоты в системе СИ; частота периодического явления, периодичность которого составляет 1 секунду; 1 цикл в секунду гиперон любой барион, не являющийся нуклонным импульсомсила, приводящая тело в движение или стремящаяся сопротивляться изменению индуктивности движения теласвойство электрической цепи, в результате которого при изменении тока создается электродвижущая сила в той же цепи (самоиндукция) или в соседней цепи (взаимная индуктивность).Обычно измеряется в генри. Инерция — тенденция тела сохранять состояние покоя или равномерного движения, если на него не действует внешняя сила. Инфракрасная часть электромагнитного спектра с большей длиной волны, чем у света, но меньшей, чем у радиоволн; излучение с длиной волны от 0,8 микрометра до 1 миллиметра джоуля — производная единица работы или энергии в системе СИ; работу, совершаемую при перемещении точки приложения силы в 1 ньютон на расстояние 1 м в направлении действия силы. 1 джоуль эквивалентен 1 ватт-секунде, 107 эргам, 0,2390 калории или 0,738 фут-фунта-кельвина — основной единице термодинамической температуры в системе СИ; доля 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды Обозначение: К кинетическая энергия — энергия движения тела, равная работе, которую оно совершило бы, если бы его остановили. Поступательная кинетическая энергия зависит от движения в пространстве и для твердого тела постоянной массы равна произведению половины массы на квадрат скорости.Кинетическая энергия вращения зависит от вращения вокруг оси и для тела с постоянным моментом инерции равна произведению половины момента инерции на квадрат угловой скорости. В релятивистской физике кинетическая энергия равна произведению увеличения массы, вызванного движением, на квадрат скорости света. Единицей СИ является джоуль, но в атомной физике часто используется электронвольт.Все фотоны, участвующие в процессе излучения, имеют одинаковую энергию и фазу, так что лазерный луч является монохроматическим и когерентным, что позволяет наводить его на линзу с точным фокусом устройство, которое расходит или сводит пучок электромагнитного излучения, звука или лептонных частиц. группы элементарных частиц и их античастиц, таких как электрон, мюон или нейтрино, которые участвуют в электромагнитных и слабых взаимодействиях и обладают полуинтегральной спиновой люминесценциейизлучение света при низких температурах любым процессом, кроме накала, таким как фосфоресценция или хемилюминесценция массафизическая величина, выражающая количество вещества в теле.Это мера сопротивления тела изменениям скорости (инерционная масса), а также силы, испытываемой в поле тяготения (гравитационная масса): согласно теории относительности, инертная и гравитационная массы равны материи, занимающей пространство и имеющей масса, в отличие от субстанции ментальной, духовной и т. д., мезона любой группы элементарных частиц, такой как пион или каон, которая обычно имеет массу покоя между массами электрона и протона и интегральный спин.Они отвечают за силу между нуклонами в атомном ядре микроволнового электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 0,001 метра: используются в радиолокации, кулинарии и т. д. Произведение физической величины, такой как сила или масса, и ее расстояние от фиксированной точки отсчета точечный импульспроизведение массы тела и его скорости мюона положительной или отрицательной элементарной частицы с массой в 207 раз больше массы электрона и спина. Первоначально он назывался мю-мезоном, но теперь классифицируется как лептонное нейтрино — стабильная лептонная нейтральная элементарная частица с очень малой или, возможно, нулевой массой покоя и спином, движущаяся со скоростью света.Существуют три типа, связанные с электроном, мюоном и частицей тау, нейтроном, нейтральной элементарной частицей с массой покоя 1,674 × 10–27 кг и спином; классифицируется как барион. В ядре атома он стабилен, но в свободном состоянии распадается на ньютон — производную единицу силы в системе СИ, сообщающую массе в 1 килограмм ускорение 1 метр в секунду; эквивалентно 105 динам или 7,233 фунтам нуклонный протон или нейтрон, особенно присутствующий в атомном ядре ядроцентральная часть головы кометы, состоящая из мелких твердых частиц льда и замороженных газов, которые испаряются при приближении к солнцу, образуя кому и хвостовой ом — производная единица электрического сопротивления в системе СИ; сопротивление между двумя точками на проводнике, когда постоянная разность потенциалов в 1 вольт между ними создает ток в 1 ампер закон Ома принцип, согласно которому электрический ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов на нем, при условии, что температура остается неизменной постоянный. Константа пропорциональности — это сопротивление проводящей частицы — тела с конечной массой, которое можно рассматривать как имеющее пренебрежимо малые размеры, а внутреннее строение паскаль — производная единица давления в системе СИ; давление, оказываемое на площадь 1 квадратный метр силой 1 ньютон; эквивалентно 10 динам на квадратный сантиметр или 1,45 × 10–4 фунта на квадратный дюйм. Постоянная Планка или постоянная Планка — фундаментальная постоянная, равная энергии любого кванта излучения, деленной на его частоту. Имеет значение 6.62606876 × 10–34 джоуля разность потенциалов в секундахразность электрических потенциалов между двумя точками в электрическом поле; работа, которую необходимо совершить для переноса единичного положительного заряда из одной точки в другую, измеряемая в вольтах. Измеряется в джоулях (единицах СИ), электронвольтах, эргах и т. д. Протонная стабильная, положительно заряженная элементарная частица, находящаяся в атомных ядрах в количестве, равном атомному номеру элемента. Это барион с зарядом 1,602176462 × 10–19 Кл, массой покоя 1,672 62159 × 10–27 кг и спиновым квантом — наименьшей величиной некоторого физического свойства, такого как энергия, которой система может обладать в соответствии с квантовой теория излучения испускание или перенос лучистой энергии в виде частиц, электромагнитных волн, звука и т. д. радиоактивность самопроизвольное испускание излучения атомными ядрами. Излучение может состоять из альфа-, бета- и гамма-излучения; этих линий в земном спектре, обычно в результате эффекта Доплера, вызванного удалением объекта отражениеакт отражения или состояние отражения преломлениеизменение направления распространяющейся волны, такой как свет или звук, при прохождении из одной среды в другую, в которой она имеет различную относительную скорость любая из двух теорий, разработанных Альбертом Эйнштейном, специальная теория относительности, которая требует, чтобы законы физики были одинаковыми, как их видят любые два разных наблюдателя в равномерном относительном движении, и общая теория относительности, которая рассматривает наблюдателей с относительным ускорением и ведет к теории сопротивления гравитации. к потоку электрического тока через компонент цепи, среду или вещество.Это величина действительной части импеданса, измеряемая в омах Резерфордская единица активности, равная количеству радиоактивного нуклида, необходимому для производства одного миллиона распадов в секунду полупроводникового устройства, такого как транзистор или интегральная схема, которое зависит от свойства такого вещества простое гармоническое движение форма периодического движения частицы и т. д., при которой ускорение всегда направлено к некоторой точке равновесия и пропорционально смещению от этой точки спектр распределение цветов, возникающее при рассеивании белого света призма или дифракционная решетка.Происходит непрерывное изменение длины волны от красной, самой длинной волны, до фиолетовой, самой короткой. Обычно различают семь цветов: фиолетовый, индиго, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Статическое электричество. Электрические искры или треск, возникающий при трении субатомных частиц. В металлах это происходит при очень низких температурах, но в некоторых керамических материалах возникает сверхпроводимость при более высоких температурах. капиллярности и т. д. тау-частица — неустойчивый отрицательно заряженный лептон с массой ок.1777 МэВ/c2 (или примерно в 3490 раз больше, чем у электрона) и среднее время жизни 2,2 × 10-13 секунд. гравитация через жидкость, особенно атмосферный термостат устройство, поддерживающее в системе постоянную температуру. Он часто состоит из биметаллической полосы, которая изгибается при расширении и сжатии с температурой, разрывая и вступая в контакт с трансформатором электропитания, устройством, передающим переменный ток из одной цепи в одну или несколько других цепей, обычно с увеличением (шаг повышающий трансформатор) или понижение (понижающий трансформатор) напряжения.Входной ток подается на первичную обмотку, а выходной сигнал берется со вторичной обмотки или обмоток, индуктивно связанных с первичным транзистором. напряжение или ток, подаваемые на один или несколько указанных электродов. Устройство способно к усилению и т. д. и заменило лампу в большинстве цепей, поскольку оно намного меньше, надежнее и работает при гораздо более низком напряжении ультрафиолетовой части электромагнитного спектра с длинами волн короче, чем у света, но длиннее, чем у рентгеновских лучей. ; в диапазоне 0.4 × 10–6 и 1 × 10–8 метров — вакуумная область, не содержащая материи; скорость в свободном пространстве— мера скорости движения тела, выражающаяся в скорости изменения его положения в определенном направлении во времени. Измеряется в метрах в секунду, милях в час и т. д. Вязкость — мера этого сопротивления, равная касательному напряжению на жидкости, подвергающейся прямолинейному течению, деленному на градиент ее скорости. Он измеряется в ньютон-секундах на метр квадратный вольт — производная единица измерения электрического потенциала в системе СИ; разность потенциалов между двумя точками на проводнике с током в 1 ампер, когда мощность, рассеиваемая между этими точками, составляет 1 ватт — производная единица мощности в системе СИ, равная 1 джоулю в секунду; мощность, рассеиваемая током в 1 ампер, протекающим через разность потенциалов в 1 вольт.1 ватт эквивалентен 1,341 × 10–3 л.с. направление распространения между двумя точками одной и той же фазы в последовательных циклах волнового рентгеновского электромагнитного излучения, испускаемого при бомбардировке вещества быстрыми электронами. Рентгеновские лучи имеют длину волны короче, чем у ультрафиолетового излучения, то есть меньше примерно 1 × 10–8 метров.Они простираются до неопределенно коротких длин волн, но ниже примерно 1 × 10–11 метров их часто называют гамма-излучением. ▷ См. физику

. Все права защищены.

Глоссарий по физике и астрономии

Технические термины науки имеют очень специфическое значение. Стандартные словари не всегда являются лучшим источником полезной и правильное их определение.

Этот глоссарий не претендует на полноту.Основное внимание уделяется тем терминам, которые вызывают у учащихся особые трудности. Некоторые слова имеют тонкие и запутанные значения, которые невозможно понять. заключено в кратком определении. Для этого и существуют учебники. Хороший Глоссарий по элементарной физике можно найти в Приложении G-1 Киркпатрик и Уилер, Физика, Мировоззрение, Сондерс, 1992.

Этот документ постоянно находится в разработке и, возможно, никогда не будет законченный.

Глоссарий

Точно. Полностью соответствует некоторому стандарту. Имея очень небольшая ошибка любого рода. См.: Неопределенность. Сравните: точный.

Абсолютная неопределенность. Неопределенность измеряемой величины обусловлена к присущим вариациям самого процесса измерения.Неопределенность в результате происходит из-за комбинированного и кумулятивного воздействия этих неопределенности измерений, которые использовались при расчете этого результат. Когда эти неопределенности выражаются в тех же единицах, что и сами величины называются абсолютными неопределенностями . Значения неопределенности обычно прикрепляется к указанному значению экспериментального измерения или результат, один общий формат: (количество) ± (абсолютная неопределенность в таком количестве).

Сравните: относительная неопределенность.

Действие. Этот технический термин является историческим пережитком 17-го века. века, прежде чем были поняты энергия и импульс. В современном терминологии, действие имеет размерность энергия × время. Планка константа имеет эти размерности, и поэтому иногда называется Планковский квант действия .Пары измеримых величин произведение которых имеет размерность энергия × время, называются сопряженных величин в квантовой механике, и имеют особое отношение друг к другу, выраженное в принцип неопределенности. К сожалению слово действие сохраняется в учебники в бессмысленных формулировках третьего закона Ньютона: «Действие равняется реакции.Это утверждение бесполезно для современного студента, кто не имеет ни малейшего представления о том, что такое действие. См.: 3-й закон Ньютона. за полезное определение. См. также принцип неопределенности Гейзенберга.

Постоянная Авогадро. Постоянная Авогадро имеет единицу измерения моль -1 . Это , а не просто число, и должно , а не , , номер Авогадро. Это это можно сказать что число частиц в грамм-моль составляет 6,02 х 10 23 . В некоторых старых книгах это значение называется числом Авогадро . и когда это сделано, к нему не прикрепляются никакие подразделения. Это может быть сбивает с толку и вводит в заблуждение учащихся, которые добросовестно пытаются узнать, как сбалансировать единицы в уравнениях.

Один должен указать, является ли значение постоянной Авогадро выражено для грамм-моль или килограмм-моль.Несколько книг предпочитают килограмм-моль. Название единицы измерения грамм-моль просто моль . Название единицы килограмм-моль: кмоль . Когда используется килограмм-моль, постоянная Авогадро должна можно записать: 6,02252 x 10 26 кмоль -1 . Дело в том, что постоянная Авогадро имеет единицы, далее убеждает нас, что это , а не ‘просто число.

Хотя это кажется непоследовательным, базовой единицей СИ является грамм-моль. Как Марио Иона напоминает мне, что SI — это , а не , это система МКС. Некоторые учебники до сих пор предпочитаю использовать килограмм-моль или, что еще хуже, использовать его и грамм-моль. Это влияет на их указанные значения универсальной газовой постоянной. и постоянная Фарадея.
Является ли постоянная Авогадро просто числом? Как насчет тех учебников, которые говорят «У вас может быть крот из звезд, песчинок или людей.«В науке мы do использовать сущности, которые просто чисел, такие как , e, 3, 100 и т. д. Хотя это , используемые в науке , их определения независимы от науки . Ни один научный эксперимент не может никогда определить их стоимость, кроме приблизительно. постоянная Авогадро, однако должно быть определено экспериментально, например считая числом атомов в кристалле. Значение Число Авогадро, найденное в справочниках, — это экспериментально . определенное число.Вы не обнаружите его ценность экспериментально, считать звезды, песчинки или людей. Вы найдете его, только подсчитав атомы или молекулы чего-либо с известной относительной молекулярной массой. И ты не обнаружит, что это играет какую-либо роль в каком-либо уравнении или теории о звездах, песок или люди.

Обратная константа Авогадро численно равна единая атомная единица массы, u, то есть 1/12 массы углерода 12 атом.

1 ед. = 1,66043 x 10 -27 кг = 1/6,02252 x 10 23 моль -1 .

Потому что. Вот слово, которого лучше избегать в физике. Всякий раз, когда он появляется можно быть почти уверенным, что это слов-заполнителей слов в предложении которое не говорит ничего стоящего, или слово, используемое, когда не можешь придумать уважительная или конкретная причина. В то время как использование слова потому что как звено в цепочке логических шагов доброкачественное, его все равно следует заменить со словами, более конкретно указывающими на тип ссылки, которая имел в виду. Понять, почему.

Иллюстративная басня: Искатель истины искал мудрости у Гуру, который жил отшельником на вершине гималайской горы. После долгого и трудный подъем на вершину горы ищущему была дарована аудиенция.Сидя у ног великого Гуру, искатель смиренно сказал: «Пожалуйста, ответь мне на вечный вопрос: почему? Гуру поднял глаза на небо, немного помедитировал, затем посмотрел ищущему прямо в глаза и ответил, с видом проницательной глубины, ‘Потому что!’
Емкость. Емкость конденсатора измеряется следующей процедурой: на его пластин, а затем измерить потенциал между пластинами.Тогда С = |Q/V|, где Q — заряд одной пластин.

Конденсаторы для использования в цепях состоят из двух проводников (пластин). Мы говорят о конденсаторе как о «заряженном», когда он имеет заряд Q на одной пластине, и -К с другой. Конечно, чистый заряд всего объекта равен нулю; то есть к заряженному конденсатору не добавился чистый заряд, но он подвергся внутреннему разделению заряда.К сожалению, этот процесс обычно называют заряжающим конденсатором, что вводит в заблуждение потому что это предполагает добавление заряда к конденсатору. На самом деле этот процесс обычно состоит из перемещения заряда с одной пластины на другую. Емкость отдельного объекта, скажем, изолированной сферы, определяется считая другую пластину бесконечной сферой, окружающей Это.Объект получает заряд, перемещая заряд из бесконечной сферы, который действует как бесконечный резервуар заряда («земля»). потенциал объекта — это потенциал между объектом и бесконечная сфера.

Емкость зависит только от геометрии физического конденсатора. структура и диэлектрическая проницаемость материальной среды, в которой электрическое поле конденсатора существует.Размер емкости конденсатора один и тот же независимо от заряда и потенциала (при условии, что диэлектрическая константа не меняется). Это верно, даже если заряд на обеих пластинах уменьшается до нуля, поэтому потенциал конденсатора равен нулю. Если конденсатор с зарядом на пластинах имеет емкость, скажем, 2 мкФ, то его емкость тоже 2 мкФ, когда пластины не имеют заряда.Это должно напомнить нам, что C = |Q/V| является не сам по себе определение емкости, а просто формула, которая позволяет нам связать емкость с зарядом и потенциал при пластинах конденсатора равны и противоположны заряжать на них.

Распространенным заблуждением относительно электрической емкости является предположение, что емкость представляет собой максимальное количество заряда, которое может хранить конденсатор. Это заблуждение, потому что конденсаторы не хранят заряд (их общий заряд равен нулю), но их пластины имеют равные и противоположный заряд. Это неправильно, потому что максимальный заряд, который можно поставить на обкладке конденсатора определяется потенциалом, при котором диэлектрическая происходит поломка. Сравните: мощность.

Вероятно, нам следует избегать фраз «заряженный конденсатор» или «зарядка аккумулятора». конденсатор’.Некоторые предложили альтернативное выражение «активизация конденсатор», потому что процесс заключается в том, чтобы дать конденсатору электрическую потенциальную энергию, переставляя в ней заряды.

Емкость. Это слово используется в названиях величин, выражающих относительное количество некоторого количества по отношению к другому количество, от которого оно зависит.Например, теплоемкость равна dU/dT, где U — внутренняя энергия, T — температура. Электрическая мощность, или Емкость — еще один пример: C = |dQ/dV|, где Q — величина заряда на каждой пластине конденсатора, а V — потенциал разница между пластинами.

Центробежная сила. Когда неинерциальная вращающаяся система координат используется для анализа движения, закон Ньютона F = m a равно , а не правильно, если к реальным силам не добавить фиктивную силу называется центробежной силой . Необходимая центробежная сила безынерционная система равна и противоположна центростремительной сила рассчитана в инерциальной системе.Поскольку центробежный и центростремительные силы — это понятия, используемые в двух разных формулировки проблемы, их ни в коем случае нельзя считать пара сил реакции. Кроме того, они действуют на одно и то же тело, а не на разные. тела. См.: центростремительная сила, действие, и инерциальные системы.

Центростремительная сила. центростремительная сила радиальная составляющая чистой силы, действующей на тело при анализе задачи в инерциальной системе. Сила направлена ​​внутрь к мгновенному центру искривление траектории тела. Размер силы mv 2 /r, где r — мгновенный радиус кривизны. См.: центробежная сила.

сг. Система единиц, основанная на основной метрике единицы: сантиметр, грамм и секунда.

Классическая физика. Физика, разработанная примерно до 1900 г., прежде чем мы узнали об относительности и квантовой механике. См.: современная физика.

Закрытая система . Физическая система, на которой нет внешних воздействует на действие; закрыты, чтобы ничего не попало и не вышло системе, и ничто извне не может повлиять на наблюдаемую систему. поведение или свойства.

Очевидно, что мы никогда не смогли бы проводить измерения в закрытой системе, если бы не были в нем , ибо никакая информация о нем не могла выйти из него! На практике мы немного ослабляем условие и настаиваем только на том, что не должно быть никаких взаимодействий с внешним миром, которые могли бы повлиять на свойства изучаемой системы.

† Кроме того, когда экспериментатор является частью системы, все возникают другие проблемы.Это дилемма, которую физики должны решить с: тот факт, что если мы проводим измерения, мы являемся частью системы, и должны быть очень уверены, что мы проводим эксперименты, чтобы факт не искажает и не искажает результаты.
Законсервировано. Говорят, что количество сохраняется , если при заданных условиях его значение не меняется со временем.
Пример : В закрытой системе заряд, масса, сумма энергия, импульс и угловой момент системы сохраняются. (Теория относительности допускает, что массу можно преобразовать в энергии и наоборот, поэтому мы изменим это, чтобы сказать, что масса-энергия сохраняется.)
Текущий. Скорость прохождения заряда через элемент цепи или через фиксированное место в токопроводящем проводе, I = дкв/дт.

Предупреждение о неправильном использовании. Очень распространенная ошибка в учебниках — говорить о «потоке ток’.Ток сам по себе является потоком заряда; что же тогда может течь текущего’ означает? Это либо избыточно, либо вводит в заблуждение, либо неверно. Это выражение следует вычеркнуть из нашего лексикона. Сравните аналогичную ошибку: «Скорость движется на запад».

Данные. Слово data является множественным числом слова datum . Примеры правильного использования:

«Данные разумны, учитывая…»
«Данные были получены в течение трех дней.
«Насколько хорошо данные подтверждают теорию?»
Получение. Чтобы получить результат или вывод, нужно показать, используя логику и математика, как вывод логически следует из некоторых данных факты и принципы.

Размеры. Основные измеримые параметры системы единиц в физика — те, которые определяются через операциональные определения.Все другие измеримые величины в физике определяются с помощью математических связи с фундаментальными величинами. Поэтому любой физический измеримый может быть выражена как математическая комбинация измерений. См.: операционные определения.

Пример : В системе MKSA (метр-килограмм-секунда-ампер) единиц, длина, масса, время и ток являются фундаментальными измеримые величины, символически представленные L, M, T и I.Следовательно мы говорим, что скорость имеет размерность LT -1 . Энергия имеет размеры ML 2 T -2 .
Несоответствие. (1) Любое отклонение или отклонение от ожидал. (2) Разница между двумя измерениями или результатами. (3) Отличие экспериментального определения величины и его стандартное или принятое значение, обычно называемое экспериментальное расхождение.

Эмпирический закон. Закон, строго основанный на опыте, который может отсутствие теоретической базы.

Электричество. Это слово обозначает филиал или подразделение физика, так же как и другие разделы называются «механикой», «термодинамика», «оптика» и т. д.

Предупреждение о неправильном использовании: Иногда слово электричество в просторечии используется неправильно, как если бы он называл физическую величину, например «Конденсатор накапливает электричество» или «Электричество в резистор выделяет тепло. ‘ Такого использования следует избегать! Во всех таких случаях имеется более конкретный или точный слова, такие как «Конденсатор хранит электрической энергии», « резистор нагревается электрическим током ,» и «Утилита компания взимает с меня плату за электроэнергии, которую я использую». (Я не заряжается на основе мощности , поэтому эти компании не должны называть себя Власть компаний.У некоторых уже есть изменили свои названия на что-то вроде «… Энергия»)
Энергия. Энергия является свойством тела, а не материальной субстанции. При взаимодействии тел энергия одного может возрастать за счет другое, и это иногда называют передачей энергии . Этот означает ли , а не , что мы могли бы перехватить эту энергию в пути и разлить по бутылкам. После передачи одно из тел может иметь более высокую энергии, чем раньше, и мы говорим об этом как о «накопленной энергии». Но это не означает, что энергия «содержится в нем» в том же смысле, что и вода в ведре.
Пример неправильного употребления: «Земные полярные сияния — северное и южное огни — иллюстрируют, как энергия солнца распространяется на нашу планету». — Science News, 149 , 1 июня 1996 г. Это предложение затуманивает понимание. процесса взаимодействия энергичных заряженных частиц Солнца с магнитным полем Земли и нашей атмосферой, чтобы привести к полярным сияниям.

Всякий раз, когда вы слышите, как люди говорят об «энергетических полях», «психической энергии», и другие выражения, трактующие энергию как «вещь» или «вещество», вы знаете, они не говорят о физике, они говорят о самогоне.

В некоторых шарлатанских теориях восточной медицины, таких как цигун (произносится как chee gung ) считается, что что-то называется qi циркулировать в организме по определенным, картируемым путям, называемым меридианы. Эта идея пронизывает надуманное объяснения/рационализации акупунктуры, а qi является обычно переводится на английский как Energy . Никто никогда нашел эту так называемую «энергию», ни подтвердил уникальность ее пути меридианов, и не проверено с помощью надлежащих двойных слепых тестов, что любая терапия или лечение, основанное на теории, действительно работает. То сторонники qi не могут сказать, является ли это жидкостью, газом, зарядом, ток или что-то еще, и их теория требует, чтобы он не подчинялся любой из известных физике носителей энергии.Но как только мы слышим кто-то говорит об этом, как будто это вещь мы знаем, что они не наука, а шарлатанство.

Утверждение «Энергия есть свойство тела» нуждается в пояснении. Так как со многими вещами в физике размер энергии зависит от система координат. Тело, движущееся со скоростью V в одной системе координат, имеет кинетическая энергия мВ 2 . Это же тело имеет нулевую кинетическую энергии в системе координат, движущейся вместе с ней со скоростью V. Поскольку никакая инерциальную систему координат можно считать «особой» или «абсолютной», мы не следует говорить: «Кинетическая энергия тела равна…», а следует говорить: «Кинетическая энергия тела равна…». кинетическая энергия тела, движущегося в этой системе отсчета, равна …’

Равный. [Не все равные равны.] Слово равно и символ ‘=’ имеет различных применений.Словарь предупреждает, что равные вещи похожи или согласуются в определенном смысле в отношении к указанным свойствам. Это мы должны быть осторожны с указанным смысл и заданные свойства.

Значение математического символа «=» зависит от того, что стоит по обе стороны от него. Когда он стоит между векторами, это символизирует, что векторы равны как по размеру , так и по направлению .

В алгебре знак равенства стоит между двумя алгебраическими выражениями и указывает на то, что два выражения связаны рефлексивным, симметричным и переходное отношение. Математические выражения по обе стороны Знак ‘=’ математически идентичен и взаимозаменяем в уравнениях.

Когда знак равенства стоит между двумя математическими выражениями с физический смысл, он означает совсем другое.В физике мы может правильно написать 12 дюймов = 1 фут, но написать 12 = 1 просто. неправильно. В первом случае уравнение говорит нам о физически эквивалентных измерения. Оно имеет физический смысл, и единицы измерения являются незаменимым часть количества.

Когда мы пишем a = d v /dt, мы получаем , определяющее ускорение. с точки зрения скорости изменения скорости во времени.Никто не проверяет определение опытным путем. Однако эксперимент может показать, что в некоторых случаях (например, свободно падающее тело) ускорение тела постоянно.

Трехстрочный знак равенства, = , часто используется для обозначения «определенного равенства». к’. К сожалению, этот символ не является частью набора символов HTML, поэтому в этом документе вместо этого мы используем подчеркнутый знак равенства.
Когда мы пишем F = m a , мы выражаем отношение между измеримая величина, которая сохраняется при определенных условиях, квалификации и ограничения. Это больше, чем уравнение. Один необходимо, например, указать, что все измерения производятся в инерциальной системе отсчета, ибо в противном случае это соотношение не является правильным в его нынешнем виде и должен быть изменен. Многие физические законы, включая этот, также включают определения.Это уравнение может быть считается определением силы, если m и a предварительно определены. Но если F было определено ранее, это можно принять как определение массы. Но тот факт, что это соотношение может быть экспериментально проверено и, возможно, оказаться ложным (при определенных условиях) показывает, что больше , чем простое определение.

Дополнительное обсуждение этих моментов можно найти в книге Арнольда Арона. Руководство по вводному обучению физике , раздел 3.23, перечислено в ссылки в конце этого документа.

Замечание по использованию: Когда читает вслух уравнений, мы часто говорим: «F равно м а’. Это, конечно, говорит о том, что две вещи математически равны в уравнениях, и что одно может заменить другое. Это , а не . говоря, что F — это , физически то же самое, что и m a .Возможно уравнения не предназначались для чтения вслух, ибо устное слово не иметь тонкости значения, необходимые для задачи. По крайней мере, мы должны понимать, что устные уравнения в лучшем случае являются сокращенным приближением к имея в виду; словесное описание символов. Если бы мы попытались говорить физический смысл, это было бы что-то вроде: «Закон Ньютона говорит нам что чистая векторная сила, действующая на тело массы m, математически равно произведению его массы на вектор ускорения. ‘ В учебнике такие слова появляются в тексте рядом с уравнением, на по крайней мере, при первом появлении уравнения.
Ошибка. В разговорном языке «ошибка». В техническом использовании ошибка является синонимом экспериментальной неопределенности в измерение или результат. См.: неопределенность.

Анализ ошибок. Математический анализ, сделанный, чтобы показать количественно, как неопределенности в данных приводят к неопределенности в расчетах результатов, и найти размеры неопределенности результатов. [В математика слово анализ является синонимом исчисление , или «метод математического расчета». Раньше были курсы по математике. названный Анализ .]

См.: неопределенность Обширная собственность. Измеримое свойство термодинамической системы экстенсивно, если, когда две идентичные системы объединены в одно, значение этого свойства объединенной системы равно удвоить исходное значение в каждой системе. Примеры: масса, объем, число. родинок. См.: интенсивный переменный и специфический.

Экспериментальная ошибка. Неопределенность значения количество.Это можно обнаружить из (1) статистического анализа разброс данных или (2) математический анализ, показывающий, как данные неопределенности влияют на неопределенность расчетных результатов.

Предупреждение о неправильном использовании: В элементарных лабораторных руководствах часто можно увидеть: экспериментальная ошибка = |ваша стоимость — балансовая стоимость| /ценность книги. Это следует назвать экспериментальным несоответствием . См.: расхождение.
Фактор. Одна из нескольких вещей, сложенных вместе.
Предупреждение о неправильном использовании: Будьте осторожны, чтобы читатель не перепутал это с разговорное употребление: «Одним из факторов успеха этого эксперимента был…»
Фиктивная сила. См.: инерциальные системы. Фокус. Фокус линзы определяется с учетом параллельный пучок или луч света, падающий на линзу, параллельно оптической оси (симметрии) линзы.Фокус точка, к которой сходятся лучи или из которой они расходиться. В первом случае сходится с (положительно). объектив. Второй случай — это расходящихся (отрицательных). объектив. Легко сказать, какая у вас линза, по собирающей линзы в центре толще, чем по краям, и расходятся Линзы в центре тоньше, чем по краям.

фпс. Система единиц, основанная на основных единицах «английская система»: фут, фунт и секунда.

Тепло. Теплота, как и работа, является мерой количества энергии. перенес из одного тела в другое из-за температуры разница между этими телами. Тепло — это , а не энергия. обладал телом. Мы должны , а не говорить о «тепле». в тело. Энергия, которой тело обладает благодаря своей температуре, другая вещь, называемая внутренней тепловой энергией .Злоупотребление это слово восходит, вероятно, к 18 веку, когда еще считалось, что тела, подвергающиеся тепловым процессам, обмениваются веществом, называемым калорий или флогистон , вещество, позже названное тепло . Теперь мы знаем что тепло не является веществом. Ссылка: Zemansky, Mark W. Использование и неправильное использование слова «тепло» в преподавании физики» The Physics Учитель, 8 , 6 (сентябрь 1970) с.295-300. См.: работа.

Принцип неопределенности Гейзенберга. Пары измеримых Величины, произведение которых имеет размерность энергия × время, называются сопряженных величин в квантовой механике, и имеют особое отношение друг к другу, выраженное в принцип неопределенности. Там говорится, что произведение погрешности двух величин не меньше h/2. Таким образом если вы улучшите точность измерения одной величины, точность другого ухудшается.

Предупреждение о неправильном использовании: Люди, которые не обращают внимания на детали науки, говорят: «Гейзенберг показал, что нельзя быть уверенным в что-нибудь.Мы также слышим, как некоторые люди оправдывают веру в экстрасенсорные способности или экстрасенсорные способности. явления, апеллируя к принципу Гейзенберга. Это неправильно на нескольких считает. (1) Точность любого измерения никогда не бывает идеальной. несомненно, и мы знали это до Гейзенберга. (2) Гейзенберг принцип неопределенности говорит нам, что мы можем измерить что угодно с произвольным небольшая точность, но в процессе одни других измерений получаются хуже.(3) Неопределенности, связанные с этим, влияют только на микроскопические (атомные) явления на молекулярном уровне) и не применимы к макроскопические явления повседневной жизни.
Гипотеза. Непроверенное утверждение о природе; научный предположение, или обоснованное предположение. Формально гипотеза выдвигается до проведение экспериментов, направленных на его проверку. Сравните: право и теория.

Уравнение идеальной линзы. 1/p + 1/q = 1/f , где p — расстояние от предмета до линзы, q — расстояние от линзы до изображения, f — фокусное расстояние объектива. Это уравнение имеет важное ограничений, действительных только для тонких линз , и для параксиальных лучей. Тонкие линзы имеют небольшую толщину по сравнению с к p, q и f. Параксиальные лучи — это те, которые уменьшают углы достаточно с оптической осью, что приближение (угол в радианах) = sin(угол) Можно использовать .См.: соглашения об оптических знаках, и изображение.

Инерция Описательный термин для того свойства тела, которое сопротивляется изменению своего движения. Два вида изменения движения распознаются: изменения поступательного движения и изменения вращательного движение.

В современном использовании мерой поступательной инерции является масса.Первый закон движения Ньютона иногда называют «законом движения». Инерция», ярлык, который ничего не добавляет к смыслу первого закона. Первый и второй законы Ньютона вместе необходимы для полного Описание последствий инертности тела.

Мерой сопротивления тела вращению является его момент Инерция .

Инерционная рама. Неускоряющаяся система координат. Тот, в котором F = м a , где F сумма всех реальные силы действует на тело массой m, ускорение которого равно a . В классический механика, реальных сил на кузов — это те, которые обусловлены влияние другого тела. [Или силы на часть тела из-за другие части этого тела.] Контактные силы, гравитационные, электрические и магнитные силы реальны. Фиктивные силы – это силы, которые возникают исключительно при постановке задачи в неинерциальной системе, в которой м а = F + (вымышленные силы)

Интенсивная переменная. Измеримое свойство термодинамического система является интенсивной, если при объединении двух одинаковых систем в один, переменная комбинированной системы такая же, как исходное значение в каждой системе. Примеры: температура, давление. См.: экстенсивная переменная и специфический.

Изображение. (Оптика) Удивительное количество глоссариев по физике опустить определение этого! Неудивительно. Трудно поставить в несколько слов, но при этом быть исчерпывающим по объему. Попробуй это. Изображение: Точечное отображение светящихся точек объекта, расположенных в одном области пространства к точкам в другой области пространства, образованной преломление или отражение света таким образом, что свет из каждой точки объекта сходиться или расходиться указать куда-нибудь еще (на изображение). Полезные изображения вообще имеют характер, что соседние точки карты объекта к соседним точкам изображения без разрывов, и представляет собой узнаваемое (хотя, возможно, несколько искаженное) отображение объект. Смотрите: реальное изображение и виртуальное изображение.

Закон. Утверждение, обычно математическое, описывающее некоторые физические явления.Сравните: гипотеза и теория.

Объектив. Прозрачный объект с двумя преломляющими поверхностями. Обычно поверхности плоские или сферические (сферические линзы). Иногда для улучшения качества изображения. Линзы сделаны специально с поверхностями, слегка отличающимися от сферических (асферические линзы).

Кинетическая энергия. Энергия тела в силу его движение. Кинетическая энергия – это работа, совершаемая внешней силой привести тело из состояния покоя в определенное состояние движения. См.: работа.

Распространенное заблуждение: Многие студенты думают, что кинетическая энергия определяется по ½ мВ 2 .Это не. Это примерно равна кинетической энергии объектов. движутся медленно, с малыми долями скорости света. Если тело движется с релятивистской скоростью, его кинетическая энергия mc 2 , что может быть выражено как ½ мВ 2 + бесконечная серия терминов . 2 = 1/(1-(в/к) 2 ) , где c — скорость света в вакууме.
Макро-. Префикс, означающий «большой». См.: микро-

Макроскопический. Крупномасштабный физический объект или процесс, масштаб обычного человеческого опыта. В частности, любые явления в отдельные молекулы и атомы не измеряются и не явно учитываются при описании явлений. См.: микроскопический.

Увеличение.

Два вида увеличения полезны для описания оптические системы, и их нельзя путать, так как они не синоним. Любая оптическая система, которая создает реальное изображение из реального объект описывается его линейным увеличением . Любая система через который просматривают виртуальное изображение, описывается его угловое увеличение .Они имеют разные определения и на основе принципиально разных концепций.

Линейное увеличение — это отношение размера объекта к размер изображения.

Угловое увеличение — отношение углового размера объекта, видимого через инструмент, до углового размера объект, видимый невооруженным глазом .Вид «невооруженным глазом» без использования оптического прибора , но при оптимальном просмотре условия.

Здесь скрываются определенные «подводные камни». Что такое «оптимальные» условия? Обычно это означает условия, при которых детали объекта можно увидеть наиболее четко. Для небольшого предмета, который держат в руке, это будет, когда предмет поднесен как можно ближе и при этом ясно виден, что он, к ближней точки глаза, около 25 см для нормального зрения.Для дальнего гору, близко не поднесешь, поэтому при определении увеличения телескопа мы предполагаем, что объект находится очень далеко или в бесконечности.

И каково «оптимальное» положение изображения? Для простой лупы, в котором увеличение сильно зависит от положения изображения, изображение лучше всего видно на ближней точке глаза, 25 см.Для телескопа, размер изображения не сильно меняется, когда вы возитесь с фокусом, поэтому вы вероятно, поместит изображение на бесконечное расстояние для расслабленного просмотра. То микроскоп — промежуточный случай. Всегда стремиться к большему разрешение, пользователь может приблизить изображение к ближайшей точке, даже хотя это не сильно увеличивает его размер. Но обычно пользователи расположите изображение подальше, на расстоянии метра-двух, а то и на бесконечности.Но поскольку объект находится очень близко к фокальной точке, увеличение слабо зависит от положения изображения.

В некоторых текстах угловое увеличение выражается как отношение углов, в некоторых выразить его как отношение тангенсов углов. Если все углы маленькие, разница между этими двумя незначительна определения. Однако, если вы исследуете вывод формулы, эти книги дают за увеличение телескопа f o /f e , вы понимаете, что они должны иметь был с помощью касательных.Касательная форма определения — это традиционно правильный, тот, который используется в науке и промышленности, для почти все оптические приборы, предназначенные для получения изображений, сохранить линейную геометрию объекта.

Микро-. Префикс, означающий «маленький», как в слове «микроскоп», «микрометр», «микрофотография».Кроме того, метрический префикс означает 10 -6 . См.: макрос

Микроскопический. Небольшой физический объект или процесс, слишком малы, чтобы непосредственно воспринимать их нашими чувствами. В частности, любой явления на молекулярном и атомном уровне или меньше. См.: макроскопический.

МКСА. Система физических единиц, основанная на основной метрике единицы: метр килограмм, секунда и ампер.

Современная физика. Физика развивалась примерно с 1900 г., включая теорию относительности и квантовую механику. См.: классическая физика.

Крот. Термин моль является сокращением от имени грамм-молярная масса ; это а не сокращенная форма слова молекула . (Однако слово молекула также происходит от слова молярное .) См.: постоянная Авогадро.

Предупреждение о неправильном использовании: Во многих книгах подчеркивается, что родинка «просто число, мера количества частиц в коллекция.Говорят, что родинка может быть любой из . частиц, бейсбольных мячей, атомов, звезд, песчинок и т. д. Это не обязательно должны быть молекулы. Это заблуждение.

Сказать, что родинка — это «просто число», просто неверно, т.к. физические, педагогические, философские и исторические аспекты Посмотреть. Нет никакого физического смысла в кроте звезд или моль песчинок, или моль людей.Физический возникает значение моля как меры количества только при работе с физическими законами о материи на молекулярный масштаб. Единственные физические и химические законы , которые используют моль те, которые имеют дело с газами или системами, ведущими себя как газы.

Молекулярная масса. молекулярная масса чего-то это масса одного моля его (в единицах СГС), или в одном киломоле из них (в единицах МКС).Единицы молекулярной массы – грамм и килограмм соответственно. Значения молекулярной массы cgs и MKS численно равны. Молекулярная масса составляет , а не масс одной молекулы. Некоторые книги до сих пор называют это молекулярным весом .

Одно словарное определение моляров : «Относящийся к тело материи в целом: в отличие от молекулярных и атомный .«Моль — это мера, подходящая для макро скопическое количество материала, в отличие от микро скопическое количество (несколько атомов или молекул). См.: родинка, постоянная Авогадро, микроскопический, макроскопический.

Первый и второй законы движения Ньютона. Ф = d(m v )/dt.

F чистая (суммарная) сила, действующая на тело масса м. Отдельные силы, действующие на m, должны суммироваться векторно. В частном случае, когда масса постоянна, это становится F = m a .

Третий закон движения Ньютона. Когда тело А воздействует на тело В, тогда B воздействует на A равной и противоположной силой. Две силы, связанные соотношением этот закон действует на различных органов . Силы не обязательно должны быть нетто сил.

Закон Ома. В = IR , где В — потенциал на элемент цепи, I — ток через него, а R — его сопротивление.Это , а не общеприменимое определение сопротивление. Это применимо только к резисторам Ом , те, чьи сопротивление R постоянно в интересующем диапазоне, а V подчиняется строго линейная связь с I .

Говорят, что материалы имеют сопротивление Ом , когда В линейно зависит от Р .Металлы омичны до тех пор, пока сохраняется их температура. постоянный. Но изменение температуры металла меняет R немного. Поэтому такой прибор, как электрическая лампочка, увеличивает его температуры по мере прогрева, поэтому он светится немного ярче для очень короткое время сразу после включения.

Для неомических резисторов R является функцией тока и определение R = dV/dI гораздо полезнее.Это иногда называют динамическое сопротивление . Твердотельные устройства, такие как термисторы, неомические и нелинейные. Сопротивление термистора уменьшается по мере нагрева вверх, поэтому его динамическое сопротивление отрицательно. Туннельные диоды и некоторые электрохимические процессы имеют сложную кривую ВАХ с область действия отрицательного сопротивления.

Зависимость сопротивления от тока частично связана с изменением температура устройства при увеличении тока, но другие тонкие процессы также способствуют изменению сопротивления в твердотельных устройствах.

Рабочее определение. Определение, описывающее экспериментальная процедура , с помощью которой числовое значение количества может определяется. См. размеры.

Пример: Длина определяется путем указания процедура деления эталона длины на более мелкие единиц, чтобы сделать измерительную линейку, а затем положить эту линейку на объект измерения и т.д..
Очень несколько величин в физике нуждаются в оперативном определенный. Это фундаментальных величин, которые включают длина, масса и время. Остальные величины определяются из этих через математические отношения.

Условные обозначения оптических знаков. Вводная (для первокурсников) по физике для объектов и изображения, в которых уравнение линзы должно быть записано 1/p + 1/q = 1/f .Часто правила для этого соглашения о знаках представлены в запутанном виде. способ. Простое и легкое для запоминания правило: p объект-объектив расстояние. q — это линза для изображения . расстояние. Координатная ось вдоль оптической оси находится в направлении прохождение света через линзу, что определяет положительный направление.Пример: если ось и направление света слева направо (как это обычно делается) и объект находится слева от линзы, расстояние от объекта до линзы положительное. если объект находится справа от объектива (виртуального объекта), расстояние от объекта до объектива отрицательно. Оно работает то же самое для изображений.

Для преломляющих поверхностей задайте радиус поверхности как направление расстояние от поверхности до центра ее кривизны. Таким образом, выпуклая поверхность к падающему свету положительна, одна вогнутая к падающему свету равна отрицательный. Уравнение поверхности тогда n/s + n’/s’ = (n’-n)/R , где s и s’ — расстояния до объекта и изображения, а n и n’ показатель преломления падающей и возникающей среды, соответственно.

Для зеркал обычно записывают уравнение 1/с + 1/с’ = 2/R = 1/ф .Рассеивающее зеркало выпукло к падающему свету с отрицательным ф . Из этого факта делаем вывод, что R также отрицательно. Этот форма уравнения согласуется с формой уравнения линзы, а такая же интерпретация знака фокусного расстояния. Но насилие сделано для определения R , которое мы использовали выше, для преломления. Можно говорят, что зеркало сгибает ось длины в зеркале, так что выходящие лучи к реальному изображению слева представляют положительное значение с’ . Мы вынуждены также заявить, что зеркало также переворачивает знак радиуса поверхности. Для отражающих поверхностей радиус кривизна определяется как направленное расстояние от поверхности до ее центр кривизны, измеренный относительно оси, используемой для возникающий свет. С этой квалификацией условное обозначение знаков s’ и R то же самое для зеркал, что и для преломляющих поверхности.

В продвинутых курсах по оптике используется декартово знаковое соглашение . что все, что слева от линзы, отрицательно, все, что к справа положительные. Когда это используется, уравнение линзы должно быть записано 1/p + 1/f = 1/q . (Знак члена 1/p противоположен в другом соглашении о знаках). Это особенно осмысленная версия, для 1/p – мера сходимости (сходимости или дивергенции) лучи, когда они входят в линзу, 1/f — это величина, на которую линза изменяет вергенция, а 1/q — вергенция выходящих лучей.

Принцип гидростатики Паскаля . Паскаль на самом деле имеет три отдельные принципы гидростатики. Когда в учебнике упоминается Принцип Паскаля следует указать, что имеется в виду.

Паскаль 1: Давление в любой точке жидкости действует одинаково во всех направлениях. Это означает, что бесконечно малая площадь поверхности помещенный в эту точку, будет испытывать ту же силу из-за давления нет смотря какая у него ориентация.

Паскаль 2: При изменении давления (повышении или понижении) в любой точка в однородной несжимаемой жидкости, все остальные точки испытывают такое же изменение давления.

За исключением незначительных правок и добавления слов «однородный» и «несжимаемый», это формулировка принципа, данного в книге Джона А.Учебник Элдриджа College Physics (McGraw-Hill, 1937). Тем не менее в половине учебников, которые я проверял, в том числе и в недавних, отсутствует важное слово «изменил». Некоторые учебники добавляют квалификацию «прилагается». жидкость’. Это создает ложное впечатление, что жидкость должна находиться в замкнутом контейнер, что не является необходимым условием принципа Паскаля на все.

Некоторые из этих учебников указывают, что принцип Паскаля применим только к изменениям давления, но делайте это в окружающем тексте, а не в изложение принципа жирным шрифтом, выделено и заключено в рамку. Студенты, из конечно, читайте подчеркнутое утверждение принципа, а не окружающий текст. В немногих книгах приводятся примеры применения этого принципа к ничего, кроме закрытых жидкостей.Обычный пример — гидравлический нажимать. Слишком немногие показывают, что принцип Паскаля выводится за один шаг из Уравнение Бернулли. Поэтому у учащихся складывается ложное впечатление, что это независимые законы.

Паскаль 3. Гидравлический рычаг. Неисправность гидравлического домкрата равновесия жидкости, точно так же, как система шкивов является проблемой в механическом равновесие (без ускорений). Это статическая ситуация в что небольшая сила, действующая на маленький поршень, уравновешивает большую силу, действующую на большой поршень. Здесь нет необходимости в изменении давления. Постоянная сила на один поршень медленно поднимает другой поршень с постоянной силой, действующей на него. В все время в течение этого процесса жидкость находится в состоянии, близком к равновесию. Этот «принцип» есть не более чем применение определения давления как F/A , отношение чистой силы к площади, над которой сила действует.Однако он также использует принцип, согласно которому давление в жидкости равномерно по всей жидкости во всех точках одной высоты.

Этот процесс подъема гидравлическим домкратом выполняется с постоянной скоростью. Если два поршни находятся на разных уровнях, как это обычно бывает в настоящих домкратах. для подъема существует разница давлений между двумя поршнями из-за разница высот (rho)gh . В примерах из учебника это обычно считается достаточно маленьким, чтобы им можно было пренебречь, и его можно даже не упоминать.

Собственное обсуждение этого принципа Паскалем сформулировано не сжато и может ввести в заблуждение, если читать поспешно. См. его О равновесии Жидкости , 1663. Он вводит принцип на примере поршень как часть замкнутого сосуда и рассматривает, что произойдет, если приложить силу применяется к этому поршню.Он заключает, что каждая часть сосуда сжимается пропорционально его площади. Он упоминает в скобках, что он «исключает вес воды…, ибо я говорю только о эффект поршня».

Процент. Старые словари предполагали, что процентов используется, когда делается неколичественное утверждение: «Процент рост экономики был обнадеживающим.’ Но используйте процентов , когда с указанием числового значения: «Валовой национальный продукт увеличился на 2 процентов в прошлом году. Хотя новые словари более снисходительны, я нахожу неразборчивое и ненужное использование уродливого слова процентов быть преувеличенным и раздражающим, как в «Экспериментальном проценте неопределенность составила 9%. Гораздо изящнее: «Экспериментальная неопределенность составлял 9%.

Примечание по теме: у студентов странная идея, что результаты лучше при выражении в процентах. Некоторые экспериментальные неопределенности должны быть выражены в процентах. Примеры: (1) температура в градусах Цельсия или Фаренгейта, (2) показатель преломления, (3) диэлектрические постоянные. Эти измеримые величины произвольно выбрали «фиксированные точки’.Рассмотрим погрешность в 1 градус для температуры 99 градусов C. Неопределенность 1%? Рассмотрим ту же ошибку в измерении 5 градусов. Сейчас неопределенность составляет 20%? Подумайте, насколько меньше процент было бы, если бы температура была выражена в градусах Кельвина. Это показывает что процент неопределенности температуры по Цельсию и по Фаренгейту измерения бессмысленны. Однако абсолютная (Кельвин) температура шкала имеет физически значимую фиксированную точку (абсолютный нуль), а не произвольно выбранный, а в некоторых ситуациях процент неопределенности абсолютная температура имеет значение .

За единицу. На мой взгляд, это выражение является лучшим варварством избегали. Когда студенту говорят, что электрическое поле составляет сил на единица заряда а в системе МКС одна единица заряда это кулон ( огромная сумма ) мы должны получить столько заряда для измерения поле? Конечно нет. На самом деле нужно ограничиться F /q, когда q стремится к нулю.Просто скажите: «Сила, деленная на заряд». или «F больше q», или даже «сила на заряд». К сожалению, есть нет изящного способа сказать эти вещи, кроме как просто написать уравнение.

Per — одно из тех неприятных слов в английском языке. То Словарь американского наследия определение: «Для, для или посредством каждый; для каждого.Пример: «40 центов за галлон». Мы должны поставить вина за за единицу лежит прямо на ученых и инженеры.

Точно. Четко или ясно очерченный. Имея небольшой экспериментальный неопределенность. Точное измерение все еще может быть неточным, если нераспознанная определенная ошибка в измерении (например, неправильно откалиброванный прибор).Сравните: точно.

Доказательство. Термин из логики и математики, описывающий аргумент от предпосылки к заключению, используя строго логические принципы. В математика, теоремы или предложения устанавливаются логическими аргументами из набора аксиом, процесс установления теоремы называется доказательство .

Разговорное значение слова «доказательство» вызывает множество проблем в физике. обсуждения и лучше избегать.Поскольку математика является таким важным частью физики, математический смысл доказательства должен быть единственным тот, который мы используем. Кроме того, мы часто просим студентов старших курсов сделать доказательства некоторых теорем математической физики, а нас а не прошу экспериментальную демонстрацию!

Итак, в лабораторном отчете мы не должны говорить: «Мы доказали закон Ньютона».’ Скорее скажем: «Сегодня мы продемонстрировали (или проверили ) справедливость закона Ньютона в частном случае…»

Радиоактивный материал. Материал, ядра которого спонтанно дают от ядерного излучения. Естественно радиоактивные материалы (находятся в земная кора) испускают альфа-, бета- или гамма-частицы. Альфа-частицы являются ядрами гелия, бета-частицами являются электроны, а гамма-частицами являются фотоны высоких энергий.

Радиоактивный. Слово, обозначающее радиоактивные материалы из тех, которых нет. Использование: «U-235 радиоактивен; He-4 нет.

Примечание: Радиоактивный меньше всего вводит в заблуждение при использовании в качестве прилагательное, а не существительное. Иногда оно используется в форме существительного как сокращенная замена для радиоактивного материала , как в примере над.
Радиоактивность. Процесс испускания частиц из ядра. Использование: «Некоторые материалы, найденные в природе, демонстрируют радиоактивность».
Предупреждение о неправильном использовании: Радиоактивность — это процесс , а не вещь , а не вещество . Так же неверно говорить «U-235 излучает радиоактивность», то есть течет ток.’ А неисправный ядерный реактор не выделяет радиоактивность , хотя он может выбрасывать радиоактивные материалы в окружающую среду окружающая обстановка. Пациент, получающий лучевую терапию, не поглощает радиоактивность , но поглощает часть излучение (альфа, бета, гамма), испускаемое радиоактивным используемые материалы.

Это неправильное использование слова радиоактивность заставляет многих людей неправильно думать о радиоактивности как о чем-то, что можно получить путем нахождение рядом с радиоактивными материалами. Есть только один процесс, который ведет себя ничего подобного, и это называется искусственно наведенный радиоактивность , процесс, в основном проводимый в исследовательских лабораториях.Когда некоторые материалы бомбардируются протонами, нейтронами или другими ядерными частицы соответствующей энергии, их ядра могут трансмутироваться, создавая нестабильные изотопы, которые являются радиоактивными.

Ставка. Количество одной вещи по сравнению с количеством еще один. [Словарь определения]

В физике сравнение обычно производится путем взятия частного.Таким образом, скорость определяется как dx/dt, «скорость изменения во времени». позиция’.

Обычное неправильное использование : Мы часто слышим, как неученые говорят такие вещи. как «Машина ехала на высокой скорости». это лишнее в лучшем случае, так как это просто означает «Автомобиль двигался на высокой скорости». Это своего рода ошибка, которую совершают люди, которые не думают, когда они говорить.
Соотношение. Частное двух подобных величин. В физике две величины должны быть выражены в одних и тех же единицах измерения. ‘аналогичный’. Поэтому мы можем правильно говорить об отношении двух длины. Но сказать «отношение заряда к массе электрона» является неправильным. Последний правильно называется удельный заряд электрона». См.: конкретный.

Реакция. Силы реакции – это равные и противоположные силы Третий закон Ньютона.Хотя их иногда называют действием и реакции , никогда не встретишь единой силы, называемой сила действия . См.: Третий закон Ньютона.

Реальная сила. См.: инерционный Рамка.

Реальное изображение. Точки, к которым сходятся световые лучи они выходят из линзы или зеркала.См.: виртуальное изображение.

Реальный объект. Точки, от которых световые лучи расходятся как они входят в линзу или зеркало. См.: виртуальный объект.

Родственник. В просторечии «по сравнению с». В теории относительности наблюдения движущихся наблюдателей количественно в сравнении.Эти наблюдатели получают разные значения, когда измерения одних и тех же величин, и эти величины называются относительный. Теория, однако, показывает нам, как различные измеренные значения точно связаны с относительной скоростью из двух наблюдателей. Некоторые величины оказываются одинаковыми для всех наблюдателей и называются инвариантами. Один постулат теория относительности состоит в том, что скорость света является инвариантом количество.Когда теория выражается в четырехмерной форме, при соответствующем выборе величин новые инвариантные величины эмерджент: мир-смещение (x + y + z +ict) , четырехвектор энергии-импульса, а также электрический и магнитный потенциалы могут быть объединены в инвариантный четырехвектор. Таким образом, относительность теорию можно было бы правильно назвать теорией инвариантности.

Предупреждение о неправильном использовании: Можно услышать некоторых людей с поверхностным умом сказать ‘Эйнштейн показал, что все относительно.«На самом деле, спец. относительность показывает, что только некоторые измеримые вещи являются относительными, но точно и математически определенным образом, и другие вещи, не относительные, ибо все наблюдатели согласны с ними.
Относительная неопределенность. Неопределенность количества по сравнению с сама величина, выраженная как отношение абсолютной неопределенности к размер количества. Его также можно выразить как процент неопределенности.Относительная неопределенность безразмерна и безразмерна. См.: абсолютная неопределенность.

Масштаб ограничен. Говорят, что измерительный прибор в ограниченном масштабе , если экспериментальная неопределенность в этом приборе меньше, чем наименьшее деление, читаемое на его шкале. Следовательно экспериментальная неопределенность принимается равной половине наименьшей читаемой приращение по шкале.

Конкретный. В физике и химии слово конкретное в название количества обычно означает «деленное на экстенсивное мера, то есть деленная на количество, представляющее количество материал. Удельный объем означает объем, деленный на массу, т.е. обратная плотность. Удельная теплоемкость теплота вместимость разделить на массу.См.: обширный, и емкость.

Теле-. Префикс, означающий на расстоянии , как в Телескоп , Телеметрия , Телевидение .

Срок. Одно из нескольких суммируемых значений.

Путаница может возникнуть при другом употреблении этого слова, например, когда попросили «Выразить результат через массу и время.» Это означает «как функция массы и времени», очевидно, не означает, что масса и время должны быть добавлены как термины.

Правда. Это слово лучше всего избегать в физике за исключением случаев, когда они помещены в кавычки или с тщательной оговоркой. Его разговорное использование имеет так много оттенков значения от «кажется, правильно» к абсолютным истинам, провозглашаемым религией, что это полезно не вызывает ничего, кроме непонимания.Кто-то однажды сказал: «Наука ищет непосредственные (приблизительные) истины». Другие говорят о предварительных или предварительных истин. Конечно наука не претендует на окончательную или абсолютную истину.

Теоретическая. Описание идеи, являющейся частью теории, или следствие, выведенное из теории.

Предупреждение о неправильном использовании: Не вызывайте официальное или «балансовое» значение физическую величину теоретическое значение , например: «Мы сравнили наши экспериментально установленное значение показателя преломления с теоретическое значение и обнаружили, что они отличаются на 0.07.’ Значение полученный из таблиц показателя преломления, получается , а не из теории, а из эксперимента, и поэтому не следует называть теоретич. Слово теоретически страдает тем же злоупотреблять. Только когда числовое значение является предсказанием теории, можно ли правильно называть его «теоретической ценностью».
Теория. Хорошо проверенная математическая модель некоторых часть науки. В физике теория обычно принимает форму уравнение или группу уравнений, а также пояснительные правила для их применение. Говорят, что теории успешны, если (1) они синтезировать и унифицировать значительный круг явлений; (2) они обладают предсказательной силой, либо предсказывая новые явления, либо предложить направление для дальнейших исследований и испытаний. Сравните: гипотеза, и закон.

Неопределенность. Синоним: ошибка . А мера внутренней изменчивости повторных измерений количество. Предсказание вероятной изменчивости результата, основанное на неотъемлемые неопределенности в данных, найденные из математического расчет того, как неопределенности данных в сочетании приведут к неуверенность в результате. Этот расчет или процесс, с помощью которого предсказывает размер неопределенности в результатах на основе неопределенностей в данные и процедура называется анализом ошибок .

См.: абсолютная неопределенность и относительная неопределенность. Неопределенности всегда присутствуют; задача экспериментатора состоит в том, чтобы удержать их настолько мало, насколько это необходимо для полезного результата. Мы различаем два вида неопределенности: неопределенные и определенные. Неопределенный неопределенности — это те, размер и знак которых неизвестны, и иногда (ошибочно) назвал случайным .Детерминированные неопределенности – это определенного знака, часто ссылаясь на неопределенность из-за прибора неправильная калибровка, погрешность в показаниях шкалы или какое-то неизвестное влияние на измерение.

единиц. Этикетки, которые отличают один тип измеряемой величины от другие типы. Длина, масса и время — совершенно разные физические количества, и поэтому имеют разные названия единиц измерения, метры, килограммы и секунды.Мы используем несколько систем единиц, в том числе метрическую (СИ), английские (или обычные единицы США) и ряд других, в основном исторический интерес.

Примечание. Некоторым безразмерным величинам присваиваются имена единиц измерения, некоторым — нет. Удельный вес не имеет названия единицы, но плотность есть. Углы безразмерны, но имеют названия единиц: градус, радиан, град.Некоторые количества которые физически различны и имеют разные имена единиц, могут иметь одинаковые размеры, например, крутящий момент и работа. Сравните: размеры.

Виртуальный образ. Точки, из которых сходятся световые лучи, когда они выйти из линзы или зеркала. Лучи на самом деле не проходят через каждый точки изображения, но расходятся с ней.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск