Физика. Разделы физики презентация

ФИЗИКА – наука о законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания. В русский язык слово «физика» было введено Михаилом Васильевичем Ломоносовым, издавшим первый в России учебник физики в 1746 году (перевод учебника с немецкого языка). Первым оригинальным учебником физики на русском языке стал курс «Краткое начертание физики» (1810), написанный Петром Ивановичем Страховым.

РАЗДЕЛЫ ФИЗИКИ МЕХАНИКА МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ ОПТИКА ФИЗИКА АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА

МЕХАНИКА – раздел физики, который изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение КИНЕМАТИКА – изучает законы движение тел, не рассматривая причин, которые это движение обуславливают ДИНАМИКА – изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение СТАТИКА – изучает законы равновесия системы тел

КИНЕМАТИКА ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ скорость векторная величина, единицы измерения – м/с перемещение векторная величина, единицы измерения – м ускорение векторная величина, единицы измерения – ускорение свободного падения g=9,8

Виды движения поступательное (все точки тела движутся одинаково)и вращательное прямолинейное и криволинейное (отличаются по виду траектории) равномерное и неравномерное (отличаются по изменению скорости)

Прямолинейное равномерное движение Прямолинейное равномерное движение уравнение движения: Прямолинейное неравномерное движение (мгновенная скорость, средняя скорость) Равноускоренное движение по прямой уравнение движения:

Равноускоренное движение тела, брошенного под углом к горизонту Равноускоренное движение тела, брошенного под углом к горизонту это сложное криволинейное движение, которое можно представить в виде суммы двух независимых движений — равномерного прямолинейного движения в горизонтальном направлении и свободного падения по вертикали. п по горизонтали: по вертикали:

ДИНАМИКА Законы Ньютона: Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело, когда на него не действуют никакие силы (или действие сил взаимно уравновешены), находится в состоянии покоя или равномерно прямолинейно движется. В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает тело с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль одной прямой.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ инерциальная система отсчета – система отсчета, относительно которой тело, не подверженное воздействию других тел, движется равномерно и прямолинейно инертность тел – физическое свойство тела в отсутствие трения оказывать сопротивление изменению его скорости сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой взаимодействия тела с другими телами, в результате которого тело приобретает ускорение (или изменяет свою форму и размеры) обозначение – F, единицы измерения ньютон (Н) импульс – векторная величина, численно равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости

СИЛЫ СИЛА УПРУГОСТИ – пропорциональна удлинению тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации (закон Гука) х – удлинение тела, R – жесткость пружины СИЛА ТРЕНИЯ – сила трения покоя сила трения скольжения µ - коэффициент трения скольжения сила трения качения µ - коэффициент трения качения R – радиус тела СИЛА ТЯЖЕСТИ – гравитационная сила, действующая на тело вблизи поверхности Земли g – ускорение свободного падения всегда приложена к телу ВЕС ТЕЛА – сила приложена к опоре или подвесу

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ гравитационная сила притяжения материальных точек пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними G = 6,67 • 10-11 Н • м2/кг2 - гравитационная постоянная r – расстояние между телами m – массы тел

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА в замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой m – массы тел - соответственно скорости тел до и после взаимодействия

РАБОТА И ЭНЕРГИЯ Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа силы – количественная характеристика процесса обмена энергией между взаимодействующими телами, единицы измерения джоуль (Дж) Мощность – физическая величина характеризующая скорость совершения работы, единицы измерения ватт (Вт)

Кинетическая энергия механической системы – энергия механического движения этой системы. Кинетическая энергия механической системы – энергия механического движения этой системы. Кинетическая энергия определяется работой, которую надо совершить, чтобы сообщить телу данную скорость Теорема о кинетической энергии: работа равнодействующей сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии тела

Потенциальная энергия – Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия тел, либо частей тела, между собой. Она зависит от расстояния, на котором находятся тела, и не зависит от их скорости. Потенциальная энергия это скалярная величина, имеющая числовое значение, но не имеющая вектора направления Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью земли на высоту h Потенциальная энергия упругодеформированного тела

ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ СИСТЕМЫ – энергия механического движения и взаимодействия (равна сумме кинетической и потенциальной энергий) ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ СИСТЕМЫ – энергия механического движения и взаимодействия (равна сумме кинетической и потенциальной энергий) ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ПОЛНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ – полная механическая энергия системы остается неизменной при любых движениях тел системы

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО – совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц - носителей электрических зарядов ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ – это явления, возникающие в результате взаимодействия электрического тока и магнитного поля

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ – наэлектризованные тела создают вокруг себя особую субстанцию, через которую они действуют на другие наэлектризованные тела ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД – это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Электрический заряд делим, наименьшим отрицательным зарядом обладает электрон ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК – это упорядоченное движение свободных электрически заряженных частиц под действием электрического поля.

Основные характеристики электрической цепи СИЛА ТОКА – скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за 1 с НАПРЯЖЕНИЕ – физическая величина, определяемая работой, совершаемой электрическим полем при перемещении заряда СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА – физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока

ЗАКОН ОМА Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению

ВИДЫ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ I=I1=I2 U=U1+U2 R=R1+R2 ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ I=I1+I2 U=U1=U2

РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА (КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ) ЗАКОН ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ – силовое поле в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, создается только движущимися зарядами, т.е. ток – источник магнитного поля. Изображают с помощью линий магнитной индукции. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ – векторная величина, характеризующая магнитное поле. F – сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током I – сила тока в проводнике l – длина проводника

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА: определяет направление линий магнитной индукции ПРАВИЛО БУРАВЧИКА: определяет направление линий магнитной индукции если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока – линиями магнитной индукции. ЗАКОН АМПЕРА: определяет силу Ампера, которая действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле направление силы Ампера определяется правилом левой руки: вектор магнитной индукции входит в ладонь, четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока, то отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ – физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ – физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 году: всякое изменение со временем магнитное поле приводит к возникновению переменного электрического поля, а всякое изменение со временем электрическое поле порождает переменное магнитное поле, эти порождающие друг друга переменные электрическое и магнитное поля образуют единое электромагнитное поле

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА – раздел физики, изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно-кинетических представлений, которые основываются на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном движении ТЕРМОДИНАМИКА – раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем и способы передачи и превращения энергии в таких системах

МКТ молекулярно-кинетическая теория ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МКТ ВСЕ ТЕЛА СОСТОЯТ ИЗ ЧАСТИЦ, РАЗДЕЛЕННЫХ ПРОМЕЖУТКАМИ ЧАСТИЦЫ НЕПРЕРЫВНО ХАОТИЧЕСКИ ДВИЖУТСЯ ЧАСТИЦЫ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ С ДРУГ ДРУГОМ: ПРИТЯГИВАЮТСЯ И ОТТАЛКИВАЮТСЯ (СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИМЕЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРИРОДУ)

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ равновесная замкнутая система – если внешние условия остаются неизменными, то с течением времени система переходит в равновесное состояние, в котором прекращаются все макроскопические процессы идеальный газ – это модель газа, объемы молекул пренебрежимо малы , силы взаимодействия отсутствуют молекула и ее характеристики: m, V, М параметры равновесной замкнутой системы, совокупность физических величин, характеризующих свойства системы: давление Р, объём V, температура Т, масса m, молярная масса вещества M

Закон (сила) Архимеда Закон (Сила) Архимеда: На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости: FA=ρgV ρ – плотность тела, g – ускорение свободного падения, V – объем погруженной части тела В состоянии покоя вес тела P0=mg при погружении в жидкость вес изменится и станет равным: Р=Р0- FA= mg- ρgV

Закон Паскаля для жидкости давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех направлениях - его иногда называют основным законом гидростатики. Гидростатическое давление внутри жидкости на любой глубине не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость, и равно произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и глубины, на которой определяется давление: В однородной покоящейся жидкости давления в точках, лежащих в одной горизонтальной плоскости (на одном уровне), одинаковы. Во всех случаях, приведенных на рисунке, давление жидкости на дно сосудов одинаково На рисунке показано: независимость гидростатического давления от формы сосуда

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА: ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА ЕГО ОБЪЕМ ЕСТЬ ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ 2. ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА: ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ ОТНОШЕНИЕ ОБЪЕМА ГАЗА НА ЕЁ ТЕМПЕРАТУРУ ЕСТЬ ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ 3. ЗАКОН ШАРЛЯ: ДЛЯ ДАННОЙ МАССЫ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ ОТНОШЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА ЕЁ ТЕМПЕРАТУРУ ЕСТЬ ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ

ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА: ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА: рV=const при T=const p T2 T1 V изотерма – график зависимости между параметрами состояния газа при постоянной температуре

2. ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА: 2. ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА: =const при p=const V p2 p1 Т изобара – график зависимости между параметрами состояния газа при постоянном давлении

3. ЗАКОН ШАРЛЯ: 3. ЗАКОН ШАРЛЯ: =const при V=const p V2 V1 T изохора – график зависимости между параметрами состояния газа при постоянном объеме газа

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА R – молярная газовая постоянная m – масса вещества М – молярная масса

ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МКТ ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МКТ броуновское движение - беспорядочное движение микроскопических видимых, взвешенных в жидкости или газе частиц твердого вещества, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа диффузия - процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму давление газа на стенки сосуда стремление газа занять любой объем

ТЕРМОДИНАМИКА ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ: теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение ею работы против внешних сил А = рΔV При изотермическом процессе, изменения температуры газа не происходит, следовательно, не происходит и изменения внутренней энергии. В процессе изотермического расширения количество теплоты, которую получает газ, превращается в работу над внешними объектами. Q=А При изобарном расширении, тепло газом поглощается, и он совершает работу положительную. При изобарном сжатии, температура газа уменьшается, тепло отдается внешним объектам, внутренняя энергия при этом убывает Q= ΔU + А При изохорном процессе газ работу не совершает. Значит Q=ΔU (тепло будет поглощаться газом и будет увеличиваться его внутренняя энергия).

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов (однонаправленность), которые могут происходить в термодинамических системах. Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели, показывая, что коэффициент полезного действия не может равняться единице.

ОПТИКА – учение о свете. Свет – поперечная электромагнитная волна. с – скорость света в вакууме, c=3·108м/с n – абсолютный показатель преломления вещества

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА Закон отражения света падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела сред в точке падения луча лежат в одной плоскости. угол падения равен углу отражения Закон преломления света падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела сред в точке падения луча лежат в одной плоскости в зависимости от того, из какой среды в какую переходит луч, угол преломления может быть меньше или больше угла падения. Линзы – прозрачное тело, ограниченное с двух сторон преломляющими сферическими поверхностями. Фокус (F) - точка, в которой собираются лучи после преломления, их два ( по обе стороны от линзы), фокусное расстояние – это расстояние от центра линзы до фокуса Оптическая сила (D) – величина обратная фокусному расстоянию (диоптрия) а) выпуклая (собирающая) линза б) вогнутая (рассеивающая) линза, мнимый фокус, отрицательная оптическая сила

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА - наложение ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА - наложение волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства (светлые пятна) и ослабление – в других (темные пятна). Только для когерентных волн – одинаковая частота, разность фаз неизменна. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА - прежде всего явления, наблюдаемые при прохождении волн мимо края препятствия, связанные с отклонением волн от прямолинейного распространения при взаимодействии с препятствием. Особенно отчетливо проявляется в тех случаях, когда длина волны сопоставима с размерами препятствий, а длина световой волны очень мала. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА - одно из фундаментальных свойств электромагнитного излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (поперечно направлению распространения световой волны) — явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля E или напряженности магнитного поля H Естественный свет – всевозможными равновероятными ориентациями Е (напряженность электрического поля) и Н (напряженность магнитного поля) Поляризованный свет – направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены

ФИЗИКА АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА почти вся масса атома и весь положительный заряд сосредоточен в ядре планетарная модель атома Резерфорда: электроны движутся вокруг ядра под действием кулоновских сил постулаты Бора: атом может находится только в определенных стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия, в таком состоянии атом не излучает. излучение света происходит при переходе атома из одного стационарного состояния в другое, энергия излучения равна разности энергий стационарных состоянии, частота излучения: h – постоянная Планка m, n – номера стационарных состояний

ядро атома состоит из протонов и нейтронов (нуклонов) ядро атома состоит из протонов и нейтронов (нуклонов) между нуклонами действуют ядерные силы: силы притяжения, короткодействующие силы радиоактивность – способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц три типа радиоактивного излучения: α-излучение: отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью, представляет собой поток атомов гелия Не. β-излучение: отклоняется электрическим и магнитным полями, его ионизирующая способность значительно меньше, а проникающая способность гораздо больше, чем у α-частиц, представляет собой поток электронов. 3. γ-излучение : не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью, представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с очень маленькой длиной волны – поток фотонов, скорость распространения равна скорости света.