Wszystkie prawa fizyki. Dlaczego prawa fizyki są potrzebne w życiu codziennym?

Rozumiemy to trochę. Mówiąc, że nie można wygrać, Snow miał na myśli, że ponieważ materia i energia są zachowane, nie można zyskać jednego bez utraty drugiego (tj. E=mc²). Oznacza to również, że trzeba dostarczyć ciepło, aby silnik mógł pracować, ale przy braku ideału zamknięty system część ciepła nieuchronnie ucieknie otwarty świat, co doprowadzi do drugiego prawa.

Drugie prawo – straty są nieuniknione – oznacza, że ​​ze względu na rosnącą entropię nie można powrócić do poprzedniego stanu energetycznego. Energia skupiona w jednym miejscu zawsze będzie kierowała się do miejsc o niższym stężeniu.

Wreszcie trzecie prawo – z gry nie można wyjść – dotyczy najniższej teoretycznie możliwej temperatury – minus 273,15 stopnia Celsjusza. Kiedy układ osiągnie zero absolutne, ruch cząsteczek ustanie, co oznacza, że ​​entropia osiągnie najniższą wartość i nie będzie nawet energii kinetycznej. Ale w prawdziwy świat Nie da się osiągnąć zera absolutnego – można się tylko do niego zbliżyć.

Siła Archimedesa

Po starożytna greka Archimedes odkrył swoją zasadę pływalności, rzekomo krzyknął „Eureka!” (Znalazłem!) i pobiegłem nago przez Syrakuzy. Tak głosi legenda. Odkrycie było niezwykle ważne. Legenda głosi również, że Archimedes odkrył tę zasadę, gdy zauważył, że woda w wannie podnosi się po zanurzeniu w niej ciała.

Zgodnie z zasadą wyporu Archimedesa siła działająca na zanurzony lub częściowo zanurzony obiekt jest równa masie płynu wypartego przez to ciało. Zasada ta ma kluczowe znaczenie w obliczeniach gęstości, a także projektowaniu łodzi podwodnych i innych statków oceanicznych.

Ewolucja i dobór naturalny

Teraz, gdy ustaliliśmy niektóre podstawowe pojęcia dotyczące początku wszechświata i wpływu praw fizycznych na nasz wszechświat życie codzienne, zwróćmy uwagę ludzka postać i dowiedz się, jak dotarliśmy do tego punktu. Według większości naukowców całe życie na Ziemi ma wspólnego przodka. Ale aby powstała tak ogromna różnica między wszystkimi żywymi organizmami, niektóre z nich musiały się zmienić odrębne gatunki.

W sensie ogólnym zróżnicowanie to nastąpiło w procesie ewolucji. Populacje organizmów i ich cechy przeszły przez takie mechanizmy, jak mutacje. Te z cechami, które sprzyjały przetrwaniu, takie jak żaby brunatne, które doskonale radzą sobie z kamuflażem na bagnach, były naturalnie wybierane do przetrwania. Stąd wzięło się to określenie naturalna selekcja.

Te dwie teorie można mnożyć wiele, wiele razy i właściwie to zrobił Darwin w XIX wieku. Ewolucja i dobór naturalny wyjaśniają ogromną różnorodność życia na Ziemi.

Ogólna teoria Teoria względności Alberta Einsteina była i pozostaje najważniejsze odkrycie, co na zawsze zmieniło nasz pogląd na wszechświat. Głównym przełomem Einsteina było twierdzenie, że przestrzeń i czas nie są absolutne i że grawitacja nie jest po prostu siłą przyłożoną do obiektu lub masy. Grawitacja wynika raczej z faktu, że masa zagina przestrzeń i sam czas (przestrzeń-czas).

Aby się nad tym zastanowić, wyobraźmy sobie jazdę po Ziemi w linii prostej w kierunku wschodnim, powiedzmy z półkuli północnej. Po pewnym czasie, jeśli ktoś będzie chciał dokładnie określić Twoją lokalizację, będziesz znacznie dalej na południe i wschód od swojej pierwotnej pozycji. Dzieje się tak dlatego, że Ziemia jest zakrzywiona. Aby jechać prosto na wschód trzeba uwzględnić kształt Ziemi i jechać pod kątem lekko na północ. Porównaj okrągłą piłkę i kartkę papieru.

Kosmos to właściwie to samo. Na przykład dla pasażerów rakiety lecącej wokół Ziemi będzie oczywiste, że lecą w przestrzeni kosmicznej po linii prostej. Ale w rzeczywistości czasoprzestrzeń wokół nich jest zakrzywiana przez ziemską grawitację, co powoduje, że zarówno poruszają się do przodu, jak i pozostają na orbicie ziemskiej.

Teoria Einsteina wywarła ogromny wpływ na przyszłość astrofizyki i kosmologii. Wyjaśniła małą i nieoczekiwaną anomalię na orbicie Merkurego, pokazała, jak światło gwiazd zagina się i rozłożyło podstawy teoretyczne dla czarnych dziur.

Zasada nieoznaczoności Heisenberga

Ekspansja teorii względności Einsteina nauczyła nas więcej o działaniu wszechświata i pomogła położyć podwaliny pod fizykę kwantową, prowadząc do zupełnie nieoczekiwanego zakłopotania nauki teoretycznej. W 1927 roku uświadomienie sobie, że wszystkie prawa wszechświata są elastyczne w danym kontekście, doprowadziło do zdumiewającego odkrycia niemieckiego naukowca Wernera Heisenberga.

Postulując swoją zasadę nieoznaczoności, Heisenberg zdał sobie sprawę, że nie da się wiedzieć jednocześnie wysoki poziom dokładnie dwie właściwości cząstki. Można z dużą dokładnością poznać położenie elektronu, ale nie jego pęd i odwrotnie.

Niels Bohr dokonał później odkrycia, które pomogło wyjaśnić zasadę Heisenberga. Bohr odkrył, że elektron ma cechy zarówno cząstki, jak i fali. Koncepcja ta stała się znana jako dualizm korpuskularno-falowy i stała się podstawą fizyki kwantowej. Dlatego też, gdy mierzymy położenie elektronu, definiujemy go jako cząstkę w określonym punkcie przestrzeni o nieokreślonej długości fali. Kiedy mierzymy impuls, traktujemy elektron jak falę, co oznacza, że ​​możemy poznać amplitudę jego długości, ale nie znamy jego położenia.

10.2. PODSTAWOWE PRAWA FIZYCZNE

Podstawowe prawa fizyczne są jak dotąd najpełniejszym, ale przybliżonym odzwierciedleniem obiektywnych procesów zachodzących w przyrodzie. Różne kształty ruchy materii opisują różne podstawowe teorie. Każda z tych teorii opisuje bardzo specyficzne zjawiska: ruch mechaniczny lub termiczny, zjawiska elektromagnetyczne.
W strukturze fundamentalnej istnieją bardziej ogólne prawa teorie fizyczne, obejmujący wszystkie formy ruchu materii i wszystkie procesy. Są to prawa symetrii, czyli niezmienności, i związane z nimi prawa zachowania wielkości fizycznych.

10.2.1. Prawa zachowania wielkości fizycznych
10.2.1.1. Prawo zachowania masy
10.2.1.2. Prawo zachowania pędu
10.2.1.3. Prawo zachowania ładunku
10.2.1.4. Prawo zachowania energii w procesach mechanicznych

10.2.1. Prawa zachowania wielkości fizycznych

Prawa zachowania wielkości fizycznych to stwierdzenia, zgodnie z którymi wartości liczbowe tych wielkości nie zmieniają się w czasie w żadnym procesie lub klasie procesów. W rzeczywistości w wielu przypadkach prawa zachowania wynikają po prostu z zasad symetrii.
Idea konserwacji pojawiła się po raz pierwszy jako czysto filozoficzne przypuszczenie o obecności tego, co niezmienne (stabilne) w ciągle zmieniającym się świecie. Nawet starożytni filozofowie materialistyczni doszli do koncepcji materii jako niezniszczalnej i niestworzonej podstawy wszystkich rzeczy. Z drugiej strony obserwacja ciągłych zmian w przyrodzie doprowadziła do pomysłu ciągły ruch materia jako jej ważna właściwość. Wraz z pojawieniem się matematycznego sformułowania mechaniki na tej podstawie wyłoniły się prawa zachowania.
Prawa zachowania są ściśle powiązane z właściwościami symetrii układów fizycznych. W tym przypadku przez symetrię rozumie się niezmienność praw fizycznych w odniesieniu do pewnej grupy przekształceń wielkości w nich zawartych. Obecność symetrii prowadzi do tego, że dla danego układu istnieje zachowana symetria wielkość fizyczna. Jeśli znane są właściwości symetrii układu, z reguły można znaleźć dla niego prawo zachowania i odwrotnie.
Zatem prawa ochrony są następujące:
1. Reprezentuj jak najwięcej ogólny kształt determinizm.
2. Potwierdź strukturalną jedność świata materialnego.
3. Pozwala wyciągnąć wniosek na temat natury zachowania systemu.
4. Odkrywają istnienie głębokiego związku pomiędzy różnymi formami ruchu materii.
Najważniejsze prawa zachowania, obowiązujące dla dowolnych systemów izolowanych, to:
- prawo zachowania i przemiany energii;
- prawo zachowania pędu;
- prawo zachowania ładunku elektrycznego;
- Prawo zachowania masy.
Oprócz uniwersalnych istnieją prawa zachowania, które obowiązują tylko dla ograniczonej klasy systemów i zjawisk. Istnieją na przykład prawa ochrony przyrody, które działają tylko w mikrokosmosie. Ten:
- prawo zachowania barionu lub ładunku jądrowego;
- prawo zachowania ładunku leptonowego;
- prawo zachowania spinu izotopowego;
- prawo zachowania obcości.
We współczesnej fizyce odkryto pewną hierarchię praw zachowania i zasad symetrii. Niektóre z tych zasad mają zastosowanie do każdej interakcji, podczas gdy inne mają zastosowanie tylko do silnych interakcji. Hierarchia ta wyraźnie objawia się w wewnętrznych zasadach symetrii działających w mikrokosmosie.
Rozważmy najważniejsze prawa ochrony.

10.2.1.1. Prawo zachowania masy

Przekształcenia i zmiany materii w przyrodzie są nieskończenie różnorodne. Badaczy niepokoiło pytanie: czy substancja zachowuje się podczas tych zmian? Każdy z nas musiał obserwować, jak z biegiem czasu każda rzecz, nawet stal, zużywa się i zmniejsza swój rozmiar. Ale czy to oznacza, że ​​najmniejsze cząsteczki metalu znikają bez śladu? Nie, po prostu się gubią, rozsypują w różne strony, wyrzucają ze śmieciami, odlatują, tworząc kurz.
W przyrodzie zachodzą także inne przemiany. Na przykład palisz papierosa. Mija kilka minut, a z tytoniu nie zostaje nic poza niewielką górką popiołu i jasnoniebieskim dymem unoszącym się w powietrzu. Lub na przykład płonie świeca. Stopniowo staje się coraz mniejszy. Nie pozostał tu nawet popiół. Paląc się bez pozostałości, świeca i to, z czego się składa, ulega chemicznej przemianie substancji. Cząstki tytoniu i świecy nie rozsypują się i nie gubią stopniowo w różnych miejscach. Wypalają się i najwyraźniej znikają bez śladu.
Obserwując przyrodę, ludzie od dawna zwracają uwagę na inne zjawiska, w których materia zdaje się powstawać z „niczego”. I tak na przykład z małego nasionka w doniczce wyrasta duża roślina, a masa ziemi zawartej w doniczce pozostaje prawie taka sama. Czy coś istniejącego w świecie naprawdę może zniknąć lub odwrotnie, pojawić się z niczego? Innymi słowy, czy materia, z której zbudowana jest cała różnorodność naszego świata, jest zniszczalna czy niezniszczalna?
2400 p.n.e mi. słynny filozof Starożytna Grecja Demokryt napisał, że: „Nic nie może powstać z niczego, nic, co istnieje, nie może zostać zniszczone”.
Znacznie później, w XVI-XVII w. idea ta została wznowiona i została już wyrażona przez wielu naukowców. Jednak takie stwierdzenia były tylko przypuszczeniami i nie teoria naukowa, potwierdzone eksperymentami. Stanowisko to zostało po raz pierwszy udowodnione i potwierdzone doświadczeniem wielkiego rosyjskiego naukowca M.V. Łomonosow.
Łomonosow był głęboko przekonany o niezniszczalności materii, że nic na świecie nie może zniknąć bez śladu. Przy wszelkich zmianach substancji, interakcjach chemicznych - niezależnie od tego, czy proste ciała łączą się, tworząc złożone, czy też, odwrotnie, złożone ciała rozkładają się na pojedyncze pierwiastki chemiczne - całkowita ilość substancji pozostaje niezmieniona. Innymi słowy, pomimo wszystkich zmian, całkowita masa substancji musi pozostać niezmieniona. Niech w wyniku jakiejś reakcji znikną dwie oddziałujące ze sobą substancje i otrzymamy nieznaną trzecią - masa nowo utworzonego związku musi być równa masie dwóch pierwszych.
Doskonale rozumiejąc znaczenie praw zachowania i niezniszczalności materii dla nauki, Łomonosow szukał potwierdzenia swoich myśli. Postanowił powtórzyć eksperymenty angielskiego naukowca z XVII wieku. R. Boyle'a.
Boyle'a interesowała zmiana masy metalu po podgrzaniu. Dokonał następującego doświadczenia: w szklanej retorcie umieścił kawałek metalu i zważył go.
Następnie zapieczętowawszy wąską szyjkę naczynia, podgrzał je nad ogniem. Dwie godziny później Boyle zdjął naczynie z ognia, odłamał szyjkę retorty i po ostygnięciu zważył. Metal zwiększył swoją wagę.
Boyle widział przyczynę w tym, że przez szybę przedostają się do naczynia. drobne cząstki„materia ognia” i połączyć z metalem. W czasach Boyle'a i Łomonosowa naukowcy wyjaśniali niezrozumiałe zjawiska naturalne za pomocą różnych nieuchwytnych „spraw”, ale nie potrafili powiedzieć, czym one były. Łomonosow nie uznał istnienia tajemniczej „materii”. Był pewien, że przyczyna wzrostu masy była inna i postanowił udowodnić, że nie ma „subtelnej, wszechprzenikającej materii ognia”, a także, że podczas przemian chemicznych całkowita masa substancji uczestniczących pierwiastków w reakcji pozostaje niezmieniona.
Łomonosow powtórzył eksperyment Boyle'a i uzyskał ten sam wynik: wzrosła masa metalu. Następnie zmodyfikował doświadczenie: po podgrzaniu retorty nad ogniem i ostudzeniu zważył ją w naczyniu, nie odrywając szyjki. Udowodnił więc, że „bez dopływu powietrza zewnętrznego ciężar spalonego metalu pozostanie w jednej mierze, a materia ognia nie przedostanie się do retorty”.
Łomonosow tłumaczył wzrost masy w przypadku otwarcia retorty przed ważeniem zależnością od absorpcji powietrza przez metal. Teraz wiemy, że po podgrzaniu metale utleniają się i łączą z tlenem. W eksperymencie Boyle'a metal pobiera tlen z powietrza w zamkniętej retorcie. Jednocześnie jego ciężar wzrasta dokładnie w tym samym stopniu, w jakim maleje ciężar powietrza w retorcie. Dzięki temu całkowity ciężar zamkniętej retorty i umieszczonego w niej korpusu nie ulega zmianie. Choć zachodzi tu utlenianie, to całkowita ilość substancji nie zmniejsza się ani nie zwiększa – masa substancji biorących udział w reakcji nie zmienia się. Kiedy jednak retorta zostanie otwarta, do kolby przedostanie się powietrze z zewnątrz, aby zastąpić tlen pochłonięty przez metal, powodując wzrost ciężaru retorty.
Więc M.V. Łomonosow odkrył prawo zachowania materii lub, jak to się nazywa, prawo zachowania masy. 17 lat po Łomonosowie prawo to zostało potwierdzone licznymi eksperymentami francuskiego chemika A. Lavoisiera. Następnie prawo zachowania masy zostało wielokrotnie potwierdzone licznymi i różnorodnymi eksperymentami. Obecnie jest to jedno z podstawowych praw leżących u podstaw nauk przyrodniczych.

10.2.1.2. Prawo zachowania pędu

Spoczynek i ruch ciała są względne; prędkość ruchu zależy od wyboru układu odniesienia. Zgodnie z drugim prawem Newtona, niezależnie od tego, czy ciało znajdowało się w spoczynku, czy poruszało się ruchem jednostajnym i prostoliniowym, zmiana jego prędkości ruchu może nastąpić jedynie pod wpływem siły, tj. w wyniku interakcji z innymi ciałami.
Istnieje wielkość fizyczna, która zmienia się jednakowo dla wszystkich ciał pod działaniem tych samych sił, jeśli czas działania siły jest taki sam, równy iloczynowi masy ciała przez jego prędkość i nazywany pędem ciała ciało. Zmiana pędu jest równa pędowi przyłożonej siły. Pęd ciała jest ilościową cechą ruchu postępowego ciał.
Badania eksperymentalne oddziaływania różnych ciał – od planet i gwiazd po atomy i elektrony, cząstki elementarne – pokazały, że w dowolnym układzie ciał oddziałujących ze sobą, przy braku działania sił z innych ciał nie wchodzących w skład układu, czyli sumy działające siły są równe zeru, suma geometryczna pędów ciał pozostaje stała.
Układ ciał, które nie oddziałują z innymi ciałami nieuwzględnionymi w tym układzie, nazywa się zamkniętym. Zatem w układzie zamkniętym suma geometryczna pędów ciał pozostaje stała dla dowolnego oddziaływania ciał tego układu ze sobą. To podstawowe prawo natury nazywa się prawem zachowania pędu.
Warunek konieczny Możliwość zastosowania zasady zachowania pędu do układu oddziałujących ciał polega na zastosowaniu inercjalnego układu odniesienia. Opierając się na prawie zachowania pędu napęd odrzutowy, stosuje się go przy obliczaniu eksplozji ukierunkowanych, na przykład podczas układania tuneli w górach. Loty w kosmos stały się możliwe dzięki zastosowaniu rakiet wielostopniowych.

10.2.1.3. Prawo zachowania ładunku

Nie wszystkie zjawiska naturalne można zrozumieć i wyjaśnić za pomocą pojęć i praw mechaniki, molekularno-kinetycznej teorii budowy materii i termodynamiki. Nauki te nie mówią nic o naturze sił, które wiążą poszczególne atomy i cząsteczki oraz utrzymują atomy i cząsteczki substancji w stanie stałym w pewnej odległości od siebie. Prawa interakcji atomów i cząsteczek można zrozumieć i wyjaśnić w oparciu o koncepcję istnienia ładunków elektrycznych w przyrodzie.
Najprostszym i najbardziej codziennym zjawiskiem ujawniającym fakt istnienia ładunków elektrycznych w przyrodzie jest elektryzacja ciał w wyniku kontaktu. Oddziaływanie ciał wykryte podczas elektryzowania nazywa się oddziaływaniem elektromagnetycznym, a wielkość fizyczna określająca oddziaływanie elektromagnetyczne nazywa się ładunkiem elektrycznym. Zdolność ładunków elektrycznych do przyciągania i odpychania wskazuje na obecność dwóch różnych rodzajów ładunków: dodatniego i ujemnego.
Ładunki elektryczne mogą powstawać nie tylko w wyniku elektryzacji w momencie zetknięcia się ciał, ale także podczas innych oddziaływań, na przykład pod wpływem siły (efekt piezoelektryczny). Ale zawsze w układzie zamkniętym, który nie obejmuje ładunków, dla wszelkich interakcji ciał algebraiczna (tj. Biorąc pod uwagę znak) suma ładunków elektrycznych wszystkich ciał pozostaje stała. Ten eksperymentalnie ustalony fakt nazywa się prawem zachowania ładunku elektrycznego.
Nigdzie i nigdy w naturze ładunki elektryczne tego samego znaku nie powstają ani nie znikają. Pojawieniu się ładunku dodatniego zawsze towarzyszy pojawienie się ładunku ujemnego równego wartości bezwzględnej, ale o przeciwnym znaku. Ani ładunki dodatnie, ani ujemne nie mogą znikać oddzielnie od siebie, jeśli są równe w wartości bezwzględnej.
Pojawianie się i zanikanie ładunków elektrycznych na ciałach w większości przypadków tłumaczy się przejściami elementarnych naładowanych cząstek - elektronów - z jednego ciała do drugiego. Jak wiadomo, każdy atom zawiera dodatnio naładowane jądro i ujemnie naładowane elektrony. W atomie obojętnym całkowity ładunek elektronów jest dokładnie równy ładunkowi jądra atomowego. Ciało składające się z obojętnych atomów i cząsteczek ma całkowity ładunek elektryczny, równy zeru.
Jeśli w wyniku jakiejś interakcji część elektronów przejdzie z jednego ciała do drugiego, wówczas jedno ciało otrzyma ujemny ładunek elektryczny, a drugie otrzyma ładunek dodatni o tej samej wielkości. Kiedy stykają się dwa ciała o różnym ładunku, zwykle ładunki elektryczne nie znikają bez śladu, lecz nadwyżka elektronów przechodzi z ciała naładowanego ujemnie do ciała, w którym część atomów nie posiadała pełnego zestawu elektronów ich skorupy.
Specjalny przypadek reprezentuje spotkanie elementarnych naładowanych antycząstek, na przykład elektronu i pozytonu. W tym przypadku dodatnie i ujemne ładunki elektryczne faktycznie znikają, unicestwiają, ale w pełnej zgodzie z prawem zachowania ładunku elektrycznego, ponieważ algebraiczna suma ładunków elektronu i pozytonu wynosi zero.

10.2.1.4. Prawo zachowania energii w procesach mechanicznych

Energię mechaniczną dzielimy na dwa rodzaje: potencjalną i kinetyczną. Energia potencjalna charakteryzuje ciała oddziałujące, a energia kinetyczna charakteryzuje ciała poruszające się. Zarówno energia potencjalna, jak i kinetyczna zmieniają się jedynie w wyniku takiego oddziaływania ciał, w którym siły działające na ciała wykonują pracę różną od zera.
Rozważmy teraz kwestię zmiany energii podczas oddziaływania ciał tworzących układ zamknięty. Jeśli kilka ciał oddziałuje ze sobą jedynie za pomocą sił grawitacyjnych i sprężystości i nie działają żadne siły zewnętrzne, to dla dowolnego oddziaływania ciał suma energii kinetycznej i potencjalnej ciał pozostaje stała. Stwierdzenie to nazywa się prawem zachowania energii w procesach mechanicznych.
Suma energii kinetycznej i potencjalnej ciał nazywana jest całkowitą energią mechaniczną. Dlatego prawo zachowania energii można sformułować w następujący sposób: całkowita energia mechaniczna zamkniętego układu ciał oddziałujących z siłami grawitacji i sprężystości pozostaje stała.
Główną treścią prawa zachowania energii jest nie tylko ustalenie faktu zachowania całkowitej energii mechanicznej, ale także ustalenie możliwości wzajemnych przemian energii kinetycznej i potencjalnej w jednakowej ilości ilościowej podczas oddziaływania ciał.
Prawo zachowania całkowitej energii mechanicznej w procesach z udziałem sprężystości i sił grawitacyjnych jest jednym z podstawowych praw mechaniki. Znajomość tego prawa upraszcza rozwiązanie wielu problemów, które mają bardzo ważne w życiu praktycznym.
Na przykład energia rzek jest powszechnie wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej. W tym celu buduje się tamy i blokuje rzeki. Pod wpływem grawitacji woda ze zbiornika za zaporą spływa w dół studni z przyspieszoną prędkością i uzyskuje energię kinetyczną. Kiedy szybko poruszający się strumień wody zderza się z łopatkami turbiny hydraulicznej, energia kinetyczna ruchu postępowego wody zamienia się w energię kinetyczną ruch obrotowy wirników turbin, a następnie za pomocą generatora elektrycznego na energię elektryczną.
Energia mechaniczna nie jest zachowana, jeśli pomiędzy ciałami działają siły tarcia. Samochód poruszający się po poziomym odcinku drogi po wyłączeniu silnika pokonuje pewien dystans i zatrzymuje się pod wpływem sił tarcia. Kiedy samochód hamował, klocki hamulcowe, opony samochodowe i asfalt nagrzewały się. W wyniku działania sił tarcia energia kinetyczna samochód nie zniknął, ale zamienił się w energię wewnętrzną ruchu termicznego cząsteczek.
Zatem podczas jakichkolwiek interakcji fizycznych energia nie powstaje, a jedynie przekształca się z jednej formy w drugą. Ten eksperymentalnie ustalony fakt nazywa się prawem zachowania i transformacji energii.
Źródła energii na Ziemi są duże i zróżnicowane. Dawno, dawno temu, w starożytności ludzie znali tylko jedno źródło energii - siłę mięśni i siłę zwierząt domowych. Energia odnawiała się poprzez żywność. Teraz bardzo Pracę wykonują maszyny, dla których źródłem energii są różnego rodzaju paliwa kopalne: węgiel, torf, ropa naftowa, a także energia wodna i wiatrowa.
Jeśli prześledzimy „rodowód” wszystkich tych różnych rodzajów energii, okaże się, że wszystkie są energią promienie słoneczne. Energia otaczającej nas przestrzeni kosmicznej jest akumulowana przez Słońce w postaci energii jąder atomowych, pierwiastków chemicznych, pól elektromagnetycznych i grawitacyjnych. Słońce z kolei dostarcza Ziemi energię, która objawia się w postaci energii wiatru i fal, przypływów i odpływów, w postaci geomagnetyzmu, różne rodzaje promieniowanie (w tym radioaktywność podłoża itp.), energia mięśni świata zwierząt.
Energia geofizyczna uwalniana jest w postaci naturalnej Zjawiska naturalne(wulkanizm, trzęsienia ziemi, burze, tsunami itp.), metabolizm w organizmach żywych (które stanowią podstawę życia), pożyteczna praca na ruch ciał, zmiany w ich strukturze, jakości, przekazywaniu informacji, magazynowaniu energii w różnego rodzaju bateriach, kondensatorach, w odkształceniu sprężystym sprężyn, membran.
Wszelkie formy energii, przekształcające się w siebie poprzez ruch mechaniczny, reakcje chemiczne i promieniowanie elektromagnetyczne, ostatecznie zamieniają się w ciepło i są rozpraszane w otaczającej przestrzeni. Zjawisko to objawia się procesami wybuchowymi, spalaniem, gniciem, topnieniem, parowaniem, deformacją i rozpadem radioaktywnym. W przyrodzie istnieje cykl energii, charakteryzujący się tym, że w przestrzeni kosmicznej dokonuje się nie tylko chaotyzacja, ale także jej proces odwrotny - porządkowanie struktury, co wyraźnie widać przede wszystkim w powstawaniu gwiazd, przemianach i pojawianiu się nowych elektromagnetycznych i pola grawitacyjne, a one ponownie niosą swoją energię nowym „układom słonecznym”. I wszystko wraca do normy.
Prawo zachowania energii mechanicznej sformułował niemiecki naukowiec A. Leibniz. Następnie niemiecki naukowiec Yu.R. Mayer, angielski fizyk J. Joule i niemiecki naukowiec G. Helmholtz odkryli eksperymentalnie prawa zachowania energii w zjawiskach niemechanicznych.
I tak już w połowie XIX w. ukształtowały się prawa zachowania masy i energii, które interpretowano jako prawa zachowania materii i ruchu. Na początku XX wieku. oba te prawa zachowania uległy radykalnej rewizji w związku z pojawieniem się szczególnej teorii względności: przy opisywaniu ruchów z prędkościami bliskimi prędkości światła klasyczną mechanikę newtonowską zastąpiono mechaniką relatywistyczną. Okazało się, że masa, określona na podstawie bezwładności ciała, zależy od jego prędkości i dlatego charakteryzuje nie tylko ilość materii, ale także jej ruch. Zmianie uległo także pojęcie energii: energia całkowita okazała się proporcjonalna do masy (E = mc2). Zatem prawo zachowania energii w szczególnej teorii względności w naturalny sposób połączyło prawa zachowania masy i energii, które istniały w mechanice klasycznej. Indywidualnie przepisy te nie są realizowane, tj. Nie da się scharakteryzować ilości materii bez uwzględnienia jej ruchu i interakcji.
Ewolucja prawa zachowania energii pokazuje, że prawa zachowania, czerpiąc z doświadczenia, wymagają od czasu do czasu eksperymentalnej weryfikacji i wyjaśnienia. Nie można mieć pewności, że w miarę poszerzania się granic ludzkiej wiedzy to prawo lub jego specyficzne sformułowanie pozostanie aktualne. Coraz bardziej wyrafinowane prawo zachowania energii stopniowo zmienia się z niejasnego i abstrakcyjnego stwierdzenia w precyzyjną formę ilościową.

10.2.1.5. Prawa zachowania w mikrokosmosie

Prawa zachowania odgrywają ważną rolę w teorii kwantowej, w szczególności w fizyce cząstek elementarnych. Prawa konserwatorskie określają zasady selekcji, których naruszenie prowadziłoby do naruszenia praw konserwatorskich. Oprócz wymienionych praw zachowania zachodzących w fizyce ciał makroskopowych, w teorii cząstek elementarnych powstało wiele szczegółowych praw zachowania, które umożliwiają interpretację obserwowanych eksperymentalnie reguł selekcji. Jest to na przykład prawo zachowania barionu lub ładunku jądrowego, które obowiązuje dla wszystkich typów oddziaływań. Według niej materia jądrowa jest zachowana: różnica między liczbą ciężkich cząstek (barionów) a liczbą ich antycząstek nie zmienia się w żadnym procesie. Zachowywane są również lekkie cząstki elementarne - leptony (elektrony, neutrina itp.).
Istnieją również przybliżone prawa ochrony, które są spełnione w niektórych procesach i łamane w innych. Takie prawa zachowania mają sens, jeśli można określić klasę procesów, w których są spełniane. Na przykład prawa zachowania dziwności, spinu izotopowego i parzystości są ściśle spełnione w procesach zachodzących w wyniku oddziaływania silnego, ale są łamane w procesach oddziaływania słabego. Oddziaływanie elektromagnetyczne narusza prawo zachowania spinu izotopowego. Tym samym badania cząstek elementarnych po raz kolejny przypomniały o konieczności sprawdzenia istniejących praw zachowania w każdym obszarze zjawisk. Prowadzone są złożone eksperymenty, których celem jest wykrycie możliwych słabych naruszeń praw ochrony w mikrokosmosie.
Weryfikacja praw zachowania mechanicznego jest weryfikacją odpowiednich podstawowych właściwości czasoprzestrzeni. Przez długi czas Uważał, że oprócz wymienionych elementów symetrii (zachowanie energii wiąże się z jednorodnością czasu, zachowanie pędu wiąże się z jednorodnością przestrzeni), czasoprzestrzeń posiada symetrię lustrzaną, tj. niezmienność przy inwersji przestrzennej. Wtedy należałoby zachować parytet. Jednak w 1857 roku odkryto eksperymentalnie niezachowanie parzystości w oddziaływaniu słabym, co podniosło kwestię rewizji poglądów na temat symetrii czasoprzestrzennej i podstawowych praw zachowania (w szczególności praw zachowania energii i pędu).

Artykuł powstał w oparciu o materiały z Internetu, podręcznik fizyki oraz moją wiedzę własną.

Fizyki nigdy nie lubiłem, nie znałem jej i starałem się jej unikać jak tylko mogłem. Jednak w Ostatnio Rozumiem coraz więcej: całe nasze życie sprowadza się do proste prawa fizyka.

1) Najprostszym, ale najważniejszym z nich jest Prawo Zachowania i Transformacji Energii.

Brzmi to tak: „Energia każdego układu zamkniętego pozostaje stała podczas wszystkich procesów zachodzących w układzie”. I jesteśmy w dokładnie takim systemie. Te. ile dajemy, tyle otrzymamy. Jeśli chcemy coś otrzymać, musimy przed tym dać tyle samo. I nic więcej! A my oczywiście chcemy otrzymywać dużą pensję bez konieczności chodzenia do pracy. Czasem rodzi się złudzenie, że „głupcy mają szczęście” i wielu ludziom szczęście spada na głowy. Przeczytaj dowolną bajkę. Bohaterowie nieustannie muszą pokonywać ogromne trudności! Albo pływaj w zimnej wodzie, albo w przegotowanej wodzie. Mężczyźni przyciągają uwagę kobiet zalotami. Kobiety z kolei opiekują się wtedy tymi mężczyznami i dziećmi. I tak dalej. Jeśli więc chcesz coś otrzymać, zadaj sobie trud i najpierw to daj. Film „Podaj dalej” bardzo wyraźnie ukazuje to prawo fizyki.

Jest jeszcze jeden żart na ten temat:
Prawo zachowania energii:
Jeśli rano przyjdziesz do pracy pełen energii i wyjdziesz jak wyciśnięta cytryna, to tak
1. Ktoś inny wszedł jak wyciśnięta cytryna, ale wychodzi energicznie
2. byłeś przyzwyczajony do ogrzewania pomieszczenia

2) Następne prawo brzmi: „Siła działania jest równa sile reakcji”

To prawo fizyki w zasadzie odzwierciedla poprzednie. Jeśli ktoś dopuścił się czynu negatywnego – świadomie lub nie – wówczas otrzymywał odpowiedź, tj. sprzeciw. Czasami przyczyna i skutek są rozproszone w czasie i możesz nie od razu zrozumieć, w którą stronę wieje wiatr. Najważniejszą rzeczą, o której musimy pamiętać, jest to, że nic nie dzieje się samo. Jako przykład możemy przytoczyć edukacja rodziców, który następnie pojawia się po kilkudziesięciu latach.

3) Kolejnym prawem jest prawo dźwigni. Archimedes wykrzyknął: „Dajcie mi punkt podparcia, a przewrócę Ziemię!” Każdy ciężar można przesunąć, jeśli wybierzesz odpowiednią dźwignię. Zawsze musisz oszacować, jak długo potrzebna będzie dźwignia, aby osiągnąć ten czy inny cel i wyciągnąć dla siebie wnioski, ustalić priorytety. Zrozum, jak obliczyć swoją siłę, czy musisz włożyć tyle wysiłku, aby stworzyć odpowiednią dźwignię i przesunąć ten ciężar, czy też łatwiej jest zostawić to w spokoju i zająć się inną czynnością.

4) Tak zwana zasada świdra, która polega na tym, że wskazuje kierunek pole magnetyczne. Ta zasada odpowiada odwieczne pytanie: kto jest winny? I wskazuje, że sami jesteśmy winni wszystkiego, co nam się przydarza. Bez względu na to, jak obraźliwe może to być, bez względu na to, jak trudne może to być, bez względu na to, jak niesprawiedliwe może się to wydawać na pierwszy rzut oka, zawsze musimy mieć świadomość, że początkowo sami byliśmy przyczyną.

5) Na pewno ktoś pamięta prawo dodawania prędkości. Brzmi to tak: „Prędkość ruchu ciała względem nieruchomego układu odniesienia jest równa sumie wektorowej prędkości tego ciała względem poruszającego się układu odniesienia i prędkości najbardziej ruchomego układu odniesienia względem stała rama.” Czy to brzmi skomplikowanie? Rozwiążmy to teraz.
Zasada dodawania prędkości to nic innego jak suma arytmetyczna składowe prędkości, jako koncepcje matematyczne lub definicje.

Prędkość jest jednym z podstawowych zjawisk związanych z kinetyką. Kinetyka bada procesy przenoszenia energii, pędu, ładunku i materii w różnych układach fizycznych oraz wpływ na nie pól zewnętrznych. Może to zarozumiałe, ale z punktu widzenia kinetyki można wziąć pod uwagę całą serię procesów społecznych, na przykład konflikty.

Zatem w obecności dwóch sprzecznych obiektów i ich kontaktu powinno działać prawo podobne do prawa zachowania prędkości (jako fakt przekazania energii)? Oznacza to, że siła i agresja konfliktu zależy od stopnia konfliktu pomiędzy dwiema (trzema, czterema) stronami. Im są bardziej agresywni i potężni, tym ostrzejszy i bardziej destrukcyjny jest konflikt. Jeśli jedna ze stron nie jest w konflikcie, stopień agresywności nie wzrasta.

Wszystko jest bardzo proste. A jeśli nie potrafisz zajrzeć w głąb siebie, aby zrozumieć związek przyczynowo-skutkowy swojego problemu, po prostu otwórz podręcznik do fizyki dla ósmej klasy.

Helena Czerska

Fizyk, oceanograf, prezenter programów popularnonaukowych w BBC.

Jeśli chodzi o fizykę, wyobrażamy sobie pewne formuły, coś dziwnego i niezrozumiałego, niepotrzebnego do zwykłego człowieka. Być może słyszeliśmy coś o mechanice kwantowej i kosmologii. Ale pomiędzy tymi dwoma biegunami leży wszystko, co składa się na nasze codzienne życie: planety i kanapki, chmury i wulkany, bąbelki i instrumenty muzyczne. I wszystkimi rządzi stosunkowo niewielka liczba praw fizycznych.

Możemy stale obserwować te prawa w działaniu. Weź na przykład dwa jajka – surowe i gotowane – i zakręć je, a następnie zatrzymaj się. Gotowane jajko pozostanie nieruchome, surowe zacznie się ponownie obracać. Dzieje się tak, ponieważ zatrzymałeś tylko skorupę, ale ciecz w środku nadal się obraca.

Jest to wyraźny dowód na prawo zachowania momentu pędu. W uproszczeniu można to sformułować następująco: układ rozpoczęty obrót wokół stałej osi będzie się obracał dalej, aż coś go zatrzyma. Jest to jedno z podstawowych praw Wszechświata.

Przydaje się nie tylko wtedy, gdy trzeba się wyróżnić ugotowane jajko z surowego. Można go również wykorzystać do wyjaśnienia, w jaki sposób Kosmiczny Teleskop Hubble'a, bez żadnego wsparcia w przestrzeni, kieruje swoją soczewkę na określony obszar nieba. Ma po prostu obracające się żyroskopy, które zasadniczo zachowują się tak samo jak surowe jajko. Sam teleskop obraca się wokół nich i tym samym zmienia swoje położenie. Okazuje się, że prawo, które możemy przetestować w naszej kuchni, wyjaśnia również strukturę jednej z najwybitniejszych technologii ludzkości.

Znając podstawowe prawa rządzące naszym codziennym życiem, przestajemy czuć się bezradni.

Aby zrozumieć, jak działa otaczający nas świat, musimy najpierw zrozumieć jego podstawy. Musimy zrozumieć, że fizyka to nie tylko ekscentryczni naukowcy w laboratoriach i skomplikowane formuły. Jest tuż przed nami, dostępny dla każdego.

Od czego zacząć, możesz pomyśleć. Na pewno zauważyłeś coś dziwnego lub niezrozumiałego, ale zamiast o tym pomyśleć, powiedziałeś sobie, że jesteś dorosły i nie masz na to czasu. Czerski radzi, aby nie ignorować takich rzeczy, ale zacząć od nich.

Jeśli nie chcesz czekać, aż wydarzy się coś ciekawego, włóż rodzynki do napoju gazowanego i zobacz, co się stanie. Patrz, jak rozlana kawa wysycha. Stukaj łyżką w brzeg kubka i słuchaj dźwięku. Na koniec spróbuj upuścić kanapkę tak, aby nie spadła twarzą w dół.

Druga zasada termodynamiki

Zgodnie z tym prawem proces, którego jedynym skutkiem jest przeniesienie energii w postaci ciepła z ciała zimniejszego do cieplejszego, nie jest możliwy bez zmian w samym układzie i środowisko. Druga zasada termodynamiki wyraża tendencję układu składającego się z duża ilość chaotycznie poruszających się cząstek, do spontanicznego przejścia od stanów mniej prawdopodobnych do stanów bardziej prawdopodobnych. Zabrania tworzenia perpetuum mobile drugiego rodzaju.

Prawo Avogarda
W równych objętościach gazy doskonałe zawarte w tej samej temperaturze i ciśnieniu ten sam numer Cząsteczki Prawo to odkrył w 1811 r. włoski fizyk A. Avogadro (1776–1856).

Prawo Ampera
Prawo oddziaływania dwóch prądów płynących w przewodnikach znajdujących się w niewielkiej odległości od siebie stanowi: równoległe przewodniki z prądami płynącymi w tym samym kierunku przyciągają się, a z prądami w przeciwnym kierunku odpychają. Prawo to zostało odkryte w 1820 roku przez A. M. Ampere’a.

Prawo Archimedesa

Prawo hydro- i aerostatyki: na ciało zanurzone w cieczy lub gazie działa siła wyporu skierowana pionowo w górę, równa ciężarowi cieczy lub gazu wypartego przez to ciało, przyłożona w środku ciężkości ciała zanurzona część ciała. FA = gV, gdzie g to gęstość cieczy lub gazu, V to objętość zanurzonej części ciała. W przeciwnym razie prawo można sformułować w następujący sposób: ciało zanurzone w cieczy lub gazie traci na wadze tyle, ile waży wypierana przez nie ciecz (lub gaz). Wtedy P = mg – FA. Prawo to odkrył starożytny grecki naukowiec Archimedes w 212 roku p.n.e. mi. Stanowi podstawę teorii ciał pływających.

Prawo uniwersalna grawitacja

Prawo powszechnego ciążenia, czyli prawo ciążenia Newtona: wszystkie ciała przyciągają się z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu mas tych ciał i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi.

Prawo Boyle’a – Mariotte’a

Jedno z praw gazu doskonałego: w stałej temperaturze iloczyn ciśnienia gazu i jego objętości jest wartością stałą. Wzór: pV = stała. Opisuje proces izotermiczny.

Prawo Hooke’a
Zgodnie z tym prawem odkształcenia sprężyste ciała stałego są wprost proporcjonalne do czynników zewnętrznych, które je powodują.

Prawo Daltona
Jedno z podstawowych praw gazowych: ciśnienie mieszaniny chemicznie nieoddziałujących gazów doskonałych jest równe sumie ciśnień cząstkowych tych gazów. Odkryty w 1801 roku przez J. Daltona.

Prawo Joule’a-Lenza

Opisuje efekt cieplny prądu elektrycznego: ilość ciepła wydzielanego w przewodniku, gdy przepływa przez niego prąd stały, jest wprost proporcjonalna do kwadratu prądu, rezystancji przewodnika i czasu przepływu. Odkryte niezależnie przez Joule'a i Lenza w XIX wieku.

prawo Coulomba

Podstawowe prawo elektrostatyki, wyrażające zależność siły oddziaływania między dwoma stacjonarnymi ładunkami punktowymi od odległości między nimi: dwa stacjonarne ładunki punktowe oddziałują z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu wielkości tych ładunków i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi i stała dielektrycznaśrodowisko, w którym znajdują się ładunki. Wartość jest liczbowo równa sile działającej pomiędzy dwoma nieruchomymi ładunkami punktowymi o masie 1 C każdy, umieszczonymi w próżni w odległości 1 m od siebie. Prawo Coulomba jest jednym z eksperymentalnych uzasadnień elektrodynamiki. Otwarty w 1785 r.

Prawo Lenza
Zgodnie z tym prawem indukowany prąd ma zawsze taki kierunek, że własny strumień magnetyczny kompensuje zmiany zewnętrznego strumienia magnetycznego, który spowodował ten prąd. Prawo Lenza jest konsekwencją prawa zachowania energii. Zainstalowany w 1833 roku przez EH Lenza.

Prawo Ohma

Jedno z podstawowych praw prądu elektrycznego: natężenie prądu stałego w odcinku obwodu jest wprost proporcjonalne do napięcia na końcach tego odcinka i odwrotnie proporcjonalne do jego rezystancji. Dotyczy przewodników metalowych i elektrolitów, których temperatura jest utrzymywana na stałym poziomie. W przypadku kompletnego obwodu formułuje się to w następujący sposób: siła prądu stałego w obwodzie jest wprost proporcjonalna do siły elektromotorycznej źródła prądu i odwrotnie proporcjonalna do całkowitej rezystancji obwodu elektrycznego. Odkryty w 1826 roku przez G.S. Ohma.

Prawo odbicia fali

Promień padający, promień odbity i prostopadła podniesiona do punktu padania promienia leżą w tej samej płaszczyźnie, a kąt padania jest równy kątowi załamania. Prawo dotyczy odbicia lustrzanego.

Prawo Pascala
Podstawowe prawo hydrostatyki: ciśnienie wytwarzane przez siły zewnętrzne na powierzchni cieczy lub gazu jest przenoszone równomiernie we wszystkich kierunkach.

Prawo załamania światła

Promień padający, promień załamany i prostopadła przywrócona do punktu padania promienia leżą w tej samej płaszczyźnie, a dla tych dwóch ośrodków stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania wynosi stała wartość, zwana względnym współczynnikiem załamania światła drugiego ośrodka w stosunku do pierwszego.

Prawo prostoliniowego rozchodzenia się światła

Prawo optyka geometryczna, która polega na tym, że w ośrodku jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo. Wyjaśnia na przykład powstawanie cienia i półcienia.

Prawo zachowania ładunku
Jedno z podstawowych praw natury: algebraiczna suma ładunków elektrycznych dowolnego elektrycznie izolowanego układu pozostaje niezmieniona. W układzie izolowanym elektrycznie prawo zachowania ładunku pozwala na pojawienie się nowych naładowanych cząstek, ale całkowity ładunek elektryczny pojawiających się cząstek musi zawsze być równy zeru.

Prawo zachowania pędu
Jedno z podstawowych praw mechaniki: pęd dowolnego układu zamkniętego podczas wszystkich procesów zachodzących w układzie pozostaje stały (zachowany) i może być redystrybuowany pomiędzy częściami układu jedynie w wyniku ich interakcji.

Prawo Charlesa
Jedno z podstawowych praw gazowych: ciśnienie danej masy gazu doskonałego przy stałej objętości jest wprost proporcjonalne do temperatury.

Prawo Indukcja elektromagnetyczna

Opisuje zjawisko występowania pole elektryczne przy zmianach magnetycznych (zjawisko indukcji elektromagnetycznej): siła elektromotoryczna indukcji jest wprost proporcjonalna do szybkości zmian strumienia magnetycznego. Współczynnik proporcjonalności wyznacza układ jednostek, znak określa reguła Lenza. Prawo odkrył M. Faradaya.

Prawo zachowania i przemiany energii
Ogólne prawo natury: energia dowolnego układu zamkniętego pozostaje stała (zachowana) podczas wszystkich procesów zachodzących w układzie. Energię można jedynie przekształcić z jednej formy w drugą i rozprowadzić pomiędzy częściami systemu. Dla układu otwartego wzrost (spadek) jego energii jest równy spadkowi (wzrostowi) energii ciał i pól fizycznych z nim oddziałujących.

Prawa Newtona
Mechanika klasyczna opiera się na 3 prawach Newtona. Pierwsza zasada Newtona (prawo bezwładności): punkt materialny znajduje się w stanie ruchu prostoliniowego i jednostajnego lub spoczynku, jeśli nie działają na niego inne ciała lub działanie tych ciał jest kompensowane. Druga zasada Newtona (podstawowa zasada dynamiki): przyspieszenie, jakie otrzymuje ciało, jest wprost proporcjonalne do wypadkowej wszystkich sił działających na to ciało i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała. Trzecia zasada Newtona: działania dwóch ciał są zawsze równe pod względem wielkości i skierowane w przeciwnych kierunkach.

Prawa Faradaya
Pierwsze prawo Faradaya: masa substancji uwolnionej na elektrodzie podczas przepływu prądu elektrycznego jest wprost proporcjonalna do ilości energii elektrycznej (ładunku) przepływającej przez elektrolit (m = kq = kIt). Drugie prawo Faradaya: stosunek mas różnych substancji ulegających przemianom chemicznym na elektrodach, gdy identyczne ładunki elektryczne przechodzą przez elektrolit, jest równy stosunkowi równoważników chemicznych. Prawa zostały ustanowione w latach 1833–1834 przez M. Faradaya.

Pierwsza zasada termodynamiki
Pierwszą zasadą termodynamiki jest prawo zachowania energii układu termodynamicznego: ilość ciepła Q przekazanego układowi jest zużywana na zmianę energii wewnętrznej układu U i wykonanie przez układ pracy A wbrew siłom zewnętrznym. Wzór Q = U + A leży u podstaw działania silników cieplnych.

Postulaty Bohra

Pierwszy postulat Bohra: układ atomowy jest stabilny tylko w stanach stacjonarnych, które odpowiadają dyskretnej sekwencji wartości energii atomowej. Każda zmiana tej energii jest powiązana z całkowite przejście atom z jednego stanu stacjonarnego do drugiego. Drugi postulat Bohra: absorpcja i emisja energii przez atom następuje zgodnie z prawem, zgodnie z którym promieniowanie związane z przejściem jest monochromatyczne i ma częstotliwość: h = Ei – Ek, gdzie h jest stałą Plancka, a Ei i Ek są energiami atomu w stanach stacjonarnych.

Reguła lewej ręki
Określa kierunek siły działającej na przewodnik z prądem (lub poruszającą się naładowaną cząstkę) znajdujący się w polu magnetycznym. Zasada jest taka: jeśli lewa ręka ułożyć tak, aby wyciągnięte palce wskazywały kierunek prądu (prędkość cząstek), a linie pola magnetycznego (linie indukcji magnetycznej) wchodziły do ​​dłoni, następnie odłóż na bok kciuk wskaże kierunek siły działającej na przewodnik (cząstka dodatnia; w przypadku cząstki ujemnej kierunek siły jest przeciwny).

Reguła prawa ręka
Określa kierunek prądu indukcyjnego w przewodniku poruszającym się w polu magnetycznym: jeśli dłoń prawej ręki jest ustawiona tak, aby wchodziły do ​​niej linie indukcji magnetycznej, a zgięty kciuk jest skierowany wzdłuż ruchu przewodnika, to cztery wyciągnięte palce wskażą kierunek prądu indukcyjnego.

Zasada Huygensa
Pozwala w dowolnym momencie określić położenie czoła fali. Zgodnie z zasadą Huygensa wszystkie punkty, przez które przechodzi czoło fali w chwili t, są źródłami wtórnych fal sferycznych, a pożądane położenie czoła fali w chwili t pokrywa się z powierzchnią otaczającą wszystkie fale wtórne. Zasada Huygensa wyjaśnia prawa odbicia i załamania światła.

Zasada Huygensa-Fresnela
Zgodnie z tą zasadą, w dowolnym punkcie znajdującym się poza dowolną zamkniętą powierzchnią pokrywającą punktowe źródło światła, falę świetlną wzbudzoną przez to źródło można przedstawić w wyniku interferencji fal wtórnych emitowanych przez wszystkie punkty określonej powierzchni zamkniętej. Zasada pozwala rozwiązać najprostsze problemy dyfrakcji światła.

Zasada względności
W dowolnych inercyjnych układach odniesienia wszystkie zjawiska fizyczne (mechaniczne, elektromagnetyczne itp.) W tych samych warunkach przebiegają w ten sam sposób. Jest to uogólnienie zasady względności Galileusza.

Zasada względności Galileusza

Mechaniczna zasada względności, czyli zasada mechaniki klasycznej: w dowolnym inercjalnym układzie odniesienia wszystkie zjawiska mechaniczne przebiegają w ten sam sposób i w tych samych warunkach.

Dźwięk
Dźwięk odnosi się do fal sprężystych rozchodzących się w cieczach, gazach i ciała stałe i są odbierane przez uszy ludzi i zwierząt. Człowiek ma zdolność słyszenia dźwięków o częstotliwościach z zakresu 16–20 kHz. Dźwięki o częstotliwościach do 16 Hz nazywane są zwykle infradźwiękami; przy częstotliwościach 2,104–109 Hz – ultradźwięki, a przy częstotliwościach 109–1013 Hz – hiperdźwięki. Nauka zajmująca się badaniem dźwięków nazywa się akustyką.

Światło
Światło w wąskim znaczeniu tego słowa odnosi się do fal elektromagnetycznych w zakresie częstotliwości odbieranych przez ludzkie oko: 7,5 ‘1014–4,3’ 1014 Hz. Długości fal wahają się od 760 nm (światło czerwone) do 380 nm (światło fioletowe).