Абсолютный ноль - самая низкая возможная температура, при которой вещество не содержит тепловой энергии.

Античастица - каждому типу частиц соответствуют свои античастицы. Когда частица сталкивается с античастицей, они аннигилируют, оставляя только энергию.

Антропный принцип - принцип, согласно которому мы видим Вселенную такой, а не иной, потому что, если бы она была иной, нас бы здесь не было и мы не могли бы ее наблюдать.

Атом - основная единица обычного вещества, которая состоит из крошечного ядра (сложенного из протонов и нейтронов), окруженного обращающимися вокруг него электронами.

Большое схлопывание - сингулярность в конце эволюции Вселенной.

Большой Взрыв - сингулярность в начале эволюции Вселенной.

Вес - сила, порождаемая действием на тело гравитационного поля. Вес пропорционален массе, однако не тождествен ей.

Виртуальная частица - в квантовой механике частица, которую невозможно обнаружить непосредственно, но чье существование порождает измеримые эффекты.

Гамма излучение - электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны, порождаемое радиоактивным распадом и столкновениями элементарных частиц.

Геодезическая линия - самый короткий (или самый длинный) путь между двумя точками.

Горизонт событий - граница черной дыры.

Длина волны - расстояние между двумя соседними впадинами или двумя соседними гребнями волны.

Дуальность - соответствие между различными на первый взгляд теориями, которое приводит к идентичным физическим результатам.

Квантовая механика - теория, развитая на основе квантового принципа Планка и принципа неопределенности Гейзенберга.

Квантовый принцип Планка - представление о том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться и поглощаться только дискретными порциями (квантами), энергия которых пропорциональна длине волны.

Кварк - заряженная элементарная частица, участвующая в сильном взаимодействии. Протоны и нейтроны состоят из трех кварков.

Координаты - числа, которые задают положение точки в пространстве и времени.

Корпускулярно волновой дуализм - в квантовой механике концепция, согласно которой между волнами и частицами нет разницы; частицы могут иногда вести себя подобно волнам, а волны - подобно частицам.

Космологическая постоянная - математическое приспособление, использованное Эйнштейном, чтобы наделить пространство время стремлением к расширению.

Космология - наука, изучающая Вселенную как целое.

Красное смещение - покраснение света удаляющейся от нас звезды, которое обусловленно эффектом Доплера.

Кротовая нора - тонкая трубка пространства времени, соединяющая отдаленные области Вселенной. Кротовые норы могут также соединять параллельные или зарождающиеся вселенные и обеспечивать возможность путешествия во времени.

Магнитное поле - поле, ответственное за магнитные силы. Теперь рассматривается совместно с электрическим полем как проявление единого электромагнитного поля.

Масса - количество материи в теле; его инерция, или сопротивление ускорению.

Микроволновое фоновое излучение - излучение, оставшееся от горячей ранней Вселенной и испытавшее к настоящему времени столь сильное красное смещение, что из света превратилось в микроволны (радиоволны с длиной волны несколько сантиметров).

Мост Эйнштейна Розена - тонкая трубка пространства времени, соединяющая две черные дыры. См. также Кротовая нора.

Нейтрино - чрезвычайно легкая (возможно, безмассовая) частица, которая подвержена действию только слабых сил и гравитации.

Нейтрон - незаряженная частица, очень похожая на протон. Нейтроны составляют около половины частиц атомного ядра.

Нейтронная звезда - холодная звезда, удерживаемая в равновесии благодаря принципу запрета Паули, вызывающему отталкивание между нейтронами.

Общая теория относительности - теория Эйнштейна, основанная на идее, что законы физики должны быть одинаковыми для всех наблюдателей, независимо от того, как они движутся.

Дает объяснение гравитационному взаимодействию в терминах искривления четырехмерного пространства времени.

Отсутствие граничных условий - представление о том, что Вселенная конечна, но не имеет границ.

Позитрон - положительно заряженная античастица электрона.

Поле - сущность, распределенная в пространстве и времени, в противоположность частице, которая существует только в одной точке в каждый момент времени.

Принцип исключения (принцип запрета Паули) - представление, согласно которому две идентичные частицы некоторых типов не могут иметь одновременно (в границах, установленных принципом неопределенности) одинакового положения и скорости.

Принцип неопределенности - принцип, сформулированный Гейзенбергом и утверждающий, что нельзя одновременно точно определить и положение, и скорость частицы; чем точнее мы знаем одно, тем менее точно другое.

Пропорциональность - выражение «Величина Х пропорциональна Y » означает, что когда Y умножается на произвольное число, то же самое происходит с X ; выражение «величина X обратно пропорциональна Y » означает, что, когда Y умножается на произвольное число, X делится на это же число.

Пространственное измерение - любое из этих трех измерений, то есть любое измерение, кроме времени.

Пространство время - четырехмерное пространство, точки которого являются событиями.

Протон - положительно заряженная частица, очень похожая на нейтрон. В большинстве атомов протоны составляют около половины всех частиц в ядре.

Радар - система, использующая импульсы радиоволн для определения положения объектов путем измерения времени, которое требуется импульсу, чтобы достичь объекта и, отразившись, вернуться обратно.
Радиоактивность - спонтанный распад атомного ядра, превращающий его в ядро другого типа.

Световая секунда (световой год) - расстояние, проходимое светом за одну секунду (один год).

Сильное взаимодействие - самое сильное из четырех фундаментальных взаимодействий с самым коротким радиусом действия. Сильное взаимодействие удерживает кварки внутри протонов и нейтронов, а также удерживает вместе протоны и нейтроны, благодаря чему образуются атомы.

Сингулярность - точка в пространстве времени, где искривление пространства времени (или некая другая физическая величина) достигает бесконечного значения.

Слабое взаимодействие - вторая по слабости из четырех фундаментальных сил с очень коротким радиусом действия. Влияет на все частицы вещества, но не затрагивает частицы переносчики взаимодействий.
Событие - точка в пространстве времени, характеризуемая временем и местом.

Спектр - совокупность частот, составляющих волны. Видимую часть солнечного спектра можно видеть в радуге.

Специальная теория относительности - теория Эйнштейна, основанная на идее, что законы физики должны быть одинаковы для всех наблюдателей независимо от того, как они движутся, при отсутствии гравитационных явлений.

Темная материя - материя в галактиках, их скоплениях и, возможно, между скоплениями, которая не может наблюдаться непосредственно, но может быть обнаружена по ее гравитационному притяжению. На темную материю может приходиться до 90% массы Вселенной.

Теория великого объединения - теория, которая объединяет электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия.

Теория струн - физическая теория, в которой частицы описываются как волны на струнах. Струны имеют длину, но не обладают другими измерениями.

Ускорение - темп изменения скорости объекта.

Ускоритель элементарных частиц - установка, способная ускорять движущиеся заряженные частицы, передавая им энергию при помощи электромагнитов.

Фаза (волны) - положение в цикле волнового процесса в фиксированный момент времени; мера того, приходится ли сделанный отсчет на гребень волны, на впадину или на какое то промежуточное состояние.
Фотон - квант света.

Частота (волны) - число полных циклов колебания в секунду.

Черная дыра - область пространства времени, которую ничто, даже свет, не может покинуть из за очень сильной гравитации.

Электрический заряд - свойство частицы, благодаря которому она может отталкивать (или притягивать) другие частицы, имеющие заряд того же (или противоположного) знака.

Электромагнитное взаимодействие - взаимодействие, возникающее между частицами, имеющими электрический заряд; второе по силе из четырех фундаментальных взаимодействий.

Электрон - частица с отрицательным электрическим зарядом, которая вращается вокруг ядра атома.

Элементарная частица - частица, которая считается неделимой.

Энергия электрослабого объединения - энергия (около 100 гигаэлектронвольт), выше которой исчезает различие между электромагнитным и слабым взаимодействиями.

Ядерный синтез - процесс, в котором два ядра сталкиваются и сливаются, образуя более тяжелое ядро.

Ядро - центральная часть атома, которая состоит только из протонов и нейтронов, удерживаемых вместе сильным взаимодействием.

Адроны - класс элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии. К адронам относят все барионы и мезоны , включая резонансы .

Адронные струи - направленные пучки адронов, образующихся при соударении частиц высокой энергии в глубоко неупругих процессах.

Античастицы - частицы, отличающиеся от подобных им знаком электрического заряда. Названия "частица" и "античастица" в значительной мере условны.

"Аромат" - характеристика кварков, включающая всю совокупность квантовых чисел (электрический заряд, странность, "очарование" и т. д. за исключением "цвета").

Барионы - группа "тяжелых" элементарных частиц с полуцелым спином и массой не менее массы протона. К барионам относят протон, нейтрон, гипероны, часть резонансов и др.

Бозон - частица с нулевым и целочисленным спином, подчиняющаяся статистике Бозе-Эйнштейна. К бозонам относят фотоны, гравитоны (еще не открыты), мезоны , бозонные резонансы , молекулы газа, глюоны и др.

Вакуум - особый вид материи, которому соответствует в квантовой теории поля низшее энергетическое состояние квантованных полей. Характеризуется отсутствием каких-либо реальных частиц, в то же время постоянно порождает короткоживущие виртуальные частицы.

Виртуальные частицы - в квантовой теории короткоживущие частицы, для которых нарушается связь между энергией, импульсом и массой: Е 2 ≠p 2 c 2 + m 2 c 2 . Виртуальные частицы являются переносчиками взаимодействий.

Гиперзаряд (Y) - одна из характеристик адронов. Гиперзаряд выражается через другие квантовые числа адрона - барионный заряд, странность, "очарование", "красоту".

Гипероны - нестабильные элементарные частицы с массой больше нуклонной. Относятся к адронам и являются барионами .

Глюоны - гипотетические, электрически нейтральные частицы, переносчики сильного взаимодействия между кварками в квантовой хромодинамике . Спин = 1, масса покоя = 0.

Голдстоуновский бозон - гипотетическая частица с нулевым спином и нулевой массой. Введена в квантовой теории поля для различения вакуумных состояний.

Гравитационный коллапс - астрофизический процесс сжатия космических объектов под действием собственных сил тяготения.

Гравитон - квант гравитационного поля, обладающий нулевыми массой и электрическим зарядом, спин равен 2. Гравитоны - переносчики гравитационного взаимодействия; экспериментально пока не обнаружены.

Дирака монополь - гипотетическая частица, обладающая одним магнитным полюсом. Ее существование было предсказано в 1931 г. П. Дираком.

Доплера эффект - изменение частоты колебаний при движении источника по отношению к наблюдателю.

Единая теория поля - общая теория, призванная объединить все многообразие свойств элементарных частиц и особенностей их взаимодействия. В настоящее время в рамках ЕТП удалось объединить только электрические, магнитные и слабые ядерные взаимодействия.

Зарядовая четность - (С-четность), квантовое число, характеризующее поведение нейтральных частиц. В слабых взаимодействиях симметрия, связанная с зарядовой четностью, нарушается.

Изотопическая инвариантность - симметрия сильно взаимодействующих частиц. На основе изотопической инвариантности образованы мультиплеты, позволяющие эффективно классифицировать все адроны.

Инстантон - особое состояние вакуума, которому соответствует сильная флуктуация глюонного поля. В теории самоорганизации инстантон - одна из основных структур, порождаемых вакуумом.

Калибровочная симметрия - общее название класса внутренних симметрии в квантовой теории поля и квантовой хромодинамике. Калибровочные симметрии связаны со свойствами элементарных частиц.

Квазары - мощные внегалактические источники электромагнитного излучения. Существует предположение, что К. представляют собой активные ядра далеких галактик.

Квантование пространства - времени - общее название обобщений квантовой теории поля, основанных на гипотезе о существовании фундаментальной длины и фундаментального интервала времени как универсальных физических констант.

Квантовая механика (волновая механика) -теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц, а также их связь с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте.

Квантовая хромодинамика (КХД) -квантовополевая теория сильного взаимодействия кварков и глюонов, построенная по образцу квантовой электродинамики на основе "цветовой" калибровочной симметрии.

Кварки - материальные частицы, из которых, по современным представлениям, состоят все адроны. Для понимания динамики различных процессов с участием адронов в настоящее время считается достаточным шести кварков: u, d, s, с, b, t. Имеются косвенные подтверждения существования первых пяти кварков.

Квантовые числа - целые или дробные числа, которые определяют возможные значения физических величин, характеризующих квантовые системы. К квантовым числам относят: главное (n), орбитальное (l), магнитное (m e), спиновое (m s), странность, "очарование", "красоту" и др.

Киральная симметрия - в квантовой теории поля одна из фундаментальных динамических симметрии, посредством которой становится возможным хорошее описание процессов рассеяния и распада адронов при низких энергиях и при очень высоких энергиях. К киральной симметрии относят также энантиоморфизмы (правое-левое).

К-мезоны (каоны) -группа нестабильных элементарных частиц, которые участвуют в сильном взаимодействии. Зарядовая асимметрия распадов K 0 L →π - + e + (μ +) + v e (v μ) и k 0 L →π + + e - (μ -) + v e ˜ (v μ ˜), где вероятность второго распада больше, чем первого на 10 ~"\ свидетельствует о нарушении одной из фундаментальных симметрии природы (СР- инвариантности).

Комптоновская длина волны - величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов λ 0 = h / mc .

Космология - учение о Вселенной как едином целом. Выводы космологии основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии с учетом философских принципов.

Мезоны - нестабильные элементарные частицы, принадлежащие к адронам . Согласно кварковой модели, М. состоит из кварка и антикварка.

Нейтрино - легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица со спином 1 / 2 . Участвует только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Нейтрино обладают огромной проникающей способностью, а их детектирование позволит подробно изучить состояния ранней Вселенной.

Обратимый процесс - в термодинамике и статистической физике процесс перехода системы из одного состояния в другое, допускающий возможность возвращения ее в первоначальное состояние.

Обращение времени - математическая операция замены знака времени в уравнениях движения. Объективно реальное время как атрибут материи - необратимо, а поэтому операция замены знака времени возможна только как гносеологический прием, облегчающий решение физической задачи.

Операторы - в квантовой теории математический символ, используемый для совершения какого-либо действия над физической величиной.

Орбитальный момент - момент импульса микрочастицы, обусловленный ее движением в силовом поле, обладающем сферической симметрией.

Основное состояние квантовой системы - устойчивое состояние с наименьшей возможной внутренней энергией.

Открытые системы - термодинамические системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, импульсом. Последнее время изучаются открытые системы в химии и биологии.

Партоны - виртуальные составляющие адронов, проявляющиеся в глубоко неупругих процессах.

Плазма - один из основных видов материи, представляет собой частично или полностью ионизированный газ. В состоянии плазмы находится подавляющая часть Вселенной: звезды, галактические туманности, межзвездная среда. В лабораторных условиях плазма образуется в разрядах, процессах горения, МГД - генераторах и специальных установках (например, "Токамак").

Позитрон - (е+) элементарная частица с положительным электрическим зарядом, численно равным заряду электрона. Является античастицей по отношению к электрону.

Поляризация вакуума - квантово-релятивистское явление, заключающееся в рождении виртуальных пар заряженных частиц-античастиц из вакуума под влиянием внешнего поля.

Пространство и время - атрибутивные (неотъемлемые) свойства материи. Пространство выражает порядок сосуществования объектов, время - порядок смены событий. Пространство и время объективны, т. е. не зависят от человека, а их характеристики определяются исключительно характером движения соответствующих форм материи.

Протон - положительно заряженная элементарная частица, ядро атома водорода. Высказываются предположения, что протон нестабильная частица с периодом полураспада ~10 30 лет, однако экспериментальное подтверждение этой гипотезы пока не осуществлено.

Пульсары - переменные источники космического электромагнитного излучения.

Резонансы - короткоживущие возбужденные состояния адронов (t жизни ~ 10 -22 ÷10 -24 с). В отличие от других нестабильных частиц резонансы распадаются в основном за счет сильного взаимодействия. К настоящему времени открыто более 300 резонансов.

Релятивистские эффекты - физические явления, наблюдаемые при скоростях, сравнимых со скоростью света. К ним относятся: замедление времени, сокращение длин, увеличение массы тела и т. д.

Сверхпроводимость и высокотемпературная сверхпроводимость - свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении до температуры жидкого водорода и гелия. В настоящее время (март 1987 г.) обнаружен переход в сверхпроводящее состояние ряда материалов при высоких температурах, что будет иметь исключительное народнохозяйственное значение.

Симметрия - а) в физике - вид соразмерности законов. В более общем смысле симметрия - это вид отношений между двумя объектами, которые характеризуются как моментами тождества, так и моментами различия. Наиболее широко в физике используются изотопическая, "цветовая", калибровочная и другие симметрии, без которых была бы невозможна современная физическая теория; б) в философии- симметрия одно из общенаучных понятий, обозначающее становление моментов тождества в различном. Симметрия представлена в объективном мире в виде конкретных форм симметрии.

Солитон - структурно устойчивая уединенная волна в нелинейной диспергирующей (рассеивающей) среде. Солитоны интенсивно используются в построениях квантовой нелинейной теории поля.

Соответствия принцип - в методологии науки один из принципов, согласно которому всякая последующая научная теория должна включать как предельный (частный) случай предыдущую теорию. В отношении соответствия находятся, например, механика Ньютона и специальная теория относительности.

Спин - собственный момент количества движения элементарных частиц, имеет квантовую природу, обусловлен внутренним "вращением" частицы.

Спонтанное нарушение симметрии - самопроизвольное нарушение устойчивого, равновесного, симметричного состояния при условии удаления от состояния с минимальной энергией. Со спонтанным нарушением симметрии связано решение многих задач квантовой теории поля, в том числе появление частиц с нулевой массой и нулевым спином.

Супергравитация - калибровочная теория суперсимметрии, позволяющая обобщать общую теорию относительности. В рамках супергравитации, в принципе, возможно объединить все известные виды взаимодействий.

Суперсимметрия - симметрия, связывающая поля, кванты которых являются бозонами, с полями, кванты которых - ферм ионы. Наиболее интересным применением суперсимметрии является супергравитация.

СРТ- симметрия - одна из фундаментальных симметрии, согласно которой в квантовой теории поля уравнения инвариантны относительно комбинированного С (зарядового), Р (пространственного) и Т (обращение времени) преобразования.

Унитарная симметрия - приближенная симметрия, присущая сильному взаимодействию элементарных частиц. В электромагнитных и слабых взаимодействиях нарушается. На основе унитарной симметрии удалось классифицировать адроны.

Флуктуации - случайные отклонения физических величин от их средних значений. Флуктуации происходят у любых величин как следствие случайных факторов.

Фермионы - частицы, подчиняющиеся статистике Ферми-Дирака. Фермионы обладают полуцелым спином. К фермионам относят кварки, лептоны (электрон, мюон, все виды нейтрино).

Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного излучения. Масса покоя фотона равна нулю. Фотоны относятся к бозонам.

Четность - квантовомеханическая характеристика состояния микрочастицы, отображающая свойства симметрии волновой функции этой частицы относительно пространственных преобразований.

Основные понятия и определения

Материальная точка- тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь.

Траектория- линия, по которой движется тело.

Путь – длина траектории.

Перемещение- направленный отрезок прямой (вектор), соединяющий начальное и конечное положение тела.

Система отсчета- тело отсчета, связанная с ним система координат и указание начала отсчета времени.

Скорость- векторная величина, равная отношению перемещения ко времени.

Ускорение- отношение изменения скорости ко времени, за которое это изменение произошло, быстрота изменения скорости .

Инерция- явление сохранения скорости тела постоянной, при отсутствии внешнего воздействия или его скомпенсированности.

Масса- физическая величина, определяющая инертные и гравитационные свойства материи. Мера инертности тела.

Сила- векторная физическая величина – мера взаимодействия тел, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение
.

Механическая работа- величина, определяющая изменение энергии тела и показывающая количество энергии переданной от одного тела к другому или превращенной из одной формы в другую.

Энергия- скалярная физическая величина, характеризующая состояние тела или системы тел, общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.

Кинетическая энергия тела- энергия движения
.

Потенциальная энергия- энергия взаимодействия, зависит от взаимного положения взаимодействующих тел. Потенциальная энергия тела, находящегося в поле тяготения
. Потенциальная энергия упруго деформированного тела
.

Мощность- Отношение работы, ко времени, в течение которого эта работа совершена, работа в единицу времени

Давление- отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности.
.

Температура- физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Мера средней кинетической энергии движения молекул.
.

Теплота- форма беспорядочного (теплового) движения образующих тело частиц.

Количество теплоты- энергия отдаваемая или получаемая системой при теплообмене.

Внутренняя энергия- энергия движения (кинетическая) и взаимодействия (потенциальная) молекул.

Электрический заряд - источник электромагнитного взаимодействия, связанный с материальным носителем, определяет интенсивность электромагнитного взаимодействия.

Электрическое поле- особый вид материи, действующий на электрические заряды

Напряженность электрического поля- силовая характеристика электрического поля. Отношение силы, действующей на пробный электрический заряд, к величине этого заряда. Сила, действующая со стороны электрического поля на единичный положительный заряд.
.

Потенциал- энергетическая характеристика электрического поля. Определяет энергию взаимодействия электрического поля с единичным положительным зарядом, равен отношению энергии электрического поля к бесконечно удаленному заряду
.

Электрическое напряжение (разность потенциалов)- отношение работы эл. поля по перемещению заряда из одной точки поля в другую к величине этого заряда. Работа электрического поля по перемещению положительного единичного точечного заряда.

ЭДС (электродвижущая сила)- отношение работы сторонних сил по перемещению положительного точечного заряда к величине этого заряда. Работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда.

Электрическая емкость- способность проводника накапливать электрический заряд. Отношение заряда, сообщаемого проводнику, к разности потенциалов.

Электрический ток- направленное движение заряженных частиц,.

Сопротивление- величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Отношение напряжения на концах проводника к силе тока.

Магнитное поле- особый вид материи, существующий независимо от наших ощущений, возникающий вокруг движущихся электрических зарядов (токов) и действующий на токи.

Электромагнитное поле- особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Единство взаимосвязанных электрических и магнитных полей.

Магнитная индукция- силовая характеристика магнитного поля, равная отношению момента сил. действующих на рамку с током к площади этой рамки и силе тока в ней.

Магнитный поток- число линий магнитной индукции, пронизывающих контур с током
.

Самоиндукция- явление возникновения ЭДС индукции в проводнике, по которому протекает переменный электрический ток.

Индуктивность- величина, численно равная потоку самоиндукции при силе тока в 1 А.

Колебания- периодически изменяющийся процесс.

Свободные колебания- колебания, проходящие под действием внутренних сил системы.

Вынужденные колебания – колебания, происходящие под действием внешней периодической силы.

Гармонические колебания- колебания, совершающиеся по закону синуса или косинуса.

Автоколебания- колебания, совершающиеся в системе за счет внутреннего источника энергии.

Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, при совпадении частоты внешней периодической силы с собственной частотой колебаний системы.

Амплитуда- максимальное отклонение от положения равновесия.

Период- время одного полного колебания, время, в течение которого система возвращается в исходное положение
.

Частота- Отношение числа колебаний ко времени, в течение которого они совершаются. Число колебаний в единицу времени. Величина обратная периоду
.

Фаза колебаний- величина, определяющая состояние колебательной системы при заданной амплитуде колебаний в любой момент времени. Аргумент синуса или косинуса при гармонических колебаниях.

Волна- распространение колебаний в пространстве, в течение времени.

Электромагнитная волна - возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве.

Продольная волна- волна, направление колебаний в которой происходит в направлении распространении волны.

Поперечная волна- волна, в которой колебания совершаются перпендикулярно направлению распространения волны.

Длина волны- расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе.

Интерференция. Результат наложения когерентных волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуды и фазы результирующих колебаний.

Дифракция. Явление отклонения волн от прямолинейного направления при огибании препятствия.

Дисперсия. Явление зависимости скорости света от длины волны.

Основные физические законы

Закон сложения скоростей (перемещений). Скорость (перемещение) тела относительно неподвижной системы отсчета равна геометрической сумме скорости (перемещения) тела относительно подвижной системы отсчета и скорости (перемещения) подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

1-й закон Ньютона. Существуют системы отсчета, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано.

2-й закон Ньютона. Ускорение прямопропорционально отношению силы действующей на тело к массе этого тела.

3-й закон Ньютона. Тела взаимодействуют с силами, равными по величине и противоположными по направлению.

Закон всемирного тяготения. Сила, с которой тела притягиваются друг к другу, пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон сохранения импульса. Геометрическая сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной..

Закон сохранения энергии. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или упругости, остается неизменной.

Закон Паскаля. Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в любую точку жидкости или газа.

Закон Архимеда. На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в вытесненном телом объеме
.

Закон Бойля-Мариотта. Для газа данной массы произведение давления на объем постоянно, при постоянной температуре.

Закон Гей-Люссака. Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, при постоянном давлении.

Закон Шарля. Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, при постоянном объеме.

1-й закон термодинамики. Количество теплоты, переданной системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

2-й закон термодинамики. (Клаузиус) Невозможно перевести теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах.

Закон сохранения электрического заряда. Алгебраическая сумма зарядов всех частиц в замкнутой системе остается постоянной.

Закон Кулона. Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром
.

Закон отражения света. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения, лежат в одной плоскости, при этом угол падения равен углу отражения.

Закон преломления света. Луч падающий, луч, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения, лежат в одной плоскости, при этом отношения синуса угла падения к синусу угла преломления равно абсолютному показателю преломления вещества.

Физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Существует два рода электрических зарядов, положительные и отрицательные.
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.
Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

q 1 + q 1 + q 3 + ... + q n = const.

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e :

e = 1,602177·10 -19 Кл ≈ 1,6·10 -19 Кл.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина.
Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными . Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом. Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.