Практикум по курсу физики (первый семестр) (стр. 22 )

1) Уравнение механической волны Уравнение плоской бегущей упругой волны, которая распространяется вдоль оси ОУ в положительном направлении: .	Характеристики волны – волновое число; А – амплитуда; фаза волны
2) Волновое уравнение, решением которого является уравнение плоской волны, имеет вид: , где – фазовая скорость волны.
3) Если смещение любой точки среды с координатой y в момент времени t задано уравнением: , то скорость и ускорение этой точки ,
4) Фазовая скорость упругих волн в различных средах. Твердое тело, поперечные волны: , где - модуль сдвига среды, – плотность среды в невозбужденном состоянии (т. е. когда в этой среде не распространяется упругая волна). Твердое тело, продольные волны: , Е – модуль Юнга. Жидкости, продольные волны: , где К – модуль объемной упругости среды – величина, характеризующая способность среды сопротивляться изменению ее объема. Идеальный газ продольные волны: , где – показатель адиабаты газа, – его молярная масса, Т – абсолютная температура, R – универсальная газовая постоянная. 0
5) Среднее значение плотности энергии волны: . Поток энергии, , волны . Вектор Умова: . Интенсивностью волны называется модуль среднего значения вектора Умова: .
6) Разность фаз колебаний двух точек среды равна . Величина – разность расстояний между точками среды, – расстояния точек от источника колебаний.
7) Разность фаз двух когерентных колебаний от когерентных источников в данной точке пространства равна , где разность хода двух волн, – расстояния точки от когерентных источников колебаний.
8) Звуковые волны. Если – давление и плотность невозмущенной среды (среды, по которой не проходит волна), а – давление и плотность среды при распространении в ней волнового процесса, то величина называется избыточным давлением. Величина есть максимальное значение избыточное давление (амплитуда избыточного давления). Уравнение плоской звуковой волны имеет вид: , где y – расстояние от источника колебаний точки, избыточное давление в которой мы определяем в момент времени t.
9) Электромагнитные волны. Волновое уравнение плоской волны Решением дифференциального уравнения является уравнение волны. Уравнение плоской линейно поляризованной волны имеет вид: , где y – расстояние точки от источника колебаний. 3.1 График плоской электромагнитной волны
10) Уравнение фазовой скорости электромагнитных волн . Скорость света в вакууме , а величина показатель преломления среды, в которой распространяется электромагнитная волна. Фазовая скорость электромагнитной волны в диэлектрике равна .
11) Для любого момента времени вектора связаны соотношением , которое отражает синфазность колебаний векторов и в электромагнитной волне.
12) Объёмная плотность энергии электромагнитного поля равна .
13) Плотность потока энергии – вектор Пойнтинга – , направление совпадает с направлением скорости волны.

4. молекулярная и статистическая физика

ТЕРМОДИНАМИКА

1) Если в газе содержится частиц, то средняя кинетическая энергия их движения называется внутренней энергией: , где , - число молей газа, - число степеней свободы молекулы газа. Изменение внутренней энергии равно .

2) Работа газа равна , где – давление газа, - изменение объёма.

3) Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии в молекулярной физике) в дифференциальной форме имеет вид: . Если использовать, что , то первое начало можно переписать в другом виде: Окончательно первое начало термодинамики .

4) Удельная теплоемкость измеряется количеством теплоты, необходимой для нагревания одного килограмма вещества на один градус (обозначение , размерность ): Молярная теплоемкость измеряется количеством теплоты, необходимой для нагревания одного моля вещества на один градус (обозначение , размерность) , где – молярная масса вещества, .

5) Молярная теплоёмкость при постоянном объёме равна Молярная теплоемкость при постоянном давлении равна Уравнение Майера для молярных теплоёмкостей , а для удельных теплоемкостей Отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме называется коэффициентом Пуассона (или показателем адиабаты): .

6) Первое начало термодинамики для изопроцессов:

Название процесса Уравнение процесса Количество теплоты, сообщаемое в процессе Работа в процессе Изменение внутренней энергии в процессе Изохорический Изобарический Изотермический Адиабатический Политропный теплоёмкость показатель политропы

7) Изменение энтропии выражается общей формулой. При бесконечно малом изменении температуры нагреваемого тела, затрачивается количество теплоты , где m - масса тела, с – удельная теплоёмкость. Величина называется приведенным количеством тепла. Это соотношение верно для любого квазистационарного процесса. Оно называется основным термодинамическим соотношением. Функция состояния, дифференциалом которой является приведенное теплота , называется энтропией

8) Изменение энтропии выражается общей формулой. При бесконечно малом изменении температуры нагреваемого тела, затрачивается количество теплоты , где m - масса тела, с – удельная теплоёмкость.

9) Изменение энтропии при изотермическом процессе , где – тепло, которое надо подвести к системе, чтобы обратимо перевести систему из начального состояния в конечное. При адиабатическом процессе . При любом обратимом круговом процессе приведенное тепло, сообщенное телу равно нулю, поскольку.

10) Процесс, в котором теплоёмкость остается неизменной, называется политропным. Показатель политропы При С = 0, n = γ, получается уравнение адиабаты; при С = 0, n = 1 — уравнение изотермы; при С = Сp, n = 0 —уравнение изобары, при С = СV, n = ±∞ — уравнение изохоры. Таким образом, все рассмотренные процессы являются частными случаями политропного процесса. Изменение энтропии при политропном процессе

11) Коэффициентом полезного действия теплой машины (теплового двигателя) называется отношение полезной работы к энергии, которое рабочее тело получило от нагревателя, т. е. количеству теплоты , где - количество тепла, полученное от нагревателя, который поддерживается при постоянной температуре , - количество тепла, отданное холодильнику, температура которого постоянная и равна .

12) Термодинамические потенциалы

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКВЕЛЛА И БОЛЬЦМАНА