Cili është ligji i fizikës. Pse janë të nevojshme ligjet e fizikës në jetën e përditshme? Rreth teorisë së relativitetit

Sipas këtij ligji, një proces, rezultati i vetëm i të cilit është transferimi i energjisë në formën e nxehtësisë nga një trup më i ftohtë në një trup më të nxehtë, është i pamundur pa ndryshime në vetë sistemin dhe mjedisi.
Ligji i dytë i termodinamikës shpreh tendencën e një sistemi të përbërë nga një numër i madh grimcash që lëvizin në mënyrë kaotike për të kaluar në mënyrë spontane nga gjendje më pak të mundshme në gjendje më të mundshme. Ndalon krijimin e një makinerie me lëvizje të përhershme të llojit të dytë.
Në vëllime të barabarta gazet ideale në të njëjtën temperaturë dhe presion ka të njëjtin numër molekulash.
Ligji u zbulua në 1811 nga fizikani italian A. Avogadro (1776–1856).
Ligji i bashkëveprimit midis dy rrymave që rrjedhin në përcjellës të vendosur në një distancë të shkurtër nga njëri-tjetri thotë: përçuesit paralelë me rryma në të njëjtin drejtim tërheqin dhe me rryma në drejtim të kundërt ata zmbrapsen.
Ligji u zbulua në 1820 nga A. M. Ampere.
Ligji i hidro dhe aerostatikës: mbi një trup të zhytur në një lëng ose gaz vepron një forcë lëvizëse e drejtuar vertikalisht lart, e barabartë me peshën e lëngut ose gazit të zhvendosur nga trupi dhe e aplikuar në qendrën e gravitetit të trupit të zhytur. pjesë e trupit. FA = gV, ku g është dendësia e lëngut ose gazit, V është vëllimi i pjesës së zhytur të trupit.
Përndryshe, ligji mund të formulohet si më poshtë: një trup i zhytur në një lëng ose gaz humbet aq peshë sa peshon lëngu (ose gazi) që ai zhvendos. Pastaj P = mg - FA.
Ligji u zbulua nga shkencëtari i lashtë grek Arkimedi në 212 para Krishtit. e. Është baza e teorisë së trupave lundrues.
Një nga ligjet gaz ideal: në një temperaturë konstante, produkti i presionit të gazit dhe vëllimit të tij është një vlerë konstante. Formula: pV = konst. Përshkruan një proces izotermik. Ligji i gravitetit universal, ose ligji i gravitetit të Njutonit: të gjithë trupat tërheqin njëri-tjetrin me një forcë drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të këtyre trupave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Sipas këtij ligji, deformimet elastike të një trupi të ngurtë janë drejtpërdrejt proporcionale me ndikimet e jashtme që i shkaktojnë ato. Përshkruan efektin termik të rrymës elektrike: sasia e nxehtësisë që çlirohet në një përcjellës kur një rrymë e drejtpërdrejtë kalon përmes tij është drejtpërdrejt proporcionale me katrorin e rrymës, rezistencën e përcjellësit dhe kohën e kalimit. Zbuluar nga Joule dhe Lenz në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri në shekullin e 19-të. Ligji themelor i elektrostatikës, duke shprehur varësinë e forcës së bashkëveprimit midis dy ngarkesave pika të palëvizshme nga distanca midis tyre: dy ngarkesa pika të palëvizshme bashkëveprojnë me një forcë drejtpërdrejt në përpjesëtim me produktin e madhësive të këtyre ngarkesave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin. të distancës ndërmjet tyre dhe konstantës dielektrike të mjedisit në të cilin ndodhen ngarkesat. Vlera është numerikisht e barabartë me forcën që vepron midis dy ngarkesave pika stacionare prej 1 C secila të vendosura në një vakum në një distancë prej 1 m nga njëra-tjetra.
Ligji i Kulombit është një nga justifikimet eksperimentale të elektrodinamikës. U hap në 1785
Një nga ligjet bazë të rrymës elektrike: forca e rrymës elektrike të drejtpërdrejtë në një seksion të një qarku është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin në skajet e këtij seksioni dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën e tij. E vlefshme për përçuesit metalikë dhe elektrolitet, temperatura e të cilëve mbahet konstante. Në rastin e një qarku të plotë, ai formulohet si më poshtë: forca e një rryme elektrike të drejtpërdrejtë në qark është drejtpërdrejt proporcionale me emf-në e burimit të rrymës dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën totale të qarkut elektrik.

Zbuluar në 1826 nga G.S. Ohm.

Përshkrimi

Në mënyrë që një lidhje e caktuar të quhet ligj fizik, ajo duhet të plotësojë kërkesat e mëposhtme:

Konfirmim empirik. Një ligj fizik konsiderohet i vërtetë nëse konfirmohet nga eksperimente të përsëritura.
Shkathtësi. Ligji duhet të jetë i drejtë numër i madh objektet. Idealisht - për të gjitha objektet në Univers.
Qëndrueshmëria. Ligjet fizike nuk ndryshojnë me kalimin e kohës, megjithëse ato mund të njihen si përafrim me ligje më të sakta.

Ligjet fizike zakonisht shprehen si një deklaratë e shkurtër verbale ose një formulë kompakte matematikore:

Shembuj

Artikulli kryesor: Lista e ligjeve fizike

Disa nga ligjet fizike më të famshme janë:

Ligjet-parimet

Disa ligje fizike janë universale në natyrë dhe në thelb janë përkufizime. Ligje të tilla shpesh quhen parime. Këtu përfshihen, për shembull, ligji i dytë i Njutonit (përkufizimi i forcës), ligji i ruajtjes së energjisë (përkufizimi i energjisë), parimi i veprimit më të vogël (përkufizimi i veprimit), etj.

Ligjet pasuese të simetrisë

Disa ligje fizike janë pasoja të thjeshta të simetrive të caktuara që ekzistojnë në sistem. Kështu, ligjet e ruajtjes sipas teoremës së Noether janë pasoja të simetrisë së hapësirës dhe kohës. Dhe parimi Pauli, për shembull, është pasojë e identitetit të elektroneve (antisimetria e funksionit të tyre valor në raport me rirregullimin e grimcave).

Ligjet e përafërta

Të gjitha ligjet fizike janë pasojë e vëzhgimeve empirike dhe janë të vërteta me saktësinë me të cilën vëzhgimet eksperimentale janë të vërteta. Ky kufizim nuk na lejon të pretendojmë se ndonjë nga ligjet është absolut. Dihet se disa ligje padyshim nuk janë absolutisht të sakta, por paraqesin përafrim me ato më të sakta. Kështu, ligjet e Njutonit janë të vlefshme vetëm për trupa mjaft masive që lëvizin me shpejtësi dukshëm më të ulët se shpejtësia e dritës. Më të sakta janë ligjet e mekanikës kuantike dhe relativitetit special. Sidoqoftë, ato, nga ana tjetër, janë përafrime të ekuacioneve më të sakta të teorisë kuantike të fushës.

Shihni gjithashtu

Shënime

Fondacioni Wikimedia.

2010.

Shihni se çfarë është "Ligji (fizikë)" në fjalorë të tjerë: FIZIKA. 1. Lënda dhe struktura e fizikës Fizika është një shkencë që studion më të thjeshtat dhe në të njëjtën kohë më të rëndësishmet. vetitë e përgjithshme dhe ligjet e lëvizjes së objekteve të botës materiale që na rrethon. Si rezultat i kësaj të përbashkëte, nuk ka dukuri natyrore që të mos kenë veti fizike. pronat...

Enciklopedia fizike Një shkencë që studion modelet më të thjeshta dhe në të njëjtën kohë më të përgjithshme të fenomeneve natyrore, të shenjtën dhe strukturën e materies dhe ligjet e lëvizjes së saj. Konceptet e fiziologjisë dhe ligjet e saj qëndrojnë në themel të gjithë shkencës natyrore. F. i referohet shkencat ekzakte FIZIKA. 1. Lënda dhe struktura e fizikës Fizika është një shkencë që studion më të thjeshtat dhe në të njëjtën kohë më të rëndësishmet. vetitë e përgjithshme dhe ligjet e lëvizjes së objekteve të botës materiale që na rrethon. Si rezultat i kësaj të përbashkëte, nuk ka dukuri natyrore që të mos kenë veti fizike. pronat...

dhe studion sasitë... Ligji i përhapjes drejtvizore të dritës: në një mjedis homogjen transparent, drita përhapet në vija të drejta. Në lidhje me ligjin e përhapjes drejtvizore të dritës, u shfaq koncepti i një rreze drite, e cila ka kuptimi gjeometrik

si... ... Wikipedia FIZIKA - FIZIKA, shkencë që studion, së bashku me kiminë, ligjet e përgjithshme të shndërrimit të energjisë dhe materies. Të dyja shkencat bazohen në dy ligje bazë të shkencës natyrore: ligji i ruajtjes së masës (ligji i Lomonosov, Lavoisier) dhe ligji i ruajtjes së energjisë (R. Mayer, Jaul... ...

Enciklopedia e Madhe Mjekësore

Fizika statistikore Termodinamika Teoria kinetike molekulare Statistika ... Wikipedia

Ligji i entropisë jo-zvogëluese: "Në një sistem të izoluar, entropia nuk zvogëlohet." Nëse në një moment në kohë një sistem i mbyllur është në një gjendje makroskopike jo ekuilibër, atëherë në kohët e mëvonshme pasoja më e mundshme është... ... Wikipedia

Ligji i marrëdhënies së kundërt midis vëllimit dhe përmbajtjes së një koncepti është ligji i logjikës formale për marrëdhënien midis ndryshimeve në vëllim dhe përmbajtjes së një koncepti. Nëse koncepti i parë është më i gjerë se i dyti në shtrirje, atëherë ai është më i varfër në përmbajtje; nëse... ... Wikipedia

- (a. fizika e shpërthimit; n. Physik der Explosion; f. physique de l explosion; i. fisica de explosion, fisica de estallido, fisica de detonacion) shkencë që studion dukurinë e shpërthimit dhe mekanizmin e veprimit të tij në mjedis. . Dështim mekanik...... Enciklopedia gjeologjike

- (fizika e gjendjes së lëngët të lëndës) një degë e fizikës në të cilën mekanike dhe vetitë fizike lëngjeve. Teoria statistikore e lëngjeve është një degë e fizikës statistikore. Rezultati më i rëndësishëm është nxjerrja e ekuacioneve... ... Wikipedia

Helen Czerski

Fizikan, oqeanografi, prezantues i programeve shkencore popullore në BBC.

Kur bëhet fjalë për fizikën, imagjinojmë disa formula, diçka të çuditshme dhe të pakuptueshme, të panevojshme tek një person i zakonshëm. Mund të kemi dëgjuar diçka për mekanikën kuantike dhe kozmologjinë. Por midis këtyre dy poleve qëndron gjithçka që përbën jetën tonë të përditshme: planetë dhe sanduiçe, re dhe vullkane, flluska dhe instrumente muzikore. Dhe të gjitha ato rregullohen nga një numër relativisht i vogël ligjesh fizike.

Ne mund t'i vëzhgojmë vazhdimisht këto ligje në veprim. Merrni, për shembull, dy vezë - të papërpunuara dhe të ziera - dhe tjerrni ato dhe më pas ndaloni. Veza e zier do të mbetet e palëvizshme, ajo e papërpunuar do të fillojë të rrotullohet përsëri. Kjo është për shkak se ju ndaluat vetëm guaskën, por lëngu brenda vazhdon të rrotullohet.

Ky është një demonstrim i qartë i ligjit të ruajtjes së momentit këndor. Në një mënyrë të thjeshtuar, ai mund të formulohet si më poshtë: pasi të fillojë të rrotullohet rreth një boshti konstant, sistemi do të vazhdojë të rrotullohet derisa diçka ta ndalojë atë. Ky është një nga ligjet themelore të Universit.

Është e dobishme jo vetëm kur duhet të dalloni një vezë të zier nga ajo e papërpunuar. Mund të përdoret gjithashtu për të shpjeguar se si teleskopi Hapësinor Hubble, pa asnjë mbështetje në hapësirë, drejton thjerrëzat e tij në një zonë të caktuar të qiellit. Thjesht ka xhiroskopë rrotullues brenda tij, të cilët në thelb sillen në të njëjtën mënyrë si një vezë e papërpunuar. Vetë teleskopi rrotullohet rreth tyre dhe kështu ndryshon pozicionin e tij. Rezulton se ligji, të cilin mund ta testojmë në kuzhinën tonë, shpjegon gjithashtu strukturën e një prej teknologjive më të spikatura të njerëzimit.

Duke ditur ligjet bazë që rregullojnë jetën tonë të përditshme, ne pushojmë së ndjeri të pafuqishëm.

Për të kuptuar se si funksionon bota përreth nesh, së pari duhet të kuptojmë bazat e saj -. Ne duhet të kuptojmë se fizika nuk ka të bëjë vetëm me shkencëtarët e çuditshëm në laboratorë ose formula komplekse. Është pikërisht përballë nesh, i aksesueshëm për të gjithë.

Ku të filloni, mund të mendoni. Me siguri keni vënë re diçka të çuditshme ose të pakuptueshme, por në vend që të mendoni për të, i keni thënë vetes se jeni një i rritur dhe nuk keni kohë për këtë. Chersky këshillon të mos i lëmë mënjanë këto gjëra, por të fillojmë me to.

Nëse nuk doni të prisni që të ndodhë diçka interesante, vendosni rrush të thatë në sode dhe shikoni se çfarë ndodh. Shikoni kafen e derdhur të thahet. Prekni buzën e filxhanit me një lugë dhe dëgjoni zërin. Së fundi, përpiquni të hidhni sanduiçin pa rënë me fytyrë poshtë.

Ligji i dytë i termodinamikës

Ligji i Avogardos
Vëllimet e barabarta të gazeve ideale në të njëjtën temperaturë dhe presion përmbajnë të njëjtin numër molekulash. Ligji u zbulua në 1811 nga fizikani italian A. Avogadro (1776–1856).

Ligji i Amperit
Ligji i bashkëveprimit midis dy rrymave që rrjedhin në përcjellës të vendosur në një distancë të shkurtër nga njëri-tjetri thotë: përçuesit paralelë me rryma në të njëjtin drejtim tërheqin dhe me rryma në drejtim të kundërt ata zmbrapsen. Ligji u zbulua në 1820 nga A. M. Ampere.

Ligji i Arkimedit

Ligji i hidro- dhe aerostatikës: një trup i zhytur në një lëng ose gaz veprohet nga një forcë lëvizëse e drejtuar vertikalisht lart, e barabartë me peshën e lëngut ose gazit të zhvendosur nga trupi dhe aplikohet në qendrën e gravitetit të pjesë e zhytur e trupit. FA = gV, ku g është dendësia e lëngut ose gazit, V është vëllimi i pjesës së zhytur të trupit. Përndryshe, ligji mund të formulohet si më poshtë: një trup i zhytur në një lëng ose gaz humbet aq peshë sa peshon lëngu (ose gazi) që ai zhvendos. Pastaj P = mg – FA. Ligji u zbulua nga shkencëtari i lashtë grek Arkimedi në 212 para Krishtit. e. Është baza e teorisë së trupave lundrues.

Ligji i gravitetit

Ligji i gravitetit universal, ose ligji i gravitetit të Njutonit: të gjithë trupat tërheqin njëri-tjetrin me një forcë drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të këtyre trupave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.

Ligji Boyle-Mariotte

Një nga ligjet e një gazi ideal: në një temperaturë konstante, produkti i presionit të gazit dhe vëllimit të tij është një vlerë konstante. Formula: pV = konst. Përshkruan një proces izotermik.

Ligji i Hukut
Sipas këtij ligji, deformimet elastike të një trupi të ngurtë janë drejtpërdrejt proporcionale me ndikimet e jashtme që i shkaktojnë ato.

Ligji i Daltonit
Një nga ligjet bazë të gazit: presioni i një përzierjeje të gazeve ideale kimikisht jo bashkëvepruese është i barabartë me shumën e presioneve të pjesshme të këtyre gazeve. Zbuluar në 1801 nga J. Dalton.

Ligji Joule-Lenz

Përshkruan efektin termik të rrymës elektrike: sasia e nxehtësisë që çlirohet në një përcjellës kur një rrymë e drejtpërdrejtë kalon përmes tij është drejtpërdrejt proporcionale me katrorin e rrymës, rezistencën e përcjellësit dhe kohën e kalimit. Zbuluar nga Joule dhe Lenz në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri në shekullin e 19-të.

Ligji i Kulombit

Ligji themelor i elektrostatikës, duke shprehur varësinë e forcës së bashkëveprimit midis dy ngarkesave pika të palëvizshme nga distanca midis tyre: dy ngarkesa pika të palëvizshme bashkëveprojnë me një forcë drejtpërdrejt në përpjesëtim me produktin e madhësive të këtyre ngarkesave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin. të distancës ndërmjet tyre dhe konstantës dielektrike të mjedisit në të cilin ndodhen ngarkesat. Vlera është numerikisht e barabartë me forcën që vepron midis dy ngarkesave pika stacionare prej 1 C secila të vendosura në një vakum në një distancë prej 1 m nga njëra-tjetra. Ligji i Kulombit është një nga justifikimet eksperimentale të elektrodinamikës. U hap në 1785.

Ligji i Lenz-it
Sipas këtij ligji, rryma e induktuar ka gjithmonë një drejtim të tillë që fluksi i vet magnetik të kompensojë ndryshimet në pjesën e jashtme. fluksi magnetik që shkaktoi këtë rrymë. Ligji i Lenz-it është pasojë e ligjit të ruajtjes së energjisë. Instaluar në 1833 nga E. H. Lenz.

Ligji i Ohmit

Një nga ligjet bazë të rrymës elektrike: forca e rrymës elektrike të drejtpërdrejtë në një seksion të një qarku është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin në skajet e këtij seksioni dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën e tij. E vlefshme për përçuesit metalikë dhe elektrolitet, temperatura e të cilëve mbahet konstante. Në rastin e një qarku të plotë, ai formulohet si më poshtë: forca e një rryme elektrike të drejtpërdrejtë në qark është drejtpërdrejt proporcionale me emf-në e burimit të rrymës dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën totale të qarkut elektrik. Zbuluar në 1826 nga G.S. Ohm.

Ligji i reflektimit të valëve

Rrezja rënëse, rrezja e reflektuar dhe pingulja e ngritur në pikën e rënies së rrezes shtrihen në të njëjtin rrafsh, dhe këndi i rënies e barabartë me këndin përthyerje. Ligji është i vlefshëm për pasqyrimin e pasqyrës.

Ligji i Paskalit
Ligji bazë i hidrostatikës: presioni i prodhuar nga forcat e jashtme në sipërfaqen e një lëngu ose gazi transmetohet në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet.

Ligji i përthyerjes së dritës

Rrezja rënëse, rrezja e përthyer dhe pingulja e rivendosur në pikën e rënies së rrezes shtrihen në të njëjtin rrafsh, dhe për këto dy media raporti i sinusit të këndit të rënies me sinusin e këndit të thyerjes është një vlerë konstante, e quajtur indeksi relativ i thyerjes së mediumit të dytë në krahasim me të parën.

Ligji i përhapjes drejtvizore të dritës

Ligji i optikës gjeometrike, i cili thotë se drita përhapet drejtvizor në një mjedis homogjen. Shpjegon, për shembull, formimin e hijes dhe gjysmënumbrës.

Ligji i ruajtjes së ngarkesës
Një nga ligjet themelore të natyrës: shuma algjebrike ngarkesat elektrike i çdo sistemi të izoluar elektrik mbetet i pandryshuar. Në një sistem të izoluar elektrikisht, ligji i ruajtjes së ngarkesës lejon shfaqjen e grimcave të reja të ngarkuara, por ngarkesa totale elektrike e grimcave që shfaqen duhet të jetë gjithmonë e barabartë me zero.

Ligji i ruajtjes së momentit
Një nga ligjet bazë të mekanikës: momenti i çdo sistemi të mbyllur, gjatë të gjitha proceseve që ndodhin në sistem, mbetet konstant (i ruajtur) dhe mund të rishpërndahet midis pjesëve të sistemit vetëm si rezultat i ndërveprimit të tyre.

Ligji i Charles
Një nga ligjet bazë të gazit: presioni i një mase të caktuar të një gazi ideal në vëllim konstant është drejtpërdrejt proporcional me temperaturën.

Ligji i induksionit elektromagnetik

Përshkruan fenomenin e shfaqjes së një fushe elektrike kur një fushë magnetike ndryshon (dukuri e induksionit elektromagnetik): forca elektromotore e induksionit është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik. Koeficienti i proporcionalitetit përcaktohet nga sistemi i njësive, shenja përcaktohet nga rregulli i Lenz-it. Ligji u zbulua nga M. Faraday.

Ligji i ruajtjes dhe transformimit të energjisë
Ligji i përgjithshëm i natyrës: energjia e çdo sistemi të mbyllur mbetet konstante (e ruajtur) gjatë të gjitha proceseve që ndodhin në sistem. Energjia mund të shndërrohet vetëm nga një formë në tjetrën dhe të rishpërndahet midis pjesëve të sistemit. Për një sistem të hapur, një rritje (ulje) e energjisë së tij është e barabartë me një ulje (rritje) të energjisë së trupave dhe fushave fizike që ndërveprojnë me të.

ligjet e Njutonit
Mekanika klasike bazohet në 3 ligjet e Njutonit. Ligji i parë i Njutonit (ligji i inercisë): një pikë materiale është në gjendje drejtvizore dhe lëvizje uniforme ose pushim, nëse organet e tjera nuk veprojnë në të ose kompensohet veprimi i këtyre organeve. Ligji i dytë i Njutonit (ligji themelor i dinamikës): nxitimi i marrë nga një trup është drejtpërdrejt proporcional me rezultatin e të gjitha forcave që veprojnë në trup dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me masën e trupit. Ligji i tretë i Njutonit: veprimet e dy trupave janë gjithmonë të barabarta në madhësi dhe të drejtuara në drejtime të kundërta.

Ligjet e Faradeit
Ligji i parë i Faradeit: masa e një lënde të lëshuar në elektrodë gjatë kalimit të një rryme elektrike është drejtpërdrejt proporcionale me sasinë e energjisë elektrike (ngarkimit) që kalon nëpër elektrolit (m = kq = kIt). Ligji i dytë i Faradeit: raporti i masave të substancave të ndryshme që pësojnë transformime kimike në elektroda kur ngarkesat elektrike identike kalojnë nëpër elektrolit është i barabartë me raportin e ekuivalentëve kimikë. Ligjet u krijuan në 1833–1834 nga M. Faraday.

Ligji i parë i termodinamikës
Ligji i parë i termodinamikës është ligji i ruajtjes së energjisë për një sistem termodinamik: sasia e nxehtësisë Q që i jepet sistemit shpenzohet për ndryshimin e energjisë së brendshme të sistemit U dhe kryerjen e punës A nga sistemi kundër forcave të jashtme. Formula Q = U + A qëndron në themel të funksionimit të motorëve me nxehtësi.

Postulatet e Bohr-it

Postulati i parë i Bohr: një sistem atomik është i qëndrueshëm vetëm në gjendjet stacionare që korrespondojnë sekuencë diskrete vlerat e energjisë atomike. Çdo ndryshim në këtë energji shoqërohet me një kalim të plotë të atomit nga një gjendje e palëvizshme në tjetrën. Postulati i dytë i Bohr-it: thithja dhe emetimi i energjisë nga një atom ndodh sipas ligjit sipas të cilit rrezatimi i shoqëruar me kalimin është monokromatik dhe ka një frekuencë: h = Ei – Ek, ku h është konstanta e Planck, dhe Ei dhe Ek janë energjitë e atomit në gjendje të palëvizshme.

Rregulli i dorës së majtë
Përcakton drejtimin e forcës që vepron në një përcjellës me rrymë (ose një grimcë të ngarkuar lëvizëse) të vendosur në një fushë magnetike. Rregulli thotë: nëse e vendosni dorën e majtë në mënyrë që gishtat e shtrirë të tregojnë drejtimin e rrymës (shpejtësinë e grimcave) dhe linjat e forcës fushë magnetike(linjat e induksionit magnetik) hynë në pëllëmbë, atëherë gishti i madh i shtrirë do të tregojë drejtimin e forcës që vepron në përcjellës (grimca pozitive; në rast grimcë negative drejtimi i forcës është i kundërt).

Rregulli i dorës së djathtë
Përcakton drejtimin e rrymës së induksionit në një përcjellës që lëviz në një fushë magnetike: nëse pëllëmba e dorës së djathtë është e vendosur në mënyrë që linjat e induksionit magnetik të hyjnë në të, dhe gishti i madh i përkulur drejtohet përgjatë lëvizjes së përcjellësit, atëherë katër gishtat e shtrirë do të tregojnë drejtimin e rrymës së induksionit.

Parimi i Huygens
Ju lejon të përcaktoni pozicionin e frontit të valës në çdo kohë. Sipas parimit të Huygens-it, të gjitha pikat nëpër të cilat kalon balli i valës në kohën t janë burime të valëve sferike dytësore, dhe pozicioni i dëshiruar i frontit të valës në kohën t përkon me sipërfaqen që mbështjell të gjitha valët dytësore. Parimi i Huygens shpjegon ligjet e reflektimit dhe thyerjes së dritës.

Parimi Huygens-Fresnel
Sipas këtij parimi, në çdo pikë të vendosur jashtë një sipërfaqe të mbyllur arbitrare që mbulon një burim pikash drite, vala e dritës e ngacmuar nga ky burim mund të përfaqësohet si rezultat i ndërhyrjes së valëve dytësore të emetuara nga të gjitha pikat e sipërfaqes së mbyllur të specifikuar. Parimi bën të mundur zgjidhjen e problemeve më të thjeshta të difraksionit të dritës.

Parimi i relativitetit
Në çdo sistem referimi inercial, të gjitha dukuritë fizike (mekanike, elektromagnetike, etj.) në të njëjtat kushte zhvillohen në të njëjtën mënyrë. Është një përgjithësim i parimit të relativitetit të Galileos.

Parimi i relativitetit të Galileos

Parimi mekanik i relativitetit, ose parimi i mekanikës klasike: në çdo kornizë inerciale të referencës, të gjitha fenomenet mekanike zhvillohen në të njëjtën mënyrë në të njëjtat kushte.

Tingull
Tingulli i referohet valëve elastike që përhapen në lëngje, gazra dhe të ngurta dhe perceptohen nga veshët e njeriut dhe të kafshëve. Një person ka aftësinë të dëgjojë tinguj me frekuenca në intervalin 16-20 kHz. Tingulli me frekuenca deri në 16 Hz zakonisht quhet infratingull; me frekuenca 2·104–109 Hz – ultrazë, dhe me frekuenca 109–1013 Hz – hipertinguj. Shkenca që studion tingujt quhet akustikë.

Drita
Drita në kuptimin e ngushtë të termit i referohet valëve elektromagnetike në diapazonin e frekuencës të perceptuar nga syri i njeriut: 7.5 ‘1014–4,3 ‘1014 Hz. Gjatësia e valës varion nga 760 nm (drita e kuqe) deri në 380 nm (drita vjollce).

Shkencëtarët nga planeti Tokë përdorin shumë mjete duke u përpjekur të përshkruajnë se si funksionon natyra në përgjithësi. Që vijnë tek ligjet dhe teoritë. Cili është ndryshimi? Një ligj shkencor shpesh mund të reduktohet në një deklaratë matematikore si E = mc²; ky pohim bazohet në të dhëna empirike dhe e vërteta e tij zakonisht kufizohet në një grup të caktuar kushtesh. Në rastin e E = mc² - shpejtësia e dritës në vakum.

Një teori shkencore shpesh kërkon të sintetizojë një grup faktesh ose vëzhgimesh rreth fenomeneve specifike. Dhe në përgjithësi (por jo gjithmonë) del një deklaratë e qartë dhe e testueshme në lidhje me funksionimin e natyrës. Nuk është e nevojshme të reduktohet një teori shkencore në një ekuacion, por ajo përfaqëson diçka thelbësore në lidhje me funksionimin e natyrës.

Si ligjet ashtu edhe teoritë varen nga elementet bazë metodë shkencore, si krijimi i hipotezave, kryerja e eksperimenteve, gjetja (ose mosgjetja) e të dhënave empirike dhe nxjerrja e përfundimeve. Në fund të fundit, shkencëtarët duhet të jenë në gjendje të përsërisin rezultatet nëse një eksperiment do të bëhet baza për një ligj ose teori të pranuar përgjithësisht.

Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë dhjetë ligjet dhe teoritë shkencore që mund t'i zbatoni edhe nëse nuk përdorni një mikroskop elektronik skanues aq shpesh, për shembull. Le të fillojmë me një zhurmë dhe të përfundojmë me pasiguri.

Nëse ka një teori shkencore që ia vlen të dihet, le të shpjegojë se si universi arriti gjendjen e tij aktuale (ose nuk e arriti atë). Bazuar në hulumtimin e kryer nga Edwin Hubble, Georges Lemaitre dhe Albert Einstein, teoria e Big Bengut postulon se universi filloi 14 miliardë vjet më parë me një zgjerim masiv. Në një moment, universi ishte i përfshirë në një pikë dhe përfshinte të gjithë lëndën e universit aktual. Kjo lëvizje vazhdon edhe sot e kësaj dite, dhe vetë universi po zgjerohet vazhdimisht.

Teoria e Big Bengut fitoi mbështetje të gjerë në qarqet shkencore pasi Arno Penzias dhe Robert Wilson zbuluan sfondin kozmik të mikrovalës në 1965. Duke përdorur teleskopë radio, dy astronomë kanë zbuluar zhurmë kozmike, ose statike, që nuk shpërndahet me kalimin e kohës. Në bashkëpunim me studiuesin e Princeton, Robert Dicke, dyshja e shkencëtarëve konfirmuan hipotezën e Dicke se Big Bengu origjinal la pas rrezatim të nivelit të ulët që mund të zbulohet në të gjithë universin.

Ligji i Hubble i Zgjerimit Kozmik

Le të mbajmë Edwin Hubble për një sekondë. Ndërsa vitet 1920 ishin të tërbuara Depresioni i Madh, Hubble kreu kërkime pioniere astronomike. Ai jo vetëm që provoi se kishte galaktika të tjera përveç Rrugës së Qumështit, por zbuloi gjithashtu se këto galaktika po largoheshin me shpejtësi nga galaktikat tona, një lëvizje që ai e quajti recesion.

Për të vlerësuar shpejtësinë e kësaj lëvizjeje galaktike, Hubble propozoi ligjin e zgjerimit kozmik, i njohur gjithashtu si ligji i Hubble. Ekuacioni duket kështu: shpejtësia = H0 x distancë. Shpejtësia përfaqëson shpejtësinë me të cilën galaktikat largohen; H0 është konstanta e Hubble, ose një parametër që tregon shpejtësinë me të cilën universi po zgjerohet; distanca është distanca e një galaktike me atë me të cilën po bëhet krahasimi.

Konstanta e Hubble u llogarit në kuptime të ndryshme për mjaft kohë, por aktualisht është i ngrirë me 70 km/s për megaparsek. Nuk është aq e rëndësishme për ne. Gjëja e rëndësishme është që ligji ofron një mënyrë të përshtatshme për të matur shpejtësinë e një galaktike në krahasim me tonën. Dhe ajo që është gjithashtu e rëndësishme është se ligji vendosi që Universi përbëhet nga shumë galaktika, lëvizja e të cilave mund të gjurmohet deri në Big Bengun.

Ligjet e Keplerit për lëvizjen planetare

Për shekuj me radhë, shkencëtarët kanë luftuar me njëri-tjetrin dhe udhëheqësit fetarë për orbitat e planetëve, veçanërisht nëse ata rrotullohen rreth diellit. Në shekullin e 16-të, Koperniku parashtroi konceptin e tij të diskutueshëm të heliocentrikës sistemi diellor, në të cilën planetët rrotullohen rreth Diellit dhe jo Tokës. Megjithatë, ishte vetëm me Johannes Kepler, i cili ndërtoi punën e Tycho Brahe dhe astronomëve të tjerë, që një bazë shkencore për lëvizjen e planetëve.

Tre Ligjet e Keplerit për lëvizjen planetare, të zhvilluara në fillim të shekullit të 17-të, përshkruajnë lëvizjen e planetëve rreth Diellit. Ligji i parë, i quajtur ndonjëherë ligji i orbitave, thotë se planetët rrotullohen rreth Diellit në një orbitë eliptike. Ligji i dytë, ligji i zonave, thotë se një vijë që lidh një planet me diellin formon zona të barabarta në intervale të barabarta kohore. Me fjalë të tjera, nëse matni zonën e krijuar nga një vijë e tërhequr nga Toka në Diell dhe gjurmoni lëvizjen e Tokës për 30 ditë, zona do të jetë e njëjtë pavarësisht nga pozicioni i Tokës në lidhje me origjinën.

Ligji i tretë, ligji i periudhave, na lejon të vendosim një marrëdhënie të qartë midis periudhës orbitale të planetit dhe distancës nga Dielli. Falë këtij ligji, ne e dimë se një planet që është relativisht afër Diellit, si Venusi, ka një periudhë orbitale shumë më të shkurtër se planetët e largët si Neptuni.

Ligji Universal i Gravitetit

Kjo mund të jetë e barabartë me kursin sot, por më shumë se 300 vjet më parë Sir Isaac Newton propozoi një ide revolucionare: çdo dy objekte, pavarësisht nga masa e tyre, ushtrojnë një tërheqje gravitacionale mbi njëri-tjetrin. Ky ligj përfaqësohet nga një ekuacion që shumë nxënës ndeshen në shkollën e mesme në fizikë dhe matematikë.

F = G × [(m1m2)/r²]

F është forcë gravitacionale midis dy objekteve, të matura në Njuton. M1 dhe M2 janë masat e dy objekteve, ndërsa r është distanca ndërmjet tyre. G është konstanta gravitacionale, aktualisht e llogaritur si 6,67384(80)·10−11 ose N·m2·kg−2.

Avantazhi i ligjit universal të gravitetit është se ju lejon të llogaritni tërheqjen gravitacionale midis çdo dy objekti. Kjo aftësi është jashtëzakonisht e dobishme kur shkencëtarët, për shembull, lëshojnë një satelit në orbitë ose përcaktojnë rrjedhën e Hënës.

ligjet e Njutonit

Meqenëse po flasim për një nga shkencëtarët më të mëdhenj që ka jetuar ndonjëherë në Tokë, le të flasim për ligjet e tjera të famshme të Njutonit. Tre ligjet e tij të lëvizjes përbëjnë një pjesë thelbësore të fizikës moderne. Dhe si shumë ligje të tjera të fizikës, ato janë elegante në thjeshtësinë e tyre.

I pari nga tre ligjet thotë se një objekt në lëvizje mbetet në lëvizje nëse nuk veprohet nga një forcë e jashtme. Për një top që rrotullohet në dysheme, forca e jashtme mund të jetë fërkimi midis topit dhe dyshemesë, ose një djalë që godet topin në një drejtim tjetër.

Ligji i dytë vendos marrëdhënien midis masës së një objekti (m) dhe nxitimit të tij (a) në formën e ekuacionit F = m x a. F përfaqëson forcën, e matur në njuton. Ai është gjithashtu një vektor, që do të thotë se ka një komponent të drejtimit. Për shkak të nxitimit, një top që rrokulliset në dysheme ka një vektor të veçantë në drejtimin e lëvizjes së tij dhe kjo merret parasysh gjatë llogaritjes së forcës.

Ligji i tretë është mjaft kuptimplotë dhe duhet të jetë i njohur për ju: për çdo veprim ka një reagim të barabartë dhe të kundërt. Kjo do të thotë, për çdo forcë të aplikuar në një objekt në sipërfaqe, objekti zmbrapset me të njëjtën forcë.

Ligjet e termodinamikës

Fizikani dhe shkrimtari britanik C. P. Snow tha një herë se një jo-shkencëtar që nuk e njihte ligjin e dytë të termodinamikës ishte si një shkencëtar që nuk e kishte lexuar kurrë Shekspirin. Deklarata tani e famshme e Snow theksoi rëndësinë e termodinamikës dhe nevojën që edhe njerëzit joshkencor ta dinë atë.

Termodinamika është shkenca se si funksionon energjia në një sistem, qoftë motor apo bërthama e Tokës. Mund të reduktohet në disa ligje bazë, të cilat Snow i përshkroi si më poshtë:

Nuk mund të fitosh.
Nuk do i shmangni humbjet.
Ju nuk mund të largoheni nga loja.

Le ta kuptojmë pak këtë. Duke thënë se nuk mund të fitosh, Snow donte të thoshte se meqenëse materia dhe energjia ruhen, nuk mund të fitosh njërën pa humbur tjetrën (d.m.th. E=mc²). Kjo gjithashtu do të thotë që ju duhet të furnizoni nxehtësi për të funksionuar motorin, por në mungesë të një sistemi të mbyllur në mënyrë të përkryer, një pjesë e nxehtësisë në mënyrë të pashmangshme do t'i humbet motorit. botë e hapur, që do të çojë në ligjin e dytë.

Ligji i dytë - humbjet janë të pashmangshme - do të thotë që për shkak të entropisë në rritje, nuk mund të ktheheni në gjendjen tuaj të mëparshme energjetike. Energjia e përqendruar në një vend do të priret gjithmonë në vende me përqendrim më të ulët.

Më në fund, ligji i tretë - nuk mund ta lini lojën - i referohet temperaturës më të ulët teorikisht të mundshme - minus 273.15 gradë Celsius. Kur sistemi arrin zeron absolute, lëvizja e molekulave ndalon, që do të thotë se entropia do të arrijë vlerën e saj më të ulët dhe as nuk do të ketë energjia kinetike. Por në botën reale është e pamundur të arrish zero absolute - mund t'i afrohesh shumë.

Forca e Arkimedit

Pas greqishtja e vjetër Arkimedi zbuloi parimin e tij të gjallërimit, ai gjoja bërtiti "Eureka!" (E gjeta!) dhe vrapoi lakuriq nëpër Sirakuzë. Kështu thotë legjenda. Zbulimi ishte kaq i rëndësishëm. Legjenda thotë gjithashtu se Arkimedi zbuloi parimin kur vuri re se uji në një vaskë ngrihej kur një trup ishte zhytur në të.

Sipas parimit të lëvizjes së Arkimedit, forca që vepron në një objekt të zhytur ose pjesërisht të zhytur është e barabartë me masën e lëngut që objekti zhvendos. Ky parim është i një rëndësie kritike në llogaritjet e densitetit, si dhe në projektimin e nëndetëseve dhe anijeve të tjera oqeanike.

Evolucioni dhe përzgjedhja natyrore

Tani që kemi krijuar disa nga konceptet bazë rreth asaj se si filloi universi dhe sesi ligjet fizike ndikojnë në jetën tonë të përditshme, le ta kthejmë vëmendjen te forma njerëzore dhe të zbulojmë se si arritëm deri këtu. Sipas shumicës së shkencëtarëve, e gjithë jeta në Tokë ka një paraardhës të përbashkët. Por në mënyrë që një ndryshim kaq i madh të lindte midis të gjithë organizmave të gjallë, disa prej tyre duhej të shndërroheshin në një specie të veçantë.

Në një kuptim të përgjithshëm, ky diferencim ndodhi përmes procesit të evolucionit. Popullatat e organizmave dhe tiparet e tyre kanë kaluar nëpër mekanizma të tillë si mutacionet. Ato me tipare që ishin më të favorshme për mbijetesë, të tilla si bretkosat kafe, të cilat janë të shkëlqyera në kamuflimin në moçal, u përzgjodhën natyrshëm për mbijetesë. Nga këtu vjen termi përzgjedhje natyrore.

Ju mund t'i shumëzoni këto dy teori për shumë e shumë herë, dhe kjo është ajo që bëri Darvini në shekullin e 19-të. Evolucioni dhe seleksionimi natyror shpjegojnë diversitetin e madh të jetës në Tokë.

Teoria e përgjithshme e relativitetit

Teoria e përgjithshme e relativitetit e Albert Ajnshtajnit ishte dhe mbetet një zbulim i madh që ndryshoi përgjithmonë pikëpamjen tonë për universin. Zbulimi kryesor i Ajnshtajnit ishte pretendimi se hapësira dhe koha nuk janë absolute dhe se graviteti nuk është thjesht një forcë e aplikuar ndaj një objekti ose mase. Përkundrazi, graviteti është për shkak të faktit se masa përkul hapësirën dhe vetë kohën (hapësirë-kohë).

Për të menduar për këtë, imagjinoni të vozitni nëpër Tokë në një vijë të drejtë në një drejtim lindor, të themi, nga hemisfera veriore. Pas një kohe, nëse dikush dëshiron të përcaktojë me saktësi vendndodhjen tuaj, do të jeni shumë më në jug dhe në lindje të pozicionit tuaj origjinal. Kjo për shkak se Toka është e lakuar. Për të vozitur drejt në lindje, duhet të merrni parasysh formën e Tokës dhe të vozitni në një kënd paksa në veri. Krahasoni një top të rrumbullakët dhe një fletë letre.

Hapësira është pothuajse e njëjta gjë. Për shembull, do të jetë e qartë për pasagjerët në një raketë që fluturon rreth Tokës se ata po fluturojnë në një vijë të drejtë nëpër hapësirë. Por në realitet, hapësirë-koha rreth tyre është duke u përkulur nga graviteti i Tokës, duke i bërë ata të lëvizin përpara dhe të mbeten në orbitën e Tokës.

Teoria e Ajnshtajnit pati një ndikim të madh në të ardhmen e astrofizikës dhe kozmologjisë. Ajo shpjegoi një anomali të vogël dhe të papritur në orbitën e Mërkurit, tregoi se si përkulet drita e yjeve dhe u shtri bazat teorike për vrimat e zeza.

Parimi i pasigurisë së Heisenberg

Zgjerimi i teorisë së relativitetit të Ajnshtajnit na mësoi më shumë se si funksionon universi dhe ndihmoi në vendosjen e themeleve për fizikën kuantike, duke çuar në një siklet krejtësisht të papritur të shkencës teorike. Në vitin 1927, njohja se të gjitha ligjet e universit janë fleksibël në një kontekst të caktuar, çoi në një zbulim mahnitës nga shkencëtari gjerman Werner Heisenberg.

Duke postuluar parimin e tij të pasigurisë, Heisenberg kuptoi se ishte e pamundur të dihej njëkohësisht nivel të lartë saktësisht dy veti të një grimce. Ju mund të dini pozicionin e një elektroni me një shkallë të lartë saktësie, por jo momentin e tij, dhe anasjelltas.

Niels Bohr më vonë bëri një zbulim që ndihmoi në shpjegimin e parimit të Heisenberg. Bohr zbuloi se elektroni ka cilësitë e një grimce dhe një valë. Koncepti u bë i njohur si dualiteti valë-grimcë dhe formoi bazën e fizikës kuantike. Prandaj, kur matim pozicionin e një elektroni, e përkufizojmë atë si një grimcë në një pikë të caktuar në hapësirë me një gjatësi vale të pacaktuar. Kur matim një impuls, ne e trajtojmë elektronin si një valë, që do të thotë se mund të dimë amplituda e gjatësisë së tij, por jo pozicionin e tij.