Законы Ньютона
Закон Ньютона (историческая формулировка)
Всякое тело, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, до тех пор, пока воздействие со стороны других тел, не заставит это тело изменить свое состояние.
ν=const – состояние движения
ν=0 – состояние покоя
При этом ā=0
Если F=0; (∑F=0), то ā=0.
Инерция – это свойство тел сохранять свою скорость неизменной.
Движение и покой относительны. Дана система отсчета, часы и тело.
z
y
x
Закон Ньютона (современная формулировка)
Существуют такие системы отсчета – инерциальные, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, когда равнодействующая всех сил равна нулю.
Если F≠0, то ā≠0.
Закон Ньютона
В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
ā=F/m àF=mā
Закон Ньютона
Силы, с которыми действуют друг на друга взаимно движущиеся тела, равны по величине и противоположны по направлению.
| Аристотель | Ньютон |
| Fàυ | Fàā |
F1,2
F2,1
F1,2= -F2,1
Масса и скорость движения тела
| По Ньютону | По Эйнштейну |
| m=const m≠f(υ) До какой υ можно разогнать тело F=ma; a=F/m Если увеличивается F, то растет ускорение и скорость. Если Fà∞, то υ à∞ | Предложил принять как фундаментальное свойство природы постулат:
Любое тело можно ускорить лишь до определенной скорости (скорости света-C), причем эта скорость С не зависит от скорости движения источника и скорости наблюдателя. Эта скорость одинакова во всех инерциальных системах отсчета.
υmax = C или υ = <C.
Это положение можно объяснить приняв, что m тела не остается постоянной при увеличении скорости, т.е. m=f(υ).
m=m0  2/C2
· υ=0 – состояние покоя à m=m0 – масса покоя.
· υ растет à υ2/C2 растет à 1- υ2/C2 уменьшается à m растет.
· υ2/C2à1 => mà∞
a=F/m; F растет àm растет.
Чем ближе υ к, тем больше становится масса, и тем труднее ускорить тело.
|
| Масса и энергия тела. Формула Эйнштейна | |
| m=const Eдвиж =Екинет=mυ2/2 Еполн=Екинет+Епотенц | Е=mc2 ∆mà∆E ∆Eà∆m |
| Не рассматриваем Епотенц | |
| · В состоянии покоя υ=0; m=m0; E=m0C2 – энергия покоя. Екинет=Е-Е0=mc2-m0c2 · Если υ<<С Екинет=mc2/2 – частный случай |
Свет. Природа света
| Корпускулярная теория (Ньютон 17 в) | Волновая теория (Гюйгенс) |
| Свет – это поток телесных частиц | Свет – это упругие волны в эфире 19в – Юнг, Френель открыли явление интерференции и дифракции. 19в – Максвелл: скорость электромагнитных волн в вакууме =C Свет – это электромагнитные волны. Энергия света – есть величина непрерывная, может принимать любые значения. |
| 1900 г – М.Планк – гипотеза квантов. Е=hν Эйнштейн: Свет излучается и распространяется в виде световых частиц, которые позднее были названы фотонами. |
Е=hν; υф=С
Е=mc2
Из этого следует, что mф= hν/c2
· λ=υ*T=υ*1/ν – длина волны
Для фотона: (υ=С) à λ=С/νàν=C/λàmф=hc/c2* 
=h/cλ
· Р-импульс (количество движений)
Рф=mф*С=h/ν
· m0ф
m=m0 
à m0=m* 
υф=С à m0ф=m* 
à m0ф=0
Фотон – это частица, не имеющая массы.
Фотон существует только в движении. Его время жизни – от атома его излучившего до атома его поглотившего.
Двойственная природа частиц. Гипотеза Де Бройля.
1924 г – гипотеза о том, что частицы имеют двойственную природу.
P=h/λ à λ=h/p
Λ=h/mυ – формула Де Бройля.
λ~10-10м
rат=10-10 м
Серия опытов по дифракции, где в качестве дифракционной решетки использовали кристаллы. Опыты с электронами, протонами, нейтральными атомами.
Вне зависимости от наличия или отсутствия зарядов, частица обладает волновыми свойствами.
1926 г – Шредингер вывел уравнение для волн Де Бройля. Волна описывается волновой функцией.
Псифункция:
Ψ (x;y;z; t) = dP/dV. Частица с коэффициентом x;y;z; в момент времени t.
λ~10-30м
rат=10-18м