rumah Sulaman

Anda tahu fenomena itu dari kursus fisika. Fenomena termal

Jika Anda harus tahu setidaknya satu teori ilmiah, kemudian biarkan dia menjelaskan bagaimana alam semesta mencapai keadaannya saat ini (atau tidak mencapai,). Berdasarkan penelitian Edwin Hubble, Georges Lemaitre, dan Albert Einstein, teori Big Bang mendalilkan bahwa alam semesta dimulai 14 miliar tahun lalu dengan ekspansi besar-besaran. Pada titik tertentu, alam semesta terbatas pada satu titik dan mencakup semua materi alam semesta saat ini. Gerakan ini berlanjut hingga hari ini, dan alam semesta itu sendiri terus berkembang.

Teori Big Bang memperoleh dukungan ilmiah yang luas setelah Arno Penzias dan Robert Wilson menemukan latar belakang gelombang mikro kosmik pada tahun 1965. Dengan menggunakan teleskop radio, dua astronom menemukan derau kosmik, atau statis, yang tidak menghilang seiring waktu. Bekerja sama dengan peneliti Princeton Robert Dicke, beberapa ilmuwan telah mengkonfirmasi hipotesis Dicke bahwa Big Bang yang asli meninggalkan radiasi tingkat rendah yang dapat ditemukan di seluruh alam semesta.

Hukum ekspansi kosmik Hubble

Mari kita tahan Edwin Hubble sebentar. Saat Depresi Hebat berkecamuk di tahun 1920-an, Hubble melakukan penelitian astronomi yang inovatif. Dia tidak hanya membuktikan bahwa ada galaksi lain selain itu Bima Sakti, tetapi juga menemukan bahwa galaksi-galaksi ini menyapu diri kita, dan gerakan ini disebut hamburan.

Untuk mengukur kecepatan gerak galaksi ini, Hubble mengajukan hukum ekspansi kosmik, alias hukum Hubble. Persamaannya terlihat seperti ini: kecepatan \u003d H0 x jarak. Kecepatan adalah kecepatan galaksi bergerak menjauh; H0 adalah konstanta Hubble, atau parameter yang menunjukkan laju ekspansi alam semesta; jarak adalah jarak satu galaksi ke galaksi yang digunakan untuk melakukan perbandingan.

Konstanta Hubble dihitung pada nilai yang berbeda untuk waktu yang cukup lama, tetapi sekarang dibekukan pada titik 70 km / detik per megaparsec. Itu tidak penting bagi kami. Yang penting, hukum adalah cara mudah untuk mengukur kecepatan galaksi relatif terhadap galaksi kita. Dan yang lebih penting, hukum menetapkan bahwa alam semesta terdiri dari banyak galaksi, yang pergerakannya dapat ditelusuri kembali ke Big Bang.

Hukum gerak planet Kepler

Selama berabad-abad, para ilmuwan telah berperang satu sama lain dan dengan para pemimpin agama memperebutkan orbit planet-planet, terutama apakah mereka berputar mengelilingi matahari. Pada abad ke-16, Copernicus mengajukan konsep kontroversialnya tentang tata surya heliosentris, di mana planet-planet berputar mengelilingi matahari dan bukan bumi. Namun, hanya dengan Johannes Kepler, yang mengandalkan karya Tycho Brahe dan astronom lainnya, dasar ilmiah yang jelas untuk pergerakan planet-planet muncul.

Tiga hukum gerak planet Kepler, yang terbentuk pada awal abad ke-17, menggambarkan gerakan planet mengelilingi Matahari. Hukum pertama, terkadang disebut hukum orbit, menyatakan bahwa planet-planet berputar mengelilingi matahari dalam orbit elips. Hukum kedua, hukum luas, mengatakan bahwa garis yang menghubungkan planet ke matahari terbentuk area yang sama secara berkala. Dengan kata lain, jika Anda mengukur luas yang dibuat oleh garis yang diambil dari Bumi dari Matahari dan melacak pergerakan Bumi selama 30 hari, luasnya akan sama terlepas dari posisi Bumi dalam hubungannya dengan asalnya.

Hukum ketiga, hukum periode, memungkinkan Anda untuk membuat hubungan yang jelas antara periode orbit sebuah planet dan jarak ke Matahari. Berkat hukum ini, kita tahu bahwa planet yang relatif dekat dengan Matahari, seperti Venus, memiliki periode orbit yang jauh lebih pendek daripada planet jauh seperti Neptunus.

Hukum gravitasi universal

Sekarang ini mungkin urutannya, tetapi lebih dari 300 tahun yang lalu Sir Isaac Newton mengajukan ide revolusioner: dua benda apapun, berapapun massanya, memberikan gaya tarik gravitasi satu sama lain. Hukum ini diwakili oleh persamaan yang dihadapi banyak anak sekolah di kelas senior fisika dan matematika.

F \u003d G × [(m1m2) / r²]

F adalah gaya gravitasi antara dua benda, diukur dalam newton. M1 dan M2 adalah massa kedua benda, sedangkan r adalah jarak antar benda. G adalah konstanta gravitasi, yang saat ini dihitung sebagai 6.67384 (80) · 10 −11 atau N · m² · kg −2.

Keuntungan dari hukum gravitasi universal adalah memungkinkan Anda menghitung gaya tarik gravitasi antara dua benda. Kemampuan ini sangat berguna ketika para ilmuwan, misalnya, meluncurkan satelit ke orbit atau menentukan arah bulan.

Hukum Newton

Sementara kita membahas salah satu ilmuwan terhebat yang pernah hidup di Bumi, mari kita bicara tentang hukum Newton terkenal lainnya. Tiga hukum geraknya merupakan bagian penting dari fisika modern. Dan seperti banyak hukum fisika lainnya, mereka elegan dalam kesederhanaannya.

Hukum pertama dari tiga hukum menyatakan bahwa benda yang bergerak tetap bergerak kecuali ada gaya eksternal yang bekerja padanya. Untuk bola yang menggelinding di lantai, gaya luarnya bisa berupa gesekan antara bola dan lantai, atau anak laki-laki yang memukul bola ke arah yang berbeda.

Hukum kedua menetapkan hubungan antara massa suatu benda (m) dan percepatannya (a) dalam bentuk persamaan F \u003d m x a. F adalah gaya yang diukur dalam newton. Ini juga merupakan vektor, yaitu memiliki komponen arah. Karena percepatannya, bola yang menggelinding di lantai memiliki vektor khusus ke arah pergerakannya, dan ini diperhitungkan saat menghitung gaya.

Hukum ketiga cukup bermakna dan harus akrab bagi Anda: untuk setiap tindakan ada reaksi yang setara. Artinya, untuk setiap gaya yang diterapkan pada suatu benda di permukaan, benda tersebut ditolak dengan gaya yang sama.

Hukum termodinamika

Fisikawan dan penulis Inggris C.P. Snow pernah berkata bahwa non-ilmuwan yang tidak mengetahui hukum kedua termodinamika itu seperti ilmuwan yang tidak pernah membaca Shakespeare. Pernyataan Snow yang sekarang terkenal itu menekankan pentingnya termodinamika dan kebutuhan bahkan bagi orang yang jauh dari sains untuk mengetahuinya.

Termodinamika adalah ilmu tentang bagaimana energi bekerja dalam suatu sistem, baik itu mesin maupun inti bumi. Ini dapat diringkas menjadi beberapa hukum dasar, yang diuraikan Snow sebagai berikut:

Anda tidak bisa menang.
Anda tidak akan terhindar dari kerugian.
Anda tidak bisa keluar dari permainan.

Mari kita cari tahu sedikit. Dengan mengatakan bahwa Anda tidak dapat menang, Salju berarti bahwa karena materi dan energi dikonservasi, Anda tidak dapat memperoleh yang satu tanpa kehilangan yang lain (yaitu E \u003d mc²). Ini juga berarti bahwa Anda perlu memasok panas untuk menjalankan mesin, tetapi jika tidak ada sistem yang tertutup sempurna, sebagian panas pasti akan masuk ke dunia terbuka, yang akan mengarah pada hukum kedua.

Hukum kedua - kerugian tidak dapat dihindari - berarti bahwa karena meningkatnya entropi, Anda tidak dapat kembali ke keadaan energi sebelumnya. Energi yang terkonsentrasi di satu tempat akan selalu cenderung ke tempat-tempat dengan konsentrasi yang lebih rendah.

Akhirnya, hukum ketiga - Anda tidak bisa keluar dari permainan - berlaku untuk suhu terendah yang mungkin secara teoritis - minus 273,15 derajat Celcius. Ketika sistem mencapai nol mutlak, pergerakan molekul berhenti, yang berarti entropi akan mencapai nilai terendahnya dan bahkan tidak akan ada energi kinetik. Tetapi di dunia nyata, tidak mungkin mencapai nol absolut - mendekati saja.

Kekuatan Archimedes

Setelah Archimedes Yunani kuno menemukan prinsip apung, dia diduga meneriakkan "Eureka!" (Ketemu!) Dan berlari telanjang melintasi Syracuse. Demikian kata legenda. Penemuan itu sangat penting. Juga, legenda mengatakan bahwa Archimedes menemukan prinsip tersebut ketika dia memperhatikan bahwa air di kamar mandi naik ketika tubuh dibenamkan di dalamnya.

Menurut prinsip apung Archimedes, gaya yang bekerja pada benda yang tenggelam atau sebagian terendam sama dengan massa zat cair yang dipindahkan benda tersebut. Prinsip ini penting dalam perhitungan kepadatan serta dalam desain kapal selam dan kapal laut lainnya.

Evolusi dan seleksi alam

Sekarang setelah kita menetapkan beberapa konsep dasar tentang bagaimana alam semesta dimulai dan bagaimana hukum fisik memengaruhi kehidupan kita sehari-hari, mari alihkan perhatian kita ke bentuk manusia dan cari tahu bagaimana kita sampai di sana. Menurut kebanyakan ilmuwan, semua kehidupan di bumi memiliki nenek moyang yang sama. Tetapi agar perbedaan besar antara semua organisme hidup terbentuk, beberapa dari mereka harus berubah menjadi spesies terpisah.

Dalam pengertian umum, diferensiasi ini terjadi dalam proses evolusi. Populasi organisme dan sifat-sifatnya telah melalui mekanisme seperti mutasi. Mereka yang memiliki sifat lebih disukai untuk bertahan hidup, seperti katak coklat yang menyamarkan diri dengan baik di rawa, secara alami dipilih untuk bertahan hidup. Dari sinilah istilah seleksi alam berasal.

Anda dapat mengalikan kedua teori ini berkali-kali, dan kenyataannya Darwin melakukannya pada abad ke-19. Evolusi dan seleksi alam menjelaskan banyaknya variasi kehidupan di Bumi.

Teori relativitas umum

Albert Einstein adalah dan tetap menjadi penemuan terpenting yang selamanya mengubah cara kita memandang alam semesta. Terobosan utama Einstein adalah klaimnya bahwa ruang dan waktu tidak mutlak, dan gravitasi bukan hanya gaya yang diterapkan pada suatu benda atau massa. Sebaliknya, gravitasi terkait dengan fakta bahwa massa membelokkan ruang dan waktu itu sendiri (ruang-waktu).

Untuk memahaminya, bayangkan Anda sedang mengemudi melintasi bumi dalam garis lurus ke timur, katakanlah dari belahan bumi utara. Setelah beberapa saat, jika seseorang ingin menentukan lokasi Anda secara akurat, Anda akan berada jauh di selatan dan timur dari posisi awal Anda. Ini karena Bumi itu melengkung. Untuk berkendara lurus ke timur, Anda perlu mempertimbangkan bentuk bumi dan berkendara dengan sudut sedikit ke utara. Bandingkan bola bundar dan selembar kertas.

Luar angkasa adalah hal yang hampir sama. Misalnya, bagi penumpang roket yang terbang mengelilingi bumi, akan terlihat jelas bahwa mereka sedang terbang dalam garis lurus di angkasa. Namun pada kenyataannya, ruang waktu di sekitar mereka melengkung di bawah pengaruh gravitasi bumi, menyebabkan mereka bergerak maju secara bersamaan dan tetap berada di orbit Bumi.

Teori Einstein memiliki pengaruh besar pada masa depan astrofisika dan kosmologi. Dia menjelaskan anomali kecil dan tak terduga di orbit Merkurius, menunjukkan bagaimana cahaya bintang membelok, dan meletakkan dasar teoritis untuk lubang hitam.

Prinsip ketidakpastian Heisenberg

Perpanjangan teori relativitas Einstein memberi tahu kita lebih banyak tentang cara kerja alam semesta dan membantu meletakkan fondasinya fisika kuantum, yang menyebabkan ilmu teoretis yang sangat memalukan. Pada tahun 1927, kesadaran bahwa semua hukum alam semesta dalam konteks tertentu bersifat fleksibel mengarah pada penemuan menakjubkan ilmuwan Jerman Werner Heisenberg.

Dengan mendalilkan prinsip ketidakpastiannya, Heisenberg menyadari bahwa tidak mungkin secara bersamaan mengetahui dengan tingkat akurasi yang tinggi dua sifat sebuah partikel. Anda dapat mengetahui posisi elektron dengan tingkat akurasi yang tinggi, tetapi bukan momentumnya, dan sebaliknya.

Belakangan, Niels Bohr membuat penemuan yang membantu menjelaskan prinsip Heisenberg. Bohr menemukan bahwa elektron memiliki kualitas partikel dan gelombang. Konsep tersebut kemudian dikenal sebagai dualitas gelombang-partikel dan menjadi dasar fisika kuantum. Oleh karena itu, ketika kita mengukur posisi elektron, kita mendefinisikannya sebagai partikel pada titik tertentu di ruang angkasa dengan panjang gelombang tak terbatas. Saat kita mengukur momentum, kita menganggap elektron sebagai gelombang, yang berarti kita dapat mengetahui amplitudo panjangnya, tetapi tidak posisinya.

Wajar dan benar untuk tertarik pada dunia sekitarnya dan hukum fungsi dan perkembangannya. Itulah sebabnya masuk akal untuk memperhatikan ilmu-ilmu alam, misalnya fisika, yang menjelaskan hakikat dari pembentukan dan perkembangan Semesta. Hukum fisika dasar mudah dipahami. Di usia yang sangat muda, sekolah memperkenalkan anak-anak pada prinsip-prinsip ini.

Bagi banyak orang, sains ini dimulai dengan buku teks "Fisika (Kelas 7)". Konsep dasar dan dan termodinamika diturunkan kepada anak-anak sekolah, mereka berkenalan dengan inti hukum fisika utama. Tetapi apakah pengetahuan harus dibatasi di bangku sekolah? Hukum fisik apa yang harus diketahui setiap orang? Ini akan dibahas nanti di artikel.

Fisika sains

Banyak nuansa sains yang dijelaskan sudah tidak asing lagi bagi semua orang sejak usia dini. Dan ini karena pada hakikatnya fisika adalah salah satu bidang ilmu pengetahuan alam. Ia menceritakan tentang hukum alam, yang tindakannya mempengaruhi kehidupan setiap orang, dan dalam banyak hal bahkan menyediakannya, tentang ciri-ciri materi, strukturnya dan hukum geraknya.

Istilah "fisika" pertama kali dicatat oleh Aristoteles pada abad keempat SM. Awalnya identik dengan konsep "filsafat". Bagaimanapun, kedua ilmu memiliki tujuan yang sama - untuk menjelaskan dengan benar semua mekanisme fungsi alam semesta. Tetapi sudah pada abad keenam belas, karena revolusi ilmiah, fisika menjadi mandiri.

Hukum umum

Beberapa hukum dasar fisika diterapkan dalam berbagai cabang ilmu. Selain itu, ada juga yang dianggap umum untuk semua alam. Ini tentang

Ini menyiratkan bahwa energi dari setiap sistem tertutup dengan segala cara dilestarikan ketika ada fenomena yang terjadi di dalamnya. Namun demikian, ia mampu berubah menjadi bentuk lain dan secara efektif mengubah konten kuantitatifnya di berbagai bagian sistem bernama. Pada saat yang sama, dalam sistem terbuka, energi berkurang di bawah kondisi peningkatan energi dari setiap benda dan bidang yang berinteraksi dengannya.

Selain prinsip umum yang diberikan, fisika mengandung konsep dasar, rumus, hukum yang diperlukan untuk penafsiran proses yang terjadi di dunia sekitar. Meneliti mereka bisa sangat menyenangkan. Oleh karena itu, artikel ini akan membahas hukum dasar fisika secara singkat, dan untuk memahaminya lebih dalam, penting untuk memperhatikannya sepenuhnya.

Mekanika

Ilmuwan muda membuka banyak hukum dasar fisika di kelas 7-9 sekolah, di mana cabang ilmu seperti mekanik dipelajari lebih lengkap. Prinsip dasarnya dijelaskan di bawah ini.

Hukum relativitas Galileo (disebut juga hukum relativitas mekanik, atau dasar mekanika klasik). Inti dari prinsip ini adalah bahwa dalam kondisi yang sama, proses mekanis dalam kerangka acuan inersia sama sekali identik.
Hukum Hooke. Intinya adalah bahwa semakin besar dampak pada benda elastis (pegas, batang, konsol, balok) dari samping, semakin besar deformasi.

Hukum Newton (mewakili dasar mekanika klasik):

Prinsip kelembaman mengatakan bahwa setiap benda mampu diam atau bergerak secara merata dan lurus hanya jika tidak ada benda lain yang mempengaruhinya dengan cara apa pun, atau jika mereka entah bagaimana mengimbangi tindakan satu sama lain. Untuk mengubah kecepatan gerakan, perlu untuk bertindak pada benda dengan beberapa jenis gaya, dan, tentu saja, hasil aksi gaya yang sama pada benda dengan ukuran berbeda juga akan berbeda.
Keteraturan utama dinamika menyatakan bahwa semakin besar resultan gaya yang saat ini bekerja pada benda tertentu, semakin besar percepatan yang diterimanya. Dan, karenanya, semakin banyak bobot tubuh, semakin sedikit indikator ini.
Hukum ketiga Newton mengatakan bahwa dua benda selalu berinteraksi satu sama lain menurut skema yang identik: gaya mereka memiliki sifat yang sama, besarnya ekuivalen, dan tentu saja memiliki arah yang berlawanan di sepanjang garis lurus yang menghubungkan benda-benda ini.
Prinsip relativitas menegaskan bahwa semua fenomena yang terjadi di bawah kondisi yang sama dalam kerangka acuan inersia mutlak identik.

Termodinamika

Buku pelajaran sekolah, yang mengungkapkan hukum-hukum dasar kepada siswa ("Fisika. Kelas 7"), memperkenalkan mereka pada dasar-dasar termodinamika. Kami akan membahas secara singkat prinsip-prinsipnya di bawah ini.

Hukum termodinamika, yang menjadi dasar dalam cabang ilmu ini, bersifat umum dan tidak terkait dengan detail struktur zat tertentu pada tingkat atom. Ngomong-ngomong, prinsip-prinsip ini penting tidak hanya untuk fisika, tetapi juga untuk kimia, biologi, teknik dirgantara, dll.

Misalnya, dalam industri bernama ada aturan yang tidak setuju dengan definisi logis bahwa dalam sistem tertutup, kondisi eksternal yang tidak berubah, keadaan ekuilibrium ditetapkan seiring waktu. Dan proses yang terjadi di dalamnya selalu memberi kompensasi satu sama lain.

Aturan termodinamika lainnya menegaskan kecenderungan suatu sistem, yang terdiri dari sejumlah besar partikel yang dicirikan oleh gerakan kacau, menuju transisi independen dari keadaan yang kurang memungkinkan bagi sistem ke keadaan yang lebih mungkin.

Dan hukum Gay-Lussac (disebut juga itu menyatakan bahwa untuk gas bermassa tertentu dalam kondisi tekanan stabil, hasil pembagian volumenya dengan temperatur absolut pasti akan menjadi nilai konstan.

Aturan penting lainnya dalam industri ini adalah hukum pertama termodinamika, yang biasa juga disebut prinsip kekekalan dan konversi energi untuk sistem termodinamika. Menurutnya, sejumlah panas yang diberikan ke sistem akan dihabiskan secara eksklusif untuk metamorfosis energi internal dan kinerja kerjanya dalam kaitannya dengan gaya eksternal yang bekerja. Keteraturan inilah yang menjadi dasar pembentukan skema pengoperasian mesin panas.

Pola gas lainnya adalah hukum Charles. Ini menyatakan bahwa semakin besar tekanan massa tertentu dari gas ideal sambil mempertahankan volume konstan, semakin tinggi suhunya.

Listrik

Membuka untuk ilmuwan muda hukum dasar fisika yang menarik di kelas 10 sekolah. Pada saat ini, prinsip-prinsip utama sifat dan hukum aksi arus listrik, serta nuansa lainnya sedang dipelajari.

Hukum Ampere, misalnya, menyatakan bahwa konduktor yang terhubung secara paralel, yang melaluinya arus mengalir ke arah yang sama, pasti menarik, dan dalam kasus berlawanan arah arus, masing-masing, tolak. Kadang-kadang nama yang sama digunakan untuk hukum fisika, yang menentukan gaya yang bekerja di medan magnet yang ada pada bagian kecil konduktor yang sedang menghantarkan arus. Mereka menyebutnya - kekuatan Ampere. Penemuan ini dibuat oleh seorang ilmuwan pada paruh pertama abad kesembilan belas (yaitu pada tahun 1820).

Hukum kekekalan muatan adalah salah satu prinsip dasar alam. Ini menyatakan bahwa jumlah aljabar semua muatan listrik yang timbul dalam sistem yang diisolasi secara elektrik selalu dipertahankan (menjadi konstan). Meskipun demikian, prinsip bernama tidak mengecualikan kemunculan partikel bermuatan baru dalam sistem seperti itu sebagai hasil dari proses tertentu. Meskipun demikian, muatan listrik total dari semua partikel yang baru terbentuk pasti nol.

Hukum Coulomb adalah salah satu dasar dalam elektrostatika. Ini mengungkapkan prinsip gaya interaksi antara muatan titik stasioner dan menjelaskan perhitungan kuantitatif jarak di antara mereka. Hukum Coulomb memungkinkan untuk memperkuat prinsip dasar elektrodinamika secara eksperimental. Dikatakan bahwa muatan titik diam pasti akan berinteraksi satu sama lain dengan gaya yang lebih tinggi, semakin besar produk dari nilainya dan, oleh karena itu, semakin kecil, semakin kecil kuadrat jarak antara muatan yang dipertimbangkan dan media tempat interaksi yang dijelaskan berlangsung.

Hukum Ohm adalah salah satu prinsip dasar kelistrikan. Ini menyatakan bahwa semakin besar kekuatan arus listrik searah yang bekerja pada bagian tertentu dari rangkaian, semakin besar tegangan di ujungnya.

Mereka menyebut prinsip yang memungkinkan Anda untuk menentukan arah dalam konduktor arus yang bergerak di bawah pengaruh medan magnet dengan cara tertentu. Untuk melakukan ini, perlu memposisikan tangan kanan sehingga garis induksi magnet secara kiasan menyentuh telapak tangan yang terbuka, dan rentangkan ibu jari ke arah gerakan konduktor. Dalam hal ini, sisa empat jari yang diluruskan akan menentukan arah pergerakan arus induksi.

Juga, prinsip ini membantu untuk mengetahui lokasi yang tepat dari garis induksi magnet dari konduktor lurus yang menghantarkan arus pada saat tertentu. Ini terjadi seperti ini: letakkan ibu jari tangan kanan Anda sehingga mengarah dan dengan empat jari lainnya pegang kawat secara kiasan. Letak jari-jari ini akan menunjukkan arah yang tepat dari garis induksi magnet.

Prinsip induksi elektromagnetik adalah pola yang menjelaskan proses pengoperasian transformator, generator, motor listrik. Hukum ini adalah sebagai berikut: dalam loop tertutup, induksi yang dibangkitkan semakin besar, semakin besar laju perubahan fluks magnet.

Optik

Cabang "Optik" juga mencerminkan bagian dari kurikulum sekolah (hukum dasar fisika: kelas 7-9). Oleh karena itu, prinsip-prinsip ini tidak sesulit yang mungkin terlihat pada pandangan pertama. Studi mereka tidak hanya membawa pengetahuan tambahan, tetapi pemahaman yang lebih baik tentang realitas di sekitarnya. Hukum dasar fisika yang dapat dikaitkan dengan bidang studi optik adalah sebagai berikut:

Prinsip Guines. Ini adalah metode yang secara efektif menentukan posisi yang tepat dari muka gelombang pada sepersekian detik tertentu. Esensinya adalah sebagai berikut: semua titik yang berada di jalur front gelombang pada sepersekian detik tertentu, pada intinya menjadi sumber gelombang bola (sekunder), sedangkan penempatan front gelombang pada fraksi sedetik yang sama identik dengan permukaan , yang membengkok di sekitar semua gelombang bola (sekunder). Prinsip ini digunakan untuk menjelaskan hukum yang ada terkait dengan refraksi cahaya dan pemantulannya.
Prinsip Huygens-Fresnel mencerminkan metode yang efektif untuk menyelesaikan masalah perambatan gelombang. Ini membantu menjelaskan masalah dasar yang terkait dengan difraksi cahaya.
ombak. Ini digunakan sama untuk refleksi di cermin. Esensinya terletak pada kenyataan bahwa baik balok yang jatuh maupun yang dipantulkan, serta tegak lurus yang dibangun dari titik datangnya balok, terletak dalam satu bidang. Penting juga untuk diingat bahwa dalam hal ini sudut jatuhnya balok selalu mutlak sama dengan sudutnya pembiasan.
Prinsip pembiasan cahaya. Ini adalah perubahan lintasan gerak gelombang elektromagnetik (cahaya) pada saat pergerakan dari satu medium homogen ke medium lain, yang secara signifikan berbeda dari yang pertama dalam sejumlah indeks bias. Kecepatan rambat cahaya di dalamnya berbeda.
Hukum propagasi cahaya bujursangkar. Intinya, ini adalah hukum yang berkaitan dengan bidang optik geometris, dan terdiri dari berikut ini: dalam media homogen apa pun (terlepas dari sifatnya), cahaya merambat dalam garis lurus yang ketat, sepanjang jarak terpendek. Hukum ini secara sederhana dan mudah menjelaskan pembentukan bayangan.

Fisika atom dan nuklir

Hukum dasar fisika kuantum, serta dasar-dasar fisika atom dan nuklir, diajarkan di sekolah menengah dan pendidikan tinggi.

Jadi, dalil Bohr adalah serangkaian hipotesis dasar yang menjadi dasar teori tersebut. Esensinya terletak pada kenyataan bahwa setiap sistem atom dapat tetap stabil hanya dalam keadaan diam. Setiap radiasi atau penyerapan energi oleh atom harus terjadi dengan menggunakan prinsip, yang intinya adalah sebagai berikut: radiasi yang terkait dengan transportasi menjadi monokromatik.

Postulat ini berlaku untuk kurikulum sekolah standar yang mempelajari hukum dasar fisika (kelas 11). Pengetahuan mereka adalah suatu keharusan bagi lulusan.

Hukum dasar fisika yang harus diketahui seseorang

Beberapa prinsip fisika, meskipun termasuk dalam salah satu cabang ilmu ini, namun bersifat umum dan harus diketahui oleh semua orang. Mari daftar hukum dasar fisika yang harus diketahui seseorang:

Hukum Archimedes (berlaku untuk bidang hidro- dan aerostatika). Dia menyiratkan bahwa setiap benda yang dibenamkan dalam zat gas atau cairan tunduk pada semacam gaya apung, yang harus diarahkan secara vertikal ke atas. Gaya ini secara numerik selalu sama dengan berat cairan atau gas yang dipindahkan oleh benda.
Rumusan lain dari hukum ini adalah sebagai berikut: benda yang dibenamkan dalam gas atau cairan pasti akan kehilangan beratnya sebanyak massa zat cair atau gas yang ditenggelamkannya. Hukum ini menjadi dalil dasar teori benda mengambang.
Hukum gravitasi universal (ditemukan oleh Newton). Esensinya terletak pada kenyataan bahwa semua benda pasti tertarik satu sama lain dengan suatu gaya, yang lebih besar, semakin besar produk massa benda-benda ini, dan, karenanya, semakin kecil, semakin kecil kuadrat jarak di antara mereka.

Ini adalah 3 hukum dasar fisika yang harus diketahui setiap orang yang ingin memahami mekanisme fungsi dunia sekitarnya dan keanehan proses yang terjadi di dalamnya. Cukup sederhana untuk memahami prinsip tindakan mereka.

Nilai pengetahuan semacam itu

Hukum dasar fisika harus menjadi beban pengetahuan seseorang, terlepas dari usia dan pekerjaannya. Mereka mencerminkan mekanisme keberadaan semua realitas hari ini, dan, pada dasarnya, adalah satu-satunya hal yang konstan dalam dunia yang terus berubah.

Hukum dan konsep dasar fisika membuka peluang baru untuk mempelajari dunia di sekitar kita. Pengetahuan mereka membantu untuk memahami mekanisme keberadaan Semesta dan pergerakan semua badan luar angkasa... Itu mengubah kita menjadi tidak hanya mata-mata dari peristiwa dan proses sehari-hari, tetapi memungkinkan kita untuk menyadarinya. Ketika seseorang memahami dengan jelas hukum dasar fisika, yaitu semua proses yang terjadi di sekitarnya, dia mendapat kesempatan untuk mengelolanya dengan cara yang paling efektif, membuat penemuan dan dengan demikian membuat hidupnya lebih nyaman.

Hasil

Beberapa dipaksa untuk mempelajari secara mendalam hukum dasar fisika untuk Ujian Negara Bersatu, yang lain - berdasarkan pekerjaan, dan beberapa - karena keingintahuan ilmiah. Terlepas dari tujuan mempelajari sains ini, manfaat dari pengetahuan yang diperoleh hampir tidak bisa dilebih-lebihkan. Tidak ada yang lebih memuaskan daripada memahami mekanisme dasar dan hukum keberadaan dunia sekitarnya.

Jangan tetap acuh tak acuh - kembangkan!

"Pertanyaan dalam fisika" - Apa nama perangkat yang mengubah getaran suara menjadi getaran listrik? Pertanyaan nomor 12. Pertanyaan nomor 10. R. Mayer, yang menemukan hukum kekekalan energi, memiliki profesi sebagai dokter. Pertanyaan nomor 1. Karya utama di bidang fisika keadaan padat dan fisika umum. Pertanyaan nomor 3. Pertanyaan nomor 7. Pertanyaan nomor 4. Pertanyaan nomor 2. Hukum elektrolisis dinamai berdasarkan nama fisikawan Inggris Michael Faraday.

"Belajar Fisika" - Jadi, mengapa Anda membutuhkan fisika? Struktur materi. Fisika adalah salah satu dari banyak ilmu alam. Apa yang dipelajari FISIKA? Optik. Termodinamika dan Fisika Molekuler. Elektrodinamika. Mekanika! Fenomena fisik: Anda juga bertemu dengan fenomena elektromagnetik di setiap langkah. Pelajaran pengantar fisika kelas 7.

"Fisika Sains" - Astronomi. Fenomena fisik adalah perubahan alam. Hubungan fisika begitu beragam sehingga terkadang orang tidak melihatnya. Filsafat. Fenomena fisik. Fisika adalah salah satu ilmu pengetahuan alam. Bidang. Fenomena mekanis. Fisika sebagai ilmu. Konsep fisik umum. Fenomena suara. Molekul air. Fenomena mekanis adalah pergerakan pesawat terbang, mobil, pendulum.

"Fisika Cahaya" - Orbit Bumi. Tahapan pengembangan ide tentang sifat cahaya. "Berapa kecepatan yang dimiliki cahaya?" Perkembangan pandangan tentang sifat cahaya. Apakah cahaya itu? Orbit Io. Dualitas sifat cahaya disebut dualisme gelombang korpuskular. Metode Michelson: Waktu pergerakan cahaya t \u003d 2? / S, oleh karena itu menghasilkan s \u003d 3.14 10 8 m / s.

"Ujian Negara Bersatu dalam Fisika 2010" - Perubahan KIM 2010 dibandingkan dengan rencana Ujian KIM 2009. Distribusi tugas pekerjaan ujian menurut tingkat kompleksitas. Distribusi tugas berdasarkan tingkat kesulitan. Sebuah sistem untuk mengevaluasi hasil pelaksanaan tugas individu dan pekerjaan secara umum. Perubahan telah dilakukan: pada formulir pengajuan tugas B1, kriteria evaluasi untuk tugas dengan jawaban terperinci telah diperbarui.

"Apa yang dipelajari fisika" - Fenomena mekanis alam. Fenomena atom alam. Awan. Kenalan siswa dengan subjek baru kursus sekolah. Ceramah guru "Dari sejarah fisika". Embun pagi. Fenomena magnetis alam. Gerhana matahari. Fenomena alam. Fenomena optik alam. Apa yang dipelajari fisika? Aristoteles memperkenalkan konsep "fisika" (dari kata Yunani "fuzis" - alam).

Kami menghabiskan 1-2 jam di dapur setiap hari. Seseorang lebih sedikit, seseorang lebih banyak. Meski begitu, kita jarang memikirkan fenomena fisik saat kita memasak sarapan, makan siang, atau makan malam. Tetapi tidak ada konsentrasi yang lebih besar dari mereka dalam kondisi sehari-hari daripada di dapur, di apartemen.

Tim Korenko

1. Difusi... Kami terus-menerus dihadapkan pada fenomena ini di dapur. Namanya berasal dari bahasa Latin diffusio - interaksi, penyebaran, distribusi. Ini adalah proses penetrasi timbal balik molekul atau atom dari dua zat yang berdampingan. Laju difusi sebanding dengan luas penampang tubuh (volume), dan perbedaan konsentrasi, suhu zat campuran. Jika ada perbedaan suhu, maka itu mengatur arah propagasi (gradien) - dari panas ke dingin. Akibatnya, terjadi kesejajaran konsentrasi molekul atau atom secara spontan.

Fenomena ini bisa diamati di dapur saat bau tak sedap menyebar. Berkat difusi gas, duduk di ruangan lain, Anda dapat memahami apa itu memasak. Seperti yang Anda ketahui, gas alam tidak berbau dan ditambahkan zat aditif agar lebih mudah mendeteksi kebocoran gas rumah tangga. Bau seperti etil merkaptan menambah bau yang menyengat. Jika pembakar tidak menyala pertama kali, maka kita bisa merasakan bau tertentu, yang kita kenal sejak kecil sebagai bau gas rumah tangga.

Dan jika Anda membuang butiran teh atau kantong teh ke dalam air mendidih dan tidak diaduk, Anda dapat melihat bagaimana infus teh menyebar volumenya. air murni... Ini adalah difusi cairan. Contoh difusi dalam padatan adalah pengasinan tomat, ketimun, jamur, atau kubis. Kristal garam dalam air terurai menjadi ion Na dan Cl, yang bergerak secara kacau, menembus di antara molekul zat dalam sayuran atau jamur.

2. Perubahan keadaan agregasi. Beberapa dari kita memperhatikan bahwa dalam segelas air yang tersisa, setelah beberapa hari, bagian air yang sama menguap pada suhu kamar seperti saat mendidih selama 1-2 menit. Dan ketika kita membekukan makanan atau air untuk es batu di lemari es, kita tidak memikirkan bagaimana ini terjadi. Sementara fenomena dapur yang paling umum dan umum ini mudah dijelaskan. Cairan memiliki keadaan perantara antara padatan dan gas. Pada suhu selain mendidih atau membekukan, gaya tarik antar molekul dalam cairan tidak sekuat atau lemah seperti pada padatan dan gas. Oleh karena itu, misalnya, hanya menerima energi (dari sinar matahari, molekul udara pada suhu kamar), molekul cair dari permukaan terbuka secara bertahap masuk ke fasa gas, menciptakan tekanan uap di atas permukaan cairan. Laju penguapan meningkat seiring dengan peningkatan luas permukaan cairan, peningkatan suhu, dan penurunan tekanan eksternal. Jika suhu dinaikkan, tekanan uap cairan ini mencapai tekanan luar. Suhu saat ini terjadi disebut titik didih. Titik didih berkurang dengan menurunnya tekanan luar. Karena itu, di daerah pegunungan, air mendidih lebih cepat.

Dan sebaliknya, molekul air kehilangan energi kinetiknya saat suhu turun ke tingkat gaya tarik di antara mereka. Mereka tidak lagi bergerak secara kacau, yang memungkinkan pembentukan kisi kristal seperti pada padatan. Suhu 0 ° C saat ini terjadi disebut titik beku air. Saat membeku, air mengembang. Banyak orang dapat mengenal fenomena ini ketika mereka meletakkan botol plastik berisi minuman di dalam freezer untuk pendinginan yang cepat dan melupakannya, dan kemudian botol itu meledak. Ketika didinginkan hingga suhu 4 ° C, peningkatan massa jenis air pertama kali diamati, di mana kepadatan maksimum dan volume minimumnya tercapai. Kemudian, pada suhu 4 hingga 0 ° C, terjadi penataan ulang ikatan dalam molekul air, dan strukturnya menjadi kurang padat. Pada 0 ° C, fase cair air berubah menjadi padat. Setelah air benar-benar membeku dan berubah menjadi es, volumenya bertambah 8,4%, yang menyebabkan ledakan botol plastik... Kandungan cairan di banyak produk rendah, sehingga volumenya tidak bertambah begitu terasa saat dibekukan.

3. Absorpsi dan adsorpsi. Dua fenomena yang hampir tak terpisahkan ini, yang disebut dari bahasa Latin sorbeo (menyerap), diamati, misalnya, saat memanaskan air dalam ketel atau panci. Namun, gas yang tidak bekerja secara kimiawi pada cairan dapat diserap olehnya saat bersentuhan dengannya. Fenomena ini disebut absorpsi. Ketika gas diserap oleh benda padat berbutir halus atau berpori, sebagian besar terakumulasi dengan padat dan tertahan di permukaan pori atau butiran dan tidak didistribusikan ke seluruh volume. Dalam hal ini, proses tersebut disebut adsorpsi. Fenomena ini dapat diamati saat air mendidih - gelembung terpisah dari dinding panci atau ketel saat dipanaskan. Udara yang dilepaskan dari air mengandung 63% nitrogen dan 36% oksigen. Secara umum, udara atmosfer mengandung 78% nitrogen dan 21% oksigen.

Garam meja dalam wadah yang tidak tertutup dapat menjadi basah karena sifat higroskopisnya - penyerapan uap air dari udara. Dan soda kue bertindak sebagai adsorben saat diletakkan di lemari es untuk menghilangkan bau.

4. Manifestasi hukum Archimedes. Saat kita siap merebus ayam, kita isi panci dengan air sekitar setengah atau or, tergantung ukuran ayamnya. Dengan membenamkan bangkai ke dalam panci berisi air, kami melihat bahwa berat ayam di dalam air menurun drastis, dan air naik ke tepi panci.

Fenomena ini dijelaskan oleh buoyancy atau hukum Archimedes. Dalam hal ini, gaya apung bekerja pada benda yang direndam dalam zat cair, sama dengan berat zat cair dalam volume bagian benda yang terendam. Gaya ini disebut gaya Archimedes, sebagaimana hukum itu sendiri, yang menjelaskan fenomena ini.

5. Tegangan permukaan. Banyak orang mengingat eksperimen dengan film cairan, yang diperlihatkan dalam pelajaran fisika di sekolah. Bingkai kawat kecil dengan satu sisi yang bisa digerakkan dicelupkan ke dalam air sabun dan kemudian ditarik keluar. Gaya tegangan permukaan dalam film yang terbentuk di sepanjang perimeter mengangkat bagian bingkai yang dapat digerakkan lebih rendah. Agar tidak bergerak, beban ditangguhkan darinya saat percobaan diulang. Fenomena ini dapat diamati di saringan - setelah digunakan, air tetap berada di lubang di bagian bawah peralatan masak tersebut. Fenomena yang sama dapat diamati setelah garpu dicuci - ada juga aliran air di permukaan bagian dalam di antara beberapa gigi.

Fisika zat cair menjelaskan fenomena ini sebagai berikut: molekul cairan begitu dekat satu sama lain sehingga gaya tarik-menarik di antara zat-zat tersebut menciptakan tegangan permukaan pada bidang permukaan bebas. Jika gaya tarik-menarik molekul air dari film cair lebih lemah dari gaya tarik-menarik ke permukaan saringan, maka film air akan pecah. Juga, gaya tegangan permukaan terlihat saat kita menuangkan sereal atau kacang polong, kacang polong, atau menambahkan butiran lada bulat ke dalam sepanci air. Beberapa biji-bijian akan tertinggal di permukaan air, sementara sebagian besar akan tenggelam ke dasar di bawah beban sisanya. Jika Anda menekan butiran yang mengambang dengan ujung jari atau sendok, mereka akan mengatasi tegangan permukaan air dan tenggelam ke dasar.

6. Membasahi dan menyebar. Cairan yang tumpah dapat membentuk noda kecil di atas kompor berlapis minyak, dan satu genangan di atas meja. Masalahnya adalah molekul cair dalam kasus pertama lebih kuat tertarik satu sama lain daripada ke permukaan pelat, di mana ada lapisan lemak yang tidak dibasahi dengan air, dan di atas meja yang bersih daya tarik molekul air ke molekul permukaan meja lebih tinggi daripada daya tarik molekul air satu sama lain. Akibatnya genangan tersebut menyebar.

Fenomena ini juga terkait dengan fisika cairan dan terkait dengan tegangan permukaan. Seperti yang Anda ketahui, gelembung sabun atau tetesan cairan memiliki bentuk bulat akibat gaya tegangan permukaan. Dalam tetesan, molekul cairan tertarik satu sama lain lebih kuat daripada molekul gas, dan cenderung ke bagian dalam tetesan cairan, mengurangi luas permukaannya. Tetapi, jika ada permukaan padat yang dibasahi, maka bagian dari tetesan pada saat kontak diregangkan di sepanjang permukaan tersebut, karena molekul zat padat menarik molekul cairan, dan gaya ini melebihi gaya tarik antar molekul cairan. Derajat pembasahan dan penyebaran pada permukaan padat akan bergantung pada gaya mana yang lebih besar - gaya tarik-menarik molekul cairan dan molekul padatan di antara mereka atau gaya tarik-menarik molekul di dalam cairan.

Fenomena fisik ini telah banyak digunakan dalam industri sejak tahun 1938, dalam produksi barang-barang rumah tangga, ketika bahan Teflon (polytetrafluoroethylene) disintesis di laboratorium DuPont. Sifatnya digunakan tidak hanya dalam pembuatan peralatan masak anti lengket, tetapi juga dalam pembuatan kain dan pelapis tahan air yang anti air untuk pakaian dan sepatu. Teflon terdaftar dalam Guinness Book of Records sebagai zat paling licin di dunia. Ini memiliki tegangan permukaan dan adhesi yang sangat rendah (adhesi), tidak dibasahi dengan air, minyak atau banyak pelarut organik.

7. Konduktivitas termal. Salah satu hal paling umum yang dapat kita amati di dapur adalah pemanasan ketel atau air dalam panci. Konduktivitas termal adalah perpindahan panas melalui pergerakan partikel ketika terjadi perbedaan (gradien) suhu. Di antara jenis konduktivitas termal, ada juga konveksi. Dalam kasus zat identik, cairan memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah dari padatan dan lebih tinggi dari gas. Konduktivitas termal gas dan logam meningkat seiring dengan peningkatan suhu, dan konduktivitas termal menurun. Kita selalu dihadapkan pada konveksi, apakah kita mengaduk sup atau teh dengan sendok, atau membuka jendela, atau menyalakan ventilasi untuk memberi udara dapur. Konveksi - dari bahasa Latin convectiō (transfer) - jenis perpindahan panas ketika energi internal gas atau cairan ditransfer oleh jet dan aliran. Bedakan antara konveksi natural dan forced. Dalam kasus pertama, lapisan cairan atau udara dengan sendirinya bercampur saat dipanaskan atau didinginkan. Dan dalam kasus kedua, ada pencampuran mekanis cairan atau gas - dengan sendok, kipas atau dengan cara lain.

8. Radiasi elektromagnetik. Oven microwave kadang-kadang disebut oven microwave, atau oven microwave. Elemen utama dari setiap oven microwave adalah magnetron, yang mengubah energi listrik menjadi radiasi elektromagnetik gelombang mikro dengan frekuensi hingga 2,45 gigahertz (GHz). Radiasi memanaskan makanan dengan berinteraksi dengan molekulnya. Produk mengandung molekul dipol yang mengandung muatan listrik dan negatif positif pada bagian berlawanannya. Ini adalah molekul lemak, gula, tetapi sebagian besar dari semua molekul dipol ada di air, yang ditemukan di hampir semua produk. Medan gelombang mikro, terus-menerus mengubah arahnya, membuat molekul bergetar dengan frekuensi tinggi, yang berbaris di sepanjang garis gaya sehingga semua bagian molekul bermuatan positif "melihat" ke satu arah atau yang lain. Gesekan molekul muncul, energi dilepaskan, yang memanaskan makanan.

9. Induksi. Di dapur, semakin banyak Anda dapat menemukan kompor induksi, yang didasarkan pada fenomena ini. Fisikawan Inggris Michael Faraday menemukan induksi elektromagnetik pada tahun 1831 dan sejak itu mustahil membayangkan hidup kita tanpanya. Faraday menemukan terjadinya arus listrik dalam loop tertutup karena adanya perubahan fluks magnet yang melewati loop ini. Ada pengalaman sekolah yang terkenal ketika magnet datar bergerak di dalam sirkuit berbentuk spiral dari kawat (solenoida), dan arus listrik muncul di dalamnya. Ada juga proses sebaliknya - arus listrik bolak-balik dalam solenoida (kumparan) menciptakan medan magnet bolak-balik.

Kompor induksi modern bekerja dengan prinsip yang sama. Di bawah panel pemanas keramik-kaca (osilasi netral hingga elektromagnetik) pelat semacam itu terdapat kumparan induksi yang melaluinya arus listrik mengalir dengan frekuensi 20-60 kHz, menciptakan medan magnet bolak-balik yang menginduksi arus eddy pada lapisan tipis (lapisan kulit) di bagian bawah piringan logam. Peralatan masak menjadi panas karena hambatan listrik. Arus ini tidak lebih berbahaya daripada piring panas di kompor biasa. Peralatan masak harus dari baja atau besi cor dengan sifat feromagnetik (menarik magnet).

10. Pembiasan cahaya. Sudut kemunculan cahaya sama dengan sudut refleksi, dan penyebaran cahaya alami atau cahaya dari lampu dijelaskan oleh sifat gelombang korpuskular ganda: di satu sisi, ini adalah gelombang elektromagnetik, dan di sisi lain, partikel-foton, yang bergerak dengan kecepatan semaksimal mungkin di alam semesta. Di dapur, Anda dapat mengamati fenomena optik seperti pembiasan cahaya. Misalnya, ketika ada vas transparan dengan bunga di atas meja dapur, batang di dalam air tampak bergeser di batas permukaan air relatif terhadap kelanjutannya di luar cairan. Faktanya adalah bahwa air, seperti lensa, membiaskan sinar cahaya yang dipantulkan dari batang di dalam vas. Hal serupa diamati dalam segelas teh transparan, di mana sendok dicelupkan. Anda juga dapat melihat gambar kacang-kacangan atau sereal yang terdistorsi dan diperbesar di dasar panci berisi air jernih.

Fenomena difusi adalah penetrasi spontan dan pencampuran partikel dari dua gas yang bersentuhan, cairan dan bahkan padatan terjadi; difusi direduksi menjadi pertukaran massa partikel benda-benda ini, muncul dan berlanjut selama ada gradien kerapatan.

Pencampuran zat yang saling menguntungkan adalah konsekuensi dari pergerakan atom atau molekul yang terus menerus dan acak (atau partikel lain) dari suatu zat. Seiring waktu, kedalaman penetrasi molekul ke dalam ruang "asing" meningkat, dan kedalaman ini secara signifikan bergantung pada suhu: semakin tinggi suhu, semakin besar kecepatan pergerakan partikel zat dan semakin cepat proses difusi.

Mari kita membayangkan eksperimen secara mental.

Untuk mengamati fenomena difusi, mari kita lemparkan beberapa butir cat ke dalam bejana tinggi berisi air. Mereka akan tenggelam ke dasar, dan awan air berwarna akan segera terbentuk di sekitar mereka. Biarkan bejana selama beberapa minggu di ruangan yang sejuk dan gelap. Mengamati kapal selama ini, kita akan menemukan penyebaran warna secara bertahap di seluruh ketinggian kapal. Mereka mengatakan apa yang sedang terjadi difusicat dalam air.

Bagaimana difusi dijelaskan? Partikel zat (misalnya cat dan air), bergerak secara acak, menembus celah antara satu sama lain. Dan ini berarti mencampur zat.

Namun, difusi lebih cepat di ruangan yang hangat. Misalnya, di ambang jendela yang cerah, difusi cat ke dalam air berakhir jauh lebih awal (lihat gambar). Ngomong-ngomong, saat suhu naik, gerakan Brown juga bertambah cepat. Apa konsekuensinya peningkatan suhu tubuh dan menyebabkan peningkatan kecepatan pergerakan partikel penyusunnya.

Fenomena difusi untuk gas yang secara kimiawi homogen mengikuti hukum Fick:

dimana j m - kepadatan aliran massa - kuantitas ditentukan oleh massa zat yang menyebar per unit waktu melalui situs unit,tegak lurus dengan sumbu x; D - difusi (koefisien difusi); - gradien kepadatan sama dengan tingkat perubahan kepadatan per satuan panjang xke arah normal ke situs ini. Tanda “-” menunjukkan bahwa perpindahan massa terjadi pada arah penurunan massa jenis (oleh karena itu, tanda j mdan - berlawanan).

Difusi Dsecara numerik sama dengan kerapatan fluks massa dengan gradien kerapatan sama dengan satu.

Menurut teori kinetik gas,

Fenomena ini diamati di semua bentuk zat: dalam gas, cairan, dan padatan. Fenomena difusi memegang peranan penting dalam alam dan teknologi. Ini membantu untuk menjaga keseragaman komposisi udara atmosfer di dekat permukaan bumi. Properti jaringan didasarkan pada fenomena difusi sistem pencernaan hewan dan manusia dari "pilihan" dan ekstraksi zat yang diperlukan tubuh dari makanan. Dalam teknik, difusi digunakan untuk mengekstraksi berbagai zat, misalnya, gula dari bit mentah, dll. Fenomena difusi terjadi selama sementasi besi (selama karburisasi permukaan produk besi).

Gesekan internal (viskositas)

Mekanisme terjadinya gesekan internal antara lapisan paralel gas (cairan) yang bergerak pada kecepatan yang berbeda adalah, karena gerakan termal yang kacau, terjadi pertukaran molekul antar lapisan, akibatnya momentum suatu lapisan yang bergerak lebih cepat berkurang, bergerak lebih lambat - meningkat. yang menyebabkan perlambatan lapisan bergerak lebih cepat dan percepatan lapisan bergerak lebih lambat.

Gaya gesekan internal antara dua lapisan gas (cairan) mengikuti hukum Newton:

dimana η - viskositas dinamis (viskositas); - gradien kecepatan, menunjukkan laju perubahan kecepatan ke arah x,tegak lurus dengan arah pergerakan lapisan; S- area tempat gaya bekerja F.Interaksi dua lapisan menurut hukum kedua Newton dapat dianggap sebagai proses di mana suatu impuls ditransmisikan dari satu lapisan ke lapisan lainnya per satuan waktu, modulo gaya kerja. Kemudian ekspresi (5) dapat direpresentasikan sebagai

dimana j p - kepadatan fluks pulsa - kuantitas yang ditentukan oleh momentum total yang ditransfer ke satuan waktuke arah sumbu positif x melalui satu situs,tegak lurus dengan sumbu x; - gradien kecepatan. Tanda "-" menunjukkan bahwa momentum dipindahkan ke arah penurunan kecepatan (oleh karena itu, tanda y j pdan berlawanan).

Viskositas dinamis η secara numerik sama dengan kerapatan fluks pulsa pada gradien kecepatan sama dengan satu; itu dihitung dengan rumus

Dari perbandingan rumus (1), (3), dan (6) yang menggambarkan fenomena transfer, dapat disimpulkan bahwa keteraturan semua fenomena transfer adalah serupa. Hukum-hukum ini ditetapkan jauh sebelum dibuktikan dan diturunkan dari teori kinetik molekuler, yang memungkinkan untuk menetapkan bahwa persamaan eksternal ekspresi matematis mereka disebabkan oleh sifat umum dari mekanisme molekuler yang mendasari konduksi panas, difusi dan gesekan internal dari mekanisme molekuler pencampuran molekul dalam proses gerakan kacau mereka. dan tabrakan satu sama lain.

Rumus (2), (4) dan (7) menghubungkan koefisien transfer dan karakteristik gerakan termal molekul. Rumus ini menyiratkan hubungan sederhana antara λ, Ddan η :

Menggunakan rumus ini, dimungkinkan untuk menentukan orang lain dengan nilai-nilai yang ditemukan dari pengalaman.