- •Цель и задачи дисциплины
- •Тематическое содержание рабочей программы
- •Учебные материалы по разделам курса концепции современного естествознания
- •1. Пояснения к рабочей программе
- •Примеры решение задач
- •Примеры решения задач
- •Примеры решения задач
- •Контрольная работа
- •Список литературы:
- •Приложения
- •1. Понятие о картине мира
- •2. Физические постоянные
- •3. Фундаментальные физические постоянные
- •4. Некоторые соотношения между единицами измерений физических величин
- •6. Астрономические постоянные
- •Оглавление
- •2.3. Основная и дополнительная литература основная
- •Дополнительная
2. Физические постоянные
Скорость света в вакууме с = 2,998 · 1 08 м/с
Постоянная гравитация G = 6,67 • 10-11 м3/(кг • с2)
Число Авогадро N = 6,02 • 1023 моль"1
Универсальная газовая постоянная R = 8,32 Дж/(К • моль) = 1,986 кал/(К • моль)
Постоянная Больцмана Элементарный заряд
Масса электрона
Удельный заряд электрона
Масса протона
Постоянная Планка
Число Фарадея
Постоянная Стефана-Больцмана Электрическая постоянная Магнитная постоянная Постоянная Хаббла
k= 1,38 ·1023 Дж/К
е=1,60·10-19 Кл
me=9,11·10-31кг
е/me =1,76- 1011 Кл/кг
mр=1,67·10-27 кг
h = 4,14 • 10-15 эВ • с = 6,63 – 10-34 Дж/Гц
h =h/2π=6,58·10-16эВ·с=1,05·10-34Дж·с
F=9,65·104Кл/моль
σ=5,67·10-8Вт/(м2 К4)
ε0=8,85 10-12 Ф/м
μ0=1,26 10-6 Гн/м
Н=75 (км/с)/Мпс
3. Фундаментальные физические постоянные
Гравитационная постоянная - коэффициент пропорциональности, входящий в закон тяготения Ньютона:
F=Gm1m2/r2
где F - сила притяжения двух материальных точек массами т1 и т2 находящихся на расстоянии г.
Постоянная Авогадро определяет число структурных элементов (атомов, молекул, ионов или других частиц) в единстве количества вещества (в одном моле). Названа в честь итальянского ученого А. Авогадро.
Универсальная (молярная) газовая постоянная, входящая в уравнения состояния одного моля идеального газа:pVm= RT, где p- давление газа, Vm — молярный объем газа, Т — термодинамическая температура газа. Физический смысл газовой постоянной - это работа расширения одного моля идеального газа под постоянным давлением при нагревании на 1 К. С другой стороны, газовая постоянная - разность молярных теплоемкостей при постоянном давлении и при постоянном объеме Ср - Cv = R.
Постоянная Больцмана равна отношению молярной газовой постоянной к постоянной Авогадро: k = R/NA.
Постоянная Больцмана входит в ряд важнейших соотношений физики: в уравнение состояния идеального газа, в выражение для средней энергии теплового движения частиц, связывает энтропию физической системы с ее термодинамической вероятностью. Названа в четь австрийского физика Л. Больцмана.
Молярный объем идеального газа, т.е. объем, приходящийся на количество вещества газа 1 моль при нормальных условиях (ро = 101,325 кПа, То — 273,12 К), определяется из соотношения
VM=RT0/p0
Элементарный электрический заряд (е), наименьший электрический заряд, положительный или отрицательный, равный по значению заряду электрона. Почти все элементарные частицы обладают электрическим зарядом + е или е или являются незаряженными.
Постоянная Фарадея - равна произведению постоянной Авогадро на элементарный электрический заряд (заряд электрона) F =NAe. Названа в честь английского физика М. Фарадея.
Скорость света в вакууме (скорость распространения любых электромагнитных волн) представляет собой предельную скорость распространения любых физических воздействий, инварианта при переходе от одной системы отсчета к другим.
Постоянная Стефана-Больцмана входит в закон, определяющий полную (по всем длинам волн) испускательную способность черного тела: R = σT4, где R - испускательная способность черного тела, Г- термодинамическая температура. Закон сформулирован на основании экспериментальных данных австрийским физиком И. Стефаном (1879), теоретически получен австрийским физиком Л. Больцманом (1884).
Постоянная Вина входит в закон смещения Вина, утверждающий, что длина λmах, на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна термодинамической температуре Т излучающего тела: λmах=b1/T
Постоянная Планка (квант действия) определяет широкий круг физических явлений, для которых существенна дискретность величин с размерностью действия. Введена в 1900 г. немецким физиком М. Планком при установлении закона распределения энергии в спектре излучения черного тела.
Постоянная Ридберга входит в выражение для уровней энергии и частот излучения атомов (спектральные серии):
ν=R(1/nk2-1/ni2)
где nk - и ni - числа, определяющие начальный и конечный уровни энергии. Для каждой спектральной серии ni - постоянно, a nk = ni + 1, ni - + 2, ... . Введена шведским физиком И.Р. Ридбергом.
Радиус с первой боровской обриты (в теории датского физика Н. Бора) -радиус ближайшей к ядру (протону) электронной орбиты. В квантовой механике определяется как расстояние от ядра, на котором с наибольшей вероятностью можно обнаружить электрон в невозбужденном атоме водорода.
Комптоновская длина волны определяет изменение длины волны электромагнитного излучения при комптоновском рассеянии на электроне λс= h / mec, где h - постоянная Планка, те - масса покоя электрона, с - скорость света в вакууме. Эффект открыт американским физиком А. Комптоном (1892).
Атомная единица массы применяется в атомной и ядерной физике для выражения масс элементарных частиц атомов и молекул; 1 а.е.м. равна 1/2 массы нуклида углерода 12С.
Электрическая и магнитная постоянные - физические постоянные, входящие в формулы электромагнитизма: ε0 μ0= 1/с2, где с - скорость света в вакууме.