Егэ по физике: теория и формулы

Квантовая физика и элементы астрофизики

Наиболее трудна для понимания старшеклассниками квантовая физика, изучающая квантовую теорию поля, квантовую механику и математическое описание процессов. Разрабатываться это направление начало только в XX веке, благодаря работам Эйнштейна, Планка, Шредингера, Гейзенберга и других ученых. В школьной программе оно занимает не так много места, как другие разделы, поэтому количество заданий по квантовой физике несколько меньше.

Остановимся на некоторых элементах содержания, которые необходимо знать, чтобы успешно пройти испытание.

Подраздел	Элементы содержания
Корпускулярно-волновой дуализм	Гипотеза и формула Планка. Фотон, его энергия и импульс. Фотоэффект, уравнение Эйнштейна. Волны де Бройля. Дифракция электронов. Давление света.
Физика атома	Модель атома. Работы Бора. Фотоны, их поглощение и излучение. Линейчатые спектры. Лазер.
Физика атомного ядра	Массовое число и заряд ядра. Изотопы. Ядерные силы. Радиоактивность и радиоактивный распад. Гамма-излучение. Ядерные реакции.
Элементы астрофизики	Строение Солнечной системы. Характеристики звезд и наука об их происхождении. Галактики. Вселенная, ее масштабы и эволюция.

В экзаменационной работе квантовой физике и астрофизике посвящены задания №19–21 и №24 первой части. Задачи №26, 27 и 32 основаны на знании школьниками нескольких разделов: кроме квантовой физики, еще механики и электродинамики. Основные формулы, имеющие отношение к этой теме, вынесены в отдельную таблицу кодификатора.

Изучения одной теории по физике для подготовки к ЕГЭ недостаточно, нужно еще применять эти знания на практике, поэтому важную роль играет умение решать задачи. Участники должны быть способны анализировать графики и таблицы, интерпретировать результаты экспериментов, выявлять соответствия, разбираться в изменении физических величин в процессах.

Перед выпускниками школ с хорошим знанием физики и высоким баллом ЕГЭ открываются неплохие перспективы дальнейшего образования. А талантливый студент или аспирант вполне может трудоустроиться в крупную компанию и в полной мере реализовать свой потенциал.

Физика 11 класс. Все формулы и определения

Формулы 7 класс
 Формулы 8 класс
 Формулы 9 класс
 Формулы 10 класс

В пособии «Физика 11 класс. Все формулы и определения» представлено 30 тем за 11 класс.

Содержание (быстрый переход):

1 Магнитное поле и его свойства

Магнитное поле и его свойства. Опыт Ампера. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Модуль вектора магнитной индукции

Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение q в однородном магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции (ЭМИ). Магнитный поток. Правило Ленца. Закон ЭМИ.

Самоиндукция. Проявление самоиндукции. Индуктивность. Энергия МП тока. Теория Максвелла

5 Механические колебания

Механические колебания. Условия возникновения свободных колебаний. Характеристики механических колебаний. Математический маятник. Гармонические колебания.

Фаза колебаний. Сдвиг фаз колебаний. Затухающие и вынужденные колебания

Механические волны. Причины возникновения. Продольные волны. Распространение волн в упругих средах

Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Аналогия. Формула Томсона

Переменный ток. Активное сопротивление. Средняя мощность. Резонанс

Генерирование электроэнергии. Индукционный генератор переменного тока. Передача электроэнергии

Трансформаторы. Устройство трансформатора. Работа нагруженного трансформатора и на холостом ходу

Электромагнитные волны. Опыты Герца.

Принципы радиосвязи. Амплитудная модуляция. Детектирование. Распространение радиоволн. Радиолокация

Световые волны.

Закон отражения света. Закон преломления света

Линза. Виды линз. Оптическая сила линз. Формула тонкой линзы. Построение изображения в линзах.

Свойства световых волн. Опыты Ньютона. Интерференция света. Дифракция. Естественный свет

18 Элементы теории относительности

Элементы теории относительности. Принцип относительности. Постулаты теории. Основные следствия из теории относительности

Излучение и спектры. Виды излучений. Виды спектров. Спектральный анализ

Виды электромагнитных излучений. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. Рентгеновские лучи.

Световые кванты. Фотоэффект. Законы фотоэффекта.

Теория фотоэффекта. Формула Планка. Уравнение Эйнштейна. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм света.

Строение атома. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома и ее противоречия. Постулаты Бора.

Лазеры. Индуцированное излучение. Свойства лазерного излучения. Принцип действия лазера

25 Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Счетчик Гейгера. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Метод толстослойных фотоэмульсий

Явление радиоактивности. Опыт Резерфорда. Свойства излучений. Закон радиоактивного распада. Изотопы.

Строение атомного ядра. Открытие нейтрона. Модель ядра. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции

Деление ядер урана. Механизм деления урана. Цепные ядерные реакции. Образование плутония

Ядерный реактор. Термоядерные реакции

30 Биологическое действие радиоактивных излучений

Биологическое действие радиоактивных излучений. Поглощенная доза излучений. Экспозиционная доза. Эквивалентная доза поглощенного излучения. Радиационные эффекты

Формулы 7 класс
 Формулы 8 класс
 Формулы 9 класс
 Формулы 10 класс

Атомная и ядерная физика

Энергия кванта электромагнитной волны (в т.ч. света) или, другими словами, энергия фотона вычисляется по формуле:

Импульс фотона:

Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта (ЗСЭ):

Максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов при фотоэффекте может быть выражена через величину задерживающего напряжение U_з и элементарный заряд е:

Существует граничная частота или длинна волны света (называемая красной границей фотоэффекта) такая, что свет с меньшей частотой или большей длиной волны не может вызвать фотоэффект. Эти значения связаны с величиной работы выхода следующим соотношением:

Второй постулат Бора или правило частот (ЗСЭ):

В атоме водорода выполняются следующие соотношения, связывающие радиус траектории вращающегося вокруг ядра электрона, его скорость и энергию на первой орбите с аналогичными характеристиками на остальных орбитах:

На любой орбите в атоме водорода кинетическая (К) и потенциальная (П) энергии электрона связаны с полной энергией (Е) следующими формулами:

Общее число нуклонов в ядре равно сумме числа протонов и нейтронов:

Дефект массы:

Энергия связи ядра выраженная в единицах СИ:

Энергия связи ядра выраженная в МэВ (где масса берется в атомных единицах):

Формула альфа-распада:

Формула бета-распада:

Закон радиоактивного распада:

Ядерные реакции

Для произвольной ядерной реакции описывающейся формулой вида:

Выполняются следующие условия:

Энергетический выход такой ядерной реакции при этом равен:

Магнетизм

Сила Ампера, действующая на проводник с током помещённый в однородное магнитное поле, рассчитывается по формуле:

Момент сил действующих на рамку с током:

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу движущуюся в однородном магнитном поле, рассчитывается по формуле:

Радиус траектории полета заряженной частицы в магнитном поле:

Модуль индукции B магнитного поля прямолинейного проводника с током I на расстоянии R от него выражается соотношением:

Индукция поля в центре витка с током радиусом R:

Внутри соленоида длиной l и с количеством витков N создается однородное магнитное поле с индукцией:

Магнитная проницаемость вещества выражается следующим образом:

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину заданную формулой:

ЭДС индукции рассчитывается по формуле:

При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v также возникает ЭДС индукции (проводник движется в направлении перпендикулярном самому себе):

Максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:

Индуктивность катушки:

Где: n — концентрация витков на единицу длины катушки:

Связь индуктивности катушки, силы тока протекающего через неё и собственного магнитного потока пронизывающего её, задаётся формулой:

ЭДС самоиндукции возникающая в катушке:

Энергия катушки (вообще говоря, это энергия магнитного поля внутри катушки):

Объемная плотность энергии магнитного поля:

Физика 7: все формулы и определения

«Физика 7: все формулы и определения» — это Справочник по физике в 7 классе, доступный для скачивания в 2-х форматах: КРУПНО (формат PDF, на 3-х страницах) и МЕЛКО (формат JPG, на 1-й странице).

1 файл(ы) 255.55 KB

Физика 7 класс: все формулы и определения МЕЛКО на одной странице

1 файл(ы) 549.72 KB

В пособии «Физика 7: все формулы и определения» представлено 24 формулы
и определения за весь курс Физики 7 класса:

Название формулы (закона, правила)	Формулировка закона (правила)	Формула
1. Цена деления шкалы прибора	Для определения цены деления (ЦД) шкалы прибора необходимо: 1) из значения верхней границы (ВГ) шкалы вычесть значение нижней границы (НГ) шкалы и результат разделить на количество делений (N); 2) найти разницу между значениями двух соседних числовых меток (А и Б) шкалы и разделить на количество делений между ними (n).	ЦД = (ВГ — НГ) / N ЦД = (Б — А) / n
2. Скорость	Скорость (ʋ) — физическая величина, численно равна пути (S), пройденного телом за единицу времени (t).	ʋ = S / t
3. Путь	Путь (S) — длина траектории, по которой двигалось тело, численно равен произведению скорости (ʋ) тела на время (t) движения.	S = ʋ*t
4. Время движения	Время движения (t) равно отношению пути (S), пройденного телом, к скорости (ʋ) движения.	t = S / ʋ
5. Средняя скорость	Средняя скорость (ʋср) равна отношению суммы участков пути (S1, S2, S3, …), пройденного телом, к промежутку времени (t1 + t2+ t3+ …), за который этот путь пройден.	ʋср = (S1 + S2 + S3 + …) / (t1 + t2 + t3 + …)
6. Сила тяжести	Сила тяжести — сила (FТ), с которой Земля притягивает к себе тело, равная произведению массы (т) тела на коэффициент пропорциональности (g) — постоянную величину для Земли. (g = 9,8 H/кг)	FТ = m*g
7. Вес	Вес (Р) — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, равная произведению массы (т) тела на коэффициент (g).	Р = m*g
8. Масса	Масса (т) — мера инертности тела, определяемая при его взвешивании как отношение силы тяжести (Р) к коэффициенту (g).	т = Р / g
9. Плотность	Плотность (ρ) — масса единицы объёма вещества, численно равная отношению массы (т) вещества к его объёму (V).	ρ = m / V
10. Момент силы	Момент силы (М) равен произведению силы (F) на сё плечо (l)	М = F*l
11. Условие равновесия рычага	Рычаг находится в равновесии, если плечи (l1, l2) действующих на него двух сил (F1, F2) обратно пропорциональны значениям сил.	a) F1 / F2 = l1 / l2 б) F1*l1 = F2*l2
12. Давление	Давление (р) — величина, численно равная отношению силы (F), действующей перпендикулярно поверхности, к площади (S) этой поверхности	p = F / S
13. Сила давления	Сила давления (F) — сила, действующая перпендикулярно поверхности тела, равная произведению давления (р) на площадь этой поверхности (S)	F = р*S
14. Давление однородной жидкости	Давление жидкости (р) на дно сосуда зависит только от её плотности (ρ) и высоты столба жидкости (h).	p = g ρ h
15.Закон Архимеда	На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила — архимедова сила (FВ). равная весу жидкости (или газа), в объёме (VТ) этого тела.	FВ = ρ*g*Vт
16. Условие плавания тел	Если архимедова сила (FВ) больше силы тяжести (FТ) тела, то тело всплывает.	FВ> FТ
17. Закон гидравлической машины	Силы (F1, F2), действующие на уравновешенные поршни гидравлической машины, пропорциональны площадям (S1, S2) этих поршней.	F1 / F2 = S1 / S2
18. Закон сообщаю-щихся сосудов	Однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне (h)	h = const
19. Механическая работа	Работа (A) — величина, равная произведению перемещения тела (S) на силу (F), под действием которой это перемещение произошло.	А = F*S
20. Коэффициент полезного действия механизма (КПД)	Коэффициент полезного действия (КПД) механизма — число, показывающее, какую часть от всей выполненной работы (АВ) составляет полезная работа (АП).	ɳ = АП / АВ *100%
21. Потенциальная энергия	Потенциальная энергия (ЕП) тела, поднятого над Землей, пропорциональна его массе (т) и высоте (h) над Землей.	ЕП = m*g*h
22. Кинетическая энергия	Кинетическая энергия (ЕК) движущегося тела пропорциональна его массе (m) и квадрату скорости (ʋ2).	ЕК = m*ʋ2 / 2
23. Сохранение и превращение механической энергии	Сумма потенциальной (ЕП) и кинетической (ЕК) энергии в любой момент времени остается постоянной.	EП + EК = const
24. Мощность	Мощность (N) — величина, показывающая скорость выполнения работы и равная:а) отношению работы (А) ко времени (t), за которое она выполнена;б) произведению силы (F), под действием которой перемещается тело, на среднюю скорость (ʋ) его перемещения.	N = A / t N = F*ʋ

12 (двенадцать) самых необходимых (самых востребованных) формул по физике в 7 классе:

Определение мощности

Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.

Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени.

Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.

В электромеханике данная величина тоже связана со скоростью, а конкретно — с тем, как быстро передается ток по участку цепи. Исходя из этого, мы можем рассмотреть еще одно определение.

Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии.

Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).

Мощность человека в зависимости от деятельности

Вид деятельности	Мощность, Вт
Неспешная ходьба	60–65
Бег со скоростью 9 км/ч	750
Плавание со скоростью 50 м/мин	850
Игра в футбол	930

КИНЕМАТИКА. Теория и формулы (кратко и сжато)

Механическое движение – изменение положения тела относительно других тел с течением времени. Способы описания: словесный, табличный, графический, формулами.

Материальная точка – тело, собственными размерами которого в данных условиях можно пренебречь.

Траектория – линия, которую описывает материальная точка при своём движении в пространстве. По виду траектории все движения делятся на прямолинейные и криволинейные.

Система отсчёта – часы и система координат, связанные с условно выбираемым телом отсчёта (наблюдателем).

Относительность движения – различие скорости, направления и траектории движения в различных системах отсчёта.

Перемещение – вектор, проведённый из начального положения материальной точки в её конечное положение.

Типы движений

1. Равномерное движение

1.1. Равномерное прямолинейное движение

Равномерное движение – движение тела, при котором за равные интервалы времени оно преодолевает равные части пути.

Скорость равномерного движения равна отношению пройденного пути к интервалу времени, за который этот путь пройден.

Скорость равномерного прямолинейного движения равна отношению перемещения к интервалу времени его совершения.

Уравнение равно-прямолинейного движения x = xo + υoxt показывает, что координата линейно зависит от времени.

Мгновенная скорость равна отношению перемещения к бесконечно малому интервалу времени, за который оно произошло.

1.2 Равномерное движение по окружности (равномерное вращение)

Равномерное движение по окружности — это движение, при котором материальная точка за равные промежутки времени проходит равные по длине дуги окружности.

Равномерное движение тела по окружности — это частный и наиболее простой случай криволинейного движения. Хотя при таком движении модуль скорости остается постоянным, это движение с ускорением, которое является следствием изменения направления вектора скорости.

2. Движение с постоянным ускорением

Равноускоренное движение – движение, при котором мгновенная скорость за любые равные интервалы времени меняется одинаково.

Мгновенное ускорение равно отношению изменения мгновенной скорости тела к бесконечно малому интервалу времени, за который это изменение произошло.

Ускорение равноускоренного движения равно отношению изменения мгновенной скорости тела к интервалу времени, за который это изменение произошло.

Уравнение равноускоренного движения y = yo + υoyt + ½ayt² показывает, что координата квадратично зависит от времени. Уравнение υy = υoy + ayt  показывает, что скорость линейно зависит от времени.

Центростремительное ускорение – ускорение, всегда направленное к центру окружности при равномерном движении по ней материальной точки. Модуль центростремительного ускорения равен отношению квадрата модуля скорости равномерного движения по окружности к её радиусу.

1 файл(ы) 413.13 KB

Виды движений

Частные случаи решения задач

Кинематика. Таблица кратко.

1 файл(ы) 413.13 KB

Это конспект по физике «Кинематика. Теория и формулы для ЕГЭ» + шпаргалка.

Еще конспекты для 10-11 классов:

Механика

На изучение раздела «Механика» в школьной программе выделяется больше всего времени. Здесь изучают движение материальных тел, а также взаимодействие между ними. Главной задачей механики считается возможность в любой момент времени определить положение тела в пространстве.

Школьники знакомятся с некоторыми основными направлениями механики, такими как статика, динамика, кинематика, законы сохранения, механические волны и колебания. Этот раздел учащиеся в большинстве своем хорошо понимают и не испытывают серьезных трудностей на экзамене.

Основные элементы содержания проверяют на экзамене путем выполнения ряда заданий. Кратко остановимся на том, каким темам посвящены те или иные упражнения КИМ.

Подраздел *	Элементы содержания
Кинематика	Движение (прямолинейное равномерное и равноускоренное, движение по окружности).
Динамика	Законы Ньютона и Гука, закон всемирного тяготения, сила трения, давление.
Статика	Сила Архимеда, закон Паскаля, момент силы, давление в жидкости.
Законы сохранения	Потенциальная и кинетическая энергия, законы сохранения импульса и механической энергии, мощность силы и работа.
Механические волны и колебания	Колебания, их амплитуда и фаза, период и частота, резонанс. Маятник, звук, механические волны.

*  Теория и формулы по каждому из подразделов открываются по ссылкам.

Вопросам механики посвящены задания №1–7 первой части. 6 из них базового уровня сложности, а 1 – повышенного. Два упражнения (№22 и №23) находятся на стыке механики и квантовой физики. Еще 2 задачи включены во вторую часть.

Физика 8: все формулы и определения

«Физика 8: все формулы и определения» — это Справочник по физике в 8 классе, доступный для скачивания в 2-х форматах: КРУПНО (формат PDF, на 4-х страницах) и МЕЛКО (формат JPG, на 1-й странице).

1 файл(ы) 4.29 MB

Физика 8 класс. Все формулы и определения МЕЛКО на одной странице

1 файл(ы) 3.66 MB

В пособии «Физика 8: все формулы и определения» представлено 23 формулы
и определения за весь курс Физики 8 класса:

Глава 1. Тепловые явления

• § 1. Тепловое движение. температура
• § 2. Внутренняя энергия
• § 3. Способы изменения внутренней энергии тела
• § 4. Теплопроводность
• § 5. Конвекция
• § 6. Излучение
• § 7. Количество теплоты. Единицы количества теплоты
• § 8. Удельная теплоёмкость
• § 9. Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении
• § 10. Энергия топлива. Удельная теплота сгорания
• § 11. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах
• § 12. Агрегатные состояния вещества
• § 13. Плавление и отвердевание кристаллических тел
• § 14. График плавления и отвердевания кристаллических тел
• § 15. Удельная теплота плавления
• § 16. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар
• § 17. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение её при конденсации пара
• § 18. Кипение
• § 19. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха
• § 20. Удельная теплота парообразования и конденсации
• § 21. Работа газа и пара при расширении
• § 22. Двигатель внутреннего сгорания
• § 23. Паровая турбина
• § 24. КПД теплового двигателя

Глава 2. Электрические явления

• § 25. Электризация тел при соприкосновении. Взаимодействие заряженных тел
• § 26. Электроскоп
• § 27. Электрическое поле
• § 28. Делимость электрического заряда. Электрон
• § 29. Строение атомов
• § 30. Объяснение электрических явлении
• § 31. Проводники, полупроводники и непроводники электричества
• § 32. Электрический ток. Источники электрического тока
• § 33. Электрическая цепь и её составные части
• § 34. Электрический ток в металлах
• § 35. Действия электрического тока
• § 36. Направление электрического тока
• § 37. Сила тока. Единицы силы тока
• § 38. Амперметр. Измерение силы тока
• § 39. Электрическое напряжение
• § 40. Единицы напряжения
• § 41. Вольтметр. Измерение напряжения
• § 42. Зависимость силы тока от напряжения
• § 43. Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления
• § 44. Закон Ома для участка цепи
• § 45. Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление
• § 46. Примеры на расчет сопротивления проводника, силы тока и напряжения
• § 47. Реостаты
• § 48. Последовательное соединение проводников
• § 49. Параллельное соединение проводников
• § 50. Работа электрического тока
• § 51. Мощность электрического тока
• § 52. Единицы работы электрического тока, применяемые на практике
• § 53. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля—Ленца
• § 54. Конденсатор
• § 55. Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы
• § 56. Короткое замыкание. Предохранители

Глава 3. Электромагнитные явления

• § 57. Магнитное поле
• § 58. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии
• § 59. Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение
• § 60. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов
• § 61. Магнитное поле земли
• § 62. Действие магнитного поля на проводник с током. Электрический двигатель

Глава 4. Световые явления

• § 63. Источники света. Распространение света
• § 64. Видимое движение светил
• § 65. Отражение света. Закон отражения света
• § 66. Плоское зеркало
• § 67. Преломление света. Закон преломления света
• § 68. Линзы. Оптическая сила линзы
• § 69. Изображения, даваемые линзой
• § 70. Глаз и зрение

Физика 8: все формулы. Таблица 1

Физика 8: все формулы. Таблица 2

Как обозначается мощность: единицы измерения

В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.

Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.

В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.

Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.

В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.

Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.

Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр.

Единицы измерения	Вт
1 ватт	1
1 киловатт	103
1 мегаватт	106
1 эрг в секунду	10-7
1 метрическая лошадиная сила	735,5

Термодинамика

Количество теплоты (энергии) необходимое для нагревания некоторого тела (или количество теплоты выделяющееся при остывании тела) рассчитывается по формуле:

Теплоемкость (С — большое) тела может быть рассчитана через удельную теплоёмкость (c — маленькое) вещества и массу тела по следующей формуле:

Тогда формула для количества теплоты необходимой для нагревания тела, либо выделившейся при остывании тела может быть переписана следующим образом:

Фазовые превращения. При парообразовании поглощается, а при конденсации выделяется количество теплоты равное:

При плавлении поглощается, а при кристаллизации выделяется количество теплоты равное:

При сгорании топлива выделяется количество теплоты равное:

Уравнение теплового баланса (ЗСЭ). Для замкнутой системы тел выполняется следующее (сумма отданных теплот равна сумме полученных):

Если все теплоты записывать с учетом знака, где «+» соответствует получению энергии телом, а «–» выделению, то данное уравнение можно записать в виде:

Работа идеального газа:

Если же давление газа меняется, то работу газа считают, как площадь фигуры под графиком в p–V координатах. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа:

Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле:

Первый закон (первое начало) термодинамики (ЗСЭ):

Для различных изопроцессов можно выписать формулы по которым могут быть рассчитаны полученная теплота Q, изменение внутренней энергии ΔU и работа газа A. Изохорный процесс (V = const):

Изобарный процесс (p = const):

Изотермический процесс (T = const):

Адиабатный процесс (Q = 0):

КПД тепловой машины может быть рассчитан по формуле:

Где: Q₁ – количество теплоты полученное рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q₂ – количество теплоты переданное рабочим телом за один цикл холодильнику. Работа совершенная тепловой машиной за один цикл:

Наибольший КПД при заданных температурах нагревателя T₁ и холодильника T₂, достигается если тепловая машина работает по циклу Карно. Этот КПД цикла Карно равен:

Абсолютная влажность рассчитывается как плотность водяных паров (из уравнения Клапейрона-Менделеева выражается отношение массы к объему и получается следующая формула):

Относительная влажность воздуха может быть рассчитана по следующим формулам:

Потенциальная энергия поверхности жидкости площадью S:

Сила поверхностного натяжения, действующая на участок границы жидкости длиной L:

Высота столба жидкости в капилляре:

При полном смачивании θ = 0°, cos θ = 1. В этом случае высота столба жидкости в капилляре станет равной:

При полном несмачивании θ = 180°, cos θ = –1 и, следовательно, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Оптика. Элементарная геометрическая

В пределах изучения видимого спектра излучения, который называется светом, формулы по физике 11 класса описывают работу линз, а также их взаимных сочетаний. Рассматривается также основное правило отражения, которое гласит, что каждый материал имеет предельный угол отражения. Он зависит от характеристик среды, а точнее, от показателя преломления, который может быть определен по справочниками и представляет собой, грубо говоря, коэффициент оптической плотности материала по отношению к воздуху. Величина предельного угла отражения может быть найдена по формуле:

sin a0 = 1/n

Здесь

a0- предельный угол отражения, измеряется в градусах;

n — коэффициент преломления среды, для которой производится вычисление. Численный коэффициент, не имеющий единицы измерения.

Явление предельного угла отражения объясняет, почему свет отражается по-разному, например, от поверхности воды или бензина. Он нужен для оценки качества оптических приборов, степени ослабления светового потока в системах линз и так далее. Широко применяется при проектировании когерентных источников света и систем лазеров. С его помощью можно оценить потери, связанные с затуханием той части света, которая падает на границу разделения сред под неправильным углом.

Теория к заданию 23 из ЕГЭ по физике

 6.1. Основные понятия и законы квантовой физики

 Фотоэффектом называется потеря телами электронов под действием света. Существует критическая длина волны (своя для каждого металла), с превышением которой фотоэффект прекращается. Т.к. эта длина волны лежит в длинноволновой области спектра, то её принято называть красной границей фотоэффекта
 Для фотоэффекта Эйнштейн привлёк представление о фотонах (квантах света), предложенное Планком для объяснения теплового излучения тел. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:
 Постулаты Бора:
 1) электроны движутся в атоме по стационарным орбитам, на которых они обладают энергией, но энергии не излучают
 Таких стационарных орбит в атоме несколько. Нижняя орбита называется основным состоянием атома, остальные — возбуждённым состоянием атома;
 2) переходя с одной стационарной орбиты на другую, электрон испускает или поглощает квант электромагнитной энергии, чья энергия пропорциональна частоте:

 6.2. Основные понятия и законы ядерной физики

 В 1932 г. советский физик Иваненко и немецкий физик Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель ядра атома. По этой модели ядро атома состоит из двух видов элементарных частиц — протонов и нейтронов. Так как в целом атом электрически нейтрален, то число протонов в ядре равно числу электронов в атомной оболочке. Следовательно, число протонов равно атомному номеру элемента (Z) таблицы Менделеева. Сумму числа протонов Z и числа нейтронов N называют массовым числом и обозначают A.
 Под энергией связи понимают ту энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. Энергию связи атомных ядер можно рассчитать по формуле
 Величину ∆M называют дефектом масс, который определяется по формуле
где m_p — масса протона, m_n — масса нейтрона.
 Самопроизвольное испускание неких частиц атомами получило название радиоактивность. Было установлено, что радиоактивные элементы испускают три вида излучения. Их назвали α-, β- и γ- лучами.
 Природа α-, β- и γ- лучей различна. γ-лучи — это электромагнитные волны с очень маленькой длиной волны (от 10−8 до 10−11 см). β-лучи — это электроны, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света. α-лучи — это поток ядер атомов гелия (дважды ионизированные атомы гелия). α-, β- и γ- лучи испускаются атомами радиоактивных элементов при их превращениях.
 Для α- и β-распада действует правило смещения: при α-распаде ядро теряет положительный заряд 2e, а масса его убывает на 4 атомных единицы. В результате элемент смещается на 2 клетки к началу периодической системы. Если α-распад претерпевает элемент X, то в результате получается элемент Y :
 При β-распаде из ядра вылетает электрон. Он символически изображается _-1e, т. к. масса его очень мала. После β-распада элемент смещается на одну клетку к концу таблицы Менделеева:
 При γ-распаде заряд не меняется, масса ядра меняется ничтожно мало.
Число α-распадов
 Число β-распадов