Prawa, zasady i teorie fizyczne

Prawo Ampere'a - prawo określające siłę, z jaką pole magnetyczne o indukcji B działa na przewodnik, przez który płynie prąd o danym natężeniu I: dF = I (dL * B), gdzie dL - element przewodnika, dF - przyczynek siły działającej na element dL.

Prawo Archimedesa : Siła wyporu, jaką wywiera ciecz na zanurzone w niej ciało, jest zwrócona pionowo w górę, a jej wartość jest wprost proporcjonalna do wartości ciężaru właściwego i objętości wypartej cieczy; wartość siły wyporu wywieranej przez ciecz na dane ciało jest ograniczona objętością tego ciała.

Prawo Avogadra- podstawowe prawo dotyczące gazów doskonałych: jednakowe objętości rozmaitych gazów w tej samej temperaturze i ciśnieniu zawierają jednakowe liczby cząsteczek.

Prawo Boyle'a-Mariotte'a - jedno z podstawowych praw gazów - objętość danej masy gazu w stałej temperaturze zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do ciśnienia.

Prawa Carnota-II prawa termodynamiczne:
I prawo
Sprawność silnika termodynamicznego pracującego zgodnie z cyklem Carnota zależy jedynie od temperatur źródła ciepła i chłodnicy.
II prawo
Spośród różnych silników cieplnych najwyższą możliwą sprawność ma silnik pracujący zgodnie z cyklem Carnota

Prawo Coulomba Siła oddziaływania dwóch ładunków elektrycznych punktowych jest proporcjonalna do ich iloczynu i odwrotnie proporcjonalna do bezwzględnej przenikalności elektrycznej ośrodka oraz do kwadratu ich odległości.

Prawo Curie- prawo wyrażające zależność podatności magnetycznej c pewnych ciał paramagnetycznych od temperatury: X = C/T gdzie T - temperatura bezwzględna, C-stała charakteryzująca dany materiał. Prawo Curie nie jest spełnione w niskich temperaturach.

Prawo Daltona- prawo dotyczące gazów, które stwierdza, że całkowite ciśnienie mieszaniny gazów równe jest sumie ciśnień cząstkowych wywieranych przez poszczególne składniki tej mieszaniny.

Prawo Einsteina Każdej masie m odpowiada określona ilość energii równoważnej tej masie i wynoszącej E = mc2, gdzie c – prędkość światła.


Prawo Faradaya I. Podstawowe prawo elektrolizy
1.Masa produktu wydzielonego na elektrodzie jest proporcjonalna do natężenia prądu oraz do czasu jego przepływu.
2.Masy produktów wydzielone na elektrodzie z różnych elektrolitów pod wpływem prądu o jednakowym natężeniu w jednakowym czasie są proporcjonalne do równoważników chemicznych tych produktów.

Prawo Ficka- podstawowe prawo dyfuzji, według którego ilość dyfundującej substancji w określonym czasie, przez daną powierzchnię (prostopadłą do kierunku dyfuzji) jest proporcjonalna do pola powierzchni, gradientu (spadku) stężenia i czasu przepływu. Sformułowane zostało w 1855 przez niemieckiego fizjologa A. Ficka.

Prawa Gay-Lussaca:
1) przy stałym ciśnieniu, objętość gazu jest wprost proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej (przemiana izobaryczna).
2) w stałej objętości ciśnienie gazu jest wprost proporcjonalne do jego temperatury bezwzględnej (przemiana izochoryczna).
3) objętości substratów i produktów gazowych reakcji chemicznych, zmierzone w tych samych warunkach pozostają w stosunku niewielkich liczb naturalnych (prawo stosunków objętościowych).

II. Podstawowe prawo indukcji elektromagnetycznej
Siła elektromotoryczna indukowana w obwodzie zamkniętym jest proporcjonalna do pochodnej strumienia magnetycznego, przenikającego przez ten obwód, względem czasu.

PRAWO GAUSSA- Strumień indukcji pola przechodzący przez zamkniętą powierzchnię ekwipotencjalną jest równy sumie ładunków zgromadzonych wewnątrz tej powierzchni.

Prawo Grahama- prawo stwierdzające, iż szybkość dyfuzji gazu jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z jego gęstości

Prawo grawitacji – powszechnego ciążenia
Każdy punkt materialny przyciąga każdy inny punkt materialny z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu mas obu punktów, a odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich wzajemnej odległości.

Prawo Haasa - prawo akustyki fizjologicznej dotyczące rozróżniania dźwięków, głosi ono, że z dwóch dźwięków pochodzących z różnych źródeł A i B, docierających do odbiorcy w odstępie czasu mniejszym od 10 ms, usłyszany będzie jedynie dźwięk pierwszy, o ile drugi nie jest głośniejszy od pierwszego o więcej niż 10 dB (gdy jest głośniejszy, wtedy będą słyszane obydwa). Prawo Haasa uwzględnia się projektując akustykę sal koncertowych itp. oraz w ambiofonii. Prawo sformułował niemiecki fizyk H. Haas.

Prawo Hay'ego - prawo wskaźników wymiernych, jedno z podstawowych praw krystalografii mówiące, że stosunki długości odcinków odciętych ścianami kryształu można zawsze wyrazić jako stosunki trzech liczb całkowitych: h,k,l, (wskaźniki Millera) oraz, że jeśli orientacja kryształu będzie wybrana zgodnie z zasadami krystalografii, to liczby h,k,l będą względem siebie liczbami pierwszymi. Prawo to sformułował (1794) francuski chemik R.J. Hay.

Prawo Henry'ego- prawo głoszące, że ułamek molowy xi składnika gazowego rozpuszczonego w cieczy (i nie wchodzącego w reakcje z cieczą) jest wprost proporcjonalny do ciśnienia cząstkowego pi tego składnika nad roztworem: xi = Ki (T)pi, gdzie Ki (T) jest funkcją temperatury.

Prawo Hoffa van't- prawo głoszące, że ciśnienie osmotyczne p cząsteczek substancji rozpuszczonej w roztworach rozcieńczonych (i nie ulegającej dysocjacji lub asocjacji) jest proporcjonalne do stężenia tej substancji i temperaturze bezwzględnej: Na podstawie prawa vant Hoffa (i pomiaru ciśnienia osmotycznego) można wyznaczać masy cząsteczkowe koloidów.

Prawo Hooke'a – podstawowe prawo teorii sprężystości
Odkształcenie ciała sprężystego jest wprost proporcjonalne do obciążenia: większość materiałów konstrukcyjnych zachowuje się zgodnie z tym prawem tylko do pewnej wartości obciążenia.

Prawo Kapicy - zjawisko liniowego wzrostu oporności właściwej metali w stanie polikrystalicznym wraz ze wzrostem natężenia pola magnetycznego. Występuje w silnych polach magnetycznych.

Prawo Kirchhoffa – obwody elektryczne prądu stałego
1.Suma algebraiczna natężeń prądów w węźle sieci równa się zeru.
2.Suma algebraiczna sił elektromotorycznych w obwodzie zamkniętym równa się sumie algebraicznej spadków napięcia spowodowanych przez opór.

Regula Lenza:
Prad indukcyjny powstajacy w obwodzie ma zawsze taki kierunek ze przeciwstawia sie przyczynie jaka ten prad wywolala.
Regula ta wynika z zasady zachowania energii

Prawo Maxwella- dla klasycznego (niekwantowego) układu cząstek znajdującego się w równowadze termodynamicznej funkcja opisująca rozkład prędkości cząstek, tj. liczbę cząstek dN, dla których wartości bezwzględne prędkości zawarte są w przedziale (v,v+dv), liczba ta wyraża się wzorem: gdzie: k - stała Boltzmanna, T - temperatura bezwzględna, N - liczba cząstek w układzie, m - masa cząstki. Maxwella prawo rozkładu uzyskuje się z rozkładu Maxwella-Boltzmanna przez wycałkowanie współrzędnych przestrzennych.

Prawo Moseleya - prawo opisujące prostą proporcjonalność pomiędzy pierwiastkiem z odwrotności długości fali kwantów charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego (charakterystyczne promieniowanie) danego pierwiastka a liczbą atomową Z danego pierwiastka, przy czym proporcjonalność ta obowiązuje wewnątrz jednej, wybranej serii (np. K, L, M). Zjawisko zaobserwował (1913) uczeń E. Rutherforda Harry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915). Odkrycie prawa Moseleya przyczyniło się do znalezienia interpretacji dla Z jako liczby protonów w jądrze atomu (jądro atomowe).

Prawo Nernsta- prawo równowagi fazowej, prawo głoszące, że dla dwu nie mieszających się, będących w kontakcie i pozostających ze sobą w równowadze cieczy, stosunek stężeń (ściślej aktywności) trzeciego składnika, rozpuszczonego w każdej z tych cieczy, jest stały w danych warunkach temperatury i ciśnienia. Stosunek ów nazywa się współczynnikiem podziału.

Prawa Newtona
Pierwsza zasada dynamiki (prawo bezwładności) Jeżeli na ciało nie działają żadne siły zewnętrzne (lub jeżeli siły działające wzajemnie się znoszą), to ciało pozostaje w stanie spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnie prostoliniowym.

Druga zasada dynamiki (ruch, pęd) Zmiana ilości ruchu (czyli pędu) jest proporcjonalna do siły działającej i zachodzi wzdłuż prostej, na której ta siła działa.

Trzecia zasada dynamiki (prawo akcji i reakcji) Każdemu działaniu towarzyszy równe, lecz wprost przeciwne oddziaływanie (lub siły wywoływane wzajemnym oddziaływaniem dwu ciał mają wspólną linię działania, są sobie równe i odwrotnie skierowane).

Prawo Ohma
Natężenie prądu stałego jest proporcjonalne do całkowitej siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym lub do różnicy potencjałów między końcami części obwodu nie zawierającej źródeł siły elektromotorycznej.

Prawo odbicia fali
Promień fali padający, promień odbity i prostopadła do powierzchni padania leżą w jednej płaszczyźnie, kąt odbicia jest równy kątowi padania (oba mierzone od prostopadłej).

ODBICIA ŚWIATŁA
Kąt odbicia światła jest równy kątowi padania, przy czym promień padający, odbity i prosta prostopadła do powierzchni granicznej poprowadzona w punkcie padania leżą w jednej płaszczyźnie

Prawo załamania fali
Jeżeli fala nie ulegnie całkowitemu odbiciu to: załamanie zachodzi ku prostopadłej, jeżeli drugie środowisko jest gęstsze, od prostopadłej – gdy jest ono rzadsze.

Prawo Pascala
Ciśnienie wewnątrz cieczy, pozostającej w równowadze, wywołane działaniem sił powierzchniowych, ma wartość jednakową we wszystkich punktach cieczy.
Prawo Plancka- prawo opisujące emisję światła przez ciało doskonale czarne znajdujące się w danej temperaturze. Zgodnie z nim emisja (i absorpcja) światła odbywa się w porcjach (kwantach) o energii hn, gdzie h - stała Plancka, n - częstotliwość fali światła, a zależność zdolności emisyjnej e od częstotliwości fali n i temperatury T wyrażona jest wzorem (tzw. wzór Plancka): gdzie c - prędkość światła, k - stała Boltzmanna. Prawo podał M. Planck w 1900. Wprowadzenie koncepcji porcjowanej (skwantowanej) emisji i absorpcji światła było ważnym impulsem w kierunku narodzin fizyki kwantowej. Prawo promieniowania Plancka jest szczególnym przypadkiem rozkładu Bosego-Einsteina.

Prawo Poiseuillea - prawo opisujące natężenie Q przepływu laminarnego cieczy o współczynniku lepkości dynamicznej r przez kapilarę o długości l i promieniu r, pod wpływem różnicy ciśnień DP. Prawo Poiseuillea wyrażone jest wzorem: Prawo odkrył francuski fizyk J.L. Poiseuille (1799-1869) w 1841.

Prawa Wiena - dwa prawa opisujące promieniowanie cieplne ciał. Pierwsze, tzw. prawo przesunięć Wiena, określa zmianę położenia maksimum rozkładu natężenia promieniowania cieplnego przy zmianie temperatury. Drugie prawo Wiena określa kształt rozkładu natężenia promieniowania cieplnego w części promieniowania krótkofalowego Oba prawa można wyprowadzić z prawa promieniowania Plancka.

Prawo Raoulta- prawo dotyczące prężności pary nad roztworem doskonałym w ustalonej temperaturze.

Prawo Stokesa- Stokesa równanie, hydrodynamiczne prawo opisujące siłę oporu F towarzyszącą jednostajnemu ruchowi ciała zanurzonego w lepkim płynie, prawdziwe w przypadku małych liczb Reynoldsa charakteryzujących przepływ (Re<<1).

ZASADA SUPERPOZYCJI- Natężenie pola elektr. wytworzonego przez układ ładunków jedt równe sumie geometrycdznej natężeń pochodzących od każdego z ładunków z osobna.

Prawo Webera-Fechnera - empiryczne prawo fizjologii określające skalę reakcji ludzkich zmysłów (wzroku, słuchu) na bodźce fizykalne. Zgodnie z nim zmysły reagują na zmianę bodźca o określony procent jego aktualnego poziomu (np. wzrok reaguje na wzrost natężenia oświetlenia o 1%). Rezultatem prawa Webera-Fechnera są logarytmiczne skale służące charakterystyce tych zjawisk fizykalnych, których opis pierwotnie oparty był na subiektywnym odczuciu ich wielkości (bel, fotometryczna skala wielkości gwiazdowych). Prawo podał ogólnie E.H. Weber, zmatematyzował je G.T. Fechner.

PIERWSZA TERMODYNAMIKI
Jest prawem zachowania energii dla układów termodynamicznych i można ją sformułować następująco: zmiana energii wewnętrznej układu równa się sumie dostarczonego do układu ciepła i pracy.

DRUGA TERMODYNAMIKI
Układ nie może przekazywać ciepła innemu układowi o niższej temperaturze bez wprowadzenia zmian w otoczeniu.

Prawo zachowania
Stwierdza, że w układzie odosobnionym pewne wielkości fizyczne nie ulegają zmianie w czasie, mając zawsze tę samą wartość liczbową. Do najważniejszych należą:
– prawo zachowania pędu,
–prawo zachowania energii,

ZACHOWANIA ENERGIIZasada, zgodnie z którą w układzie izolowanym suma energii (energia całkowita) jest wielkością stałą

ZACHOWANIA ENERGII MECHANICZNEJZasada, która mówi, że podczas ruchu ciała bez siłoporu (tarcia, lepkości itp.) jego całkowita energia mechaniczna (czyli suma energii kinetycznej i potencjalnej) się nie zmienia
– prawo zachowania masy,
–prawo zachowania momentu pędu

ZACHOWANIA PĘDUCałkowity pęd układu izolowanego zachowuje stałą wartość. Oznacza to, że zmiana pędu układu może nastąpić tylko pod wpływem działania sił zewnętrznych

– prawo zachowania ładunku elektrycznego. ZACHOWANIA ŁADUNKU ELEKTRYCZNEGOW układzie ciał izolowanych elektrycznie od otoczenia ładunek elektryczny może być przenoszony między ciałami układu, ale jego łączna wartość pozostaje stała

PRAWO ZACH. ŁADUNKU- W trakcie dowolnych procesów zachodzących w izolowanym elektrycznie ukladzie całkowity ładunek nie może uledz zmianie
– prawo zachowania liczby barionowej,
–prawo zachowania liczby leptonowej,
– prawo zachowania dziwności,
– prawo zachowania izospinu.

Teoria fizyki kwantowej
-pojawiła się w latach dwudziestych naszego wieku. Oto główne założenia tej teorii:
1. Wszystkie siły powstają dzięki wymianie dyskretnych porcji energii, zwanych kwantami.
W teorii kwantowej światło zostało podzielone na małe porcje zwane fotonami. Fotony zachowują się podobnie do punktowych cząstek. Gdy dwa elektrony wpadają na siebie, odpychają się nie z powodu zakrzywienia przestrzeni, lecz dlatego, że wymieniają porcje energii – fotony.
2. Różne siły są powodowane przez wymianę różnych kwantów
W słabych oddziaływaniach biorą na przykład udział kwanty zwane cząstkami W. Podobnie za oddziaływanie silne, utrzymujące protony i neutrony wewnątrz jądra atomowego, jest odpowiedzialna wymiana cząstek elementarnych zwanych mezonami p.
Zarówno bozony W i mezony p wykryto doświadczalnie za pomocą akceleratorów.
3. Nigdy nie możemy określić jednocześnie prędkości i położenia cząstki elementarnej.
Zasada nieoznaczności stwierdza, że nigdy nie możemy być pewni, gdzie jest elektron lub jaka jest jego prędkość. Najlepsze, co możemy zrobić to obliczyć prawdopodobieństwo, że elektron pojawi się w określonym miejscu z określoną prędkością.
4. Istnieje skończone prawdopodobieństwo, że cząstka „przetuneluje”, czyli dokona skoku kwantowego, przez nieprzepuszczalne bariery.
Jeden z najprostszych eksperymentów demonstrujących zjawisko tunelowanie kwantowego rozpoczyna się od umieszczenia elektronów w pudle. Normalnie elektron nie ma wystarczającej energii, by przejść przez ścianki pudła. Jeśli klasyczna fizyka jest poprawna, elektron nigdy go nie opuści. Według teorii kwantowej istnieje jednak prawdopodobieństwo, że fala elektronu rozprzestrzeni się i przejdzie przez ścianki pudełka do świata zewnętrznego.Tunelowanie kwantowe jest wykorzystywane w diodzie tunelowej wykorzystywanych w większości dzisiejszych urządzeń elektronicznych.