Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 2. Наука о Земле и Вселенной. Молекулы и энергия

22,4 мг при атмосферном давлении и 0 °C расширяются до 24 м 3при комнатной температуре.

Киломоль в 1000 раз больше обычного химического моля, в котором имеют дело с граммами. Поэтому наше число Авогадро в 1000 раз больше числа молекул в моле.

Гл. 35 (« Химия и электролиз ») входит в т. 3 настоящего издания.

Гл. 43 (« Физика атомного ядра ») входит в т. 3 настоящего издания.

Ей присвоено наименование постоянной Больцмана. — Прим. перев .

Строго говоря, разность дает нам (10 000 Р — Р ), или (9999 Р ), но было бы слишком смело считать эту величину отличной от 10 000 Р .

В задаче 14 гл. 25 (стр. 363) следовало предсказать влияние воображаемого увеличения размеров молекул. Это привело бы к укорочению длины свободного пробега и увеличению давления.

a / V 2— небольшая поправка, пропорциональная частоте соударений . Ми считаем, что непосредственно перед самым ударом о стенку взаимное притяжение может удержать медленные молекулы от удара. Оно заставляет их сталкиваться между собой или… как бы «поболтать по телефону». Число телефонных разговоров в городе пропорционально ( плотности населения ) 2. Точно также вероятность, а следовательно, и частота молекулярных соударений пропорциональна ( плотности ) 2, или (1/ V 2) Поэтому уменьшение измеряемого давления (вследствие взаимодействия) ~ 1/ V 2. Таким образом, добавив к измеренному давлению Р величину a / V 2, мы получим эту формулу.

При атмосферном давлении СО 2не может существовать в виде жидкости. Если мы попытаемся охлаждением превратить его в жидкость, он станет твердым. Если из огнетушителя (давление около 60 атм) выпустить СО 2в воздух, жидкость, забирая скрытое тепло, будет испаряться, превращая остальное содержимое в облако хлопьев «сухого льда».

Эта «тройная» точка выбрана теперь в качестве «фиксированной» точки на шкале температур. Международное соглашение отвергло в качестве фиксированных точек температуру таяния льда и кипения воды и приняло эту точку и абсолютный нуль. Однако шкала обычных термометров осталась прежней.

Наиболее простая схема сжижения для водорода и гелия — самых трудных с этой точки зрения газов — состоит в том, чтобы заставить газ толкать механический поршень, тем самым охлаждаясь.

Словом «плазма» теперь обычно называют «ободранные» атомные ядра и электроны, т. е. вещество в «разодранном» виде, существующее в горячих звездах и термоядерных экспериментах.

Гл. 32 (« Электрические цепи ») входит в т. 3 настоящего издания.

Гл. 33 (« Электростатика ») входит в т. 3 настоящего издания.

Гл. 1 (« Земное тяготение ») входит в т. 1 настоящего издания.

Это простенький пример, выбранный из области хорошо знакомой вам физики; к сожалению, он настолько прост, что ответ уже был известен вам до того, как машина выдала его. Но есть много случаев, когда машина может выдать совершенно неожиданные утверждения и заставляет нас проверять их на опыте. Например, математическое исследование по волновой теории света говорит, что, когда диск отбрасывает в пучке света тень, в середине тени будет маленькое яркое пятнышко света (как если бы в каждой монете была дырочка).

См. т. 1, стр. 75.

Волновое уравнение приводится к характерному виду

оно описывает любую волну, распространяющуюся со скоростью с . (Если вы знакомы с дифференциальным исчислением, попросите кого-нибудь из физиков показать вам этот замечательный раздел математической физики.) Это уравнение связывает распространение в пространстве со скоростью изменения во времени. Для величины, убывающей обратно пропорционально квадрату расстояния, было бы нулем, а здесь оно равно величине, напоминающей ускорение. Для электромагнетизма величину d 2 V/d t 2можно связать с излучением волн при ускорении электронов. О смысле = 0 см. гл. 33 («(« Электростатика. Электрические заряды и поля », входит в т. 3 настоящего издания). Оно эквивалентно соотношению I в таблице на стр. 589, т. е. закону обратных квадратов.

Для дополнения уравнения IV вам потребуется ввести постоянную K E, соответствующую К Hв уравнениях III. Знак минус в уравнении IV не необходим. Если уравнение IV дополнить, это несколько испортит симметрию, но этого требуют экспериментальные факты и сохранение энергии. Без этого не существовали бы радиоволны.

В нашем курсе используются другие обозначения (см. гл. 33 и 37 , т. 3). Силу между электрическими зарядами мы запишем в виде F= В∙( Q 1∙ Q 2)/ d 2. Сравнение с формулой Максвелла показывает, то наше В равно 1/ K E. Магнитную же силу между двумя отрезками проводов, по которым проходит ток, мы запишем в виде F= B'∙( C 1∙ L 1)∙( C 2∙ L 2)/ d 2, а наше В ' равно К H. Предсказание Максвелла v= 1/√( K E∙ K H) в. наших обозначениях выглядит так: v= √((1/ B)∙ B') = √( B'/ B). Измерив В и В ', можно предсказать скорость распространения электромагнитных волн. Арифметика здесь простая. Попытайтесь проделать вычисления и сравнить результат о измеренной скоростью света 3,0∙10 8м/сек. (В наших единицах B = 9,00∙10 9, a B '=10 -7.)

Гл. 37 (« Магнитные силы ») входит в т. 3 настоящего издания.

Хотя при движении по орбите скорость Земли меняется, мы считаем ее постоянной на протяжении короткого времени эксперимента. На самом деле постоянство будет точным, так как любое изменение скорости Земли полностью компенсируется силой гравитационного притяжения Солнца, вызывающего эти изменения. На Земле в целом (например, в ее центре) мы не можем заметить никакого эффекта и видим разностный эффект в разных точках Земли, например приливы. Собственное вращение Земли приводит к заметным эффектам; маятник Фуко изменяет плоскость своего качания, а ускорение g на экваторе и полюсе оказывается разным и т. п. Однако там, где эти различия существенны, их можно учесть.

Гл. 2 (« Полет снарядов. Геометрическое сложение: векторы ») входит в т. 1 настоящего издания.