Определение в физике давление: Давление — урок. Физика, 7 класс.

Физика 7 класс. Давление твердых тел :: Класс!ная физика



Физика 7 класс. Давление твердых тел :: Класс!ная физика

Главная контакты
Главная Новости сайта Вспомни физику: 7 класс 8 класс 9 класс 10-11 класс задачи 9-11 кл. видеоролики по физике мультимедиа 7 кл. мультимедиа 8 кл. мультимедиа 9 кл. мультимедиа 10-11 кл. астрономия тесты 7 кл. тесты 8 кл. тесты 9 кл. демонстрац.таблицы физсправочник Азбука физики Научные игрушки Простые опыты Этюды об ученых Решение задач Презентации Книги по физике Умные книжки Есть вопросик? Его величество. .. Музеи науки… Достижения… Викторина по физике Физика в кадре Учителю Читатели пишут	Физика 7 класс. ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением. Давление – величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. где p – давление, Па F – приложенная сила давления, Н S – площадь поверхности / иначе площадь опоры тела /, м2 Давление – величина скалярная , у давления нет направления.. Сила давления – любая сила, действующая на тело перпендикулярно поверхности, чаще всего это вес тела.Числовое значение давления показывает силу, приходящуюся на единицу площади ее приложения. Например, при давлении 2 Паскаля на 1 м2 площади будет действовать сила 2 Ньютона. Устали? – Отдыхаем!	Поиск по сайту Загляни! На урок Выпускникам Как сдавать экзамены? Тактика тестирования Знаешь ли ты себя?
Главная контакты

Физика Давление света

Материалы к уроку

Конспект урока

Свет – явление многообразное. На протяжении не одного десятилетия ученые занимались его исследованием. Гипотеза о существовании давления света была впервые высказана И. Кеплером (J. Kepler) в 17 в. для объяснения отклонения хвостов комет от Солнца. Ученого интересовала причина того, что из кометного хвоста «изгоняется что-то непонятное» под действием света, так как кометный хвост формировался под действием солнца и был направлен в противоположную от солнца сторону. Но его гипотеза не имела доказательств, не был понятен механизм давления. Сегодня это можно доказать, так как известно, что свет обладает волновыми, корпускулярными свойствами. В 17 веке ученые не знали, что такое свет – волна или частица? Ньютон предложил обсудить свою концепцию природы света: «Не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимися веществами?» В отличие от Ньютона, предполагавшего, что свет переносят частицы, Гюйгенс утверждал, что свет распространяется посредством волн, бегущих в некоторой гипотетической среде, эфире.

В ученых кругах по этому поводу разгорелись споры. В результате чего изучение света длилось более 100 лет, не принося никаких новых результатов. В 19 веке ученые доказали явления дифракции, интерференции света, доказав тем самым, что свет – это волна. Но оставалось ещё одно неразгаданное явление – давление света.  В 1873 году Максвелл опубликовал свой знаменитый «Трактат по электричеству и магнетизму», где дал полное математическое описание электромагнитных явлений и предсказал новый эффект — существование в свободном пространстве электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Это позволило ему считать свет одним из видов электромагнитных волн и записать формулу для светового давления в виде
p=E(1+R)c, где Е — энергия электромагнитной волны, отнесенная к единице площади и единице времени, R — коэффициент отражения, с — скорость света. Однако многие ученые, и в их числе президент Лондонского Королевского общества лорд Кельвин, считали световое давление несуществующим.

Экспериментально давление света на твёрдые тела было впервые исследовано Петром Николаевичем Лебедевым в 1900 году. Идея его эксперимента была проста: на легкое крылышко, подвешенное на длинной и тонкой нити, направлялся луч света. Под действием светового давления крылышко должно поворачиваться, и по углу поворота можно будет рассчитать силу давления света. Прибор необходимо было поместить в хорошо откачанный баллон, чтобы исключить посторонние воздействия.
На пути осуществления этой простой идеи экспериментатора, однако, ожидали колоссальные трудности.  Первая из них состояла в ничтожной величине светового давления. Действительно, используя формулу Максвелла, легко оценить, что, например, дуговая лампа мощностью 1 кВт создает световое давление порядка 10-4 Па, или
10-6 мм рт. ст. Вакуум в экспериментах Лебедева составлял около 10-4 мм рт. ст. Определяя давление света, Лебедев столкнулся с действием радиометрических сил, существенно влиявших на сам процесс измерений. Эти силы возникали из-за того, что поверхность крылышка, обращенная к источнику света, нагревалась, что приводило к неравномерному нагреванию газа в баллоне и, тем самым, к возникновению конвекционных потоков. Поток газа от освещенной стороны крылышка к теневой толкал крылышко в том же направлении, что и световое давление. Помимо этого, нужно было избавиться от конвекционных потоков, возникавших из-за неравномерного нагревания светом стеклянного баллона. И ученый создал прибор, удивительный по своей простоте, элегантный и безупречный с точки зрения чистоты физического эксперимента. Прежде всего, конечно, надо было научиться создавать хороший вакуум в стеклянном баллоне. Лебедев поместил в баллон каплю ртути и, слегка подогревая ее, продолжал откачивать воздух из баллона самым совершенным по тому времени вакуумным насосом — тяжелые пары ртути увлекали молекулы воздуха при откачке. Затем баллон охлаждался, и плотность паров ртути понижалась, благодаря чему достигался довольно высокий вакуум. Для того чтобы конвекционные потоки остаточного газа от нагретой стенки рассеивались еще до того, как они достигнут крылышка, Лебедев увеличил размер баллона до 20 см в диаметре. Кроме того, ему удалось уменьшить нагревание стенки баллона светом за счет применения светофильтров, поглощавших самую «горячую» часть спектра. Главной частью созданного им прибора были знаменитые крылышки. В одной из конструкций к стеклянному стержню были прижаты платиновыми кольцами два крестика из листовой платины различной толщины. Два из этих крылышек имели с обеих сторон зеркальные поверхности, а два других были покрыты платиновой чернью, т.е. мелко раздробленной платиной. Прибор подвешивался на тонкой стеклянной нити длиной 30 см. Луч света можно было направлять поочередно на любое из четырех крылышек.
Источником света в установке служила дуговая лампа. Пропуская луч через систему линз и металлическую диафрагму, получали параллельный пучок, который направлялся на сосуд с чистой водой. Вода служила светофильтром, поглощавшим «горячие» лучи. Параллельный пучок света троекратно отражался от зеркал, фокусировался линзой, проходил через стеклянную пластину и направлялся на крылышки, помещенные в стеклянный баллон. С помощью зеркал можно было менять направление светового луча так, чтобы он падал с противоположной стороны крылышка. А освещение крылышка с разных сторон позволяло компенсировать конвекционные потоки. Лебедев тщательно следил за тем, чтобы интенсивность освещения была одинаковой с обеих сторон. Особые меры предпринимались им для того, чтобы отразившийся от крылышек свет, претерпевая повторные отражения от внутренней стенки баллона, не попадал вновь на крылышко. Более того, Лебедев исключил даже вклад в измеряемые эффекты от «корешков» крылышек, с помощью которых они крепились к стеклянному стержню: во втором варианте прибора крылышки крепились на очень тонких проволочках, давлением света на которые уже можно было пренебречь. Наконец, наибольшие помехи в процесс измерений вносила неравномерность горения дуговой лампы.

Это препятствие преодолевалось путем накопления статистики при проведении большого числа экспериментов. Необходимо было измерить энергию лучей, падающих на крылышки. Помещая на место крылышек медный калориметр, Лебедев измерял изменение температуры калориметра под действием света. Считая затем, что вся световая энергия превращалась в тепло, и зная теплоемкость калориметра, можно было вычислить энергию световых лучей. Коэффициент отражения каждого крылышка тщательно измерялся. Зная коэффициент упругости прибора (который определялся из собственных колебаний массивного медного цилиндра, подвешенного на стеклянной нити) и угол, на который закручивался прибор под действием светового давления, можно было определить давление света.
Таким образом, Лебедев измерил все величины, входящие в формулу Максвелла, и полученные им экспериментальные данные в пределах точности измерений (~ 20%) совпали с теоретическими расчетами.
Давление света зависит от коэффициента отражения поверхности:
А) при отражении от зеркальной поверхности крылышко (2) получает импульс р2 ≈ 2р.
Б) поверхность чёрного крылышка (1) поглощает свет и р1 ≈ р.
Существование светового давления на твердые тела было доказано, и оно было измерено. Впоследствии после трех лет работы Лебедеву удалось осуществить еще более тонкий эксперимент: измерить давление света на газы. Результатом длительных исследований стала публикация 1909 года, в которой Лебедев сообщал, что «существование давления света на газы установлено опытным путем… Таким образом, гипотеза о давлении света на газы, триста лет тому назад высказанная Кеплером, получила в настоящее время как теоретическое, так и экспериментальное обоснование». Появление квантовой теории света позволило более просто объяснить причину светового давления. Фотоны, подобно частицам вещества, имеющим массу покоя, обладают импульсом. ПЭ равно АШ НЮ деленное на ЦЭ.  При поглощении их телом они передают ему свой импульс. Согласно закону сохранения импульса импульс тела становится равным импульсу поглощенных фотонов. Поэтому покоящееся тело приходит в движение. Изменение импульса тела означает согласно второму закону Ньютона, что на тело действует сила давления равная отношению изменения импульса ко времени в течение которого это изменение произошло.  Если вместо давления подставить первую формулу, то получим что сила давления будет зависеть от частоты, времени и скорости света ПРОИЗВЕДЕНИЕ АШ НЮ ЭН РАЗДЕЛИТЬ НА ПРОИЗВЕДЕНИЕ СКОРОСТИ СВЕТА НА ИЗМЕНЕНИЕ ВРЕМЕНИ. Исходя из этих выводов можно определить световое давление в зависимости от поверхности на которую он падает. Импульс равен отношению силы к площади поверхности, на которую падает свет. Объединим наши формулы и получим: давление света на черную поверхность равно отношению интенсивности света к скорости света и удвоенному отношению интенсивности света к скорости света, если свет падает на белую зеркальную поверхность. Интенсивность света И является энергетической характеристикой и равна отношению полной энергии к площади поверхности за определенный промежуток времени. Важность сделанного Лебедевым открытия трудно переоценить. Вот лишь несколько примеров. Ничтожная, на первый взгляд, величина светового давления оказывает существенное влияние на положение искусственных спутников Земли и безусловно учитывается в точной космической навигации. Глубокое охлаждение отдельных атомов и образование конденсата Бозе – Эйнштейна возможно при взаимодействии лазерного излучения с веществом. Калибровка первых лазеров, созданных на физическом факультете МГУ, осуществлялась по световому давлению.

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

• Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

• Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

• Повысим успеваемость по школьным предметам

• Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитораОставить заявку на подбор

Давление | Определение, измерение и типы

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Викторины

• Физика и естественное право

Определение давления в физике.

(существительное) 90 127 количество силы, приложенной к заданной области, деленное на размер этой области 90 128

• Манометрическое и атмосферное давление

  • Давление часто измеряется как манометрическое давление , которое определяется как абсолютное давление минус атмосферное давление .
  • Манометр давление представляет собой относительное давление измерение, которое измеряет давление относительно атмосферного давления и определяется как абсолютное давление минус атмосферное давление .
  • Большинство оборудования для измерения давления дают давление системы в терминах манометрического давления в отличие от абсолютного давление .
  • Например, давление в шинах и давление в крови являются манометрическими давлениями по соглашению, тогда как атмосферное давление , глубокое вакуумное давление и давление высотомера должны быть абсолютными.
  • Объясните взаимосвязь между абсолютным давлением , манометрическим давлением и атмосферным давлением

• Измерения: манометрическое давление и барометр

  • На практике давление чаще всего измеряется по манометру давления .
  • Манометр давление – это давление системы выше атмосферного давления .
  • Манометр давления гораздо удобнее абсолютного давления для практических измерений и широко используется в качестве устоявшейся меры давления .
  • Барометры – это устройства, используемые для измерения давление и первоначально использовались для измерения атмосферного давления .
  • Многие современные устройства для измерения давления предварительно спроектированы для вывода измерений манометра давления .

• Изменение давления в зависимости от глубины

  • Давление определяется простейшим образом как сила на единицу площади.
  • Однако, имея дело с давлениями , оказываемыми газами и жидкостями, удобнее всего подойти к давление как мера энергии на единицу объема посредством определения работы (W = F·d).
  • Для жидкостей и газов в состоянии покоя давление жидкости или газа в любой точке среды называется гидростатическим давлением .
  • В результате давление внутри жидкости является функцией только глубины, при этом давление увеличивается с линейной скоростью по отношению к увеличению глубины.
  • Уравнение 2 само по себе дает давление , создаваемое жидкостью, по отношению к атмосферному давлению , однако, если требуется абсолютное давление , атмосферное давление должно быть добавлено к давлению , создаваемому одной жидкостью.

• Давление в теле

  • Одной из таких важнейших систем организма, функциональность которой зависит от давления , является система кровообращения, которая является примером замкнутой жидкостной системы в соответствии с давление .
  • Среднее артериальное давление (САД) представляет собой среднее давление за сердечный цикл и определяется по формуле , где СО — сердечный выброс, ССС — системное сосудистое сопротивление, а ЦВД — центральное венозное давление (ЦВД ).
  • На практике среднее артериальное давление (MAP) может быть аппроксимировано из легко доступных измерений кровяного давления в , где Psys — измеренное систолическое давление и Pdias – измеренное диастолическое давление .
  • Среднее артериальное давление (САД) представляет собой среднее давление за сердечный цикл и определяется этим уравнением, где СО — сердечный выброс, ССС — системное сосудистое сопротивление, а ЦВД — центральное венозное давление ( ЦВП).
  • На практике среднее артериальное давление (MAP) может быть аппроксимировано из легко получаемого артериального давления измерений.

• Давление

  • Давление может быть выражено в нескольких единицах в зависимости от контекста использования.
  • Элементарное математическое выражение для давления определяется как:
  • Точно так же, как твердое тело оказывает давление на поверхность, с которой оно соприкасается, жидкости и газы также оказывают давление на поверхности и предметы, с которыми они соприкасаются.
  • Другим распространенным типом давления является давление статической жидкости или гидростатического давления .
  • Далее мы обсудим гидростатическое давление в других разделах.

• Постоянное давление и объем

  • Изобарический процесс происходит при постоянном давлении .
  • Поскольку давление постоянно, прилагаемая сила постоянна, а выполненная работа выражается как PΔV.
  • Примером может служить подвижный поршень в цилиндре, так что давление внутри цилиндра всегда равно атмосферному давлению , хотя оно и изолировано от атмосферы.
  • Если газ должен расширяться при постоянном давлении , тепло должно передаваться в систему с определенной скоростью.
  • Так как давление постоянно, то выполненная работа равна PΔV.

• Принцип Паскаля

  • Принцип Паскаля гласит, что давление передается и не уменьшается в замкнутой статической жидкости.
  • Качественно принцип Паскаля утверждает, что давление передается без уменьшения в замкнутой неподвижной жидкости.
  • Поскольку по закону Паскаля изменение давления линейно пропорционально изменению высоты в несжимаемой статической жидкости с постоянной плотностью, удвоение высоты между двумя точками отсчета удвоит изменение давления , в то время как уменьшение вдвое высоты между двумя точками приведет к половине изменения в давление .
  • В соответствии с законом Паскаля изменение давления ( давление , приложенное к неподвижной жидкости) не уменьшается в неподвижной жидкости, так что приложенное давление равно 2 Н/м2 и на дне бутылки. .
  • Кроме того, гидростатическое давление из-за разницы в высоте жидкости определяется уравнением 1 и дает общее давление на нижней поверхности бутылки. 92$, где \rho — плотность жидкости в (единица СИ: кг/м3), а V — скорость жидкости (единица СИ: м/с).
  • Единицей СИ статического давления и динамического давления является паскаль.
  • Статическое давление — это просто давление в данной точке жидкости, динамическое давление — это кинетическая энергия на единицу объема жидкой частицы.
  • Таким образом, жидкость не будет иметь динамического давления , если только она не движется.
  • Линия тока может быть проведена от верхней части резервуара, где известна полная энергия, до точки выхода, где известны статическое давление и потенциальная энергия, но не известно динамическое давление (скорость потока на выходе).

• Источник давления

  • В ньютоновской механике, если давление — это сила, деленная на площадь, на которую действует сила, то каково происхождение давления в газе?
  • Какие силы создают давление ?
  • Следовательно, давление газа равно:
  • Давление возникает из-за силы, с которой молекулы или атомы ударяются о стенки сосуда.