Существует два рода электрических зарядов, положительные и отрицательные.
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.
Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

q 1 + q 1 + q 3 + ... + q n = const.

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e :

e = 1,602177·10 -19 Кл ≈ 1,6·10 -19 Кл.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина.
Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными . Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом. Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.

Адроны - класс элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии. К адронам относят все барионы и мезоны , включая резонансы .

Адронные струи - направленные пучки адронов, образующихся при соударении частиц высокой энергии в глубоко неупругих процессах.

Античастицы - частицы, отличающиеся от подобных им знаком электрического заряда. Названия "частица" и "античастица" в значительной мере условны.

"Аромат" - характеристика кварков, включающая всю совокупность квантовых чисел (электрический заряд, странность, "очарование" и т. д. за исключением "цвета").

Барионы - группа "тяжелых" элементарных частиц с полуцелым спином и массой не менее массы протона. К барионам относят протон, нейтрон, гипероны, часть резонансов и др.

Бозон - частица с нулевым и целочисленным спином, подчиняющаяся статистике Бозе-Эйнштейна. К бозонам относят фотоны, гравитоны (еще не открыты), мезоны , бозонные резонансы , молекулы газа, глюоны и др.

Вакуум - особый вид материи, которому соответствует в квантовой теории поля низшее энергетическое состояние квантованных полей. Характеризуется отсутствием каких-либо реальных частиц, в то же время постоянно порождает короткоживущие виртуальные частицы.

Виртуальные частицы - в квантовой теории короткоживущие частицы, для которых нарушается связь между энергией, импульсом и массой: Е 2 ≠p 2 c 2 + m 2 c 2 . Виртуальные частицы являются переносчиками взаимодействий.

Гиперзаряд (Y) - одна из характеристик адронов. Гиперзаряд выражается через другие квантовые числа адрона - барионный заряд, странность, "очарование", "красоту".

Гипероны - нестабильные элементарные частицы с массой больше нуклонной. Относятся к адронам и являются барионами .

Глюоны - гипотетические, электрически нейтральные частицы, переносчики сильного взаимодействия между кварками в квантовой хромодинамике . Спин = 1, масса покоя = 0.

Голдстоуновский бозон - гипотетическая частица с нулевым спином и нулевой массой. Введена в квантовой теории поля для различения вакуумных состояний.

Гравитационный коллапс - астрофизический процесс сжатия космических объектов под действием собственных сил тяготения.

Гравитон - квант гравитационного поля, обладающий нулевыми массой и электрическим зарядом, спин равен 2. Гравитоны - переносчики гравитационного взаимодействия; экспериментально пока не обнаружены.

Дирака монополь - гипотетическая частица, обладающая одним магнитным полюсом. Ее существование было предсказано в 1931 г. П. Дираком.

Доплера эффект - изменение частоты колебаний при движении источника по отношению к наблюдателю.

Единая теория поля - общая теория, призванная объединить все многообразие свойств элементарных частиц и особенностей их взаимодействия. В настоящее время в рамках ЕТП удалось объединить только электрические, магнитные и слабые ядерные взаимодействия.

Зарядовая четность - (С-четность), квантовое число, характеризующее поведение нейтральных частиц. В слабых взаимодействиях симметрия, связанная с зарядовой четностью, нарушается.

Изотопическая инвариантность - симметрия сильно взаимодействующих частиц. На основе изотопической инвариантности образованы мультиплеты, позволяющие эффективно классифицировать все адроны.

Инстантон - особое состояние вакуума, которому соответствует сильная флуктуация глюонного поля. В теории самоорганизации инстантон - одна из основных структур, порождаемых вакуумом.

Калибровочная симметрия - общее название класса внутренних симметрии в квантовой теории поля и квантовой хромодинамике. Калибровочные симметрии связаны со свойствами элементарных частиц.

Квазары - мощные внегалактические источники электромагнитного излучения. Существует предположение, что К. представляют собой активные ядра далеких галактик.

Квантование пространства - времени - общее название обобщений квантовой теории поля, основанных на гипотезе о существовании фундаментальной длины и фундаментального интервала времени как универсальных физических констант.

Квантовая механика (волновая механика) -теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц, а также их связь с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте.

Квантовая хромодинамика (КХД) -квантовополевая теория сильного взаимодействия кварков и глюонов, построенная по образцу квантовой электродинамики на основе "цветовой" калибровочной симметрии.

Кварки - материальные частицы, из которых, по современным представлениям, состоят все адроны. Для понимания динамики различных процессов с участием адронов в настоящее время считается достаточным шести кварков: u, d, s, с, b, t. Имеются косвенные подтверждения существования первых пяти кварков.

Квантовые числа - целые или дробные числа, которые определяют возможные значения физических величин, характеризующих квантовые системы. К квантовым числам относят: главное (n), орбитальное (l), магнитное (m e), спиновое (m s), странность, "очарование", "красоту" и др.

Киральная симметрия - в квантовой теории поля одна из фундаментальных динамических симметрии, посредством которой становится возможным хорошее описание процессов рассеяния и распада адронов при низких энергиях и при очень высоких энергиях. К киральной симметрии относят также энантиоморфизмы (правое-левое).

К-мезоны (каоны) -группа нестабильных элементарных частиц, которые участвуют в сильном взаимодействии. Зарядовая асимметрия распадов K 0 L →π - + e + (μ +) + v e (v μ) и k 0 L →π + + e - (μ -) + v e ˜ (v μ ˜), где вероятность второго распада больше, чем первого на 10 ~"\ свидетельствует о нарушении одной из фундаментальных симметрии природы (СР- инвариантности).

Комптоновская длина волны - величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов λ 0 = h / mc .

Космология - учение о Вселенной как едином целом. Выводы космологии основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии с учетом философских принципов.

Мезоны - нестабильные элементарные частицы, принадлежащие к адронам . Согласно кварковой модели, М. состоит из кварка и антикварка.

Нейтрино - легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица со спином 1 / 2 . Участвует только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Нейтрино обладают огромной проникающей способностью, а их детектирование позволит подробно изучить состояния ранней Вселенной.

Обратимый процесс - в термодинамике и статистической физике процесс перехода системы из одного состояния в другое, допускающий возможность возвращения ее в первоначальное состояние.

Обращение времени - математическая операция замены знака времени в уравнениях движения. Объективно реальное время как атрибут материи - необратимо, а поэтому операция замены знака времени возможна только как гносеологический прием, облегчающий решение физической задачи.

Операторы - в квантовой теории математический символ, используемый для совершения какого-либо действия над физической величиной.

Орбитальный момент - момент импульса микрочастицы, обусловленный ее движением в силовом поле, обладающем сферической симметрией.

Основное состояние квантовой системы - устойчивое состояние с наименьшей возможной внутренней энергией.

Открытые системы - термодинамические системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, импульсом. Последнее время изучаются открытые системы в химии и биологии.

Партоны - виртуальные составляющие адронов, проявляющиеся в глубоко неупругих процессах.

Плазма - один из основных видов материи, представляет собой частично или полностью ионизированный газ. В состоянии плазмы находится подавляющая часть Вселенной: звезды, галактические туманности, межзвездная среда. В лабораторных условиях плазма образуется в разрядах, процессах горения, МГД - генераторах и специальных установках (например, "Токамак").

Позитрон - (е+) элементарная частица с положительным электрическим зарядом, численно равным заряду электрона. Является античастицей по отношению к электрону.

Поляризация вакуума - квантово-релятивистское явление, заключающееся в рождении виртуальных пар заряженных частиц-античастиц из вакуума под влиянием внешнего поля.

Пространство и время - атрибутивные (неотъемлемые) свойства материи. Пространство выражает порядок сосуществования объектов, время - порядок смены событий. Пространство и время объективны, т. е. не зависят от человека, а их характеристики определяются исключительно характером движения соответствующих форм материи.

Протон - положительно заряженная элементарная частица, ядро атома водорода. Высказываются предположения, что протон нестабильная частица с периодом полураспада ~10 30 лет, однако экспериментальное подтверждение этой гипотезы пока не осуществлено.

Пульсары - переменные источники космического электромагнитного излучения.

Резонансы - короткоживущие возбужденные состояния адронов (t жизни ~ 10 -22 ÷10 -24 с). В отличие от других нестабильных частиц резонансы распадаются в основном за счет сильного взаимодействия. К настоящему времени открыто более 300 резонансов.

Релятивистские эффекты - физические явления, наблюдаемые при скоростях, сравнимых со скоростью света. К ним относятся: замедление времени, сокращение длин, увеличение массы тела и т. д.

Сверхпроводимость и высокотемпературная сверхпроводимость - свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении до температуры жидкого водорода и гелия. В настоящее время (март 1987 г.) обнаружен переход в сверхпроводящее состояние ряда материалов при высоких температурах, что будет иметь исключительное народнохозяйственное значение.

Симметрия - а) в физике - вид соразмерности законов. В более общем смысле симметрия - это вид отношений между двумя объектами, которые характеризуются как моментами тождества, так и моментами различия. Наиболее широко в физике используются изотопическая, "цветовая", калибровочная и другие симметрии, без которых была бы невозможна современная физическая теория; б) в философии- симметрия одно из общенаучных понятий, обозначающее становление моментов тождества в различном. Симметрия представлена в объективном мире в виде конкретных форм симметрии.

Солитон - структурно устойчивая уединенная волна в нелинейной диспергирующей (рассеивающей) среде. Солитоны интенсивно используются в построениях квантовой нелинейной теории поля.

Соответствия принцип - в методологии науки один из принципов, согласно которому всякая последующая научная теория должна включать как предельный (частный) случай предыдущую теорию. В отношении соответствия находятся, например, механика Ньютона и специальная теория относительности.

Спин - собственный момент количества движения элементарных частиц, имеет квантовую природу, обусловлен внутренним "вращением" частицы.

Спонтанное нарушение симметрии - самопроизвольное нарушение устойчивого, равновесного, симметричного состояния при условии удаления от состояния с минимальной энергией. Со спонтанным нарушением симметрии связано решение многих задач квантовой теории поля, в том числе появление частиц с нулевой массой и нулевым спином.

Супергравитация - калибровочная теория суперсимметрии, позволяющая обобщать общую теорию относительности. В рамках супергравитации, в принципе, возможно объединить все известные виды взаимодействий.

Суперсимметрия - симметрия, связывающая поля, кванты которых являются бозонами, с полями, кванты которых - ферм ионы. Наиболее интересным применением суперсимметрии является супергравитация.

СРТ- симметрия - одна из фундаментальных симметрии, согласно которой в квантовой теории поля уравнения инвариантны относительно комбинированного С (зарядового), Р (пространственного) и Т (обращение времени) преобразования.

Унитарная симметрия - приближенная симметрия, присущая сильному взаимодействию элементарных частиц. В электромагнитных и слабых взаимодействиях нарушается. На основе унитарной симметрии удалось классифицировать адроны.

Флуктуации - случайные отклонения физических величин от их средних значений. Флуктуации происходят у любых величин как следствие случайных факторов.

Фермионы - частицы, подчиняющиеся статистике Ферми-Дирака. Фермионы обладают полуцелым спином. К фермионам относят кварки, лептоны (электрон, мюон, все виды нейтрино).

Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного излучения. Масса покоя фотона равна нулю. Фотоны относятся к бозонам.

Четность - квантовомеханическая характеристика состояния микрочастицы, отображающая свойства симметрии волновой функции этой частицы относительно пространственных преобразований.

Абсолютный нуль температуры - самое низкое из всех возможных значений температуры. При абсолютном нуле вещество не обладает тепловой энергией.

Аннигиляция - процесс, при котором частица и ее античастица, сталкиваясь, взаимно уничтожают друг друга.

Античастица - у каждой частицы материи есть соответствующая античастица. При соударении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, в результате которой выделяется энергия и рождаются другие частицы.

Атом - наименьшая частица обычного вещества. Атом состоит из крошечного ядра (составленного из протонов и нейтронов) и обращающихся вокруг него электронов.

Белый карлик - стабильная холодная звезда, находящаяся в равновесии благодаря тому, что в силу принципа исключения Паули между электронами действуют силы отталкивания.

Большой взрыв - сингулярность в момент возникновения Вселенной.

Большой хлопок - сингулярность в конечной точке существования Вселенной.

Вес - сила, с которой на тело действует гравитационное поле. Вес тела пропорционален массе тела, но не совпадает с ней.

Виртуальная частица - в квантовой механике - частица которую невозможно зарегистрировать непосредственно, но существование которой подтверждается эффектами, поддающимися измерению.

Гамма-излучение - электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, испускаемое при радиоактивном распаде или при соударениях элементарных частиц.

Геодезическая ~ самый короткий (или самый длинный) путь между двумя точками.

Голая сингулярность - сингулярность в пространстве-времени, не находящаяся внутри черной дыры.

Горизонт событий - граница черной дыры.

Гравитационное взаимодействие - самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий, обладающее большим радиусом действия. В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы материи.

Длина волны - расстояние между двумя соседними гребнями волны или между двумя ее соседними впадинами.

Закон сохранения энергии - закон науки, согласно которому энергия (или ее массовый эквивалент) не может ни создаваться, ни уничтожаться.

Квант - минимальная порция, которой измеряется испускание или поглощение волн.

Квантовая механика - теория, разработанная на основе квантово-механического принципа Планка и принципа неопределенности Гейзенберга.

Квантово-механический принцип Планка (закон излучения Планка) состоит в том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться или поглощаться только дискретными порциями - квантами - с энергией, пропорциональной их частоте.

Кварк - элементарная (заряженная) частица, участвующая в сильном взаимодействии. Протоны и нейтроны состоят каждый из трех кварков. При достижении высокой плотности ядерного вещества, например при сильном взрыве, нуклоны (протоны и нейтроны) теряют свои границы. Получается новое состояние материи - без адронов - кварко-глюонная плазма. Предположительно именно такое состояние имела материя в первые моменты после Большого взрыва.

Конфайнмент - невылетание, удержание цветных кварков и глюонов внутри адронов.

Координаты - числа, определяющие положение точки в пространстве и во времени.

Космическая цензура – предположение о недопустимости голых сингулярностей.

Космологическая постоянная – математическая вспомогательная величина, введенная Эйнштейном для того, чтобы пространство-время приобрело тенденцию к расширению.

Космология – наука, занимающаяся изучением Вселенной как целого.

Красное смещение – вызванное эффектом Доплера покраснение света, испускаемого удаляющейся от нас звездой.

Магнитное поле – поле, создающее магнитные силы. Сейчас магнитное поле и электрическое поле объединяются в электромагнитное поле.

Масса – количество вещества, содержащееся в теле. Мера инерции тела или степень его сопротивления ускорению.

Мнимое время – время, измеряемое в мнимых единицах.

Нейтрино – легчайшая (возможно, безмассовая) элементарная частица вещества, участвующая только в слабых и гравитационных взаимодействиях.

Нейтрон – незаряженная частица, очень близкая по свойствам к протону. Нейтроны составляют более половины частиц, входящих в состав большинства атомных ядер.

Нейтронная звезда – холодная звезда, существующая вследствие отталкивания нейтронов, обусловленного принципом Паули.

Общая теория относительности – созданная Эйнштейном теория, в основе которой лежит предположение о том, что законы науки должны быть одинаковы для всех наблюдателей независимо от того, как движутся эти наблюдатели. В ОТО существование гравитационного взаимодействия объясняется искривлением четырехмерного пространства-времени.

Первичная черная дыра – черная дыра, возникшая на очень ранней стадии развития Вселенной.

Позитрон – античастица (положительно заряженная) электрона.

Поле – нечто, существующее во всех точках пространства и времени, в отличие от частицы, которая существует только в одной точке в каждый момент времени.

Предел Чандрасекара – максимально возможная масса стабильной холодной звезды, выше которой звезда должна сколлапсировать в черную дыру.

Принцип исключения Паули – две одинаковые частицы со спином 1/2 не могут (в пределах, которые даются принципом неопределенности) обладать одновременно и одинаковыми положениями в пространстве, и разными скоростями.

Пропорциональность – утверждение "X пропорционально Y" означает, что при умножении Y на какое-нибудь число Х умножается на это же число. Утверждение "Х обратно пропорционально Y" означает, что при умножении Y на какое-нибудь число X делится на это же число.

Пространственное измерение – любое из трех пространственно-подобных измерений пространства-времени, т.е. любое измерение, кроме временного.

Пространство-время – четырехмерное пространство, точки которого отвечают событиям.

Протон – положительно заряженная частица. Протоны образуют примерно половину всех частиц, входящих в состав ядер большинства атомов.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение одного атомного ядра в другое.

Световая секунда (световой год) – расстояние, проходимое светом за одну секунду (за один год).

Световой конус – поверхность в пространстве-времени, которая ограничивает возможные направления световых лучей, проходящих через данное событие.

Сильное взаимодействие – самое сильное и самое короткодействующее из четырех фундаментальных взаимодействий. Благодаря сильному взаимодействию кварки удерживаются внутри протонов и нейтронов, а протоны и нейтроны, собравшись вместе, образуют атомные ядра.

Сингулярность – точка пространства-времени, в которой кривизна его становится бесконечной.

Слабое взаимодействие – второе по слабости из четырех известных взаимодействий. Обладает очень коротким радиусом действия. В слабом взаимодействии принимают участие все частицы материи, но в нем не участвуют частицы – переносчики взаимодействия.

Событие – точка в пространстве-времени, которая определяется положением в пространстве и во времени.

Спектр – расщепление волны (например, электромагнитной) на частотные компоненты.

Специальная теория относительности – теория Эйнштейна, отправная точка которой состоит в том, что законы науки должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скоростей.

Спин (spin – вращаться, вертеться) – внутреннее свойство частицы, связанное с ее вращением вокруг собственной оси.

Стационарное состояние – состояние, не изменяющееся со временем: вращающийся с постоянной скоростью шар находится в стационарном состоянии, потому что, несмотря на вращение, в каждый момент он выглядит одинаково.

Теорема о сингулярности – теорема, в которой доказывается, что при определенных условиях сингулярность должна существовать и что, в частности, началом Вселенной должна быть сингулярность.

Теория великого объединения – теория, объединяющая электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия.

Ускорение – скорость изменения скорости какого-либо объекта.

Ускоритель частиц – устройство, которое с помощью электромагнитов дает возможность ускорять движущиеся заряженные частицы, постоянно увеличивая их энергию.

Условие отсутствия границ – представление, согласно которому Вселенная конечна, но не имеет границ (в мнимом времени).

Фаза – для волны – положение точки в цикле в определенный момент времени: мера того, находится ли точка на гребне, во впадине или где-нибудь в промежутке.

Фон микроволнового излучения – излучение, возникшее при свечении горячей ранней Вселенной (называется реликтовым). Оно сейчас испытывает такое сильное красное смещение, что регистрируется не в виде света, а в виде волн микроволнового диапазона (радиоволны с сантиметровыми длинами волн).

Фотон – квант света.

Частично-волновой дуализм – лежащее в основе квантовой механики представление о том, что не существует различия между частицами и волнами, частицы могут иногда вести себя как волны, а волны – как частицы.

Частота – для волны это число полных циклов в секунду.

Черенковское излучение – излучение света заряженной частицей при ее движении в веществе с постоянной скоростью, превышающей скорость распространения света в этом веществе.

Черная дыра – область пространства-времени, из которой ничто, даже свет, не может выбраться наружу, потому что в ней чрезвычайно сильно действие гравитации.

Электрический заряд – свойство частицы, благодаря которому она отталкивает (или притягивает) другие частицы, имеющие заряд того же (или противоположного) знака.

Электромагнитное взаимодействие – взаимодействие, которое возникает между частицами, обладающими электрическим зарядом. Второе по силе из четырех фундаментальных взаимодействий.

Электрон – частица, обладающая отрицательным электрическим зарядом и обращающаяся в атоме вокруг ядра.

Элементарная частица – частица, которая считается неделимой.

Энергия теории великого объединения – энергия, выше которой электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия предположительно должны стать неразличимыми.

Энергия электрослабой теории – энергия (около 100 ГэВ), выше которой исчезают различия между электромагнитными и слабыми взаимодействиями.

Эффект Доплера – изменение частоты волн при движении их источника и наблюдателя относительно друг друга.

Ядерный синтез – процесс соударения двух ядер и последующего их слияния в одно более тяжелое ядро.

Ядро – центральная часть атома, которая состоит только из протонов и нейтронов, удерживаемых в ядре сильным взаимодействием.

Основные понятия и определения

Материальная точка- тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь.

Траектория- линия, по которой движется тело.

Путь – длина траектории.

Перемещение- направленный отрезок прямой (вектор), соединяющий начальное и конечное положение тела.

Система отсчета- тело отсчета, связанная с ним система координат и указание начала отсчета времени.

Скорость- векторная величина, равная отношению перемещения ко времени.

Ускорение- отношение изменения скорости ко времени, за которое это изменение произошло, быстрота изменения скорости .

Инерция- явление сохранения скорости тела постоянной, при отсутствии внешнего воздействия или его скомпенсированности.

Масса- физическая величина, определяющая инертные и гравитационные свойства материи. Мера инертности тела.

Сила- векторная физическая величина – мера взаимодействия тел, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение
.

Механическая работа- величина, определяющая изменение энергии тела и показывающая количество энергии переданной от одного тела к другому или превращенной из одной формы в другую.

Энергия- скалярная физическая величина, характеризующая состояние тела или системы тел, общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.

Кинетическая энергия тела- энергия движения
.

Потенциальная энергия- энергия взаимодействия, зависит от взаимного положения взаимодействующих тел. Потенциальная энергия тела, находящегося в поле тяготения
. Потенциальная энергия упруго деформированного тела
.

Мощность- Отношение работы, ко времени, в течение которого эта работа совершена, работа в единицу времени

Давление- отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности.
.

Температура- физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Мера средней кинетической энергии движения молекул.
.

Теплота- форма беспорядочного (теплового) движения образующих тело частиц.

Количество теплоты- энергия отдаваемая или получаемая системой при теплообмене.

Внутренняя энергия- энергия движения (кинетическая) и взаимодействия (потенциальная) молекул.

Электрический заряд - источник электромагнитного взаимодействия, связанный с материальным носителем, определяет интенсивность электромагнитного взаимодействия.

Электрическое поле- особый вид материи, действующий на электрические заряды

Напряженность электрического поля- силовая характеристика электрического поля. Отношение силы, действующей на пробный электрический заряд, к величине этого заряда. Сила, действующая со стороны электрического поля на единичный положительный заряд.
.

Потенциал- энергетическая характеристика электрического поля. Определяет энергию взаимодействия электрического поля с единичным положительным зарядом, равен отношению энергии электрического поля к бесконечно удаленному заряду
.

Электрическое напряжение (разность потенциалов)- отношение работы эл. поля по перемещению заряда из одной точки поля в другую к величине этого заряда. Работа электрического поля по перемещению положительного единичного точечного заряда.

ЭДС (электродвижущая сила)- отношение работы сторонних сил по перемещению положительного точечного заряда к величине этого заряда. Работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда.

Электрическая емкость- способность проводника накапливать электрический заряд. Отношение заряда, сообщаемого проводнику, к разности потенциалов.

Электрический ток- направленное движение заряженных частиц,.

Сопротивление- величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Отношение напряжения на концах проводника к силе тока.

Магнитное поле- особый вид материи, существующий независимо от наших ощущений, возникающий вокруг движущихся электрических зарядов (токов) и действующий на токи.

Электромагнитное поле- особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Единство взаимосвязанных электрических и магнитных полей.

Магнитная индукция- силовая характеристика магнитного поля, равная отношению момента сил. действующих на рамку с током к площади этой рамки и силе тока в ней.

Магнитный поток- число линий магнитной индукции, пронизывающих контур с током
.

Самоиндукция- явление возникновения ЭДС индукции в проводнике, по которому протекает переменный электрический ток.

Индуктивность- величина, численно равная потоку самоиндукции при силе тока в 1 А.

Колебания- периодически изменяющийся процесс.

Свободные колебания- колебания, проходящие под действием внутренних сил системы.

Вынужденные колебания – колебания, происходящие под действием внешней периодической силы.

Гармонические колебания- колебания, совершающиеся по закону синуса или косинуса.

Автоколебания- колебания, совершающиеся в системе за счет внутреннего источника энергии.

Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, при совпадении частоты внешней периодической силы с собственной частотой колебаний системы.

Амплитуда- максимальное отклонение от положения равновесия.

Период- время одного полного колебания, время, в течение которого система возвращается в исходное положение
.

Частота- Отношение числа колебаний ко времени, в течение которого они совершаются. Число колебаний в единицу времени. Величина обратная периоду
.

Фаза колебаний- величина, определяющая состояние колебательной системы при заданной амплитуде колебаний в любой момент времени. Аргумент синуса или косинуса при гармонических колебаниях.

Волна- распространение колебаний в пространстве, в течение времени.

Электромагнитная волна - возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве.

Продольная волна- волна, направление колебаний в которой происходит в направлении распространении волны.

Поперечная волна- волна, в которой колебания совершаются перпендикулярно направлению распространения волны.

Длина волны- расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе.

Интерференция. Результат наложения когерентных волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуды и фазы результирующих колебаний.

Дифракция. Явление отклонения волн от прямолинейного направления при огибании препятствия.

Дисперсия. Явление зависимости скорости света от длины волны.

Основные физические законы

Закон сложения скоростей (перемещений). Скорость (перемещение) тела относительно неподвижной системы отсчета равна геометрической сумме скорости (перемещения) тела относительно подвижной системы отсчета и скорости (перемещения) подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

1-й закон Ньютона. Существуют системы отсчета, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано.

2-й закон Ньютона. Ускорение прямопропорционально отношению силы действующей на тело к массе этого тела.

3-й закон Ньютона. Тела взаимодействуют с силами, равными по величине и противоположными по направлению.

Закон всемирного тяготения. Сила, с которой тела притягиваются друг к другу, пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон сохранения импульса. Геометрическая сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной..

Закон сохранения энергии. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или упругости, остается неизменной.

Закон Паскаля. Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в любую точку жидкости или газа.

Закон Архимеда. На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в вытесненном телом объеме
.

Закон Бойля-Мариотта. Для газа данной массы произведение давления на объем постоянно, при постоянной температуре.

Закон Гей-Люссака. Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, при постоянном давлении.

Закон Шарля. Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, при постоянном объеме.

1-й закон термодинамики. Количество теплоты, переданной системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

2-й закон термодинамики. (Клаузиус) Невозможно перевести теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах.

Закон сохранения электрического заряда. Алгебраическая сумма зарядов всех частиц в замкнутой системе остается постоянной.

Закон Кулона. Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром
.

Закон отражения света. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения, лежат в одной плоскости, при этом угол падения равен углу отражения.

Закон преломления света. Луч падающий, луч, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения, лежат в одной плоскости, при этом отношения синуса угла падения к синусу угла преломления равно абсолютному показателю преломления вещества.

Физические термины

Акустика (от греч. akustikos – слуховой) – в широком смысле – раздел физики, исследующий упругие волны от самых низких частот до самых высоких (1012– 1013 Гц); в узком смысле – учение о звуке. Общая и теоретическая акустика занимаются изучением закономерностей излучения и распространения упругих волн в различных средах, а также взаимодействия их со средой. К разделам акустики относятся электроакустика, архитектурная акустика и строительная акустика, атмосферная акустика, геоакустика, гидроакустика, физика и техника ультразвука, психологическая и физиологическая акустика, музыкальная акустика.

Астроспектроскопия – раздел астрономии, изучающий спектры небесных тел с целью определения по спектральным характеристикам физических и химических свойств этих тел, в том числе скоростей их движения.

Астрофизика – раздел астрономии, изучающий физическое состояние и химический состав небесных тел и их систем, межзвездной и межгалактической сред, а также происходящие в них процессы. Основные разделы астрофизики: физика планет и их спутников, физика Солнца, физика звездных атмосфер, межзвездной среды, теория внутреннего строения звезд и их эволюции. Проблемы строения сверхплотных объектов и связанных с ними процессов (захват вещества из окружающей среды , аккреционные диски и др.) и задачи космологии рассматривает релятивистская астрофизика.

Атом (от греч. atomos – неделимый) – мельчайшая частица химического элемента , сохраняющая его свойства. В центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома; вокруг движутся электроны, образующие электронные оболочки, размеры которых (~108 см) определяют размеры атома. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре (заряд всех электронов атома равен заряду ядра), число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Атомы могут присоединять или отдавать электроны, становясь отрицательно или положительно заряженными ионами. Химические свойства атомов определяются в основном числом электронов во внешней оболочке; соединяясь химически, атомы образуют молекулы. Важная характеристика атома – его внутренняя энергия, которая может принимать лишь определенные (дискретные) значения, соответствующие устойчивым состояниям атома, и изменяется только скачкообразно путем квантового перехода. Поглощая определенную порцию энергии, атом переходит в возбужденное состояние (на более высокий уровень энергии). Из возбужденного состояния атом, испуская фотон, может перейти в состояние с меньшей энергией (на более низкий уровень энергии). Уровень, соответствующий минимальной энергии атома, называется основным, остальные – возбужденными. Квантовые переходы обусловливают атомные спектры поглощения и испускания, индивидуальные для атомов всех химических элементов.

Атомная масса – масса атома, выраженная в атомных единицах массы. Атомная масса меньше суммы масс, составляющих атом частиц (протонов, нейтронов, электронов), на величину, обусловленную энергией их взаимодействия.

ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА
- количество нераспавшихся радиоактивных ядер в любом образце уменьшается вдвое через каждый интервал времени, называемый периодом полураспада. Закон радиоактивного распада является статистическим законом и справедлив при достаточно большом числе радиоактивных ядер. Период полураспада не зависит от внешних условий и от времени начала отсчета.

ЗАКОН СМЕЩЕНИЯ ВИНА
– при повышении температуры максимум энергии в спектре излучения абсолютно черного тела смещается в сторону более коротких волн и притом так, что произведение длины волны, на которую приходится максимум энергии излучения, и абсолютной температуры тела равно постоянной величине.

ЗАКОНЫ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА
1-й закон: количество электронов, выбиваемых светом заданной длины волны с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света;

2-й закон: максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности;

3-й закон: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. такая минимальная частота света (или максимальная длина волны), при которой еще возможен фотоэффект, и если частота света меньше этого критического значения, то фотоэффекта уже не происходит.

ИЗОТОПЫ
– это разновидности данного химического элемента, различающиеся массовым числом своих ядер. Ядра изотопов одного элемента содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Имея одинаковое строение электронных оболочек, изотопы обладают практически одинаковыми химическими свойствами . Однако по физическим свойствам изотопы могут различаться весьма резко.

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
– это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул. Это рентгеновское излучение и γ-излучение, потоки β-частиц, электронов, позитронов, протонов, нейтронов и т. д. Видимое и ультрафиолетовое излучения не относят к ионизирующим излучениям.

КВАНТ СВЕТА (фотон)
– порция энергии электромагнитного излучения, элементарная частица , являющаяся порцией электромагнитного излучения, переносчик электромагнитного взаимодействия. Термин, используемый для описания света как потока нейтральных частиц, проявляющих и волновые свойства в ряде экспериментов.

КВАРКИ
– это точечные, бесструктурные образования, относящиеся к истинно элементарным частицам, которые были введены для систематизации многочисленных (более сотни) элементарных частиц, открытых в XX веке (электрон, протон, нейтрон и т.д.). Характерной особенностью кварков, не встречающейся у других частиц, является дробный электрический заряд, кратный 1/3 элементарного. Попытки обнаружить кварки в свободном состоянии к успеху не привели.

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ
– это универсальное свойство природы, заключающееся в том, что в поведении микрообъектов проявляются и корпускулярные, и волновые черты. Термин введен при развитии квантовой физики , поскольку по представлениям классической физики движение частиц (корпускул) и распространение волн – принципиально разные физические процессы. Оказалось, что в физике микромира такое представление неверно. Было установлено, что свет для объяснения закономерностей фотоэффекта приходится считать потоком частиц, а для электронов и протонов можно наблюдать интерференцию и дифракцию.

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ НЕЙТРОНОВ
– это характеристика цепного процесса распада радиоактивных ядер, равная отношению числа нейтронов в каком-либо поколении цепной реакции к породившему их числу нейтронов в предыдущем поколении.

КРАСНАЯ ГРАНИЦА ФОТОЭФФЕКТА
– это минимальная частота света ν0 или максимальная длина волны λ0, при которой еще возможен фотоэффект.

КРИТИЧЕСКАЯ МАССА
– это минимальная масса ядерного топлива, при которой возможна цепная реакция деления ядер.

ЛАЗЕР (оптический квантовый генератор)
– это источник света, работающий на принципе вынужденного излучения. Название «лазер» (LASER) образовано первыми буквами слов английского выражения Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что в переводе означает «усиление света с помощью вынужденного излучения». Высокая степень когерентности и острая направленность лазерного излучения, а также возможность сконцентрировать в импульсе очень большую мощность (при достаточной интенсивности лазерный луч плавит и обращает в пар любое вещество) привело к широкому распространению лазеров в самых различных областях техники и медицины.

ЛИНЕЙЧАТЫЕ СПЕКТРЫ
– это оптические спектры, состоящие из отдельных спектральных линий. Линейчатые спектры характерны для излучения нагретых веществ, находящихся в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. Для линейчатого спектра излучения характерна следующая закономерность: атомы данного химического элемента излучают волны строго определенного набора частот, поэтому линейчатый спектр излучения у каждого химического элемента свой, не совпадающий со спектром ни одного другого химического элемента. Линейчатым у отдельных атомов вещества является не только спектр излучения, но и спектр поглощения. Для спектра поглощения справедлива следующая закономерность: атомы вещества поглощают свет как раз тех частот, которые они испускают в нагретом состоянии; поэтому линии в спектре поглощения данного химического элемента расположены в тех же местах спектра, что и линии в спектре его излучения.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
– это избыточное над тепловым электромагнитное излучение тела (холодное свечение), вызванное либо бомбардировкой вещества электронами (катодолюминесценция), либо пропусканием через вещество электрического тока (электролюминесценция), либо действием какого-либо облучения (фотолюминесценция).

ЛЮМИНОФОРЫ
– это твердые и жидкие вещества, способные излучать свет под действием потоков электронов (катодолюминофоры), ультрафиолетового излучения (фотолюминофоры) и т.п.

МАССОВОЕ ЧИСЛО
– это число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Массовое число равно округленной до целого числа относительной атомной массе элемента. Для массового числа существует закон сохранения, являющийся частным случаем закона сохранения барионного заряда.

НЕЙТРИНО
– это легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Отличительное свойство нейтрино – огромная проникающая способность. Считается, что эти частицы заполняют все космическое пространство со средней плотностью около 300 нейтрино на 1 см3.

НЕЙТРОН
– это электрически нейтральная частица, имеющая массу, в 1839 раз превышающую массу электрона. Свободный нейтрон – нестабильная частица, распадающаяся на протон и электрон. Нейтрон является одним из нуклонов (наряду с протоном) и входит в состав атомного ядра.

НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР (сплошной спектр)
– это спектр, содержащий непрерывную последовательность всех частот (или длин волн) электромагнитных излучений, плавно переходящих друг в друга. Непрерывный спектр дают раскаленные твердые тела, светящиеся жидкости, плотные газы, а также высокотемпературная плазма. В оптической области при разложении света от этих тел с помощью спектрального аппарата (спектроскопа или спектрографа) непрерывный спектр представляется в виде радужно окрашенной полосы, в которой можно различить семь основных цветов (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый), плавно переходящих друг в друга. Распределение энергии по частотам в непрерывном спектре излучения различных тел различно.

НУКЛЕОСИНТЕЗ
– это последовательность ядерных реакций, ведущая к образованию все более тяжелых атомных ядер из других, более легких.

НУКЛОНЫ
– это общее наименование для протонов и нейтронов – частиц, из которых построены атомные ядра.

ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ
– это состояние атома, молекулы или какой-либо другой квантовой системы с наименьшим из возможных значений внутренней энергии. В отличие от возбужденных состояний основное состояние является устойчивым.

ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА
– это промежуток времени, в течение которого исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое. У разных элементов он может принимать значения от многих миллиардов лет до долей секунды. Для каждого вида ядер период полураспада является строго постоянной величиной. Опыты с радиоактивными веществами показали, что никакие внешние условия (нагревание до высоких температур, большие давления и т. д.) не могут повлиять на характер и скорость распада.

ПОЗИТРОН
– элементарная частица с положительным зарядом, равным заряду электрона, с массой, равной массе электрона. Она является античастицей по отношению к электрону.

ПОЛОСАТЫЕ СПЕКТРЫ
– это оптические спектры молекул и кристаллов, состоящие из широких спектральных полос, положение которых различно для различных веществ.

ПОСТУЛАТЫ БОРА
– это основные принципы «старой» квантовой теории – теории атома, разработанной в 1913 г. датским физиком Бором.
Первый постулат Бора: атом может находиться не во всех состояниях, допускаемых классической физикой, а только в особых квантовых (или стационарных) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.
Второй постулат Бора: при переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения. Энергия излучаемого или поглощаемого при этом кванта (фотона) равна разности энергий стационарных состояний.

ПРОТОН
– это положительно заряженная элементарная частица, имеющая массу, превышающую массу электрона в 1836 раз; ядро атома водорода. Протон (наряду с нейтроном) является одним из нуклонов и входит в состав атомных ядер всех химических элементов.

РАБОТА ВЫХОДА
– минимальная работа, которую необходимо совершить для удаления электрона из твердого или жидкого вещества в вакуум. Работа выхода определяется родом вещества и состоянием его поверхности.

РАДИОАКТИВНОСТЬ
– это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы: Всякий самопроизвольный радиоактивный распад экзотермичен, то есть происходит с выделением тепла.

СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
– это одно из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого являются ядерные силы. По сравнению с другими типами взаимодействий является наиболее интенсивным. Обладает короткодействующим характером: радиус его действия составляет всего лишь 10–15 м. Сильное взаимодействие свойственно частицам, называемым адронами. Переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны.

СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
– это одно из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого является бета-распад атомных ядер. Слабое взаимодействие менее интенсивно, чем сильное и электромагнитное взаимодействия, но гораздо сильнее гравитационного. Слабое взаимодействие свойственно почти всем частицам, однако радиус его действия чрезвычайно мал: ~10–18 м. Переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные бозоны.

СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТЕЙ
– это фундаментальное соотношение квантовой механики, согласно которому произведение неопределенностей («неточностей») в координате и соответствующей проекции импульса частицы при любой точности их одновременного измерения не может быть меньше величины, равной половине постоянной Планка. Из соотношения неопределенностей следует, что чем точнее определяется местоположение частицы, тем менее точной оказывается информация о ее импульсе, и наоборот.

СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ
– это совокупность частот или длин волн, содержащихся в излучении данного вещества.

СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ
– это совокупность частот (или длин волн) электромагнитных излучений, поглощаемых данным веществом.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
– это метод определения химического состава вещества по его спектру. Различают качественный спектральный анализ, с помощью которого устанавливается, какие химические элементы входят в состав вещества, и количественный спектральный анализ, позволяющий по интенсивности спектральных линий химического элемента определить его количественное содержание в исследуемом образце.

СПИН
– это собственный момент импульса элементарной частицы. Имеет квантовую природу и (в отличие от момента импульса обычных тел) не связан с движением частицы как целого.

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
– это электромагнитное излучение, возникающее за счет внутренней энергии испускающего его вещества. Характеризуется сплошным (непрерывным) спектром с максимумом, положение которого зависит от температуры вещества. С ее увеличением общая энергия теплового излучения возрастает, а максимум перемещается в область более высоких частот.

ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
– это ядерные реакции между легкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (~108 К и выше). При этом вещество находится в состоянии полностью ионизованной плазмы. Необходимость высоких температур объясняется тем, что для слияния ядер в термоядерной реакции необходимо, чтобы они сблизились на очень малое расстояние и попали в сферу действия ядерных сил. Этому сближению препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между одноименно заряженными ядрами. Чтобы их преодолеть, ядра должны обладать очень большой кинетической энергией. После начала протекания термоядерной реакции вся энергия, потраченная на разогрев смеси, компенсируется энергией, выделяющейся в ходе протекания реакции.

ТРЕК
– это след, оставляемый заряженной частицей в детекторе.

ТРИТИЙ
– это сверхтяжелый радиоактивный изотоп водорода с массовым числом 3. Среднее содержание трития в природных водах – 1 атом на 1018 атомов водорода.

УРАВНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА для фотоэффекта
– это уравнение, выражающее связь между энергией участвующего в фотоэффекте фотона, максимальной кинетической энергией вылетевшего из вещества электрона и характеристику металла, на котором наблюдается фотоэффект, – работу выхода для металла.

ФОТОН
– это элементарная частица, являющаяся квантом электромагнитного излучения (в узком смысле – света). Является истинно нейтральной частицей (т. е. не обладает никакими зарядами). Распространяется всегда с фундаментальной скоростью, равной 3×108 метра в секунду. Энергия фотона пропорциональна частоте колебаний напряженности электрического поля излучения, коэффициент пропорциональности – фундаментальная константа, называемая постоянной Планка.

ФОТОЭФФЕКТ (внешний фотоэффект)
– это испускание электронов телами под действием света.

ХИМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ СВЕТА
– это действия света, в результате которых в веществах, поглощающих свет, происходят химические превращения – фотохимические реакции. К химическим действиям света относятся реакции фотосинтеза в зеленых частях растений; появление загара; выцветание тканей на солнце; разложение на составные части молекул бромистого серебра в светочувствительном слое фотопластинки и т. д.
Большую роль фотохимические превращения играют в механизме зрения человека и животных. Роль света в фотохимических процессах заключается в сообщении молекуле того или иного вещества столь большой энергии, что молекула расщепляется на составные части. Химическое действие света – . Как и в случае фотоэффекта, для каждой фотохимической реакции существует красная граница, т. е. минимальная частота, при которой свет еще химически активен. Существование такой границы можно объяснить лишь с позиций квантовых представлений.

ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ
– это самоподдерживающаяся реакция деления тяжелых ядер, в которой непрерывно воспроизводятся нейтроны, делящие все новые и новые ядра.

ЧЁРНАЯ ДЫРА
– это область пространства, в которой существует настолько сильное гравитационное поле, что даже свет не может покинуть эту область и уйти в бесконечность.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
– это условное название большой группы микрообъектов, не являющихся атомами или атомными ядрами (за исключением протона – ядра атома водорода).
В настоящее время открыто около 400 таких частиц (вместе с античастицами). Большинство из них не удовлетворяют строгому определению элементарности (неразложимости на еще более «мелкие» образования), поскольку по современным представлениям они (в частности, протон и нейтрон) являются составными системами. По этой причине вместо термина «элементарные» иногда используют название «субъядерные частицы». Те же частицы, которые претендуют на роль первичных элементов материи, называют истинно элементарными или фундаментальными частицами. Фундаментальными в настоящее время считаются лептоны (например, электрон), кварки и переносчики взаимодействий (фотон, гравитон, глюоны и промежуточные бозоны). В противоположность им все адроны (куда входят мезоны и барионы, в том числе нуклоны) являются составными объектами, построенными из более «мелких» частиц, называемых кварками.
Отдельные элементарные частицы различаются своей массой, средним временем жизни, электрическим зарядом и другими характеристиками. Одним из наиболее фундаментальных свойств элементарных частиц является их взаимопревращаемость. Образующиеся в результате различных взаимодействий частицы не входят в состав исходных частиц, а рождаются непосредственно в процессах их соударений или распадов.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ (энергия реакции)
– это разность кинетических энергий конечного и начального состояния частиц, участвующих в ядерной реакции Для нахождения энергии выделившейся в ядерной реакции следует из массы исходных компонентов вычесть массу продуктов и умножить на квадрат скорости света.

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНОГО ЯДРА
– это минимальная энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. При образовании ядра из нуклонов происходит уменьшение энергии ядра, что сопровождается уменьшением массы, т. е. масса ядра должна быть меньше суммы масс отдельных нуклонов, образующих это ядро. Разность между суммой масс нуклонов (протонов и нейтронов) и массой состоящего из них ядра, умноженная на квадрат скорости света в вакууме, и есть энергия связи нуклонов в ядре. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, называется удельной энергией связи.

ЭФФЕКТ КОМПТОНА
– это уменьшение частоты электромагнитного излучения при его рассеянии на свободных электронах. Наблюдается для больших частот рассеиваемого излучения (в рентгеновской области и выше). В эффекте Комптона проявляются квантовые свойства электромагнитного излучения. Правильное объяснение эффекта было дано на основе представления о том, что электромагнитное излучение представляет собой поток фотонов, обладающих энергией и импульсом связанных с частотой излучения.

ЯДЕРНАЯ (ПЛАНЕТАРНАЯ) МОДЕЛЬ АТОМА
– модель строения атома, предложенная английским физиком Резерфордом, согласно которой атом так же пуст, как Солнечная система . В центре атома ядро, которое заряжено положительно, и в нем сосредоточена практически вся масса атома. Ядро элемента с порядковым Z несет заряд, в Z раз превышающий элементарный, имеет размеры, в десятки тысяч раз меньшие размеров всего атома. Вокруг ядра под действием кулоновских электрических сил обращаются Z электронов, так что в целом атом нейтрален.

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
– это превращения атомных ядер в результате взаимодействия друг с другом или какими-либо элементарными частицами. Для осуществления ядерной реакции необходимо, чтобы сталкивающиеся частицы сблизились на расстояние порядка 10–15 м. Ядерные реакции подчиняются законам сохранения энергии, импульса, электрического и барионного зарядов. Ядерные реакции могут протекать как с выделением, так и с поглощением кинетической энергии, причем эта энергия примерно в 106 раз превышает энергию, поглощаемую или выделяемую при химических реакциях.

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ
– это мера взаимодействия нуклонов в атомном ядре. Именно эти силы удерживают одноименно заряженные протоны в ядре, не давая им разлететься под действием электрических сил отталкивания. Ядерные силы обладают рядом специфических свойств:
1. Ядерные силы на 2–3 порядка интенсивнее электромагнитных.
2. Ядерные силы имеют короткодействующий характер: радиус их действия R ~ 10–15 м (т. е. совпадает по порядку величины с радиусом атомного ядра).
3. Ядерные силы являются силами притяжения на расстояниях ~ 10–15 м, но на существенно меньших расстояниях между нуклонами переходят в силы отталкивания.
4. Ядерные силы нецентральны; на классическом (неквантовом) языке это означает, что они направлены под некоторым углом к прямой, соединяющей взаимодействующие частицы (силы такого типа называют тензорными силами).
5. Ядерные силы обладают зарядовой независимостью, т. е. силы, действующие между нейтроном и нейтроном, между протоном и протоном, а также между нейтроном и протоном, одинаковы.
6. Ядерные силы обладают свойством насыщения: каждый нуклон в ядре притягивает к себе лишь небольшое число своих соседей, отталкивая при этом остальные частицы.
7. Наряду с обычными (парными) ядерными силами существуют и так называемые тройные (и вообще многочастичные) ядерные силы, радиус действия которых примерно вдвое меньше радиуса действия обычных парных сил. (Под тройными имеют в виду силы между тремя частицами, обращающиеся в нуль при удалении на бесконечность хотя бы одной из этих частиц.)
8. Ядерные силы, по крайней мере частично, имеют обменный характер. Согласно мезонной теории ядерных сил взаимодействие между нуклонами осуществляется путем испускания и поглощения этими частицами квантов особого пионного поля – пи-мезонов. Полной законченной теории ядерных сил, которая объясняла бы и предсказывала все их свойства, пока еще не создано.

ЯДЕРНЫЕ ФОТОЭМУЛЬСИИ
– это фотоэмульсии, используемые для регистрации треков заряженных частиц. При исследовании частиц высоких энергий эти фотоэмульсии укладываются в стопки из нескольких сотен слоев. Пролетающая через них заряженная частица возбуждает встретившиеся на пути атомы, приводя к образованию в фотоэмульсии скрытого изображения. После проявления трек становится видимым. Благодаря большой тормозящей способности фотоэмульсий треки получаются короткими. Так, например, в типичной фотоэмульсии α-частицы с энергией 55 МВ оставляют трек длиной около 1 мм. Поэтому следы, оставляемые в фотоэмульсиях, наблюдают с помощью микроскопов, дающих увеличение от 200 до 2000 раз.

ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР
– это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция деления ядер. Главной частью ядерного реактора является активная зона, в которой протекает цепная реакция и происходит выделение ядерной энергии . Управление протеканием цепной реакции осуществляется с помощью специальных регулирующих стержней, которые с помощью дистанционного пульта управления вводят в активную зону реактора. Эти стержни изготавливают из материалов, сильно поглощающих нейтроны (кадмий или бор). Параметры активной зоны рассчитывают так, чтобы при полностью вставленных стержнях цепная реакция заведомо не шла. Реактор начинает работать тогда, когда стержни выдвинуты настолько, что коэффициент размножения нейтронов оказывается равным 1.

ЯДРО (атомное)
– это положительно заряженная центральная часть атома, в которой сосредоточено 99,96% его массы. Радиус ядра ~10–15 м, что приблизительно в сто тысяч раз меньше радиуса всего атома, определяемого размерами его электронной оболочки.
Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Их общее количество в ядре обозначают буквой А и называют массовым числом. Число протонов в ядре Z определяет электрический заряд ядра и совпадает с атомным номером элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Число нейтронов в ядре может быть определено как разность между массовым числом ядра и числом протонов в нем. Массовое число – это число нуклонов в ядре.
Нуклоны в ядре удерживаются особыми ядерными силами, которые являются частным проявлением так называемого сильного взаимодействия. Действующие в ядре мощные ядерные силы обеспечивают его устойчивость. Мерой устойчивости ядра является его энергия связи.

1.Материальная точка-это тело,размерами которого можно принебречь при решении конкретных задач. 2.Сисема отсчета-это система координат;тело отсчета,с которым она связана и прибор для измерения времени. 3.Перемещение-это вектор соединяющий начальное положение тела с конечным положением тела 4.Траектория-воображаемая линия по которой движется тело. 5.Путь-длина траектории 6.Средняя скорость-отношение всего пути,пройденного с разными скоростями ко всему времени движения . 7.Прямолинейное движение-движение вдоль одной прямой 8.Прямолинейное равномерное движение-это движение,при котором тело,двигаясь по прямой за равные промежутки времени проходит равные расстояния. 9.Скорость при равномерном движении-векторная величина равная отношению перемещения телаза любой промежуток времени к этому промежутку. 10.Равноускоренное движение-это движение с постоянным ускорением. 11.Ускорение-Скорость,изменение скорости. 12.График Скорости-зависимость скорости от времени движения 13.Тормозной путь-это расстояние,пройденное телом от начала торможения,до его полной остановки. 14.Сила-это векторная величина,является количественной мерой взаимодействия тел. 15.Иннерциальная система отсчета-это такая система отсчета,относительно которой тело движется прямолинейно и равномерно или покоится если на него не действуют никакие силы. 16."Первый закон Ньютона":Существуют системы отсчета,называемые иннерциальными,относительно которых тело движется равномерно,прямолинейно или покоится если сумма действующих на него сил равна нулю. 17."Второй закон Ньютона":Ускорение,вызванное силой,действующее на тело,прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе тела 18."Третий закон Ньютона":Сила противодействия равна силе действия 19.Вес тела-это сила,с которой тело давит на опору или подвеску. 20.Свободное падение-это движение под действием силы тяжести 21." Закон Всемирного Тяготения":Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. 22.Гравитационная постоянная-это физическая величина равная силе,с которой притягиваются два тела,массой 1 кг на расстоянии 1 метр. 23.Импульс тела-векторная величина,равная произведению массы тела на его скорость 24."Закон Сохранения Импульсов":Векторная сумма импульсов тел,составляющих замкнутую систему не меняется с течением времени при любых взаимодействиях тел между собой. 25.Инерция-это способность тела продолжать движение после прекращения действия на него силы. 26.Масса-мера инерции. 27.Механические колебания-это любые периодически повторяющиеся механические движения. 28.Период-это время за которое тело совершает одно колебание. 29.Частота-это физическая величина,равная числу колебаний в единицу времени . 30.Амплитуда колебаний-это величина равная максимальному отклонению от положения равновесия. 31.Свободные колебания-это колебания,вызванные первоначальным отклонением от положения равновесия. 32.Гармонические колебания-это колебания,описываемые уравнением синуса и косинуса. 33.Резонанс-это явление резкого увеличения амплитуды колебаний системы при совпадении частоты собственных колебаний системы с частотой внешней вынуждающей силы. 34.Волны-Любые возмущения,распространяющиеся в пространстве от места возникновения. 35.Упругие волны-это возмущения,распространяемые в упругой среде. 36.Продольные волны-это волны,колебание которых происходит вдоль направления распространения волны. 37.Поперечные волны-это волны,колебание которых происходит перпендикулярно направлению распространения волны. 38.Длина волны-это расстояние между ближайщими точками,колеблющиеся в одинаковой фазе . 39.Звуковые колебания-это колебания с частотой от 20 Гц до 20кГц,которое способно воспринимать человеческое ухо. 40.Инфразвук-это колебание с частотой ниже 20 Гц 41.Ультразвук-это звук с частотой выше 20 кГц 42.Электрический ток-это упорядоченное движение заряженных частиц 43.Диэлектрики-это вещества,не проводящие электрический ток 44.Сопротивление-Физическая величина,характеризующая способность вещества проводить электрический ток. 45."Закон Ома":Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. 46.Последовательное соединение-это такое соединение,при котором все элементы цепи включены последовательно друг за другом. 47.Параллельное соединение-это такое соединение,при котором все элементы цепи включены параллельно друг другу. 48.Магнитное поле-это особый вид материи с помощью которого осуществляются магнитные взаимодействия. 49.Однородное магнитное поле-это поле,линии которого расположены параллельно друг другу с одинаковой частотой. 50.Неоднородное магнитное поле-это поле,линии которого искривлены и расположены с разной частотой. 51.Соленоид-катушка,на которую намотано большое количество витков проволоки с током. 52."Правило Буравчика":Если направление поступательного движения Буравчика совпадает с направлением тока в проводнике,то направление вращения ручки Буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля. 53."Правило правой руки":Если обхватить соленоид ладонью правой руки,направив четыре пальца по направлению тока в витках,то отставленный на девяносто градусов большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. 54."Правило левой руки":Если левую руку расположить так,чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней,а четыре пальца были направлены потоку,то отставленный на девяносто грдусов большой палец покажет направление действующей на проводник силы. 55.Индукция магнитного поля-это векторная величина,характеризующая силу магнитного поля в каждой точке пространства. 56.Одна Тесла-это такая индукция магнитного поля,которая действует на проводник длиной один метр с током один Ампер с силой один Ньютон. 57.Магнитный поток-это физическая величина,характеризующая изменение вектора магнитной индукции,проходящего через пространство,ограниченное контуром. 58.Электромагнитное поле-это особый вид материи,образованный из параждающих друг друга переменных электрических и магнитных полей. 59."Основное положение теории Макселла":Всякое изменение магнитного поля приводит к возникновению переменного электрического поля,а всякое изменение электрического поля порождает переменное магнитное поле. 60.Электромагнитная волна-это система порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрических и магнитных полей. 61.Ультрафиолетовое излучение-это Электромагнитное излучение с меньшей длиной волны. 62.Интерференция света-это явление наложения двух кагерентных волн,при котором образуется интерференционная картина 63.Когерентные волны-это волны с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз. 64.Интерференционная картина-это неменяющееся со временем картина распределения амплитуд колебаний в пространстве. 65.Альфа излучение-это поток ядер атома гелия 66.Бетта излучение-это поток электронов 67.Гамма излучение-поток фотонов 68.Радиактивность-способность атома вещества самопроизвольно излучать Альфа,Бетта и Гамма лучи. 69.Альфа распад-это явление излучения одного или нескольких ядер атома гелия. 70.Изотопы-это атомы одного вещества,имеющие разную массу ядра. 71.Нуклоны-это общее обозначение для протонов и нейтронов.

Адроны - класс элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии. К адронам относят все барионы и мезоны , включая резонансы .

Адронные струи - направленные пучки адронов, образующихся при соударении частиц высокой энергии в глубоко неупругих процессах.

Античастицы - частицы, отличающиеся от подобных им знаком электрического заряда. Названия "частица" и "античастица" в значительной мере условны.

"Аромат" - характеристика кварков, включающая всю совокупность квантовых чисел (электрический заряд, странность, "очарование" и т. д. за исключением "цвета").

Барионы - группа "тяжелых" элементарных частиц с полуцелым спином и массой не менее массы протона. К барионам относят протон, нейтрон, гипероны, часть резонансов и др.

Бозон - частица с нулевым и целочисленным спином, подчиняющаяся статистике Бозе-Эйнштейна. К бозонам относят фотоны, гравитоны (еще не открыты), мезоны , бозонные резонансы , молекулы газа, глюоны и др.

Вакуум - особый вид материи, которому соответствует в квантовой теории поля низшее энергетическое состояние квантованных полей. Характеризуется отсутствием каких-либо реальных частиц, в то же время постоянно порождает короткоживущие виртуальные частицы.

Виртуальные частицы - в квантовой теории короткоживущие частицы, для которых нарушается связь между энергией, импульсом и массой: Е 2 ≠p 2 c 2 + m 2 c 2 . Виртуальные частицы являются переносчиками взаимодействий.

Гиперзаряд (Y) - одна из характеристик адронов. Гиперзаряд выражается через другие квантовые числа адрона - барионный заряд, странность, "очарование", "красоту".

Гипероны - нестабильные элементарные частицы с массой больше нуклонной. Относятся к адронам и являются барионами .

Глюоны - гипотетические, электрически нейтральные частицы, переносчики сильного взаимодействия между кварками в квантовой хромодинамике . Спин = 1, масса покоя = 0.

Голдстоуновский бозон - гипотетическая частица с нулевым спином и нулевой массой. Введена в квантовой теории поля для различения вакуумных состояний.

Гравитационный коллапс - астрофизический процесс сжатия космических объектов под действием собственных сил тяготения.

Гравитон - квант гравитационного поля, обладающий нулевыми массой и электрическим зарядом, спин равен 2. Гравитоны - переносчики гравитационного взаимодействия; экспериментально пока не обнаружены.

Дирака монополь - гипотетическая частица, обладающая одним магнитным полюсом. Ее существование было предсказано в 1931 г. П. Дираком.

Доплера эффект - изменение частоты колебаний при движении источника по отношению к наблюдателю.

Единая теория поля - общая теория, призванная объединить все многообразие свойств элементарных частиц и особенностей их взаимодействия. В настоящее время в рамках ЕТП удалось объединить только электрические, магнитные и слабые ядерные взаимодействия.

Зарядовая четность - (С-четность), квантовое число, характеризующее поведение нейтральных частиц. В слабых взаимодействиях симметрия, связанная с зарядовой четностью, нарушается.

Изотопическая инвариантность - симметрия сильно взаимодействующих частиц. На основе изотопической инвариантности образованы мультиплеты, позволяющие эффективно классифицировать все адроны.

Инстантон - особое состояние вакуума, которому соответствует сильная флуктуация глюонного поля. В теории самоорганизации инстантон - одна из основных структур, порождаемых вакуумом.

Калибровочная симметрия - общее название класса внутренних симметрии в квантовой теории поля и квантовой хромодинамике. Калибровочные симметрии связаны со свойствами элементарных частиц.

Квазары - мощные внегалактические источники электромагнитного излучения. Существует предположение, что К. представляют собой активные ядра далеких галактик.

Квантование пространства - времени - общее название обобщений квантовой теории поля, основанных на гипотезе о существовании фундаментальной длины и фундаментального интервала времени как универсальных физических констант.

Квантовая механика (волновая механика) -теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц, а также их связь с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте.

Квантовая хромодинамика (КХД) -квантовополевая теория сильного взаимодействия кварков и глюонов, построенная по образцу квантовой электродинамики на основе "цветовой" калибровочной симметрии.

Кварки - материальные частицы, из которых, по современным представлениям, состоят все адроны. Для понимания динамики различных процессов с участием адронов в настоящее время считается достаточным шести кварков: u, d, s, с, b, t. Имеются косвенные подтверждения существования первых пяти кварков.

Квантовые числа - целые или дробные числа, которые определяют возможные значения физических величин, характеризующих квантовые системы. К квантовым числам относят: главное (n), орбитальное (l), магнитное (m e), спиновое (m s), странность, "очарование", "красоту" и др.

Киральная симметрия - в квантовой теории поля одна из фундаментальных динамических симметрии, посредством которой становится возможным хорошее описание процессов рассеяния и распада адронов при низких энергиях и при очень высоких энергиях. К киральной симметрии относят также энантиоморфизмы (правое-левое).

К-мезоны (каоны) -группа нестабильных элементарных частиц, которые участвуют в сильном взаимодействии. Зарядовая асимметрия распадов K 0 L →π - + e + (μ +) + v e (v μ) и k 0 L →π + + e - (μ -) + v e ˜ (v μ ˜), где вероятность второго распада больше, чем первого на 10 ~"\ свидетельствует о нарушении одной из фундаментальных симметрии природы (СР- инвариантности).

Комптоновская длина волны - величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов λ 0 = h / mc .

Космология - учение о Вселенной как едином целом. Выводы космологии основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии с учетом философских принципов.

Мезоны - нестабильные элементарные частицы, принадлежащие к адронам . Согласно кварковой модели, М. состоит из кварка и антикварка.

Нейтрино - легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица со спином 1 / 2 . Участвует только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Нейтрино обладают огромной проникающей способностью, а их детектирование позволит подробно изучить состояния ранней Вселенной.

Обратимый процесс - в термодинамике и статистической физике процесс перехода системы из одного состояния в другое, допускающий возможность возвращения ее в первоначальное состояние.

Обращение времени - математическая операция замены знака времени в уравнениях движения. Объективно реальное время как атрибут материи - необратимо, а поэтому операция замены знака времени возможна только как гносеологический прием, облегчающий решение физической задачи.

Операторы - в квантовой теории математический символ, используемый для совершения какого-либо действия над физической величиной.

Орбитальный момент - момент импульса микрочастицы, обусловленный ее движением в силовом поле, обладающем сферической симметрией.

Основное состояние квантовой системы - устойчивое состояние с наименьшей возможной внутренней энергией.

Открытые системы - термодинамические системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, импульсом. Последнее время изучаются открытые системы в химии и биологии.

Партоны - виртуальные составляющие адронов, проявляющиеся в глубоко неупругих процессах.

Плазма - один из основных видов материи, представляет собой частично или полностью ионизированный газ. В состоянии плазмы находится подавляющая часть Вселенной: звезды, галактические туманности, межзвездная среда. В лабораторных условиях плазма образуется в разрядах, процессах горения, МГД - генераторах и специальных установках (например, "Токамак").

Позитрон - (е+) элементарная частица с положительным электрическим зарядом, численно равным заряду электрона. Является античастицей по отношению к электрону.

Поляризация вакуума - квантово-релятивистское явление, заключающееся в рождении виртуальных пар заряженных частиц-античастиц из вакуума под влиянием внешнего поля.

Пространство и время - атрибутивные (неотъемлемые) свойства материи. Пространство выражает порядок сосуществования объектов, время - порядок смены событий. Пространство и время объективны, т. е. не зависят от человека, а их характеристики определяются исключительно характером движения соответствующих форм материи.

Протон - положительно заряженная элементарная частица, ядро атома водорода. Высказываются предположения, что протон нестабильная частица с периодом полураспада ~10 30 лет, однако экспериментальное подтверждение этой гипотезы пока не осуществлено.

Пульсары - переменные источники космического электромагнитного излучения.

Резонансы - короткоживущие возбужденные состояния адронов (t жизни ~ 10 -22 ÷10 -24 с). В отличие от других нестабильных частиц резонансы распадаются в основном за счет сильного взаимодействия. К настоящему времени открыто более 300 резонансов.

Релятивистские эффекты - физические явления , наблюдаемые при скоростях, сравнимых со скоростью света. К ним относятся: замедление времени, сокращение длин, увеличение массы тела и т. д.

Сверхпроводимость и высокотемпературная сверхпроводимость - свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении до температуры жидкого водорода и гелия. В настоящее время (март 1987 г.) обнаружен переход в сверхпроводящее состояние ряда материалов при высоких температурах, что будет иметь исключительное народнохозяйственное значение.

Симметрия - а) в физике - вид соразмерности законов. В более общем смысле симметрия - это вид отношений между двумя объектами, которые характеризуются как моментами тождества, так и моментами различия. Наиболее широко в физике используются изотопическая, "цветовая", калибровочная и другие симметрии, без которых была бы невозможна современная физическая теория; б) в философии- симметрия одно из общенаучных понятий, обозначающее становление моментов тождества в различном. Симметрия представлена в объективном мире в виде конкретных форм симметрии.

Солитон - структурно устойчивая уединенная волна в нелинейной диспергирующей (рассеивающей) среде. Солитоны интенсивно используются в построениях квантовой нелинейной теории поля.

Соответствия принцип - в методологии науки один из принципов, согласно которому всякая последующая научная теория должна включать как предельный (частный) случай предыдущую теорию. В отношении соответствия находятся, например, механика Ньютона и специальная теория относительности.

Спин - собственный момент количества движения элементарных частиц, имеет квантовую природу, обусловлен внутренним "вращением" частицы.

Спонтанное нарушение симметрии - самопроизвольное нарушение устойчивого, равновесного, симметричного состояния при условии удаления от состояния с минимальной энергией. Со спонтанным нарушением симметрии связано решение многих задач квантовой теории поля, в том числе появление частиц с нулевой массой и нулевым спином.

Супергравитация - калибровочная теория суперсимметрии, позволяющая обобщать общую теорию относительности. В рамках супергравитации, в принципе, возможно объединить все известные виды взаимодействий.

Суперсимметрия - симметрия, связывающая поля, кванты которых являются бозонами, с полями, кванты которых - ферм ионы. Наиболее интересным применением суперсимметрии является супергравитация.

СРТ- симметрия - одна из фундаментальных симметрии, согласно которой в квантовой теории поля уравнения инвариантны относительно комбинированного С (зарядового), Р (пространственного) и Т (обращение времени) преобразования.

Унитарная симметрия - приближенная симметрия, присущая сильному взаимодействию элементарных частиц. В электромагнитных и слабых взаимодействиях нарушается. На основе унитарной симметрии удалось классифицировать адроны.

Флуктуации - случайные отклонения физических величин от их средних значений. Флуктуации происходят у любых величин как следствие случайных факторов.

Фермионы - частицы, подчиняющиеся статистике Ферми-Дирака. Фермионы обладают полуцелым спином. К фермионам относят кварки, лептоны (электрон, мюон, все виды нейтрино).

Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного излучения. Масса покоя фотона равна нулю. Фотоны относятся к бозонам.

Четность - квантовомеханическая характеристика состояния микрочастицы, отображающая свойства симметрии волновой функции этой частицы относительно пространственных преобразований.

Вектор состояния - величина, полностью описывающая состояние микрообъекта (электрона, протона, атома, молекулы) и вообще любой замкнутой квантовой системы.

В квантовой теории вектор состояния принято обозначать символом | >. Если какой-то набор данных, определяющих систему, обозначить буквой x , то вектор состояния будет иметь вид | x >.

Волновая функция (ВФ) - частный случай, одна из возможных форм представления вектора состояния как функции координат и времени или сопряженных им переменных. Это представление системы, максимально приближенное к привычному классическому описанию, предполагающему наличие общего и независимого ни от чего пространства-времени.

Описание состояния микрообъекта с помощью ВФ имеет статистический, то есть вероятностный характер: квадрат абсолютного значения (модуля) ВФ указывает значение вероятностей тех величин, от которых зависит ВФ. Например, если задана зависимость ВФ частицы от координат х , у , z и времени t , то квадрат модуля этой ВФ определяет вероятность обнаружить частицу в момент t в точке с координатами х , у , z . Поскольку вероятность состояния определяется квадратом ВФ, ее называют также амплитудой вероятности.

Гармонический осциллятор (ГО) - физическая система, совершающая гармонические колебания вокруг положения устойчивого равновесия. Для ГО потенциальная энергия системы U определяется выражением, где x - отклонение системы от положения равновесия; k - постоянный коэффициент. Для гармонического осциллятора средняя кинетическая энергия системы за период колебаний в точности равна средней потенциальной энергии.

Квантовый осциллятор характеризуется дискретным набором состояний, уровни энергии En которых расположены на равных расстояниях , где n = 0, 1, 2...; h - постоянная Планка; ? - собственная частота колебаний.

Гильбертово пространство (ГП) - применительно к задачам квантовой механики, это пространство возможных состояний системы, задаваемое набором собственных (базисных, или основных) состояний.

Элементы ГП должны обладать свойствами сходимости (то есть состоять из векторов, «длина» которых конечна), для которых определенным способом установлено понятие близости между объектами.

Существенную роль в ГП играют операторы. Определенный в ГП оператор действует на один элемент ГП и переводит его в другой.

В зависимости от задачи мы можем выбирать тот или иной набор базисных состояний. Если нас интересуют пространственные координаты частицы, тогда выбирается бесконечномерное гильбертово пространство, поскольку координата - непрерывная величина, и каждой точке пространства сопоставляется отдельное состояние частицы. Если нас интересует поведение спина частицы, мы можем выбрать в качестве базиса возможные для частицы состояния спина, например, «спин-вверх» и «спин-вниз».

Декогеренция - физический процесс, который сопровождается уменьшением квантовой запутанности в результате взаимодействия системы с окружением. Декогеренция сопровождается появлением у нее классических черт: подсистемы «проявляются» из нелокального состояния, приобретая видимые локальные формы. Этот процесс можно описать как образование квантовых корреляций (или запутывание, entanglement) между системой и ее окружением, возникающую в процессе их взаимодействия. В этом смысле декогеренция тождественна квантовому измерению.

Декогеренция, обусловленная взаимодействием квантовой системы с ее окружением, разрушает квантовые эффекты, превращая их в классические. Из-за этого взаимодействия происходит «перепутывание» состояний системы с таким большим количеством состояний окружающей среды, что когерентные эффекты «теряются» при происходящем усреднении и становятся ненаблюдаемыми.

Декогеренция - это движения от источника, центра - к периферии, множеству внешне не связанных между собой феноменов. Полностью декогерированная система движется к хаосу.

Применительно к человеческой психике, декогеренция означает сужение внимания на одной стороне явления, объекте влечения или пристрастия, в результате чего человек оказывается в суженном пространстве восприятия. Одну сторону явления он приемлет, а другую - нет.

Дифракция - рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов и т. п.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при котором из начального пучка частиц формируются отклоненные пучки, направление и интенсивность которых зависят от строения рассеивающего объекта.

Дифракция частиц возникает в силу интерференции компонент, образованных при взаимодействии начального пучка с периодической структурой объекта и может быть понята лишь на основе квантовой теории. Дифракция частиц, с точки зрения классической физики, невозможна.

Дифракция света - явление, наблюдающееся при распространении света мимо резких краев различных тел (например щелей). При этом происходит нарушение прямолинейности распространения света, то есть отклонение от законов геометрической оптики.

Запутанные (квантово-коррелированные) состояния (ЗС) - форма корреляций составных систем, не имеющая классического аналога. ЗС - состояние составной системы, которая не может быть разделена на отдельные, полностью самостоятельные и независимые части, то есть это несепарабельное (неразделимое) состояние. ЗС могут возникать в системе, части которой взаимодействовали, а затем система распалась на не взаимодействующие друг с другом подсистемы. Для таких систем флуктуации отдельных частей взаимосвязаны посредством нелокальных квантовых корреляций, когда изменение одной части системы в тот же самый момент времени сказывается на остальных ее частях (даже разделенных в пространстве на бесконечно большие расстояния).

В случае взаимодействующих с окружением открытых систем связь между частицами будет сохраняться до тех пор, пока суперпозиция состояний не превратится под влиянием взаимодействия с окружающими объектами в смесь.

Интерференция - сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Если гребни одной волны совпадают в гребнями другой волны, то происходит усиление, и амплитуда возрастает. Если же гребни одной волны приходятся на впадины другой, то волны гасят друг друга, и амплитуда результирующей волны ослабевает.

Интерференция характерна для всяких волн независимо от их природы: для волн на поверхности жидкости, упругих (например, звуковых) волн, электромагнитных (например, радиоволн или световых) волн.

Квантовая система - данный термин указывает не на размер системы, а на способ ее описания методами квантовой физики в терминах состояний.

Классические корреляции - взаимосвязь характеристик каких-либо объектов посредством обычных взаимодействий путем обмена энергией. Скорость установления классических корреляций между объектами ограничена скоростью света.

Когерентность (от лат. cohaerens - находящийся в связи) - согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении. Колебания называются когерентными, если разность их фаз остается постоянной во времени и при сложении колебаний определяет амплитуду суммарного колебания.

Корреляция (от лат. correlatio - взаимозависимость) - систематическая и обусловленная связь между двумя рядами данных.

Матрица плотности - матрица (таблица элементов), при помощи которой описываются как чисто-квантовые состояния, так и смешанные состояния, возникающие при взаимодействии системы с окружением.

Нелокальность - свойство запутанных состояний, которым нельзя сопоставить локальные элементы реальности. Термин «нелокальность» часто используется для описания внепространственной связи запутанных состояний, когда одна частица или часть системы немедленно откликается на изменения с другой частицей или подсистемой вне зависимости от расстояния между ними.

Неопределенностей соотношение (принцип неопределенности) - одно из положений квантовой теории, утверждающее, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс одновременно принимают точные значения. Эквивалентная формулировка заключается в том, что у любой системы энергия может быть измерена с точностью, не превышающей, где h - постоянная Планка; ? t - время измерения. Другими словами, классические понятия координаты и импульса применимы к микрочастицам лишь в пределах, устанавливаемых соотношениями Гейзенберга. Таким образом, закон сохранения энергии в ходе малых промежутков времени может не выполняться, это дает возможность рождения виртуальных частиц (или пар), существующих непродолжительное время. Согласно квантовой теории поля, любое взаимодействие может быть представлено как совокупность процессов с участием виртуальных частиц.

Несепарабельность - принципиальная невозможность разделить систему на самостоятельные и независимые друг от друга составные части. То же, что и квантовая запутанность.

Поляризация света - свойство оптического излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны). Это связано с тем, что колеблющиеся в световой волне векторы напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н перпендикулярны направлению распространения волны и выделяют в пространстве определенные направления.

Поток энергии характеризует интенсивность обмена энергией какого-либо объекта с окружением. Плотность потока энергии есть количество энергии, протекающее в единицу времени через единичную площадь поверхности, расположенной перпендикулярно потоку. Потоки энергии внутри тела возникают в силу неравномерности распределения энергии, то есть в силу наличия градиентов энергии, возникающих, например, при ускорениях. Применительно к нашему восприятию это ощущается как «дух захватило», «кровь к голове прилила», «волосы зашевелились» или мягкому чувствованию происходящего в теле.

Рассеяние - процесс взаимодействия микрочастиц с различными объектами (в том числе другими частицами), в ходе которого могут измениться их энергия, направление движения, внутреннее состояние и т. д.

Рекогеренция - процесс, обратный декогеренции, то есть переход от смешанных (классических) состояний к чисто-квантовым. Это процесс обретения системой квантовых свойств, включая квантовую запутанность, при прекращении или ослаблении взаимодействия с окружением. Для рекогеренции системы в квантовое состояние необходимо прекращение или ослабление обмена информацией с окружением.

В ходе рекогеренции плотные материальные оболочки «расплываются», а границы между телами начинают исчезать, происходит объединение подсистем в единую нелокальную квантовую систему. Рекогеренция означает движение от периферии мелькающих феноменов к центру, к их источнику.

Применительно к человеческой психике рекогеренция означает осознание, синтез, попадание в источник, то есть переход к пониманию происходящего из более широкого спектра восприятия мира. Для рекогеренции необходимо уметь различать достаточно полный набор состояний некоторого пространства событий и уметь управляемо взаимодействовать с ними.

В этом случае рекогеренция сводится к дефокусировке внимания, то есть снятию фокуса внимания с вызвавшего пристрастие объекта, мысли или чувства без их подавления.

В субъективном восприятии рекогеренция может быть охарактеризована состоянием покоя, ясности, не-занятости, расширенным видением происходящего. В случае «рекогеренции» бытовых неурядиц результат может быть выражен словами: «Этот вопрос меня больше не занимает»; «Я заметил вокруг столько нового и интересного»; «Оказалось, все очень даже неплохо»; «Я со всей ясностью понял, что надо делать».

Смешанное состояние - такое состояние системы, которое невозможно описать одним вектором состояния, оно может быть представлено только матрицей плотности. В смешанном состоянии не задан максимально полный набор независимых физических величин, определяющих состояние системы, а определены лишь вероятности w 1, w 2... обнаружить систему в различных квантовых состояниях , описываемых векторами состояния |1>, |2>...

Состояние системы - реализация возможных при данных условиях тех или иных потенциальных возможностей системы. Характеризуется набором величин, которые могут быть измерены.

Чистое состояние (чисто-квантовое состояние) - состояние, которое может быть описано вектором состояния. Чистыми состояниями описываются замкнутые системы.