Физика

Физика (от древнегреческого «природа») – это наука из области естествознания, которая изучает и дает понятия общим и фундаментальным закономерностям, определяющим состав, структуру, явления и эволюцию материального мира. Практически все законы физики – это фундаментальная основа естествознания, которая дает «толчок» развитию других наук.

Сам термин «физика» впервые был употреблен Аристотелем, величайшим мыслителем древности, жившим в IV веке до нашей эры. Изначально данная наука приравнивалась к философии, поскольку, по мнению ученых умов того времени, вместе эти дисциплины объясняли в целом функционирование Вселенной. Но, в ходе серьезного научного прогресса в XVI веке, физика стала отдельным направлением науки. В русском языке слово «физика» появилось благодаря Михаилу Васильевичу Ломоносову, когда он перевел немецкий учебник по физике, и первым издал его в России. Учебник российского написания впервые был выпущен первым отечественным академиком Страховым, под названием «Краткое начертание физики».

В настоящее время значение физики очень велико. Ведь все то, чем отличается современное общество от своих прародителей в прошлых веках, проявилось в результате использования научных открытий в физике. Например, исследования в сфере электромагнетизма позволили создать телефоны, а различные открытия в термодинамике – автомобиль. Также и развитие электроники привело к разработке компьютеров. И вместе с этим, физическое понимание процессов, происходящих в окружающей среде, постоянно развивается. Большинство открытий получают широкое применение в промышленности и технике. Но, вместе с этим, новые открытия поднимают и новые вопросы, поскольку обнаруживаются явления, для которых требуются совершенные иные, еще неизвестные, физические теории. И, несмотря на большой объем накопленных знаний, современная физика еще не способна объяснить абсолютно все явления природы.

Предмет физики.
Физика – это наука, изучающая природу в самом общем и целом смысле, поскольку она изучает не только материю и энергию, но и основные взаимодействия и явления природы, управляющие действиями веществ друг с другом и изолированно. Также, рассматриваемые в физике явления и процессы не всегда изучаются только физикой – они едины для всех материальных систем. Физика служит лишь фундаментом – так, сохранение энергии, например, называется физическим законам. В некоторых случаях физика переходит в разряд «фундаментальных наук», поскольку остальные естественные науки (такие как биология, геология, химия и др.) ставят своей целью рассмотрения только обособленного класса систем материи, в основе явлений которых также лежат законы физики. К примеру, химия рассматривает атомы, созданные из них вещества, и их превращения из одной материи в другую. Химические свойства однозначно подчиняются физическим свойствам атомов и молекул, которые описываются в разделах по термодинамике, электромагнетизму и квантовой физике.
Читать статью

Экспериментальная техника измерения

Установки для измерения потенциала или тока течения состоят из следующих основных частей: диафрагмы, блока электрических измерений, резервуара с раствором и регулятора давления. Диафрагма.

В работе описаны варианты порошковых диафрагм, в которых материал уплотнен только под действием силы тяжести. Наряду с этим используются диафрагмы с регулируемой пористостью. В работах указывается, что сопротивление перфорированных дисков должно быть много меньше сопротивления диафрагмы.

В противном случае потенциал течения, обусловленный двойным слоем на дисках, может быть соизмерим с потенциалом течения, характеризующим материал диафрагмы. Блок электрических измерений. Чтобы свести к минимуму утечки тока через прибор при измерении потенциала течения, прибор должен обладать очень высоким сопротивлением. Большинство осложнений при измерении потенциала течения возникает в связи с использованием электродов.

Весьма ценной поэтому может оказаться ячейка, в которой предусмотрена возможность одновременного измерения двумя различными типами электродов. Хотя обычно используются обратимые электроды, Булл рекомендовал использовать полированные платиновые электроды, если ток в системе достаточно мал. Однако Гюнтер и Александер, используя полированные платиновые электроды, обнаружили, что при малых перепадах давления линейная зависимость потенциала от давления нарушается вследствие значительной разности потенциалов (порядка 200 мв), которая сохраняется после остановки жидкости.

Данный эффект, названный асимметричным потенциалом, может быть устранен при длительной промывке и воздействии на электроды вначале постоянным током при использовании платинового электрода как анода (с целью удаления следов тяжелых металлов), а затем электролизом в разбавленной H2S04 переменном токе, К сожалению, при проведении эксперимента потенциал Ел возникает вновь, достигая 20-40 мв.

При изменении направления течения жидкости он либо суммируется с потенциалом течения, либо вычитается из него, вследствие чего возникает возможность исключения его. Асимметричный потенциал, наблюдавшийся в работах, был много меньше потенциала течения, так как использовался большой перепад давления. Правдич и Мирник обнаружили асимметричный потенциал, используя Ag AgCl-электроды. Становится очевидным, что вблизи изоэлектрической точки диафрагмы, и в особенности при определении состава электролита, обеспечивающего изоэлектрическую точку, электроосмос в пузырьковом расходомере игнорировать нельзя.

Так как сечение смачивающей пленки много меньше сечения капилляра, а ток через эти сечения одинаков, напряженность электрического поля в пленке может быть большой. Пленка не находится в состоянии покоя, как принималось в работе, а, напротив, в ней развивается столь значительное электроосмотическое скольжение, что средняя скорость движения жидкости может значительно превышать скорость пузырька. Формула поэтому может быть далека от действительности.
Экспериментальная техника

Параметрическая генерация света

Эти соотношения указывают, что за счет взаимодействия волн на частотах возникает переизлучение на частоте а за счет взаимодействия волн на частотах переизлучение на частоте.

Аналогично генерации второй гармоники для эффективного взаимодействия волны нелинейной поляризации со световой волной этой частоты ш1 необходимо, чтобы фазовый сдвиг между ними сохранялся с расстоянием z. Отметим, что полученные ранее соотношения можно рассматривать как частный случай более общих соотношений. Если условие синхронизма выполнено, то энергия волны накачки эффективно передается волнам с частотами ш1 и co2t которые усиливаются в нелинейной среде.

Этот процесс аналогичен процессу параметрического преобразования частоты в радиотехнике и в оптике называется параметрическим преобразованием оптического излучения. Но в отличие от радиодиапазона параметрическое преобразование в оптике носит волновой характер. поэтому кроме обычной "частотной" настройки требует соответствующей "волновой" настройки.

Существенным является то, что в оптике все нелинейные эффекты развиваются не только во времени, но и в пространстве. Поскольку нелинейная среда за счет параметрического преобразования способна усиливать излучение на частотах вводя положительную обратную связь путем помещения кристалла в оптический резонатор, можно получить генерацию света на этих частотах.

Принцип действия параметрического генератора состоит в следующем. Нелинейный кристалл помещают в оптический резонатор, создаваемый зеркалами. На кристалл действует мощная электромагнитная волна накачки на частоте распространяющаяся вдоль оптической оси резонатора ОО. В результате параметрического преобразования с превышением усиления над потерями (при выполнении условий само возбуждения) в резонаторе возникает генерация на частотах.

Начальные сигналы обусловлены собственными (шумами) на частотах всегда присутствующими в системе. Важно то, что частоту генерации в параметрическом генераторе света можно плавно изменять в широких пределах. Для перестройки частоты Генерации параметрического генератора в принципе пригодны Любые эффекты, приводящие к изменению оптической индикатрисы и направлений синхронизма. Кроме поворота кристалла возможна температурная перестройка.

Можно также использовать электрооптические и фотоупругие эффекты. Поскольку эффективное преобразование происходит лишь Я мощном монохроматическом световом потоке, накачка параметрических генераторов обычно осуществляется лазерным излучением. КПД преобразования достигает 10%. В качестве нелинейных сред могут служить те же кристаллы, что и для генерации Гармоник.

Генерация гармоник и условие фазового синхронизма: Рассмотрим для определенности генерацию второй гармоники. Мощное лазерное излучение на частоте проходя через фильтр, поступает на нелинейный оптический элемент, в качестве которого могут быть использованы различные диэлектрические кристаллы.
По материалам izuchenie-nelineynoy-optiki.ru

[an error occurred while processing this directive] [an error occurred while processing this directive] [an error occurred while processing this directive]


[an error occurred while processing this directive]