Справочные материалы

по физике

Составитель :Гранкина Л.М

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований

Основные и дополнительные единицы

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Основные единицы

Длина

L

метр

м

Масса

M

килограмм

кг

Время

T

секунда

с

Сила электр. тока

I

ампер

А

Температура

K

кельвин

К

Сила света

J

кандела

кд

Кол-во вещества

N

моль

моль

Официальные определения основных и дополнительных единиц:

Метр - это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды.

Килограмм равен массе международного эталона килограмма.

Секунда - продолжительность 9'192'631'770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Моль равен количеству вещества, в составе которого содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в изотопе углерода-12 массой 0,012 кг.

Производные единицы

Пространственно-временные

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Площадь

L²

квадратный метр

м²

Объем, вместимость

L³

кубический метр

м³

Скорость

LT^-1

метр в секунду

м/с

Ускорение

LT^-2

метр на секунду в квадрате

м/с²

Частота периодич. процесса

T^-1

герц

Гц

Угловая скорость

T^-1

радиан в секунду

рад/с

Угловое ускорение

T^-2

радиан на секунду в квадрате

рад/с²

Механические

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Плотность

L^-3M

килограмм на кубический метр

кг/м³

Удельный объем

L³M^-1

кубический метр

на килограмм

м³/кг

Импульс (количество движения)

LMT^-1

килограмм-метр в секунду

кг м/с

Сила, вес

LMT^-2

ньютон

Н

Удельный вес

L^-2MT^-2

ньютон на кубический метр

Н/м³

Давление

L^-1MT^-2

паскаль

Па

Работа, энергия

L²MT^-2

джоуль

Дж

Мощность

L²MT^-3

ватт

Вт

Поверхностное натяжение

MT^-2

ньютон на метр

Н/м

Динамическая вязкость

L^-1MT^-1

паскаль-секунда

Па с

Электрические и магнитные

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Электрический заряд, количество электричества

TI

кулон

Кл

Напряжение, потенциал, электродвижущая сила

L²MT^-3I^-1

вольт

В

Напряженность электрического поля

LMT^-3I^-1

вольт на метр

В/м

Емкость электрическая

L^-2M^-1T⁴I²

фарада

Ф

Сопротивление электрическое

L²MT^-3I^-2

ом

Ом

Проводимость электрическая

L^-2M^-1T³I²

сименс

См

Поток магнитный

L²MT^-2I^-1

вебер

Вб

Магнитная индукция

MT^-2I^-1

тесла

Тл

Напряженность магнитного поля

L^-1I

ампер на метр

А/м

Индуктивность

L²MT^-2I^-2

генри

Гн

Мощность

L²MT^-3

ватт

Вт

Частота

T^-1

герц

Гц

Угловая частота

T^-1

радиан в секунду

рад/с

Тепловые

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Количество теплоты, внутренняя энергия

L²MT^-2

джоуль

Дж

Энтропия системы, теплоемкость

L²MT^-2K^-1

джоуль на кельвин

Дж/К

Удельная теплоемкость

L²T^-2K^-1

джоуль на килограмм-кельвин

Дж/(кг К)

Молярная теплоемкость

L²MT^-2K^-1N^-1

джоуль на

моль-кельвин

Дж/(моль К)

Тепловой поток (тепловая мощность)

L²MT^-3

ватт

Вт

Световые

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Световой поток

J

люмен

лм

Световая энергия

TJ

люмен-секунда

лм с

Освещенность

L^-2J

люкс

лк

Светимость (поверхностная плотность светового потока)

L^-2J

люмен на квадратный метр

лм/м²

Яркость

L^-2J

кандела на квадратный метр

кд/м²

Количество освещения

L^-2TJ

люкс-секунда

лк с

Световая отдача (источника)

L^-2M^-1T³J

люмен на ватт

лм/Вт

Акустические

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Звуковое давление (мгновенное)

L^-1MT^-2

паскаль

Па

Скорость звука (мгновенная)

LT^-1

метр в секунду

м/c

Звуковая энергия

L²MT^-2

джоуль

Дж

Звуковая мощность

L²MT^-3

ватт

Вт

Интенсивность звука (сила звука)

MT^-3

ватт на квадратный метр

Вт/м²

Ионизирующее излучение

Величина

Размерность

Наименование

Обозначение

Поглощенная доза излучения, керма

L²T^-2

грей

Гр

Мощность поглощенной дозы излучения

L²T^-3

грей в секунду

Гр/с

Активность нуклида (изотопа)

T^-1

беккерель

Бк

Интенсивность излучения

MT^-3

ватт на квадратный метр

Вт/м²

Время полураспада

T

секунда

с

Перевод других физических величин

Наименование

Значение в метрической системе

Обратное соотношение

ЕДИНИЦЫ МОЩНОСТИ

Лошадиная сила

Вт

745,7000

0,0013

ЕДИНИЦЫ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура по Фаренгейту

F° = (C° x 9/5) + 32

C° = (F° - 32) x 5/9

Температура по Реомюру

Tr=4/5Tc

Tc=5/4Tr

Температура по абсолютной шкале

Tk=Tc+273,16

Тс=Тк-273,16

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Парсек

км

30 860 000 000 000

Световой год

км

945 750 000 000

Астрономическая единица

км

149 613 400

Световая минута

км

17 993 800

Световая секунда

км

299 896,943

ЕДИНИЦЫ ДАВЛЕНИЯ

Дюйм ртутного столба

Па

3386,37526

Сантиметр ртутного столба

Па

1333,21957

Миллиметр ртутного столба

Па

33,321957

Атмосфера

Па

101325,025

ЕДИНИЦЫ СКОРОСТИ

Морской узел

км/ч

1,8520043

Миля в час

км/ч

1,6093444

Соотношения для перевода различных единиц физических величин в СИдля перевода различных единиц физических величин в СИ

1 Ǻ (ангстрем) = 10^-10 м (точно) = 0,1 им (точно)
1 икс.-ед. = 1,00206 • 10^-13 м = 0,100206 пм
1 дюйм = 0,0254 м
1 фут = 12 дюйм = 0,3048 м
1 ярд = 3 фут = 0,9144 м
1 миля = 1760 ярд = 1609,344 м
1 морская миля = 1852 м
1 астрономическая единица (а.е.) = 1,49598•10^-11 м
1 св. год (световой год) = 9,4605 • 10^-15 м
1 пк (парсек) = 3,0857 • 10^-16 м
1 б (барн) = 10^-28 м² (точно)
1 л (литр) = 1 дм³
1 галлон британский = 4,546 дм³
1 галлон США = 3,785 дм³
1 бушель = 8 галлон британский = 36,37 дм³
1 тропический год (в 1900 г.) = 31556925,9747 с
1 ц (центнер) = 100 кг (точно)
1 унция = 0,02835 кг
1 карат = 0,2 • 10^-3 кг
1 фунт (русский) = 1/40 пуда = 0,409512 кг
1 фунт (торговый британский) = 0,453592 кг
1 □° = 3,0462... • 10^-4 ср
1 миля/ч = 1,609 км/ч = 0,477 м/с
1 узел = 1 морская миля/ч = 1,852 км/ч = 0,514 м/с
1 Га л = 10^-2 м/с² (точно)
1 дин = 10^-5 Н (точно) = 10 мкН (точно)
1 кгс = 9,80665 Н (точно)
1 гс = 9,80665 мН (точно)
1 тс = 9,80665 кН (точно)
1 кгс/м2 = 9,80665 Па (точно)
1 кгс/см2 = 98,0665 кПа (точно)
1 кгс/мм2= 9,80665 МПа (точно)
1 мм водного столба = 9,80665 Па (точно)
1 мм ртутного столба = 133,322 Па
1 Торр = 133,322 Па
1 эрг = 10^-7 Дж
1 л. с. = 735,499 Вт
1 л. с. (британская) = 745,7 Вт
1 Ст (стокс) = 10^-4 м²/с
1 сСт (сантистокс) = 1 мм²/с
1 П (пуаз) = 0,1 Па • с
1 сП (сантипуаз) = 1 мПа • с
1 Ом • мм²/м = 10^-6 Ом • м = 1 мкОм • м
1 Мкс (максвелл) = 10^-8 Вб (точно) = 10 нВб (точно)
1 Гс (гаусс) = 10^-4 Тл (точно) = 100 мкТл
1 Гб (гильберт) = [10 / (4π)] А = 0,795775 А
1 Э (эрстед) = [10³/(4 π)] А/м = 79,5775 А/м
1 кал = 4,1868 Дж (точно)
1 кал (термохимическая) = 4,1840 Дж
1 кал₁₅ (калория 15-градусная) = 4,1855 Дж
1 рад = 0,01 Гр = 10 мГр
1 бэр = 0,01 Дж/кг = 10 мДж/кг
1 Р (рентген) = 2,58 • 10^-4 Кл/кг (точно) = 0,258 мКл/кг (точно)
1 Ки (кюри) = 3,700 • 10¹⁰ Бк (точно) = 37,00 ГБк (точно)
1аком = 10⁵ Па • с/м³ (точно)
1 ампер-виток (Ав) = 1 А
1 атм (атмосфера физическая) = 101,325 кПа
1 ат (атмосфера техническая) = 98,0665 кПа
1 Вт/кг (ватт на килограмм) = 1 Гр/с [для мощности поглощенной дозы излучения]
1 гамма (γ) [для массы] = 1 мкг
1 гамма (γ) [для напряженности магнитного поля] = 0,795775 мА/м
1 градус (град) [для разности температуры] = 1 К
1 градус Кельвина (°К) = 1 К
1 грамм-атом соответствует 1 моль
1 грамм-ион соответствует 1 моль
1 грамм-моль (грамм-молекула) соответствует 1 моль
1 джоуль на килограмм (Дж/кг) = 1 Гр [для поглощенной дозы излучения]
1 инерта или 1 техническая единица массы (т.е.м.) = 9,80665 кг
1 литр-атмосфера (л. атм) = 101,325 Дж
1 маги = 1 Гн/м
1 махе ≈ 13,5 • 10^-3 м^-3 • с^-1
1 мехом = 10³ Н • с/м = 1 кН • с/м
1 микромикрон (мкмк) =1 пм = 10^-12 м
1 микрон (мк) = 1 мкм = 10^-6 м
1 миллимикрон (ммк) = 1 нм = 10^-9 м
1 миллипьеза = 1 Па
1 нормальный кубический метр (нм³) = 1 м³
1 ньютон на квадратный метр (Н/м²) = 1 Па
1 ньютон-секунда на квадратный метр (Н • с/м²) =1 Па • с
1 пьеза = 1 кПа
1 савар ≈ 3,32 мокт
1 св (свеча) = 1 кд (кандела)
1 складочный кубический метр = 1 м³
1 стен = 1 кН
1 стен-метр = 1 кДж (для работы и энергии)
1 термия = 4,1868 МДж
1 укм (условный квадратный метр) = 1 м²
1 фригория = 4,1868 кДж
1 цент ≈ 0,833 мокт
1 экм (эквивалентный квадратный метр) = 1 м²
1 эман = 3,7 • 10³ м^-3 • с^-1

Универсальные физические постоянные

Постоянная

Обозначение

Числовое значение

Атомная единица массы

а.е.м.

1,6605655 • 10^-27 кг
931,5016 МэВ/с²

Гравитационная постоянная

G_N

6,6720 • 10^-11 Н • м² • кг^-2
6,7065 • 10^-39 • ħc(ГэВ/с²)^-2

Заряд электрона

е

1,6021892 • 10^-19 Кл

Классический радиус электрона

r_e

2,8179380 • 10^-16 м

Комптоновская длина волны электрона

λ_e

3,8615905 • 10^-13 м

Комптоновская длина волны протона

λ_p

2,103139 • 10^-16 м

Комптоновская длина волны нейтрона

λ_n

2,100243 • 10^-16 м

Магнетон Бора

μ_B

9,274078 • 10^-24 Дж • Тл^-1

Магнитная постоянная

μ₀

4π • 10^-7 Гн • м^-1
1,2566370614 • 10^-6 Гн • м^-1

Магнитный момент протона (в единицах μ_N)

μ_p

2,7928456

Магнитный момент нейтрона (в единицах μ_N)

μ_n

1,91315

Масса атома водорода (¹Н)

1,007825036 а. е. м.

Масса атома дейтерия (²Н)

2,014101795 а. е. м.

Масса атома гелия-4 (⁴Не)

4,002603267 а. е. м.

Масса покоя электрона

m_e

9,109534 • 10^-31 кг
5,4858026 • 10^-4 а. е. м.

Масса покоя протона

m_p

16726485 • 10^-27 кг
1,007276470 а. е. м.

Масса покоя нейтрона

m_n

1,6749543 • 10^-27 кг
1,008665012 а. е. м.

Молярная газовая постоянная

R

8,31441 Дж • моль^-1 • К^-1

Объем моля идеального газа при нормальных условиях (101,325 кПа, 273,15К)

V_m

22,41383 • 10^-3 м³ • моль^-1

Отношение массы протона к массе электрона

m_p/m_e

1836,15152

Постоянная Авогадро

N_A

6,022045 • 10²³ моль^-1

Постоянная Больцмана

k

1,380662 • 10^-23Дж • К^-1

Постоянная Планка

h

6,626176 • 10^-34Дж • с

Постоянная Планка

ħ=h/2π

1,0545887 • 10^-34 Дж • с

Постоянная Планка

ħc

197,32858 • 10^-15 МэВ • м

Постоянная Ридберга

R_∞

10973731,77 м^-1

Постоянная тонкой структуры

α

0,0072973506

Постоянная тонкой структуры

1/α

137,03604

Постоянная Фарадея

F

96484,56 Кл • моль^-1

Радиус первой боровской орбиты

a₀

0,52917706 • 10^-10 м

Скорость света в вакууме

с

2,99792458 • 10⁸ м • с^-1

Удельный заряд электрона

e/m_e

1,7588047 • 10¹¹ Кл • кг^-1

Ускорение свободного паде­ния (стандартное)

g

9,80665 м • с^-2

Электрическая постоянная

ε₀

8,854187818 • 10^-12 Ф • м^-1

Энергия покоя электрона

m_ec²

0,5110034 МэВ

Энергия покоя протона

m_pc²

938,2796 МэВ

Энергия покоя нейтрона

m_nc²

939,5731 МэВ

Энергия покоя дейтрона

m_dc²

1875,6280 МэВ

Энергия Ридберга

hcR_∞

13,605804 эВ

Ядерный магнетон

μ_N

5,050824 • 10^-27 Дж • Tл^-1

Греческий алфавит

Буква

Название

Α

α

альфа

Β

β

бета

Γ

γ

гамма

Δ

δ

дельта

Ε

ε

эпсилон

Ζ

ζ

дзета

Η

η

эта

Θ

θ

тета

Ι

ι

йота

Κ

κ

каппа

Λ

λ

ламбда

Μ

μ

ми (мю)

Ν

ν

ни (ню)

Ξ

ξ

кси

Ο

ο

омикрон

Π

π

пи

Ρ

ρ

ро

Σ

σ

сигма

Τ

τ

тау

Υ

υ

ипсилон

Φ

φ

фи

Χ

χ

хи

Ψ

ψ

пси

Ω

ω

омега

Механика.

Кинематика.

Скорость и ускорение.

, ,

Равномерное движение:

, ;

Равнопеременное движение:

a=const, , ;

, ; v=v₀+at , ;

;

Криволинейное движение.

,

Вращательное движение.

, , ; ;

, ; , ;

, , , ;

Динамика и статика.

Первый закон Ньютона:

Второй закон Ньютона.

, , при m=const è

Третий закон Ньютона.

Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.

ma=ma₀+F_инерц ,где а- ускорение в неинерциальной а₀- в инерциальной системе отчета.

Силы разной природы.

Скорость центра масс ;

Закон всемирного тяготения.

,

- ускорение свободного падения на планете.

- первая космическая скорость.

Вес тела.

p=mg - вес тела в покое.

p=m(g+a) - опора движется с ускорением вверх.

p=m(g-a) - опора движется с ускорением вниз.

p=m(g-v²/r) - движение по выпуклой траектории.

p=m(g+v²/r) - движение по вогнутой траектории.

Сила трения.

,

Закон Гука.

F_упр=-kx, - сила упругости деформированной пружины.

- механическое напряжение

- относительное продольное удлинение (сжатие)

- относительное поперечное удлинение (сжатие)

, где m- коэффициент Пуассона.

Закон Гука:, где Е- модуль Юнга.

, кинетическая энергия упругорастянутого (сжатого) стержня. (V- объем тела)

Законы сохранения.

Закон сохранения импульса.

P=mv; - импульс тела.

Ft=DP

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность.

- работа силы F

A=DE

- мощность

- кинетическая энергия

- кинетическая энергия вращательного движения.

E_p=mgh - потенциальная энергия поднятого над землей тела.

- потенциальная энергия пружины

Закон сохранения энергии.

E_к1+E_р1=E_к2+E_р2

Молекулярная физика. Свойства газов и жидкостей.

pV=NkT - уравнение состояния (уравнение Менделеева- Клайперона)

, , ;

, - полная внутренняя энергия системы.

Число атомов

i

1

3

5/3

2

7

9/7

3

13 (12)

15/13 (7/6)

- основное уравнение молекулярно- кинетической теории.

- закон Дальтона для давления смеси газов.

, p=nkT ;

при N=const è

T=const

изотерма

PV=const

закон Бойля-Мариотта

p=const

изобара

V/T=const

закон Гей-Люсака

V=const

изохора

p/T=const

закон Шарля

Броуновское движение.

среднеквадратичная скорость молекул.

- наиболее вероятная скорость молекул.

- средняя арифметическая скорость молекул.

- Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям.

Среднее число соударений молекулы за 1с:

Средняя длинна свободного пробега молекул

- средний путь молекулы за время t.

Термодинамика.

- первое начало термодинамики.

- работа газа.

- уравнение адиабаты.

Теплоемкость , удельная теплоемкость с=С/m.

Тепловой баланс.

Q_отд=Q_получ

Q=cmDT - теплота на нагрев (охлаждение)

Q=rm - Теплота парообразования (конденсации)

Q=lm - плавление (кристаллизация)

Q=qm - сгорание.

Тепловые машины.

- коэффициент полезного действия

,

Гидростатика, гидродинамика.

, (давление на глубине h).

- плотность.

( сила Архимеда ).

- (гидравлический пресс).

- закон сообщающихся сосудов.

- уравнение неразрывности.

- уравнение Бернулли ( - динамическое, р - статическое, - гидростатическое давление.)

- сила и энергия поверхностного натяжения.

- высота подъема жидкости в капилляре.

Электрические и электромагнитные явления.

Электростатика.

- закон Кулона.

, - напряженность электрического поля

- принцип суперпозиции полей.

- поток через площадку S.

- теорема Гаусса.

- теорема о циркуляции.

, - потенциал.

, ,

- электроемкость уединенного проводника.

, , плоский конденсатор.

- электроемкость заряженного шара.

- электроемкость сферического конденсатора.

- батарея конденсаторов. p=qd - дипольный момент.

Электродинамика. Постоянный ток.

, ,

, , Закон Ома.

; - температурное изменение температуры.

, ,

- закон Джоуля-Ленца.

Параллельное соединение проводников: I=const, ,

Последовательное соединение: , U=const,

Законы электролиза.

m=kq=kDT - первый закон Фарадея.

- второй закон Фарадея.

Электромагнетизм.

, - сила Лоренца.

- сила Ампера, действующая на проводник длиной l.

- энергия магнитного поля.

ЭДС индукции в замкнутом контуре.

ЭДС самоиндукции.

Квантовая физика и теория относительности.

- энергия фотона. h- постоянная Планка

- фотоэффект

- полная энергия.