Экспериментальные законы газов таковы:
• Закон Бойля-Мариотта гласит: произведение давления на объем неизменной массы газа при постоянной температуре — величина постоянная.
• Закон Шарля гласит: увеличение объема газа неизменной массы при постоянном давлении пропорционально увеличению его температуры.
• Закон давления гласит: увеличение давления газа неизменной массы при постоянном объеме пропорционально увеличению температуры.
Идеальный — это такой газ, поведение которого подчиняется закону Бойля-Мариотта. Экспериментальные законы газов можно объединить в одной формуле идеального газа. Она связывает между собой количество молей газа n, давление р, объем V и абсолютную температуру Т идеального газа: pV — nRT, где R — газовая постоянная. Значение R равно 8,31 Дж/(моль К). Формулу идеального газа можно вывести исходя из следующих положений:
• газ состоит из точечных молекул равной массы;
• молекулы сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда как упругие тела;
• молекулы находятся в постоянном хаотическом движении;
• молекулы не притягиваются друг к другу;
• время столкновения молекулы со стенкой сосуда значительно меньше времени ее движения между стенками.
Применив законы Ньютона и правила статистики случайных событий, из этих положений получаем формулу молекулярно-кинетической теории: рV = 1/3Nmc2cp.кв, где N — количество молекул, m — масса молекулы, сср. кв — среднеквадратичная скорость молекул газа, равная квадратному корню из суммы квадратов всех скоростей молекул, деленной на число молекул. Исходя из предположения, что средняя кинетическая энергия молекулы газа 1/2mс2ср.кв. = 3/2kТ, где k = R/NA (NA — постоянная Авогадро), формула молекулярно-кинетической теории принимает вид pV= nRT.
См. также статьи «Агрегатные состояния вещества», «Давление».
Согласно принципу сложения колебаний, если колебания двух или более волн складываются, то частота результирующего колебания равна сумме частот отдельных колебаний в той же точке в тот же момент времени. Интерференция — явление, наблюдаемое при одновременном распространении нескольких когерентных волн, т. е. имеющих постоянную разность фаз.
Интерференция происходит, когда волны из двух когерентных источников накладываются друг на друга или когда волна из одного источника разделяется на две, а затем снова сходится в одну.
• Интерференцию звуковых волн можно наблюдать с помощью двух динамиков, подключенных к одному генератору частоты. Динамики служат источниками волн с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз, следовательно, являются когерентными источниками звуковых волн. Если передвигаться в области распространения звуковых волн, можно заметить точки усиления и ослабления звука, соответствующие положительной и отрицательной интерференции.
• В точке усиления звук становится громким потому, что максимум или минимум волны одного динамика приходит в эту точку одновременно с максимумом или минимумом волны из другого динамика.
• В зоне ослабления звука волны из одного динамика достигают максимума в тот момент, когда волны из другого динамика достигают минимума. Интерференцию света нельзя наблюдать при помощи двух его источников, так как длина волны световых фотонов в разных источниках света меняется случайным образом.
• Интерференцию можно наблюдать, разделив фронт волны из одного источника постоянной частоты. Допустим, в преграде на пути волны на небольшом расстоянии друг от друга имеются две узкие щели, каждая из которых служит как бы источником рассеивающихся волн. В зоне их наложения происходит интерференция. Две щели являются когерентными генераторами волн, поскольку фронт первоначальной волны достигает их через постоянный интервал времени. С помощью этого метода можно наблюдать интерференцию не только звуковых волн, но также микроволн и света.
См. также статью «Дифракция».
Ионизацией называется процесс образования ионов.
Ионизацией называется процесс образования ионов. Ионы — электрически заряженные атомы или молекулы. Положительные ионы образуются из тех типов атомов, которые легко теряют электроны внешних оболочек, отрицательные — из тех типов атомов, которые легко приобретают дополнительные электроны.