Применение физических эффектов и явлений. Физические явления. Какие существуют типы физических явлений

Использование полупроводников в электронике прошло длительный путь – от первого детектора на кристалле сернистого свинца и до современных микро – ЭВМ. Такой результат достигнут благодаря успехам технологии, которая, в свою очередь, опирается на физическую электронику. В наши дни развитие микро- и наноэлектроники непрерывно стимулируется успехами в области физики полупроводников и в области технологии производства новых полупроводниковых структур.

По самому смыслу слов физической электроникой называют науку, которая занимается изучением и использованием потоков движущихся электронов, порождающих электрический ток. Или, так принято называть науку, изучающую электронные свойства некоторых твердых тел, а также методы получения материалов с такими характеристиками, которые позволяют создавать устройства для передачи и накопления электронов. При этом рассматриваются не любые материалы, а лишь полупроводники, характеристики которых интересны с точки зрения технических приложений.

Цели

Дисциплина «Физические основы электроники» относится к группе естественно-научных дисциплин и ее целью является изучение физики электрических явлений в твердых телах. Особое внимание уделяется основам зонной теории твердых тел, физическим механизмам и математическому описанию основных (электрических, тепловых, оптических и магнитных) свойств равновесных, неравновесных полупроводников, особенностям контактов различных веществ, поверхностным состояниям твердых тел. Рассматриваются различные физические эффекты, а также их применение в различных приборах и элементах.

Формируемые компетенции

В результате изучения дисциплины студенты должны

основы теории твердых тел,

физические механизмы и математические описания основных (электрических, тепловых, оптических, магнитных) свойств равновесных полупроводников,

физические механизмы и математические описания основных (электрических, тепловых, оптических, магнитных) свойств неравновесных полупроводников,

физические механизмы и математические описания основных свойств контактов различных веществ,

физические механизмы и математические описания поверхностных состояний твердых тел.

экспериментально исследовать свойства полупроводниковых материалов и структур,

использовать основные приемы обработки экспериментальных данных,

осуществлять информационный поиск по свойствам и использованию различных физических эффектов в электронике,

решать задачи по оценке параметров физических процессов и свойств твердых тел,

использовать математические методы в технических приложениях.

навыками работы с электронными приборами и аппаратурой, используемой для исследования характеристик и измерения параметров приборов,

методами расчета основных параметров полупроводниковых материалов и структур.

Физический эффект и его компоненты

1. Определение физического эффекта

Для однозначности толкования понятия физический эффект принято следующее определение: физический эффект – это закономерность проявления результатов взаимодействия объектов материального мира, осуществляемого посредством физических полей. При этом закономерность проявления характеризуется последовательностью и повторяемостью при идентичности взаимодействия.

Все физические поля и их модификации будем рассматривать как воздействия в отрыве от тех материальных объектов, от которых они исходят.

Воздействие всегда направлено на некоторый материальный объект (в дальнейшем просто «объект»), которым может быть отдельный элемент или совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определенную структуру. Так, к объектам могут быть отнесены: системы из макротел (в том числе детали приборов, механизмов и т. д.), макротела (твердое тело, жидкость, кристалл и т.п.), молекула, атом, части атомов и молекул, частицы и т. д.

Результаты воздействия – это эффекты, проявляющиеся на объектах (или в окружающем их пространстве), на которые направлены определенные воздействия. Результатами воздействия являются те же физические поля, которые относятся к воздействиям. Этим обусловливается взаимосвязь между ФЭ, которая используется в объектах техники. К результатам воздействия относятся также измерения параметров объектов (размеров, формы, диэлектрической проницаемости и т. д.). При постоянстве условий взаимодействия и свойств объекта проявляются одни и те же результаты воздействия.

На рис. 1 изображена схема представления отдельного ФЭ, где А – воздействие, В – физический объект, на который оказывается воздействие, С – результат воздействия (эффект). Схематическое изображение ФЭ позволяет наглядно представлять физические процессы, происходящие при взаимодействии материальных объектов, в том числе в объектах техники.

Рис. 1. Структурная схема ФЭ

Транскрипт

1 Горьковский народный университет научно - технического творчества СПИСОК ФИЗИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ И ЯВЛЕНИЙ МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Горький, 1979 год

2 В 1979 году Горьковский народный университет научно - технического творчества выпустил Методические материалы к своей новой разработке "Комплексному методу поиска новых технических решений". Мы планируем познакомить читателей сайта с этой интересной разработкой, во многом значительно опередившей свое время. Но сегодня предлагаем ознакомиться с фрагментом третьей части методических материалов, вышедшей под названием "Массивы информации". Предлагаемый в ней «Список физических эффектов» включает в себя всего 127 позиций. Сейчас специализированные компьютерные программы предлагают более развернутые версии указателей физэффектов, но для пользователя, все еще "не охваченного" программной поддержкой интерес представляет таблица применений физических эффектов, созданная в Горьком. Ее практическая польза состоит в том, что на входе решатель должен был указать, какую функцию из перечисленных в таблице он хочет обеспечить и какой из видов энергии планирует использовать (как сказали бы сейчас - указать ресурсы). Номера в клетках таблицы - это номера физических эффектов в перечне. Каждый физэффект снабжен отсылками на литературные источники (к сожалению, почти все они в настоящее время являются библиографическими редкостями). Работа выполнялась коллективом, в который входили преподаватели Горьковского народного университета: М.И. Вайнерман, Б.И. Голдовский, В.П. Горбунов, Л.А. Заполянский, В.Т. Корелов, В.Г. Кряжев, А.В. Михайлов, А.П. Сохин, Ю.Н. Шеломок. Предлагаемый вниманию читателя материал компактен, а следовательно может быть использован в качестве раздаточного материала на занятиях в общественных школах технического творчества. Редактор

3 ВВЕДЕНИЕ 1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ 1.1. Силы инерции Инерционное напряжение Центробежные силы Момент инерции Гироскопический эффект Гравитация Трение Явление аномально низкого трения Эффект безизносности Эффект Джонсона-Рабека. ОГЛАВЛЕНИЕ 2. ДЕФОРМАЦИЯ Общая характеристика Связь электропроводности с деформацией Электропластический эффект Фотопластический эффект Эффект Баушингера Эффект Пойнтинга Передача энергии при ударах. Эффект Ю.Александрова Эффект радиационного распухания Сплавы с памятью. 3. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Тепловое расширение вещества Сила теплового расширения Получение высокого давления Разность эффекта Точность теплового расширения Фазовые переходы. Агрегатное состояние вещества Эффект сверхпластичности Изменение плотности и модуля упругости при фазовых переходах Поверхностные явления. Капиллярность Поверхностная энергия Смачивание Автофобность Капиллярное давление, испарение и конденсация Эффект капиллярного подъема Ультразвуковой капиллярный эффект Термокапилярный эффект Электрокапиллярный эффект Капиллярный полупроводник Сорбция Капиллярная конденсация Фотоадсорбционный эффект Влияние электрического поля на адсорбцию Адсорболюминесценция Радикально-рекомбинационная люминесценция Адсорбционная эмиссия Влияние адсорбции на электропроводность полупроводников Диффузия.

4 Эффект люфора Осмос Электроосмос Обратный осмос Тепломассообмен Тепловые трубы Молекулярные неолитовые сита Цветовые эффекты в неолитах. 4. ГИДРОСТАТИКА. ГИДРО-АЭРОДИНАМИКА Закон Архимеда Закон Паскаля Течение жидкости и газа Ламинарность и турбулентность Закон Бернулли Вязкость Вязкоэлектрический эффект Явление сверхтекучести Сверхтеплопроводность Термомеханический эффект Механокалорический эффект Перенос по пленке Скачок уплотнения Эффект Коанда Эффект воронки Эффект Магнуса Дросселирование жидкостей и газов Эффект Джоуля-Томсона Гидравлические удары Электрогидравлический удар Светогидравлический удар Квитанция Гидродинамическая квитанция Акустическая квитанция Сонолюминесценция. 5. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Механические колебания Свободные колебания Вынужденные колебания Явление резонанса Автоколебания Акустика Явление реверберации Ультразвук Пластическая деформация и упрочнение Влияние ультразвука на физико-химические свойства металлических расплавов: на вязкость на поверхностное натяжение на теплообмен на диффузию на растворимость металлов и сплавов на модифицирование сплавов на дегазацию расплавов.

5 Ультразвуковой капиллярный эффект Некоторые возможности использования ультразвука Акустомагнетоэлектрический эффект Волновое движение Стоячие волны Эффект Допплера-Физо Поляризация Дифракция Интерференция Голография. 6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Взаимодействие тел Закон Кулона Индуцированные заряды Втягивание диэлектрика в конденсатор Закон Джоуля-Ленца Проводимость металлов Влияние фазовых переходов Влияние высоких давлений Влияние состава Сверпроводимость Критические значения параметров Электромагнитное поле Магнитная индукция. Сила Лоренца Движение зарядов в магнитном поле Проводник с током в магнитном поле Взаимодействие проводников с током Электродвижущая сила индукции Взаимная индукция Самоиндукция Индукционные токи Токи Фуко Механическое действие токов Фуко Магнитное поле вихревых токов. Эффект Мейснера Подвеска в магнитном поле Поверхностный эффект Электромагнитные волны Излучение движущегося заряда Эффект Вавилова-Черенкова Бетатронное излучение. 7. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙТВА ВЕЩЕСТВА Изоляторы и полупроводники Сопротивление электрическому току Тепловые потери Диэлектрическая проницаемость Частотная зависимость Пробой диэлектриков Электромеханические эффекты в диэлектриках Электрострикция Пьезоэлектрический эффект Обратный пьеэзоэффект Пироэлектрики.

6 Сегнетоэлектрики Сегнетоэлектрическая температура Кюри Антисегнетоэлектрики Сегнетоферромагнетики Магнитоэлектрический эффект Влияние электрического поля и механических напряжений на сегнетоэлектрический эффект Сдвиг температуры Кюри Аномалии свойств при фазовых переходах Пироэффект в сегнетоэлектриках Электреты. 8. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА Магнетики Диамагнетики Парамагнетики Ферромагнетизм Точка Кюри Антиферромагнетики Точка Нееля Температурный магнитный гистерезис Ферромагнетизм Супермагнетизм Пьезомагнетики Магнитоэлектрики Магнитокалорический эффект Магнитострикция Термострикция Магнитоэлектрический эффект Гиромагнитные явления Магнитоакустический эффект Ферромагнитный резонанс Аномалии свойств при фазовых переходах Эффекты Гипокинса и Баркгаузена. 9. КОНТАКТНЫЕ, ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ Контактная разность потенциалов Трибоэлектричество Вентильный эффект Термоэлектрические явления Эффект Зеебека Эффект Пельтье Явление Томсона Электронная эмиссия Автоэлектронная эмиссия Эффект Мольтере Туннельный эффект. 10. ГАЛЬВАНО- И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Гальваномагнитные явления Эффект Хола Эффект Этиингсгаузена Магнитоопротивление Эффект Томсона Термомагнитные явления.

7 Эффект Нернета Эффект Риги-Ледюка Продольные эффекты Электронный фототермомагнитный эффект. 11. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ГАЗАХ Факторы, влияющие на газовый разряд Потенциал ионизации Фотоионизация атомов Поверхностная ионизация Применение ионизации Высокочастотный тороидальный разряд Роль среды и электродов Тлеющий разряд Страты Коронный разряд Дуговой разряд Искровой разряд Факельный разряд "Стекание" зарядов с острия. 12. ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Электроосмос Обратный эффект Электрофорез Обратный эффект Электрокапиллярные явления. 13. СВЕТ И ВЕЩЕСТВО Свет Световое давление Отражение и преломление света Полное внутреннее отражение Поглощение и рассеяние Испускание и поглощение Оптико-акустический эффект Спектральный анализ Спектры испускания Вынужденное извлечение Инверсия населенности Лазеры и их применение. 14. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Фотоэлектрические явления Фотоэффект Эффект Дембера Фотопьезоэлектрический эффект Фотомагнитный эффект Фотохимические явления Фотохромный эффект Фотоферроэлектрический эффект. 15. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ Люминесценция, возбуждаемая электромагнитным излучением.

8 Фотолюминесценция Антистокосовские Рентгенолюминесценция Люминесценция, возбуждаемая корпускулярным излучением Катодолюминесценция Ионолюминесценция Радиолюминесценция Электролюминесценция Инжекционная люминесценция Хемилюминесценция Радикалолюминесценция Кандолюминесценция Механолюминесценция Радиотермолюминесценция Стимуляция люминесценции Тушение люминесценции Поляризация люминесценции. 16. АНИЗОТРОПИЯ И СВЕТ Двойное лучепреломление Механооптические явления Фотоупругость Эффект Максвелла Электрооптические явления Эффект Керра Эффект Поккельса Магнитооптические явления Эффект Фарадея Обратный эффект Магнитооптический эффект Зерра Эффект Коттона-Муттона Прямой и обращенный эффект Зеемана Фотодихроизм Дихроизм Естественная оптическая активность Поляризация при рассеивании. 17. ЭФФЕКТЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКИ Вынужденное рассеяние света Генерация оптических гармоник Параметрическая генерация света Эффект насыщения Многофотонное поглощение Многофотонный фотоэффект Эффект самофокусирования Светогидравлический удар Гистерезисные скачки. 18. ЯВЛЕНИЯ МИКРОМИРА Радиоактивность Рентгеновское и гамма -излучение Адгезолюминисценция Астеризм Взаимодействие рентгеновского и гамма -излучений с веществом Фотоэффект.

9 Когерентное рассеяние Образование пар Взаимодействие электронов с веществом Упругое рассеяние Неупругое рассеяние Тормозное изучение Совместное облучение электронами и светом Взаимодействие нейтронов с веществом Нейтронное распухание Взаимодействие -частиц с веществом Радиотермолюминесценция Эффект Месбауэра Электронный парамагнитный резонанс Ядерный магнитный резонанс Эффект Сверхаузера-Абрагама. 19. РАЗНОЕ Термофорез Фотофорез "Перпендикулярный" фотофорез Стробоскопический эффект Муаровый эффект Контроль размеров Выявление дефектов Конусные шкалы Измерение параметров оптических сред Контроль оптики Высокодисперсные структуры Консолидированные тела Электрореологический эффект Реоэлектрический эффект Жидкие кристаллы Электрооптические эффекты Динамическое рассеяние Управление окраской кристаллов Визуализация ИК-изобретения Химическая чувствительность Смачивание (к 3.3.2) Эффект растекания жидкости под окисными пленками металлов Эффект капиллярного клея Теплота смачивания Магнитотепловой эффект смачивания Лента Мебиуса Обработка магнитными и электрическими полями. Приложение 1: Возможные применения некоторых физических эффектов и явлений при решении изобретательских задач.

10 ВВЕДЕНИЕ Вы держите в руках "Указатель физических эффектов и явлений". Это не справочник, потому что он включает в себя лишь незначительную часть огромного количества эффектов и явлений изученного окружающего нас мира. Это и не учебник. Он не научит Вас эффективному использованию физики при решении головоломных технических задач. Роль "Указателя" заключается в том, что он поможет вам увидеть и ощутить одну из важнейших тенденций развития технических систем переход от исследования природы и практического воздействия на нее на макроуровне к исследованию к исследованию ее на микроуровне и связанный с этим переход от макротехнологии к микротехнологии. Микротехнология основывается на совершенно иных принципах, чем технология, имеющая дело с макротелами. Микротехнология строится на основе применения к производству современных достижений химической физики, ядерной физики, квантовой механики. Это новая ступень взаимодействия человека и природы, а самое главное - это взаимодействие происходит на языке природы, на языке ее законов. Человек, создавая свои первые технические системы, использовал в них макромеханические свойства окружающего вас мира. Это не случайно, так как научное познание природы началось исторически именно с механических процессов на уровне вещества. Вещество с его внешними формами и геометрическими параметрами является объектом, непосредственно данным человеку в ощущениях. Это тот уровень организации материи, на котором она предстает перед человеком как явление, как количество, как форма. Поэтому каждый технологический метод воздействия соответствовал (и во многих современных технических системах сейчас соответствует) простейшей форме движения материи - механической. С развитием техники все методы воздействия совершенствуются, но тем не менее, в их соотношении можно проследить известные изменения. Механические методы в большинстве случаев заменяются более эффективными физическими и химическими методами. В добывающей промышленности, например, вместо механического дробления руды и подъёма ее на поверхность, получают распространение методы выщелачивания рудного тела и получением раствора металла с последующим его выделением химическим путем. В обрабатывающей промышленности микротехнологии приводит к революционным преобразованием: сложные детали выращивают в виде монокристаллов, внутренние свойства вещества изменяют воздействием сильных электрических, магнитных, оптических полей. В строительстве использование фундаментальных свойств вещества позволяет отказываться от сложных и дорогих механизмов. Например: только одно явление термического расширения позволяет создавать неломающиеся домкраты, строить арочные мосты в 5 раз быстрее (при этом отпадает необходимость в опалубке и подъёмных механизмов). Прямо на месте строительства можно сделать несущую часть арочного моста высотой до 20 метров, а делается это сказочно просто: два стометровых металлических листа накладывают друг на друга, между ними помещают асбестовую прокладку. Нижний лист нагревают токами ВЧ до 700 градусов, соединяют его с верхним, а при остывании этого "пирога" получают арку. Чем объяснить эффективность микротехнологии? Здесь трудно различить вещество, являющееся орудием воздействия, и вещество, служащее предметом труда. Здесь нет инструмента непосредственного воздействия, рабочего оружия или рабочей части машины, как это имеет место при механических методах. Функции орудия труда выполняют частицы веществ-молекул, атомы-участвующих в процессе. Причем сам процесс легко управляем, коль скоро мы можем легко воздействовать определенными полями на части, создавая соответствующие условия и тогда не только не нужно, но часто и не возможно, то есть автоматически и непрерывно. В это проявляется, говоря словами Гегеля, "хитрость" научно-технической деятельности. Переход от механических и макрофизических методов воздействия к микрофизическим позволяет значительно упростить любой технологический процесс, добиться при этом большего экономического эффекта, получить безотходные процессы, если вещества и поля на входе одних процессов становятся веществами и полями на выходе других. Надо только помнить, что

11 безграничность возможностей научно-технической деятельности может успешно реализовываться лишь при соблюдении границ возможного в самой природе, а уж природа ведет свои производства на тончайшем атомном уровне бесшумно, безотходно и полностью автоматически. "Указатель" покажет Вам на примерах эффективности использования законов природы проектировании новой техники может быть подскажет решение стоящей пред Вами технической задачи. В него вошли многие физэффекты, которые еще ждут своего применения и своего "применителя" (не Вы ли им будете?). Но составителя нового сборника будут считать свою задачу выполненной лишь в том случае, если помещенная в него информация станет для Вас тем "зародышем", с помощью которого Вы "вырастите" для себя (и поделитесь с другими) многогранный кристалл физических эффектов и явлений, растворенных в безграничном мире. И чем больше будет этот "кристалл", тем будет проще заметить закономерности его строения. Это интересует нас, надеемся, заинтересует и Вас и, тогда следующий "Указатель" сможет стать настоящим лоцманом в необъятном море технических задач. ОБНИНСК, 1979 г. Денисов С., Ефимов В., Зубарев В., Кустов В.

12 Несколько соображений об Указателе физэффектов. Чтобы уверенно решать сложные изобретательские задачи, нужна, во-первых, программа выявления технических и физических противоречий. Во-вторых, нужен информационный фонд, включающий средства устранения противоречий: типовые приемы и физические эффекты. Разумеется, есть еще и "в-третьих", "в-четвертых" и т.д. Но главное - программа и информационное обеспечение. Вначале была просто программа - первые модификации АРИЗ. Путем анализа патентных материалов постепенно удалось составить список типовых приемов и таблицу их применения. В число типовых приемов попали и некоторые физические эффекты. В сущности, все приемы прямо или косвенно "физичны". Скажем, дробление; на микроуровне этот прием становится диссоциацией-ассоциацией, десорбцией-сорбцией и т.п. Но в типовых приемах главное - комбинационные изменения. Физика либо проста (тепловое расширение, например), либо скромно держится на втором плане. К гг. стало ясно, что дальнейшее развитие информационного обеспечения АРИЗ требует создания фонда физических явлений и эффектов. В 1969 г. за эту работу взялся студентфизик В.Гутник, слушатель Молодежной изобретательской школы при ЦК ЛКСМ Азербайджана (в начале 1970 г. школа стала и "при РС ВОИР";в 1971 г. была преобразована в АзОИИТ - первый в стране общественный институт изобретательского творчества). В 1970 г. была организовна Общественная лаборатория методики изобретательства при ЦС ВОИР. В план ее работы было включено создание "Указателя применения физэффектов при решении изобретательских задач". За два года В.Гутник проанализировал свыше изобретений "с физическим уклоном" и отобрал из них примерно 500 наиболее интересных; эта информация положила начало картотеке по физэффектам. К 1971 г. появились первые наброски Указателя. Но В.Гутник ушел в армию, работа прервалась. С 1971 г. разработку "Указателя" начал вести физик Ю.Горин, слушатель, а затем преподаватель АзОИИТ ныне кандидат наук. К 1973 г. Ю.Горин подготовил первый "Указатель". В него были включены свыше 100 эффектов и явлений и примеры их изобретательского применения. Полный текст "Указателя" (300 машинописных страниц) в 1973 г. был передан в ЦК ВОИР, но не был издан. В том же 1973 г. удалось подготовить сокращенный текст "Указателя" (108 стр.) и отпечатать его на ротаторе (баку,150 экз.). Позже этот текст печатался в Брянске и других городах. Всего было отпечатано около 1000 экз. Практика применения этого - еще во многом периодичного "Указателя" свидетельствует, что разделы, оживляющие забытые знания, в общем работают удовлетворительно. Однако большая часть физики относится к тому, что раньше было мало известно или вообще не известно человеку, пользующемуся указателем. Изложенные, слишком кратко, сведения о "новых" эффектах практически не работают. Да и самих эффектов в первом выпуске Указателя было слишком мало. Далеко не ко всем эффектам удалось подобрать характерные примеры их изобретательского применения. Нуждались в корректировке и таблицы применения физэффектов. Несмотря на появление нового Указателя, изобретательские задачи и физика по-прежнему оставались "на разных берегах реки": Указатель еще не стал мостом между техникой и физикой. Однако работа продолжалась. С января 1977 г. эта работа была перенесена в ОБНИНСК и велась коллективом. За год С.А.Денисов, В.Е.Ефимов, В.В.Зубарев, В.П.Кустов подготовили вторую модификацию Указателя: охвачено 400 эффектов и явлений, подобраны характерные примеры их изобретательского применения, изложение стало более точным и насыщенным. Успешной работе способствовало содействие преподавателей теории решения изобретательских задач из многих городов: в ОБНИНСК все время поступала информация по физэффектам. Нынешний Указатель - это справочник, который следовало бы издать массовым тиражом. В сущности, это настольная книга изобретателя (даже, если он не работает в АРИЗ).

13 Как использовать указатель? Прежде всего, его надо внимательно прочитать. Точнее проработать: прочитать и без спешки просмотреть примеры, каждый раз обдумывая - почему использован данный эффект, а не какой-то другой. Эту работу следует сделать вдумчиво, неторопливо, потратив на нее месяцполтора и осваивая разделы указателя небольшими дозами. По ряду разделов (особенно по магнетизму, люминесценции, поляризованному свету) необходимо дополнительно посмотреть учебники и специальную литературу. Прорабатывая указатель, желательно по каждому разделу задавать себе упражнения: как использовать эти эффекты в моей работе, какие новые применения этих эффектов я мог бы предложить? Допустим на этот эффект наложено "табу", применять эффект нельзя; каким другим эффектом можно воспользоваться? Можно ли построить игрушку применив данный эффект? Можно ли данный эффект использовать в космосе и что при этом измениться? и т.д. Особое внимание следует обращать на всякого рода аномалии, отклонения, странности, а также на различные переходные состояния вещества и условия, при которых эти переходы осуществляются. Если проработав таким образом указатель вы не пришли ни к одной новой идее, значит что-то неладно; скорее всего, проработка была поверхностной. Когда занятия идут на семинарах, курсах, в общественных школах и т.п. Преподаватель может использовать упражнения такого типа: "придумать новый и интересный физический эффект. Как его можно использовать в технике? Что изменится в природе, если такой эффект станет реальностью? Подобные упражнения на стыке физики и фантастики - особенно эффективны для развития творческого мышления. Вообще указатель надо, прежде всего, использовать до решения задач, регулярно углубляя знания и тренируя мышление. Желательно, в частности, пополнять указатель, наращивая сильные примеры и включая новые физэффекты. При решении задач применение указателя более регламентировано: таблица применения физэффектов в АРИЗ-77 дает название эффекта, который надо использовать для устранения физического противоречия. По указателю можно получить сведения об этом эффекте, а затем обратиться к литературе, рекомендованной указателем. Мост между изобретательскими задачами и физикой еще не достроен. Работа над указателем продолжается. в первом полугодии 1978 г. Должны быть подготовлены два выпуска сводной картотеки дополнительно к нынешнему тексту указателю. Подготовка таких выпусков должны идти регулярно: здесь по-прежнему нужна помощь всех преподавателей. Предстоит также разработать таблицы превращения полей (какие эффекты переводят одно поле в другое?). Но центральная на ближайшие годы проблема - как замкнуть мост между изобретательством и физикой? Здесь наметилось несколько подходов. Можно перевести физэффекты на всепольный язык, дать каждому эффекту его всепольную формулу. Для этого надо развить всепольный язык, сделать его богаче, гибче. Но принципиальных трудностей здесь пока невидно. Другая возможность состоит в том, чтобы построить систему эффектов например, по аналогии с системой приемов (простые, парные, сложные...) По структуре нынешний Указатель все еще привязан к структуре обычных курсов физики. Система физических эффектов, видимо, должна выглядеть иначе: эффекты собираются в группы, каждая из которых будет включать эффект, обратный эффект, би-эффект (пример: интерференция), плюс - минус эффект (сочетание эффекта и обратного эффекта), эффект сильно сжатый по времени, эффект сильно растянутый по времени и т.д. Вероятно, возможны и другие подходы. Так или иначе очевидно, что нельзя дальше ограничиваться чисто механическими наращиваниями в память ЭВМ. А дальше что? Каждый эффект, безразлично - записан он на бумагу или хранится в памяти ЭВМ придется извлекать и пробовать его "вручную"... Положение Указателя должно идти своим чередом. Но уже нынешний Указатель вполне достаточный фундамент для построения теории применения физэффектов при решении изобретательских задач. В журнале " " за 1975 г. т.24.н11, стр (журнал ГДР, реферат - см. реферативный журнал "Физика. Общие вопросы физики", 1976,н4,стр.25) сообщается о создании

14 информационного каталога физических явлений для разработки технологических методов. Это близко к идее Указателя, хотя в Указателе уклон не в технологию, а в преодоление противоречий при решении изобретательских задач. Каталог выполнен в виде папок, которые могут пополняться. Это примерно то, что у нас было до составления первой модификации Указателя - папки по эффектам. Но немцы - да и кто угодно - без особого труда могут нас нагнать, достаточно засадить за работу несколько десятков физиков - и из малой "кучи эффектов" будет сделана "большая куча". Наше преимущество - в подходе к проблеме. Мы понимаем, что дело не в том, чтобы набрать "большую кучу" информации и засунуть ее в ЭВМ, которая сама разберется - что к чему. Мы понимаем, что везде, в том числе и в данной проблеме - надо искать объективные законы. Технические системы развиваются закономерно, поэтому применение физики в изобретательстве тоже должно подчиняться определенным законам. На выявление этих законов и нужно направить основные усилия. 1978, январь Г.Альтшуллер

15 Механические эффекты 1.1.Силы инерции. Силы инерции возникают при движении тел с ускорением, т.е. в случаях, когда они изменяют свое количество движения Если на тело действует сила, приложенная к его поверхности, возникающая при этом сила инерции слагается из сил инерции его элементарных частиц как бы последовательно; более удаленные от места приложения действующей на тело силы частицы "давят" на более близкие. Во всем объёме тела возникают напряжения приводящие к смещениям частиц тела. Этот эффект используется в различных инерционных выключателях, переключателях и акселерометрах. А.с: Переключатель для электромеханической игрушки, содержащий корпус с контактами и установленный в нем с возможностью ограниченного поворота диск с токосъёмами и прикрепленным к нему одним концом поводком, отличающийся тем, что с целью реверсирования электродвигателя при столкновении игрушки с препятствием, на свободном конце поводка укреплен груз. Силу инерции можно также использовать для создания дополнительного давления в различных технологических процессах. А.с: Способ получения карбонила вольфрама путем обработки порошкообразного вольфрама окисью углерода при осуществлении ее циркуляции и выводе конечного продукта из зоны реакции с последующей его конденсацией, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса и обеспечения его непрерывности, процесс ведут в измельчительном аппарате с инерционной нагрузкой при давлении окиси углерода 0,9-10 атм и температуре C Центробежная сила инерции возникает, когда тело под действием центростремительной силы - причины изменяет направление своего движения, при этом сохраняется энергия тела. Эта сила действует всегда только в одном направлении от центра вращения. А.с: Способ шлифования криволинейных поверхностей движущейся абразивной лентой, при котором ленту поджимает к обрабатываемой детали контактным копиром, эквидестантным на толщину ленты обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что с целью обеспечения возможности обработки выпуклых поверхностей, ленту прижимают к рабочей поверхности контактного копира центробежными силами. Фактически, это есть сила взаимодействия между телами вращающимся и удерживающим его на окружности. В свою очередь, вращающееся тело также воздействует на удерживающее. По третьему закону Ньютона эти силы равны по величине и противоположны по направлению в каждый момент времени. Взаимодействие двух тел осуществляется через какие-либо связи - нитку, стержень, электрическое и гравитационное поля и т.д. В случае разрыва связей, соединяющих взаимодействующие тела, оторвавшееся тело будет двигаться прямолинейно (по инерции). Патент ФРГ: Способ изготовления листочков или чешуек из стекла, отличающийся тем, что стекло, размягченное при нагревании, наносят на стенку в форме круга, имеющего по окружности закраину. Стенки для образования пленки из стекла приводят во вращение. Пленка размягченного стекла выбрасывается через закраину под действием центробежных сил. Затем пленка затвердевает на некотором расстоянии от вращающейся стенки и разбивается на листочки Чем больше масса вращающегося тела и чем дальше она отнесена от центра вращения, тем большим моментом инерции обладает тело.

16 А.с: Способ регулирования энергии ударов в кузнечно-прессовых машинах ударного действия, заключающийся в изменении момента инерции маховых масс, отличающийся тем, что с целью повышения качества обрабатываемых изделий и долговечности машин, момент инерции изменяют путем подачи или отвода жидкости во внутренние полости маховых масс. А.с: Способ уравновешивания сил инерции подвижных элементов машин, заключающийся в том, что уравновешиваемый элемент машины, соединяют с аккумулирующим телом и приводит их во вращение, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности уравновешивания, в качестве аккумулирующего тела используют маховик с изменяемым радиусом центра масс, например, центробежный регулятор. Силы, возникающие в процессе вращательного движения, можно использовать для ускорения некоторых технологических процессов. А.с: Способ деарации порошкообразных веществ путем уплотнения, отличающийся тем, что с целью интенсификации, деарацию производят под воздействием центробежных сил. А.с: Способ приготовления сорбента для акстракционной хромофотографии путем смещения жидкой фазы и твердого носителя, отличающийся тем, что с целью повышения равномерности распределения жидкой фазы на твердом носителе и интенсификации процесса, удаления избытка жидкой фазы, смещение производят в центробежном поле. а также для деформации: А.с: Способ отбортовки труб из термопластичного материала, включающий операции нагревания ее конца до размягчения и последующей его деформации, отличающийся тем, что с целью упрощения изготовления изделия и повышения его качества, деформацию размягчённого конца трубы осуществляют ее вращением. Подвергая нагретую жидкость действию центробежного поля можно значительно увеличить производительность парогенераторов т.к., если нагретую жидкость под давлением подавать по касательной к вращающемуся цилиндру, то жидкость закрутится. При этом жидкость будет закручиваться с большего на меньший радиус, а это в силу закона сохранения момента количества движения, вызовет рост линейной скорости. Согласно закону Бернулли увеличение скорости приведет к падению давления в движущейся жидкости. Поэтому жидкость, недогретая до кипения, попав в зону пониженного давления, закипит и сухой пар будет скапливаться в центре цилиндра. На каждый элемент объёма вращающейся вязкой жидкости действуют две силы: центробежная, пропорциональная ее плотности и сила тяжести, также пропорциональная той же плотности. Поэтому на форму параболического мениска плотность не влияет, т.е. любые жидкости будут иметь одинаковые формы. А.с: Способ изготовления изделий с параболической поверхностью, основанный на использовании вращения резервуара с жидкостью, отличающийся тем, что с целью снижения стоимости и повышения точности параболической поверхности, в качестве формовочного элемента используют жидкость с большим удельным весом, на которую наносят жидкость с меньшим удельным весом, затвердевающую при вращении резервуара Отметим еще одну особенность вращающихся систем. Вращающееся тело обладает гироскопическим эффектом - способностью сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения. При силовом воздействии с целью изменить направление оси вращения возникает процессия гироскопических систем. Гироскопы широко применяются в технике: они являются

17 одним из основных элементов современных систем управления судами, самолетами, планетоходами, космическими кораблями. А.с: Локомотив с электропередачей, содержащий аккумулятор энергии в виде вращающегося маховика, связанный с преобразователем энергии, представляющий собой обратимую электрическую машину, отличающийся тем, что с целью устранения сил гироскопического эффекта маховика на устойчивость локомотива, маховик с преобразователем энергии смонтированы в оболочке и помещены в гироскопический механизм с двумя степенями свободы. Измеряя процессию гироскопа, можно определить величину внешних сил, воздействующих на гироскоп. А.с: Устройство для определения силы трения, содержащее корпус, карданный подвес, ротор с приводом, установленные в карданном подвесе, держатели образца и контрообразца, нагружающий механизм, взаимодействующий с держателем контробразца, датчик угловой скорости процессии, связанный с рамками карданного повеса, отличающийся тем, что с целью определения силы трения при высоких, порядка сотен м/с скоростях вращения, держатель образца установлен на роторе, нагружающий механизм с держателем контробразца установлены на внутренней рамке карданного подвеса, а датчик угловой скорости процессии связан с внешней рамкой процессии. Посколько при вращательном движении само тело остается на одном месте, а только участки тела совершают круговые движения, то во вращающемся теле можно аккумулировать кинетическую энергию, которую затем можно преобразовывать в кинетическую энергию поступательного движения. На этом принципе работают инерционные аккумуляторы, используемые, например, в гиробусах. А.с: Машины для инерционной сварки, трением, содержащая привод вращения и шпиндель с массой для накопления энергии, отличающийся тем, что с целью уменьшения энергоемкости процесса, масса для накопления энергии выполнена в виде инерционного пульсатора. А.с: Привод кузнечно-прессовой машины, содержащий электродвигатель и насос, соединенный трубопроводом через распределительную систему с аккумулятором и рабочим цилиндром машины, отличающийся тем, что с целью повышения КПД он снабжен дополнительным аккумулятором энергии - маховиком, установленным в кинематической цепи, связывающей электродвигатель с насосом. Силы инерции проявляются при изменении скорости движущегося тела или при появлении центростремительной силы; в этих случаях всегда появляется реальная сила, которую можно использовать в различных процессах и при этом совершенно "бесплатно" Гравитация. Кроме того, масса является мерой инертности тела, любая масса является источником гравитационного поля. Через гравитационные поля осуществляется взаимодействие масс. Гравитационные силы самые слабые из всех сил, известных науке; тем не менее, при наличии больших масс (например, Земля) эти силы во многом предопределяют поведение физических систем. Количественно гравитационные взаимодействия описываются законом всемирного тяготения. Сила тяготения пропорциональна массе. Такая пропорциональность приводит к тому, что ускорение, приобретаемое в данной точке гравитационного поля различными телами, для всех тел одинаково (конечно, если на эти тела не действуют никакие другие силы - сопротивление воздуха и т.д.). Если рассматривать движение тел под действием силы тяжести Земли, то это движение будет равноускоренным - ускорение будет постоянно по величине и по направлению. Все отклонения от постоянства ускорения имеют те или иные конкретные причины - вращение Земли,

18 ее несферичность, несимметричное распределение масс внутри Земли, сопротивление воздуха или иной среды, наличие электрических или магнитных полей и т.д. Постоянство ускорения это возможность измерять массы посредством измерения веса, это часы, датчики времени,- это бесплатные силы гравитации точно калиброванные. Патент США: Устройство отмечающее положение плоскости Земли при помощи устройства, отмечающего положение плоскости Земли, образуется изображение на экспонируемой фотографической пленке, позволяющее определить на проявленном негативе или на позитивном отпечатке положение плоскости Земли независимо от положения камеры во время киносъёмки. Устройство содержит прозрачное тело с грузиком, смещающимся под действием силы тяжести в самый нижний угол этого тела. Прозрачное тело может располагаться внутри корпуса камеры или внутри кассеты для роликовой пленки, причем единственным требованием к прозрачному телу является то, чтобы оно находилось на пути световых лучей, идущих от фотографируемого объекта на пленку, установленную в камере. На краю кадра проявленного негатива или позитивной пленки образуется метка в виде стрелки, направленной в сторону плоскости Земли. Метка в виде стрелки может использоваться для правильной ориентации пленки или диапозитива. А.с: Устройство для установления заданных промежутков времени, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерения при записи сейсмограмм, оно выполнено в виде стержня, с расположенным на нем грузом, замыкающим во время свободного падения контакты, соединенные с электродетонаторами Трение. Трение представляет собой силу, возникающую при относительном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их касания. Ввиду зависимости сил трения от многих, порой очень трудно учитываемых факторов, предпочитают пользоваться феноменологической теорией трения, описывающей в основном факты, а не их объяснения. Различают трения качения и трения скольжения. Феноменологическая теория трения базируется, в основном на представлении о том, что касание твердых тел имеет место лишь в отдельных пятнах, на которых действуют силы диффузии, химической связи, адгезии и т.п.; при скольжении каждое пятно касания (так называемая фрикционная связь) существует ограниченное время. Сумма всех сил, действующих на пятна касания, усреднённая по времени и по поверхности носит название силы трения. Продолжительность существования фрикционной связи определяет такие важные величины, как износостойкость, температуру пограничного слоя, работу по преодолению сил трения. Характерно, что при трении наблюдаются значительные деформации пограничного слоя, сопровождающиеся структурными превращениями, избирательной диффузией: учет всех этих процессов затруднен из-за сильной зависимости от температуры. Температура на пятнах касания возрастает очень быстро и может достигать несколько сот градусов. Обычно трение качения, при котором основная работа затрачивается на передеформирование материала при формировании валика перед катящимся телом, много меньше трения скольжения. Но как только скорость качения достигает скорости распространения деформаций, трение качения резко возрастает; поэтому при больших скоростях качения лучше использовать трение скольжения. Трение покоя больше трения движения, и этот факт снижает чувствительность точных приборов. Заменить трение покоя трением движения - это значить уменьшить силу трения и как-то стабилизировать ее. Задачу можно решить, заставив трущиеся элементы совершать колебания. В патенте США: задача решается выполнением втулки подшипника из пьезоэлектрического материала и покрытием ее электропроводящей фольгой. Пропуская переменный ток, под действием которого пьезоэлектрик вибрирует, ликвидируют трение покоя Явление аномального низкого трения. Установлено, что при достаточно сильном облучении одной из трущихся поверхностей ускоренными частицами (например, атомами гелия)

19 коэффициент трения падает в десятки и даже сотни раз, достигая сотых и тысячных долей единицы (открытие-121). Для возникновения эффекта сверхнизкого трения необходимо, чтобы процесс трения осуществлялся в вакууме. Переход в состояние сверхнизкого трения может осуществляться далеко не всеми телами. Этой способностью обладают вещества со слоистой кристаллической структурой. Исследования показали, что очень тонкий поверхностный слой вещества при совместном действии трения и облучения испытывает сильную ориентацию, благодаря чему его структурные элементы располагаются параллельно плоскости контакта, за счет чего сильно уменьшается способность вещества образовывать сильные адгезионные связи. Роль облучения сводится к очень интенсивной очистке поверхности контакта от примесей и от молекул воды, препятствующих ориентации. К тому же водная пленка сама является источником довольно сильных адгезионных связей. Явление аномально низкого трения можно использовать к примеру в подшипниках: А.с: Подшипник скольжения, содержащий корпус, в котором смонтирован вал посредством сегментов с металлической рабочей поверхностью, расположенных равномерно по окружности, отличающееся тем, что с целью уменьшения коэффициента трения при работе в вакууме, он снабжен источником быстрых и нейтральных молекул газа, например, инертного, встроенного в корпус между сегментами и направляющим поток молекул на рабочую поверхность вала, покрытую полимером, например, полиэтиленом Эффект безизносности. Всегда и везде ранее принималось, что трение и износ два неразрывно связанных явления. Однако в результате открытия (нр-41) Крагельского И.В. и Гаркунова Д.Н. удалось разъединить это, хотя и традиционное, но невыгодное содружество. В их подшипнике трение осталось - износ исчез; за это исчезновение ответственен процесс атомарного переноса. Самый опасный вид износа - схватывание. В соответствии с принципом "обратить вред в пользу" - схватывание входит как составная часть в атомарный перенос; далее оно компенсируется противоположным процессом. Рассмотрим пару сталь - бронза с глицериновой смазкой. Глицерин, протравливая поверхность бронзы способствует покрытию ее рыхлым слоем чистой меди, атомы которой легко переносятся на стальную поверхность. Далее устанавливается динамическое равновесие - атомы меди летают туда и обратно, и износа практически нет, ибо медный порошок прочно удерживает глицерин, который в свою очередь, защищает медь от кислорода. В авиации уже испытаны бронзовые амортизационные буксы в стальной стойке шасси самолета Эффект Джонсона-Рабека. Если нагревать пару соприкасающихся трущихся поверхностей полупроводник и металл, то сила трения между этими поверхностями будет увеличиваться. Этот эффект используется в тормозах и муфтах крутящего момента. Патент США: Тормоз представляющий собой вал, покрытый полупроводниковым материалом, охваченный металлической лентой. Тормозной момент зависит от температуры полупроводникового слоя и регулируется путем пропускания электрического тока через вал и охватывающую его ленту. Патент Англии: Устройство для передачи вращения между двумя валами, состоящая из двух соприкасающихся дисков, один из которых выполнен из полупроводникового материала, а второй - металлический. Регулирование передаваемого момента происходит при нагреве соприкасающихся упомянутых материалов путем пропускания электрического тока между ними. Интересное использование трения: А.с: Способ получения отливок, заключающийся в пропускании расплавленного

20 металла через каналы, выполненные в теле оправки, отличающееся тем, что с целью совмещения процесса плавки и заливки металла, оправку поднимают к металлической заготовке и вращают, расплавляя заготовку теплом, выделяющимся в процессе трения. Л И Т Е Р А Т У Р А К 1.2. Я.Н. Ройтенберг, Гироскопы, М., "Наука", 1975 В.А. Павлов, Гироскопический эффект, его проявление и использование, Л., "Судостроение", 1972 Н.В. Гулия, Возрожденная энергия, "Наука и жизнь", 1975, нр-7. К 1.3. А.А. Силин, Трение и его роль в развитии техники, М., "Наука", И.В. Крагельский, Трение и износ, М., "машиностроение",1968 Д.Н. Гаркунов, Избирательный перенос в узлах трения, М., "Транспорт", 1969.

21 2. ДЕФОРМАЦИЯ Общая характеристика. В самом общем случае под деформацией понимается такое изменение положение точек тела, при котором меняется взаимные расстояния между ними. Причинами деформаций, сопровождающихся изменениями формы и размеров сплошного тела, могут служить механические силы, электрические, магнитные, гравитационные поля, изменения температуры, фазовые переходы и т.д. В теории деформации твердых тел рассматриваются многие типы деформаций-сдвига, кручения и т.д. Формальное описание их можно отыскать в любом курсе сопромата. Если деформация исчезает после снятия нагрузки, то она называется упругой, в противном случае имеет место пластическая деформация. Для упругих деформаций справедлив закон Гука, согласно которому деформация пропорциональна механическому напряжению. Если рассматривать деформации на атомарном уровне то упругая деформация характеризуется, прежде всего практически одинаковым изменением расстояния между всеми атомами кристалла; при пластических деформациях возникают дислокации-линейные дефекты кристаллической решётки. Величина деформации любого вида определяется свойствами деформируемого тела и величиной внешнего воздействия; следовательно, имея данные о деформации, можно судить либо о свойствах тела, либо о воздействиях; в некоторых случаях и о том и о другом, а в некоторых- о степени изменения свойств деформируемого тела при том или ином внешнем воздействии. А.с: Способ измерения спорных реакций машин и станков в эксплуатационных условиях, отличающийся тем, что, с целью определения реакций в спорах с резиновым упругим элементом, измеряют величину деформации свобод ной поверхности резинового упругого элемента, по кото рой судят о величине опорной реакции Связь электропроводности с деформацией. В 1975 году зарегистрировано открытие: обнаружена зависимость пластической деформации металла от его проводимости. При переходе в сверхпроводящее состояние повышается пластичность металла. Обратный переход понижает пластичность. Напомним, что макроскопическая пластическая деформация осуществляется перемещением большого количества дислокаций, способность же кристалла оказывать сопротивление пластической деформации определяется их подвижностью. Эффект наблюдался на многих сверхпроводниках при различных способах механических испытаний. В экспериментах было обнаружено значительное повышение пластичности металла /разупрочнение/ при переходе его в сверхпроводящее состояние. Величина эффекта в некоторых случаях достигла нескольких десятков процентов. Детальное изучение явления разупрочнения привело к выводу, что "виновником" его следует считать изменение при сверхпроводящем переходе тормозящего воздействия электронов проводимости на дислокации. Силы "трения" отдельной дислокации об электроны в несверхпроводящем металле резко уменьшаются при сверхпроводящем переходе. Таким образом, обнаружена прямая связь механической характеристики металла его пластичности с чисто электронной характеристикой-проводимостью. Главный вывод-электроны металлов тормозят дислокации всегда. Сверхпроводящий переход помог выявить роль электронов и позволил оценить электронную силу торможения. Но переход в сверхпроводящее состояние- не единственная возможность влиять на электроны. Этому служит магнитное поле, давление и т.д. Ясно, что такие воздействия должны изменять и пластичность металла, особенно, когда электроны- главная причина торможения дислокаций. Магнитное поле в сочетании с низкой температурой способны изменять буквально все

22 свойства вещества: теплоемкость, теплопроводность, упругость, прочность и даже цвет. Появляются новые электрические свойства. Превращения происходят практически мгновенно- за 10 в11-ой и 10 в12-ой сек. Исходя из экспериментов ожидают использования новых эффектов в обычных условиях Электропластический эффект в металлах Установлен электропластический эффект в металлах и доказана возможность его применения для практических целей. Открытие этого эффекта привело к более глубокому пониманию механизма пластической деформации, расширило представление о взаимодействии свободных электронов в металле с носителями пластической деформации-дислокациями. Появилась возможность управлять механическими свойствами металлов, в частности, процессом обработки металлов давлением. Например, деформировать вольфрам при температурах не превышающих 200 гр. С и получить из него прокат с высоким качеством поверхности. В экспериментах с импульсным током было найдено, что электрический ток увеличивает пластичность и уменьшает хрупкость металла. Если создать хорошие условия теплоотвода от деформируемых образцов и пропускать по ним ток высокой плотности 10 в4-ой 10 в6-ой а/см./2 то величина эффекта будет порядка десятков процентов. Электрический ток вызывает также увеличение скорости релаксации напряжений в металле и оказывается удобным технологическим фактором для снятия внутренних напряжений в металле. Электропластический эффект также линейно зависит от плотности тока (вплоть до 10 в5-ой а/см./2) и имеет большую величину при импульсном токе, а при переменном вообще не наблюдается. Видна связь явления разупрочнения металла при сверхпроводящем переходе с электропластическим эффектом. В этом и другом случае происходит разупрочнение металла. Однако, если в первом случае в основе явления лежит уменьшение сопротивления движению и взаимодействию дислокаций при устранении из металла газа свободных электронов, во втором случае причиной облегчения деформации является участие самого электронного газа в пластической деформации металла. Электронный газ из пассивной и тормозящей среды превращается в среду, имеющую направленный дрейф и поэтому ускоряющую движение и взаимодействие дислокаций (или снижающую обычное электронное торможение дислокаций) Этот эффект уже находит свое применение на практике: А... : "Способ снижения прочности металлов, например, при пластической деформации при котором через заготовку пропускают электрический ток отличающийся тем, что с целью снижения прочности металла при сохранении его низкой температуры, к заготовке прикладывают импульсы тока плотностью преимущественно 10 а/см./2, с частотой подачи 20-25Гц Фотопластический эффект. Естественно ожидать изменение пластических свойств и при других воздействиях на электронную структуру образца. Например, воздействие светового излучения на кристаллы полупроводника вызывает в них перераспределение электрических зарядов. Не будет ли свет влиять на пластические свойства полупроводников? Советские ученые Осиньян и Савченко на этот вопрос отвечают утвердительно. Их открытие зарегистрировано под номером 93 в такой формулировке: "Установлено ранее неизвестное явление, заключающееся в изменении сопротивления пластической деформации кристаллов полупроводников под действием света, причем максимальное изменение происходит при длинных волн, соответствующих краю собственного поглощения кристаллов".

1 ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА» (ОСЕННИЙ СЕМЕСТР) 1. Основные характеристики механического движения. 2. Линейная скорость. 3. Линейное ускорение. 4. Угловая скорость и ускорение. 5. Основные

СОДЕРЖАНИЕ Предисловие... 8 І. Физические основы классической механики... 9 1.1. Кинематика поступательного движения материальной точки и кинематика твёрдого тела... 9 1.1.1. Способы задания движения и

ÓÄÊ 373:53 ÁÁÊ 22.3ÿ72 Í34 Макет подготовлен при содействии ООО «Айдиономикс» В оформлении обложки использованы элементы дизайна: Tantoon Studio, incomible / Istockphoto / Thinkstock / Fotobank.ru Í34

Приложение 27 к приказу 853-1 от 27 сентября 2016 г. МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Программа вступительного экзамена по физике в МАИ в 2017 году Программа

Планируемые результаты изучения учебного предмета Выпускник научится: знать/понимать: - смысл понятий: физическое явление, физический закон, вещество, взаимодействие, электрическое поле, магнитное поле,

I. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ При обучении физики в курсе 10 класса применяются вербальные, визуальные, технические, современно-информационные средства обучения; технологии проблемного и развивающего

При составлении программы следующие правовые документы 10-11классы были использованы федеральный компонент государственного стандарта среднего (полного) общего образования по физике, утвержденный в 2004

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

СТАНДАРТ ОСНОВНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО ФИЗИКЕ Изучение физики на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей: - освоение знаний о механических, тепловых, электромагнитных

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине Общие сведения 1. Кафедра Математики, и информационных технологий 2. Направление подготовки 02.03.01 Математика

ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» Программа вступительного испытания по физике для поступающих на обучение по программам бакалавриата и специалитета

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ «ТИСБИ» ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО ПРЕДМЕТУ «Физика» Казань 2017 Содержание 1. Наименование разделов..3 2. Список рекомендуемой литературы

Перечень элементов содержания, проверяемых на вступительном экзамене по физике Вступительный тест по физике состоит из 1 части основного государственного экзамена (ОГЭ-2107), вся информация берется из

0 Пояснительная записка. Программа по физике для 10 11 классов составлена на основе авторской программы: Физика 10 11 класс Г.Я. Мякишев М.:Дрофа,-2010г. и ориентирована на использование учебно-методического

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКА» Электричество и электромагнетизм. Электростатическое поле в вакууме. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность. Принцип суперпозиции

Шапошникова Т.Л., Пивень В.А., Бурцева Е.Н., Терновая Л.Н. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ (базовый и повышенный уровень) Учебное пособие Издание второе, исправленное Рекомендовано Федеральным

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Программа и правила проведения вступительного испытания по дисциплине «Физика» предназначены для поступающих в АНОО ВО СахГТИ в 2017 году, имеющих право сдавать вступительные испытания

Пояснительная записка Данная рабочая программа предназначена для учащихся 8 и 9 классов общеобразовательных организаций и составлена в соответствии с требованиями: 1. Федерального компонента государственного

Пояснительная записка Программа составлена на основе федерального компонента Государственного стандарта основного общего образования и предназначена для 0 классов общеобразовательных учреждений. Она включает

РП ПО ФИЗИКЕ 10 класс 1. Пояснительная записка Рабочая программа по физике для 10 класса составлена в соответствии с требованиями Федерального компонента государственного стандарта общего образования,

Программа к вступительному испытанию по общеобразовательному предмету «Физика» при поступлении в Сыктывкарский лесной институт Программа предназначена для подготовки к массовой письменной проверке знаний

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение города Набережные Челны «Гимназия 76» Рабочая программа по предмету физика для 11 класса (профильный уровень) (5 часов в неделю, 170 в год) УМК (Г.Я.Мякишев,

Студентыфизики Лектор Алешкевич В. А. Январь 2013 Неизвестный Студент физфака Билет 1 1. Предмет механики. Пространство и время в механике Ньютона. Система координат и тело отсчета. Часы. Система отсчета.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО РОССИЙСКО-АРМЯНСКИЙ (СЛАВЯНСКИЙ) УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ: Проректор П.С. Аветисян 20 г. Кафедра общей физики и квантовой наноструктуры Учебная

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА» Вступительное испытание по физике для поступающих на очное и заочное отделения ВГПУ проводится в письменной форме. Программа вступительного испытания

Аннотация к рабочей программе по физике (средняя школа) Общая характеристика учебного предмета Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 9 Введение 10 ЧАСТЬ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ 15 Глава 1. Основы математического анализа 16 1.1. Система координат. Операции над векторными величинами... 16 1.2. Производная

Приложение к образовательной программе МБОУ «Средняя школа 2 с углубленным изучением предметов физико-математического цикла», утвержденной приказом директора от 27.06.2013 275П (в редакции приказа от 04.03.2016

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа» Рабочая программа по учебному предмету «Физика» для 9 класса на 68 часов. Составлена на основе Программы основного

Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение г. Бузулука «Средняя общеобразовательная школа 8» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по учебному предмету «Физика» на 206-207 учебный год Класс: 8 Количество часов:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ЛИЦЕЙ ИМЕНИ С.Н. БУЛГАКОВА" Г. ЛИВНЫ Приложение к Образовательной программе среднего общего образования, утвержд. приказом директора МБОУ "Лицей

2.2 ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ВНУТРИ ДИЭЛЕКТРИКА К классу диэлектриков относятся вещества, которые практически не проводят электрический ток. Идеальных изоляторов в природе не существует.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по физике 11 класс (105 часов, 3 часа в неделю) Пояснительная записка. Данная рабочая программа составлена в соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта среднего

Рабочая программа учебного предмета «Физика» 7-9 класс I. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА «ФИЗИКА» В результате изучения физики на уровне основного общего образования ученик должен знать/понимать:

Величина, её определение Обозначение Единица измерения «МЕХАНИКА» Формула Величины в формуле ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ I. Равномерное прямолинейное движение-это движение, при котором тело за любые равные промежутки

Вопросы к лабораторным работам по разделу физики Механика и молекулярная физика Изучение погрешности измерения (лабораторная работа 1) 1. Физические измерения. Прямые и косвенные измерения. 2. Абсолютные

Тема 1. Кинематика материальной точки и твердого тела 1.1. Предмет физики. Связь физики с другими науками и техникой Слово "физика" происходит от греческого "physis" природа. Т. е. физика это наука о природе.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Программа составлена на основе Федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования и Примерной программы по физике. Федеральный базисный учебный

Пояснительная записка Данная рабочая программа предназначена для учащихся 10-11 классов общеобразовательных организаций и составлена в соответствии с требованиями: 1. Федерального компонента государственного

Рабочая программа кружка по физике для 7 класса. Название кружка «Решение задач по физике» Пояснительная записка Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом.

Пояснительная записка Данные рабочие программы по физике для 10-11 класса составлены на основе программы Г.Я.Мякишева (Сборник программ для общеобразовательных учреждений: Физика 10-11 кл. / Н.Н.Тулькибаева,

Аннотация к программе по учебному предмету «Физика» Физическое образование в основной школе должно обеспечить формирование у обучающихся представлений о научной картине мира важного ресурса научно-технического

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа является приложением Основной образовательной программы основного общего образования МБОУ СОШ 21. Рабочая программа по физике для 7-9 классов базовый уровень

Вопросы для экзамена по физике. 8 класс. 1. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Объяснение изменения внутренней энергии на основе представления о молекулярном строении вещества. 2.

Приложение 18 к основной образовательной программе МБОУ СШ 2, утвержденной приказом директора от 27.06.2013 275П (в редакции приказа от 04.03.2016 69П) Рабочая программа учебного предмета «ФИЗИКА» ФКГОС.

В В Е Д Е Н И Е

Вы держите в руках "Указатель физических эффектов и
явлений". Это не справочник, потому что он включает в себя
лишь незначительную часть огромного колличества эффектов и
явлений изученного окружающего нас мира. Это и не учебник.
Он не научит Вас эффективному использованию физики при ре-
шении головоломных технических задач. Роль "Указателя" зак-
лючается в том, что он поможет вам увидеть и ощутить одну
из важнейших тенденций развития технических систем -переход
от исследования природы и практического воздействия на нее
на макроуровне к исследованию к исследованию ее на микроу-
ровне и связанный с этим переход от макротехнологии к мик-
ротехнологии.
Микротехнология основывается на совершенно иных прин-
ципах, чем технология,имеющая дело с макротелами. Микротех-
нология строится на основе применения к производству совре-
менных достижений химической физики, ядерной физики,
квантовой механики. Это новая ступень взаимодействия чело-
века и природы, а самое главное - это взаимодействие проис-
ходит на языке природы, на языке ее законов.
Человек, создавая свои первые технические системы, ис-
пользовал в них макромеханические свойства окружаещего вас
мира. Это не случайно, так как научное познание природы на-
чалось исторически именно с механических процессов на уров-
не вещества.
Вещество с его внешними формами и геометрическими па-
раметрами является обьектом, непосредственно данным *
человеку в ощущениях. Это тот уровень организации материи,
на котором она предстает перед человеком как явление, как
количество, как форма. Поэтому каждый технологический метод
воздействия соответствовал (и во многих современных техни-
ческих системах сейчас соответствует) простейшей форме дви-
жения материи - механической.
С развитием техники все методы воздействия совершенс-
твуются, но тем не менее, в их соотношении можно проследить
известные изменения. Механические методы в большинстве слу-
чаев заменяются более эффективными физическими и химически-
ми методами. В добывающей промышленности, например, вместо
механического дробления руды и подьема ее на поверхность,
получают распространение методы выщелачивания рудного тела
и получением раствора металла с последующим его выделением
химическим путем. В обрабатывающей промышленности микротех-
нологии приводит к революционным преобразованием: сложные
детали выращивают в виде монокристалов, внутренние свойства
вещества изменяют воздействием сильных электрических, маг-
нитных, оптических полей. в строительстве использование
фундаментальных свойств вещества позволяет отказываться от
сложных и дорогих механизмов. Например: только одно явление
термического расширения позволяет создавать неломающиеся
домкраты, строить арочные мосты в 5 раз быстрее (при этом
отпадает необходимость в опалубке и подьемных механизмов).
Прямо на месте строительства можно сделать несущую часть
арочного моста высотой до 20 метров, а делается это сказоч-
но просто: два стометровых металлических листа накладывают
друг на друга, между ними помещают асбестовую прокладку.
Нижний лист нагревают токами ВЧ до 700 градусов, соединяют
его с верхним, а при остывании этого "пирога" получают ар-
ку.
Чем объяснить эффективность микротехнологии? Здесь
трудно различить вещество, являющееся орудием воздействия,
и вещество, служащее преом труда. Здесь нет инструмента не-
посредственного воздействия, рабочего оружия или рабочей
части машины, как это имеет место при механических методах.
Функции орудия труда выполняют частицы веществ-молекул,
атомы-участвующих в процессе. Причем сам процесс легко уп-
равляем, коль скоро мы можем легко воздействовать опреде-
ленными полями на части, создавая соответствующие условия и
тогда не только не нужно, но часто и не возможното есть ав-
томатически и непрерывно. В это проявляется, говоря словами
Гегеля, "хитрость" научно-технической деятельности.
Переход от механических и макрофизических методов воз-
действия к микрофизическим позволяет значительно упростить
любой технологический процесс, добиться при этом большего
экономического эффекта, получить безотходные процессы, если
вещества и поля на входе одних процессов становятся вещест-
вами и полями на выходе других. Надо только помнить, что
безграничность возможностей научно-технической деятельности
может успешно реализося лишь при соблюдении границ возмож-
ного в самой природе, а уж природа ведет свои производства
на тончайшем атомном уровне бесшумно, безотходно и пол-
ностью автоматически.
"Указатель" покажет Вам на примерах эффективности ис-
пользования законов природы проектировании новой техники
может быть подскажет решение стоящей пред Вами технической
задачи. В него вошли многие физэффекты, которые еще ждут
своего применения и своего "применителя" (не Вы ли им буде-
те?).
Но составителя нового сборника будут считать свою за-
дачу выполненной лишь в том случае, если помещенная в него
информация станет для Вас тем "зародышем", с помощью кото-
рого Вы "вырастите" для себя (и поделитесь с другими) мно-
гогранный кристалл физических эффектов и явлений, раство-
ренных в безграничном мире. И чем больше будет этот
"кристалл", тем будет проще заметить закономерности его
строения. Это интересует нас, надеемся, заинтересует и Вас
и, тогда следующий "Указатель" сможет стать настоящим лоц-
маном в необъятномморе технических задач.

ОБНИНСК, 1979 г. Денисов С.
Ефимов В.
Зубарев В.
Кустов В.

Несколько соображений об Указателе физэффектов

Чтобы уверенно решать сложные изобретательские задачи,
нужна, во-первых, программа выявления технических и физических
противоречий. Во-вторых, нужен информационный фонд, включающий
средства устранения противоречий: типовые приемы и физические
эффекты. Разумеется, есть еще и "в-третьих","в-четвертых" и т.
д. Но главное - программа и информационное обеспечение.
Вначале была просто программа - первые модификации АРИЗ.
Путем анализа патентных материалов постепенно удалось соста-
вить список типовых приемов и таблицу их применения. В число
типовых приемов попали и некоторые физические эффекты. В сущ-
ности, все приемы прямо или косвенно "физичны". Скажем, дроб-
ление; на микроуровне этот прием становится диссоциацией-ассо-
циацией, десорбцией-сорбцией и т.п. Но в типовых приемах
главное - комбинационные изменения. Физика либо проста (тепло-
вое расширение, например), либо скромно держится на втором
плане.
К 1967-68 г.г. стало ясно, что дальнейшее развитие инфор-
мационного обеспечения АРИЗ требует создания фонда физических
явлений и эффектов. В 1969 г. за эту работу взялся студент-фи-
зик В.Гутник, слушатель Молодежной изобретательской школы при
ЦК ЛКСМ Азербайджана (в начале 1970 г. школа стала и "при РС
ВОИР";в 1971 г. была преобразована в АзОИИТ - первый в стране
общественный институт изобретательского творчества). В 1970 г.
была организовна Общественная лаборатория методики изобрета-
тельства при ЦС ВОИР. В план ее работы было включено создание
"Указателя применения физэффектов при решении изобретательских
задач".
За два года В.Гутник проанализировал свыше 5.000 изобрете-
ний "с физическим уклоном" и отобрал из них примерно 500 наи-
более интересных; эта информация положила начало картотеке по
физэффектам. К 1971 г. появились первые наброски Указателя. Но
В.Гутник ушел в армию, работа прервалась. С 1971 г. разработку
"Указателя" начал вести физик Ю.Горин, слушатель, а затем пре-
подаватель АзОИИТ ныне кандидат наук. К 1973 г. Ю.Горин подго-
товил первый "Указатель". В него были включены свыше 100 эф-
фектов и явлений и примеры их изобретательского применения.
Полный текст "Указателя" (300 машинописных страниц) в 1973 г.
был передан в ЦК ВОИР, но не был издан. В том же 1973 г. уда-
лось подготовить сокращенный текст "Указателя" (108 стр.) и
отпечатать его на рататоре (баку,150 экз.). Позже этот текст
печатался в Брянске и других городах. Всего было отпечатано
около 1000 экз.

Практика применения этого - еще во многом периодичного
"Указателя" свидетельствует, что разделы, оживляющие забытые
знания, в общем работают удовлетворительно. Однако большая
часть физики относится к тому, что раньше было мало известно
или вобще не известно человеку, пользующемуся указателем. Из-
ложенные, слишком кратко, сведения о "новых" эффектах практи-
чески не работают. Да исамих эффектов в первом выпуске Указа-
теля было слишком мало. Далеко не ко всем эффектам удалось
подобрать характерные примеры их изобретательского применения.
Нуждались в корректировке и таблицы применения физэффектов.
Несмотря на появление нового Указателя, изобретательские
задачи и физика по-прежнему оставались "на разных берегах ре-
ки": Указатель еще не стал мостом между техникой и физикой.
Однако работа продолжалась.
С января 1977 г. эта работа была перенесена в ОБНИНСК и
велась коллективом. За год С.А.Денисов, В.Е.Ефимов, В.В.Зуба-
рев, В.П.Кустов подготовили вторую модификацию Указателя: ох-
вачено 400 эффектов и явлений, подобраны характерные примеры
их изобретательского применения, изложение стало более точным
и насыщенным. Успешной работе способствовало содействие препо-
давателей теории решения изобретательских задач из многих го-
родов: в ОБНИНСК все время поступала информация по физэффек-
там.
Нынешний Указатель - это справочник, который следовало бы
издать массовым тиражом. В сущности, это настольная книга
изобретателя (даже, если он не работает в АРИЗ).

Как использовать указатель?

Прежде всего, его надо внимательно прочитать. Точнее про-
работать: прочитать и без спешки просмотреть примеры, каждый
раз обдумывая - почему использован данный эффект, а не ка-
кой-то другой. Эту работу следует сделать вдумчиво, неторопли-
во, потратив на нее месяц-полтора и осваивая разделы указателя
небольшими дозами. По ряду разделов (особенно по магнетизму,
люминесценции, поляризованному свету) необходимо дополнительно
посмотреть учебники и специальную литературу.
Прорабатывая указатель, желательно по каждому разделу за-
давать себе упражнения: как использовать эти эффекты в моей
работе, какие новые применения этих эффектов я мог бы предло-
жить? Допустим на этот эффект наложено "табу", применять эф-
фект нельзя; каким другим эффектом можно воспользоваться? Мож-
но ли построить игрушку применив данный эффект? Можно ли
данный эффект использовать в космосе и что при этом изменить-
ся? и т.д. Особое внимание следует обращать на всякого рода
аномалии,отклонения,странности, а также на различные переход-
ные состояния вещества и условия, при которых эти преходы осу-
ществляются. Если проработав таким образом указатель вы не
пришли ни к одной новой идее, значит что-то неладно; скорее
всего,проработка была поверхностной.
Когда занятия идут на семинарах, курсах, в общественных
школах и т.п. Преподаватель может использовать упражнения та-
кого типа: "придумать новый и интересный физический эффект.
Как его можно использовать в технике? Что изменится в природе,
если такой эффект станет реальностью? Подобные упражнения - на
стыке физики и фантастики - особенно эффективны для развития
творческого мышления. Вообще указатель надо, прежде всего, ис-
пользовать до решения задач, регулярно углубляя знания и тре-
нируя мышление. Желательно, в частности, пополнять указатель,
наращивая сильные примеры и включая новые физэффекты.
При решении задач применение указателя более регламенти-
ровано: таблица применения физэффектов в АРИЗ-77 дает название
эффекта, который надо использовать для устранения физического
противоречия. По указателю можно получить сведения об этом эф-
фекте, а затем обратиться к литературе, рекомендованной указа-
телем.
Мост между изобретательскими задачами и физикой еще не
достроен. работа над указателем продолжается. в первом полуго-
дии 1978 г. Должны быть подготовлены два выпуска сводной кар-
тотеки дополнительно к нынешнему тексту указателю. Подготовка
таких выпусков должны идти регулярно: здесь по-прежнему нужна
помощь всех преподавателей. Предстоит также разработать табли-
цы превращения полей (какие эффекты переводят одно поле в дру-
гое?). Но центральная на ближайшие годы проблема - как замк-
нуть мост между изобретательством и физикой? Здесь наметилось
несколько подходов. Можно перевести физэффекты на вепольный
язык, дать каждому эффекту его вепольную формулу. Для этого
надо развить вепольный язык, зделать его богаче,гибче. Но
принципиальных трудностей здесь пока невидно.
Другая возможность состоит в том, чтобы построить систему
эффектов например, по анологии с системой приемов (прос-
тые,парные,сложные...) По структуре нынешний Указатель все еще
привязан к структуре обычных курсов физики. Система физических
эффектов, видимо, должна выглядеть иначе: эффекты собираются в
группы, каждая из которых будет включать эффект, обратный эф-
фект, би-эффект (пример: интерференция), плюс - минус эффект
(сочетание эффекта и обратного эффекта), эффект сильно сжатый
по времени, эффект сильно растянутый по времени и т.д.
Вероятно, возможны и другие подходы. Так или иначе очн-
видно, что нельзя дальше ограничиваться чисто механическими
наращиваниями в память ЭВМ. А дальше что? Каждый эффект, без-
различно - записан он на бумагу или хранится в памяти ЭВМ -
придется извлекать и пробовать его "вручную"... Положение Ука-
зателя должно идти своим чередом. Но уже нынешний Указатель -
вполне достаточный фундамент для построения теории применения
физэффектов при решении изобретательских задач.
В журнале " " за 1975 г. т.24.н11, стр.512-515 (журнал
ГДР, реферат - см. реферативный журнал "Физика иа. Общие воп-
росы физики", 1976,н4,стр.25) сообщается о создании информаци-
онного каталога физических явлений для разработки технологи-
ческих методов. Это близко к идее Указателя, хотя в Указателе
уклон не в технологию, а в преодоление противоречий при реше-
нии изобретательских задач. Каталог выполнен ввиде папок, ко-
торые могут пополняться. Это примерно то, что у нас было до
составления первой модификации Указателя - папки по эффектам.
Но немцы - да и кто угодно - без особого труда могут нас наг-
нать, достаточно засадить за работу несколько десятков физиков
- и из малой "кучи эффектов" будет сделана "большая куча". На-
ше преимущество - в подходе к проблеме. Мы понимаем, что дело
не в том, чтобы набрать "большую кучу" информации и засунуть
ее в ЭВМ, которая сама разберется - что к чему. Мы понимаем,
что везде, в том числе и в данной проблеме - надо искать обь-
ективные законы. Технические системы развиваются закономерно,
поэтому применение физики в изобретательстве тоже должно под-
чиняться определенным законам.
На выявление этих законов и нужно напрвить основные усилия.

Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии, постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги – это примеры физических явлений.

И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизировано, расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом его состав останется тем же.

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из раствора сахара воду, молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы. Но и растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода переходит в пар. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. При воздействии низких температур (ниже 0˚С) вода переходит в твёрдое состояние – превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды – это молекула воды. Молекула воды является и мельчайшей частичкой пара или льда. Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях.

Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры. Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000˚С. А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям. Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного состояния или температуры, но состав веществ останется тем же.

Все физические явления можно разделить на несколько групп.

Механические явления – это явления, которые происходят с физическими телами при их движении относительно друг друга (обращение Земли вокруг Солнца, движение автомобилей, полёт парашютиста).

Электрические явления – это явления, которые возникают при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов (электрический ток, телеграфирование, молния при грозе).

Магнитные явления – это явления, связанные с возникновением у физических тел магнитных свойств (притяжение магнитом железных предметов, поворот стрелки компаса на север).

Оптические явления – это явления, которые происходят при распространении, преломлении и отражении света (радуга, миражи, отражение света от зеркала, появление тени).

Тепловые явления – это явления, которые происходят при нагревании и охлаждении физических тел (таяние снега, кипение воды, туман, замерзание воды).

Атомные явления – это явления, которые возникают при изменении внутреннего строения вещества физических тел (свечение Солнца и звезд, атомный взрыв).

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

С давних времен люди собирали сведения о том мире, в котором они живут. Была лишь одна наука, объединяющая всю информацию о природе, которую человечество накопило на тот момент. Тогда еще люди не знали, что они наблюдают примеры физических явлений. В настоящее время такая наука носит название «естествознание».

Что изучает физическая наука

Со временем научные представления об окружающем мире заметно изменились - их стало гораздо больше. Естествознание раскололось на много отдельных наук, среди которых: биология, химия, астрономия, география и другие. В ряде этих наук не последнее место занимает физика. Открытия и достижения в этой области позволили человечеству обладать новыми знаниями. К ним можно отнести структуру и поведение различных объектов всяких размеров (начиная с гигантских звезд и заканчивая мельчайшими частицами - атомами и молекулами).

Физическое тело - это...

Существует специальный термин «материя», которым в кругах ученых называют все, что есть вокруг нас. Состоящее из материи физическое тело - это какое-либо вещество, занимающее определенное место в пространстве. Любое физическое тело в действии можно назвать примером физического явления. Опираясь на это определение, можно сказать, что любой предмет является физическим телом. Примеры физических тел: кнопка, блокнот, люстра, карниз, Луна, мальчик, облака.

Что такое физическое явление

Любая материя находится в постоянном изменении. Одни тела двигаются, другие соприкасаются с третьими, четвертые крутятся. Не зря много лет назад философом Гераклитом была произнесена фраза «Все течет, все меняется». У ученых есть даже специальный термин таким изменениям - это все явления.

К физическим явлениям относится все то, что движется.

Какие существуют типы физических явлений

• Тепловые.

Это явления, когда из-за воздействия температуры некоторые тела начинают трансформироваться (изменяется форма, размер и состояние). Пример физических явлений: под воздействием теплого весеннего солнца тают сосульки и превращаются в жидкость, с наступлением холодов лужи замерзают, кипящая вода становится паром.

• Механические.

Эти явления характеризуют смену положения одного тела по отношению к остальным. Примеры: часы идут, мяч прыгает, дерево качается, ручка пишет, вода течет. Все они находятся в движении.

• Электрические.

Характер этих явлений полностью оправдывает свое название. Слово «электричество» уходит корнями в греческий язык, где «электрон» значит «янтарь». Пример достаточно простой и многим наверняка знакомый. При резком снятии с себя шерстяного свитера слышится небольшой треск. Если проделать это, отключив в комнате свет, то можно увидеть искорки.

• Световые.

Тело, участвующее в явлении, которое связанно со светом, называют светящимся. В качестве примера физических явлений можно привести всем известную звезду нашей Солнечной системы - Солнце, а также любую другую звезду, лампу и даже жучка-светлячка.

• Звуковые.

Распространение звука, поведение звуковых волн при столкновениях с препятствием, а также иные явления, которые так или иначе связаны со звуком, относятся к этому типу физических явлений.

• Оптические.

Они происходят благодаря свету. Так, например, человек и животные способны видеть, потому что есть свет. В эту группу также включены явления распространения и преломления света, его отражение от предметов и прохождение сквозь разные среды.

Теперь вы знаете, какие бывают физические явления. Однако стоит понимать, что между природными и физическими явлениями существует определенная разница. Так, при природном явлении происходит одновременно несколько физических явлений. Например, при ударе молнии в землю происходят следующие звуковое, электрическое, тепловое и световое.