Реферат на тему Физические эффекты, широко применяемые в технике и технологиях

Содержание:

Введение. 2

1.
Физические эффекты и явления, и их применение в современных технологиях  3

1.1
Гироскопический эффект. 7

1.2
Силы инерции. 9

2.
Деформация. 11

2.1
Эффект Баушингера. 11

2.2
Эффект Пойнтинга-Робертсона. 14

3.
Молекулярные явления. 18

3.1
Фазовые переходы.. 18

3.2
Поверхностные явления. Капиллярность. 20

3.3
Диффузия. 22

Заключение. 24

Список использованной литературы   25  

Введение:

Важнейшей формой превращения
науки в непосредственную производительную силу является использование открытий
для разработки новых устройств и технологий, создания новых материалов,
выявление и освоение новых источников энергии. Открытия являются основой для
создания пионерных изобретений, а тем самым и принципиально новых орудий труда,
технологических процессов и материалов. В подавляющем большинстве случаев
физические эффекты являются основой изобретений четвёртого и пятого уровней.
Поэтому им следует придавать особое значение.

В физике известно свыше 5 тысяч
эффектов и явлений. Например: кавитация, муаровый эффект, явление аномально
низкого трения, пьезоэффект, триболюминесценция, эффект Коанда, Баушингера,
Кикоина- Носкова, Ганна, Томса, электропластический, Джонсона-Раабека,
Александрова, Дюфора, реоэлектрический, эффект памяти формы металлов,
акустомагнитоэлектрический, эффект Пойтинга, электрокапиллярный и др. Часть из
этих эффектов не изучается даже в вузах.

Каждый эффект может служить
ключом к большой группе изобретательских задач. Однако молодой специалист
(рабочий, техник, инженер) в лучшем случае знает 150-250 эффектов и явлений.
Более того, поскольку физику изучают не с точки зрения изобретательских
возможностей, молодой специалист обычно не умеет творчески применять даже
хорошо знакомые физические эффекты. Поэтому изобретательский потенциал физики
используется в очень небольшой степени, хотя уже разработаны методы,
целенаправленного определения какой метод нужен для решения той или иной
задачи. Известные в технике средства и знания следует отличать от средств и
знаний, известных науке.

Заключение:

Понятие физический эффект в ТРИЗ
отличается от принятого в курсе физики. Оно привязано к выполняемым действиям,
а не к независящим от человека истинам. Физический эффект в ТРИЗ – это
количественное и качественное преобразование энергии и свойств объекта согласно
законам природы, применяемые для выполнения технических действий (для
выполнения функций), для разрешения противоречия.

Так в физике известно 4 вида
взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. В ТРИЗ есть
поля, привязанные к технике — механические, акустические, тепловые, химические,
электрические, магнитные.

Такой подход хорошо помогает
получению физической структуры (образа, идеи) решения. А превращение идеи в
техническое решение уже требует физических знаний и инженерных навыков.

Многие физические эффекты
представляют собой объединение нескольких простых физических феноменов. Скажем,
падение тела – элементарное действие. И движение по инерции – тоже. Соединение
этих элементарных действий дает, например, движение маятника, применяемое в
технических системах.

Вот и противоречия не устраняется
простыми физическими явлениями. Современные технические системы достаточно
сложные иерархические системы с множеством структурных элементов и связей между
ними. Их функционирование основывается на множестве взаимосвязанных физических
эффектов. В этом и состоит трудность прямого использования научных знаний в
технике. Поэтому и помогает вепольное описание технической системы.

Итак, физический эффект в ТРИЗ
представляет собой некую структуру, в центре которой материальный объект, на
который направлено некоторое физическое действие.

Фрагмент текста работы:

1. Физические эффекты и
явления, и их применение в современных технологиях

При взаимодействии объектов
материального мира протекают физические процессы, сопровождающиеся различными
эффектами. Под эффектом понимается «… результат, следствие некоторых причин,
действия». Многие эффекты нашли широкое применение в технике. Для однозначности
толкования понятия ФЭ принято следующее его 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.

Разнообразие процессов и явлений,
которые происходят в природе, обусловлено четырьмя типами взаимодействий:
всемирным тяготением, электромагнитными, ядерными и слабыми взаимодействиями.
Каждому типу взаимодействия соответствуют определенные физические поля. Каждое
из этих полей имеет ряд модификаций, обусловливающих особенности взаимодействия
материальных объектов. Например, электрическое поле может быть электростатическим,
переменным, вихревым и т. д. Все поля и их модификации будем рассматривать как
воздействия.

Физическое явление — это
изменение, которое может быть обратимым или нет и которое происходит в теле,
материи или веществе.

Условием физического явления
является то, что такое изменение не теряет характеристик или свойств тела,
материи или вещества.

Его не следует путать с
химическим явлением, которое относится к постоянному и необратимому изменению
тела, материи или вещества. Эти изменения приводят к появлению одного или
нескольких новых тел, материалов или веществ, поскольку изменяется молекулярная
структура.

Примеры физических явлений:

Без гравитации было бы невозможно
ходить, прыгать, кататься на лыжах или нырять. Все вещи падают на землю, и это
считалось само собой разумеющимся, пока не появился Исаак Ньютон.

Если бы не было гравитации, мы бы
все плыли и не были привязаны к поверхности Земли, без какой-либо атмосферы.
Гравитация — это физическое явление, которое удерживает все вместе и делает
возможной жизнь на Земле.

Если бы у нас не было давления
воздуха, внутреннее кровяное давление заставило бы наши человеческие тела
взорваться. Вот почему астронавты должны носить скафандры в космосе (оставляя в
стороне воздействие радиации).

Свет — это волна, поэтому он
испытывает дифракцию, отражение и преломление. Дифракция — это то, что
формирует радугу; отражение — это то, что позволяет нам видеть себя в зеркале.

Рефракция — это то, что позволяет
нам смотреть через увеличительные линзы, микроскопы и телескопы, чтобы
обнаружить гораздо меньшие чудеса или гораздо дальше от нас.

Звук — это волна, которая
циркулирует в воздухе и других материалах. Без звука у нас не было бы музыки, и
мы не могли бы общаться, разговаривая.

Сохранение энергии позволило физикам
и инженерам разработать теоретические модели и построить машины для
эксплуатации природы. Это простой принцип, который позволяет нам предсказать,
сколько энергии мы можем получить от машины.

Тот факт, что энергия не может
быть создана или уничтожена, также означает, что мы не можем получить свободную
энергию без выполнения работы.

Энтропия всегда возрастает. Это
явление делает так много вещей, что их невозможно перечислить.

Диффузия газов позволяет нам
дышать кислородом, который создают растения. Другими примерами являются
электрический ток, тепловой ток, поток воды от самого высокого к самому низкому
и т. д.

Это процесс, который питает
солнце, которое дает тепло и свет, необходимые для жизни на Земле.

Третий закон Ньютона — это то,
что позволяет нам сидеть в кресле, не будучи раздавленными, ходить, прикладывая
силу к полу, и заставлять каждое действие иметь равную и противоположную
реакцию.

Землетрясения происходят потому,
что Земля состоит из тектонических плит, соединенных линиями разломов. Когда
напряжение между этими пластинами растет и одна из них проскальзывает, ударные
волны посылаются через землю и любые близлежащие водоемы.

Ураганы образуются над океаном,
когда область низкого давления питается теплом конденсации.

Это тепло исходит от водяного пара,
который поднимается к облакам, высвобождая энергию. Если нет выхода для
накопления энергии, то ветры будут накапливаться.

Северное сияние происходит, когда
энергетические электроны солнечного ветра взаимодействуют с молекулами и
атомами в нашей атмосфере.

Магнитное поле Земли захватывает
часть солнечного ветра, и проявление света происходит от многочисленных
столкновений между частицами.

Более известный как цветение
водорослей, так называемый красный прилив — это естественное явление, при
котором эстуарные, морские или пресноводные водоросли быстро накапливаются в
толще воды и могут превратить целые участки океана или пляжа в кровь красного
цвета.

Это явление вызвано высоким
уровнем фитопланктона, который накапливается и образует плотные видимые облака вблизи
поверхности воды.

«Шум в ушах» — это общее название
для ряда явлений, которые включают в себя постоянный, низкочастотный инвазивный
шум, который слышен не всем людям. Шум был зафиксирован в нескольких
географических точках.