科尔劳施定律(科尔劳施定律认为电解质)

科尔劳斯公式

Λm=Λm∞-AC。对强电解质而言,其稀溶液摩尔电导与浓度的变化规律遵循科尔劳斯公式:Λm=Λm∞-AC。测定强电解质稀溶液的电导,可外推其Λm∞。

化学术语转英语怎么转,初中的

BET公式 BET formula

DLVO理论  DLVO theory

HLB法 hydrophile-lipophile balance method

pVT性质  pVT property

ζ电势  zeta potential

阿伏加德罗常数  Avogadro’number

阿伏加德罗定律  Avogadro law

阿累尼乌斯电离理论 Arrhenius ionization theory

阿累尼乌斯方程 Arrhenius equation

阿累尼乌斯活化能  Arrhenius activation energy

阿马格定律  Amagat law

艾林方程  Erying equation

爱因斯坦光化当量定律  Einstein’s law of photochemical equivalence

爱因斯坦-斯托克斯方程  Einstein-Stokes equation

安托万常数  Antoine constant

安托万方程  Antoine equation

盎萨格电导理论 Onsager’s theory of conductance

半电池 half cell

半衰期 half time period

饱和液体  saturated liquids

饱和蒸气  saturated vapor

饱和吸附量  saturated extent of adsorption

饱和蒸气压  saturated vapor pressure

爆炸界限  explosion limits

比表面功  specific surface work

比表面吉布斯函数  specific surface Gibbs function

比浓粘度  reduced viscosity

标准电动势  standard electromotive force

标准电极电势  standard electrode potential

标准摩尔反应焓  standard molar reaction enthalpy

标准摩尔反应吉布斯函数  standard Gibbs function of molar reaction

标准摩尔反应熵  standard molar reaction entropy

标准摩尔焓函数  standard molar enthalpy function

标准摩尔吉布斯自由能函数  standard molar Gibbs free energy function

标准摩尔燃烧焓  standard molar combustion enthalpy

标准摩尔熵  standard molar entropy

标准摩尔生成焓  standard molar formation enthalpy

标准摩尔生成吉布斯函数  standard molar formation Gibbs function

标准平衡常数  standard equilibrium constant

标准氢电极  standard hydrogen electrode

标准态  standard state

标准熵  standard entropy

标准压力  standard pressure

标准状况 standard condition

表观活化能 apparent activation energy

表观摩尔质量 apparent molecular weight

表观迁移数 apparent transference number

表面  surfaces

表面过程控制  surface process control

表面活性剂 surfactants

表面吸附量  surface excess

表面张力  surface tension

表面质量作用定律  surface mass action law

波义尔定律  Boyle law

波义尔温度  Boyle temperature

波义尔点 Boyle point

玻尔兹曼常数  Boltzmann constant

玻尔兹曼分布  Boltzmann distribution

玻尔兹曼公式  Boltzmann formula

玻尔兹曼熵定理  Boltzmann entropy theorem

玻色-爱因斯坦统计 Bose-Einstein statistics

泊 Poise

不可逆过程  irreversible process

不可逆过程热力学 thermodynamics of irreversible processes

不可逆相变化  irreversible phase change

布朗运动  brownian movement

查理定律 Charle’s law

产率  yield

敞开系统 open system

超电势  over potential

沉降  sedimentation

沉降电势  sedimentation potential

沉降平衡  sedimentation equilibrium

触变  thixotropy

粗分散系统  thick disperse system

催化剂  catalyst

单分子层吸附理论  mono molecule layer adsorption

单分子反应  unimolecular reaction

单链反应  straight chain reactions

弹式量热计  bomb calorimeter

道尔顿定律  Dalton law

道尔顿分压定律  Dalton partial pressure law

德拜和法尔肯哈根效应 Debye and Falkenhagen effect

德拜立方公式  Debye cubic formula

德拜-休克尔极限公式  Debye-Huckel’s limiting equation

等焓过程  isenthalpic process

等焓线 isenthalpic line

等几率定理  theorem of equal probability

等温等容位 Helmholtz free energy

等温等压位 Gibbs free energy

等温方程  equation at constant temperature

低共熔点  eutectic point

低共熔混合物  eutectic mixture

低会溶点  lower consolute point

低熔冰盐合晶  cryohydric

第二类永动机  perpetual machine of the second kind

第三定律熵  third-law entropy

第一类永动机  perpetual machine of the first kind

缔合化学吸附  association chemical adsorption

电池常数  cell constant

电池电动势  electromotive force of cells

电池反应  cell reaction

电导  conductance

电导率  conductivity

电动势的温度系数  temperature coefficient of electromotive force

电动电势  zeta potential

电功 electric work

电化学  electrochemistry

电化学极化  electrochemical polarization

电极电势  electrode potential

电极反应  reactions on the electrode

电极种类  type of electrodes

电解池  electrolytic cell

电量计  coulometer

电流效率 current efficiency

电迁移  electro migration

电迁移率  electromobility

电渗  electroosmosis

电渗析  electrodialysis

电泳  electrophoresis

丁达尔效应  Dyndall effect

定容摩尔热容  molar heat capacity under constant volume

定容温度计  Constant voIume thermometer

定压摩尔热容  molar heat capacity under constant pressure

定压温度计  constant pressure thermometer

定域子系统  localized particle system

动力学方程 kinetic equations

动力学控制  kinetics control

独立子系统  independent particle system

对比摩尔体积  reduced mole volume

对比体积 reduced volume

对比温度  reduced temperature

对比压力  reduced pressure

对称数  symmetry number

对行反应 reversible reactions

对应状态原理  principle of corresponding state

多方过程 polytropic process

多分子层吸附理论  adsorption theory of multi-molecular layers

二级反应 second order reaction

二级相变 second order phase change

法拉第常数  faraday constant

法拉第定律  Faraday’s law

反电动势 back E.M.F.

反渗透  reverse osmosis

反应分子数  molecularity

反应级数  reaction orders

反应进度  extent of reaction

反应热 heat of reaction

反应速率 rate of reaction

反应速率常数  constant of reaction rate

范德华常数  van der Waals constant

范德华方程  van der Waals equation

范德华力  van der Waals force

范德华气体  van der Waals gases

范特霍夫方程  van’t Hoff equation

范特霍夫规则  van’t Hoff rule

范特霍夫渗透压公式  van’t Hoff equation of osmotic pressure

非基元反应  non-elementary reactions

非体积功  non-volume work

非依时计量学反应  time independent stoichiometric reactions

菲克扩散第一定律  Fick’s first law of diffusion

沸点  boiling point

沸点升高  elevation of boiling point

费米-狄拉克统计 Fermi-Dirac statistics

分布  distribution

分布数  distribution numbers

分解电压  decomposition voltage

分配定律  distribution law

分散系统  disperse system

分散相  dispersion phase

分体积  partial volume

分体积定律  partial volume law

分压  partial pressure

分压定律  partial pressure law

分子反应力学  mechanics of molecular reactions

分子间力  intermolecular force

分子蒸馏 molecular distillation

封闭系统  closed system

附加压力 excess pressure

弗罗因德利希吸附经验式  Freundlich empirical formula of adsorption

负极  negative pole

负吸附  negative adsorption

复合反应 composite reaction

盖·吕萨克定律  Gay-Lussac law

盖斯定律  Hess law

甘汞电极  calomel electrode

感胶离子序  lyotropic series

杠杆规则  lever rule

高分子溶液  macromolecular solution

高会溶点  upper consolute point

隔离法 the isolation method

格罗塞斯-德雷珀定律  Grotthus-Draoer’s law

隔离系统  isolated system

根均方速率 root-mean-square speed

功  work

功函 work content

共轭溶液  conjugate solution

共沸温度  azeotropic temperature

构型熵 configurational entropy

孤立系统  isolated system

固溶胶  solid sol

固态混合物  solid solution

固相线  solid phase line

光反应  photoreaction

光化学第二定律  the second law of actinochemistry

光化学第一定律  the first law of actinochemistry

光敏反应  photosensitized reactions

光谱熵  spectrum  entropy

广度性质  extensive property

广延量  extensive quantity

广延性质  extensive property

规定熵  stipulated entropy

过饱和溶液  oversaturated solution

过饱和蒸气  oversaturated vapor

过程  process

过渡状态理论  transition state theory

过冷水  super-cooled water

过冷液体  overcooled liquid

过热液体  overheated liquid

亥姆霍兹函数  Helmholtz function

亥姆霍兹函数判据  Helmholtz function criterion

亥姆霍兹自由能  Helmholtz free energy

亥氏函数  Helmholtz function

焓  enthalpy

亨利常数  Henry constant

亨利定律  Henry law

恒沸混合物  constant boiling mixture

恒容摩尔热容  molar heat capacity at constant volume

恒容热 heat at constant volume

恒外压  constant external pressure

恒压摩尔热容  molar heat capacity at constant pressure

恒压热 heat at constant pressure

化学动力学 chemical kinetics

化学反应计量式  stoichiometric equation of chemical reaction

化学反应计量系数  stoichiometric coefficient of chemical reaction

化学反应进度  extent of chemical reaction

化学亲合势  chemical affinity

化学热力学 chemical thermodynamics

化学势  chemical potential

化学势判据  chemical potential criterion

化学吸附  chemisorptions

环境  environment

环境熵变  entropy change in environment

挥发度 volatility

混合熵  entropy of mixing

混合物  mixture

活度  activity

活化控制  activation control

活化络合物理论  activated complex theory

活化能 activation energy

霍根-华森图  Hougen-Watson Chart

基态能级  energy level at ground state

基希霍夫公式  Kirchhoff formula

基元反应 elementary reactions

积分溶解热  integration heat of dissolution

吉布斯-杜亥姆方程  Gibbs-Duhem equation

吉布斯-亥姆霍兹方程  Gibbs-Helmhotz equation

吉布斯函数  Gibbs function

吉布斯函数判据  Gibbs function criterion

吉布斯吸附公式 Gibbs adsorption formula

吉布斯自由能  Gibbs free energy

吉氏函数  Gibbs function

极化电极电势  polarization potential of electrode

极化曲线  polarization curves

极化作用  polarization

极限摩尔电导率  limiting molar conductivity

几率因子  steric factor

计量式  stoichiometric equation

计量系数  stoichiometric coefficient

价数规则  rule of valence

简并度  degeneracy

键焓 bond enthalpy

胶冻  broth jelly

胶核  colloidal nucleus

胶凝作用  demulsification

胶束 micelle

胶体  colloid

胶体分散系统  dispersion system of colloid

胶体化学  collochemistry

胶体粒子  colloidal particles

胶团  micelle

焦耳 Joule

焦耳-汤姆生实验  Joule-Thomson experiment

焦耳-汤姆生系数  Joule-Thomson coefficient

焦耳-汤姆生效应  Joule-Thomson effect

焦耳定律  Joule's law

接触电势 contact potential

接触角  contact angle

节流过程  throttling process

节流膨胀  throttling expansion

节流膨胀系数  coefficient of throttling expansion

结线  tie line

结晶热 heat of crystallization

解离化学吸附  dissociation chemical adsorption

界面  interfaces

界面张力  surface tension

浸湿  immersion wetting

浸湿功  immersion wetting work

精馏  rectify

聚(合)电解质 polyelectrolyte

聚沉  coagulation

聚沉值  coagulation value

绝对反应速率理论  absolute reaction rate theory

绝对熵  absolute entropy

绝对温标 absolute temperature scale

绝热过程  adiabatic process

绝热量热计 adiabatic calorimeter

绝热指数  adiabatic index

卡诺定理  Carnot theorem

卡诺循环  Carnot cycle

开尔文公式  Kelvin formula

柯诺瓦洛夫-吉布斯定律  Konovalov-Gibbs law

科尔劳施离子独立运动定律  Kohlrausch’s Law of Independent Migration of Ions

科尔劳施定律(科尔劳施定律认为电解质)

弱电解质溶液在浓度很稀时几乎完全电离为什么仍然不能用科尔劳施定律外推求出

这个主要的原因是外推法的话,通常都是简单的直线进行外推的。但是弱电解质的电解的浓度曲线,它肯定不是一条直线,浓度增高的话,它的电解质电离百分比就下降了。因此不能外推。

为什么光速要是300000000米每秒

光速 光速定义值:c=299792458m/s

光速计算值:c=(299792.50±0.10)km/s

英文:speed of light/ velocity of light

定义:光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,没有任何物体或信息运动的速度可以超过光速。

理论:

人无论靠什么推进器,速度都是无法达到光速的,更不要说超光速了。因为,有质量的物体的运动速度是不可能达到光速的。原理如下:

首先,我们来了解一下质能等价理论。质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC²,式(质能方程)中为E能量,单位电子伏特(eV),m为质量,单位MeV/c² ,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。

一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%。但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时,其质量增加了一倍多。这时,物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时,质量随着速度的增加而直线上升,速度无限接近光速时,质量趋向于无限大,需要无限多的能量。因此,任何物体的运动速度不可能达到光速,只有质量为零的粒子才可以以光速运动,如光子。

若考虑微观状态(量子力学),有可能超过光速。

黑洞的存在与光速没有关系,黑洞是由于引力场使空间弯曲造成的,不会影响光速 。

真空中的光速是一个物理常数(符号是c),等于299,792,458米/秒。

光速的测量方法: 最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。

1983年,光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准,并且约定光速严格等于299,792,458米/秒,此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来,随着实验精度的不断提高,光速的数值有所改变,米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程。

根据现代物理学,所有电磁波,包括可见光,在真空中的速度是常数,即是光速。强相互作用、电磁作用、弱相互作用传播的速度都是光速,根据广义相对论,万有引力传播的速度也是光速,且已于2003年得以证实。根据电磁学的定律,发放电磁波的物件的速度不会影响电磁波的速度。结合相对性原则,观察者的参考坐标和发放光波的物件的速度不会影响被测量的光速,但会影响波长而产生红移、蓝移。这是狭义相对论的基础。相对论探讨的是光速而不是光,就算光被稍微减慢,也不会影响狭义相对论。

一、光速测定的天文学方法

1.罗默的卫星蚀法

光速的测量,首先在天文学上获得成功,这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离.早在1676年丹麦天文学家罗默(1644—1710)首先测量了光速.由于任何周期性的变化过程都可当作时钟,他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的“时钟”,罗默在观察时所用的是木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀.他在观察时注意到:连续两次卫星蚀相隔的时间,当地球背离木星运动时,要比地球迎向木星运动时要长一些,他用光的传播速度是有限的来解释这个现象.光从木星发出(实际上是木星的卫星发出),当地球离开木星运动时,光必须追上地球,因而从地面上观察木星的两次卫星蚀相隔的时间,要比实际相隔的时间长一些;当地球迎向木星运动时,这个时间就短一些.因为卫星绕木星的周期不大(约为1.75天),所以上述时间差数,在最合适的时间(上图中地球运行到轨道上的A和A’两点时)不致超过15秒(地球的公转轨道速度约为30千米/秒).因此,为了取得可靠的结果,当时的观察曾在整年中连续地进行.罗默通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速.由于当时只知道地球轨道半径的近似值,故求出的光速只有214300km/s.这个光速值尽管离光速的准确值相差甚远,但它却是测定光速历史上的第一个记录.后来人们用照相方法测量木星卫星蚀的时间,并在地球轨道半径测量准确度提高后,用罗默法求得的光速为299840±60km/s.

2.布莱德雷的光行差法

1728年,英国天文学家布莱德雷(1693—1762)采用恒星的光行差法,再一次得出光速是一有限的物理量.布莱德雷在地球上观察恒星时,发现恒星的视位置在不断地变化,在一年之内,所有恒星似乎都在天顶上绕着半长轴相等的椭圆运行了一周.他认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地面时需要一定的时间,而在此时间内,地球已因公转而发生了位置的变化.他由此测得光速为:C=299930千米/秒

这一数值与实际值比较接近.

以上仅是利用天文学的现象和观察数值对光速的测定,而在实验室内限于当时的条件,测定光速尚不能实现.

二、光速测定的大地测量方法

光速的测定包含着对光所通过的距离和所需时间的量度,由于光速很大,所以必须测量一个很长的距离和一个很短的时间,大地测量法就是围绕着如何准确测定距离和时间而设计的各种方法.

1.伽利略测定光速的方法

物理学发展史上,最早提出测量光速的是意大利物理学家伽利略.1607年在他的实验中,让相距甚远的两个观察者,各执一盏能遮闭的灯,如图所示:观察者A打开灯光,经过一定时间后,光到达观察者B,B立即打开自己的灯光,过了某一时间后,此信号回到A,于是A可以记下从他自己开灯的一瞬间,到信号从B返回到A的一瞬间所经过的时间间隔t.若两观察者的距离为S,则光的速度为c=2s/t

因为光速很大,加之观察者还要有一定的反应时间,所以伽利略的尝试没有成功.如果用反射镜来代替B,那么情况有所改善,这样就可以避免观察者所引入的误差.这种测量原理长远地保留在后来的一切测定光速的实验方法之中.甚至在现代测定光速的实验中仍然采用.但在信号接收上和时间测量上,要采用可靠的方法.使用这些方法甚至能在不太长的距离上测定光速,并达到足够高的精确度.

2.旋转齿轮法

用实验方法测定光速首先是在1849年由斐索实验.他用定期遮断光线的方法(旋转齿轮法)进行自动记录.实验示意图如下.从光源s发出的光经会聚透镜L1射到半镀银的镜面A,由此反射后在齿轮W的齿a和a’之间的空隙内会聚,再经透镜L2和L3而达到反射镜M,然后再反射回来.又通过半镀镜A由L4集聚后射入观察者的眼睛E.如使齿轮转动,那么在光达到M镜后再反射回来时所经过的时间△t内,齿轮将转过一个角度.如果这时a与a’之间的空隙为齿a(或a’)所占据,则反射回来的光将被遮断,因而观察者将看不到光.但如齿轮转到这样一个角度,使由M镜反射回来的光从另一齿间空隙通过,那么观察者会重新看到光,当齿轮转动得更快,反射光又被另一个齿遮断时,光又消失.这样,当齿轮转速由零而逐渐加快时,在E处将看到闪光.由齿轮转速v、齿数n与齿轮和M的间距L可推得光速c=4nvL.

在斐索所做的实验中,当具有720齿的齿轮,一秒钟内转动12.67次时,光将首次被挡住而消失,空隙与轮齿交替所需时间为

在这一时间内,光所经过的光程为2×8633米,所以光速c=2×8633×18244=3.15×108(m/s).

在对信号的发出和返回接收时刻能作自动记录的遮断法除旋转齿轮法外,在现代还采用克尔盒法.1941年安德孙用克尔盒法测得:c=299776±6km/s,1951年贝格斯格兰又用克尔盒法测得c=299793.1±0.3km/s.

3.旋转镜法

旋转镜法的主要特点是能对信号的传播时间作精确测量.1851年傅科成功地运用此法测定了光速.旋转镜法的原理早在1834年1838年就已为惠更斯和阿拉果提出过,它主要用一个高速均匀转动的镜面来代替齿轮装置.由于光源较强,而且聚焦得较好.因此能极其精密地测量很短的时间间隔.实验装置如图所示.从光源s所发出的光通过半镀银的镜面M1后,经过透镜L射在绕O轴旋转的平面反射镜M2上O轴与图面垂直.光从M2反射而会聚到凹面反射镜M3上,M3的曲率中心恰在O轴上,所以光线由M3对称地反射,并在s′点产生光源的像.当M2的转速足够快时,像S′的位置将改变到s〃,相对于可视M2为不转时的位置移动了△s的距离可以推导出光速值。式中w为M2转动的角速度.l0为M2到M3的间距,l为透镜L到光源S的间距,△s为s的像移动的距离.因此直接测量w、l、l0、△s,便可求得光速。

在傅科的实验中:L=4米,L0=20米,△s=0.0007米,W=800×2π弧度/秒,他求得光速值c=298000±500km/s.

另外,傅科还利用这个实验的基本原理,首次测出了光在介质(水)中的速度v<c,这是对波动说的有力证据.

3.旋转棱镜法

迈克耳逊把齿轮法和旋转镜法结合起来,创造了旋转棱镜法装置.因为齿轮法之所以不够准确,是由于不仅当齿的中央将光遮断时变暗,而且当齿的边缘遮断光时也是如此.因此不能精确地测定象消失的瞬时.旋转镜法也不够精确,因为在该法中象的位移△s太小,只有0.7毫米,不易测准.迈克耳逊的旋转镜法克服了这些缺点.他用一个正八面钢质棱镜代替了旋转镜法中的旋转平面镜,从而光路大大的增长,并利用精确地测定棱镜的转动速度代替测齿轮法中的齿轮转速测出光走完整个路程所需的时间,从而减少了测量误差.从1879年至1926年,迈克耳逊曾前后从事光速的测量工作近五十年,在这方面付出了极大的劳动.1926年他的最后一个光速测定值为

c=299796km/s

这是当时最精确的测定值,很快成为当时光速的公认值.

三、光速测定的实验室方法(高中课本有)

光速测定的天文学方法和大地测量方法,都是采用测定光信号的传播距离和传播时间来确定光速的.这就要求要尽可能地增加光程,改进时间测量的准确性.这在实验室里一般是受时空限制的,而只能在大地野外进行,如斐索的旋轮齿轮法当时是在巴黎的苏冷与达蒙玛特勒相距8633米的两地进行的.傅科的旋转镜法当时也是在野外,迈克耳逊当时是在相距35373.21米的两个山峰上完成的.现代科学技术的发展,使人们可以使用更小更精确地实验仪器在实验室中进行光速的测量.

1.微波谐振腔法

1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速.在他的实验中,将微波输入到圆柱形的谐振腔中,当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时,谐振腔的圆周长πD和波长之比有如下的关系:πD=2.404825λ,因此可以通过谐振腔直径的测定来确定波长,而直径则用干涉法测量;频率用逐级差频法测定.测量精度达10-7.在埃森的实验中,所用微波的波长为10厘米,所得光速的结果为299792.5±1km/s.

2.激光测速法(大学课本)

1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速.这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速(c=νλ).由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达10-9,比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍.

除了以上介绍的几种测量光速的方法外,还有许多十分精确的测定光速的方法.

根据1975年第十五届国际计量大会的决议,现代真空中光速的最可靠值是:

c=299792.458±0.001km/s

接近光速时的速度合成

接近光速情况下,笛卡尔坐标系不再适用。同样测量光线离开自己的速度,一个快速追光的人与一个静止的人会测得相同的速度(光速)。这与日常生活中对速度的概念有异。两车以50km/h的速度迎面飞驰,司机会感觉对方的车以50 + 50 = 100km/h行驶,即与自己静止而对方以100km/h迎面驶来的情况无异。但当速度接近光速时,实验证明简单加法计算速度不再奏效。当两飞船以90%光速的速度(对第三者来说)迎面飞行时,船上的人不会感觉对方的飞船以90%c+90%c=180%c光速速度迎面飞来,而只是以稍低于99.5%的光速速度行驶。结果可从爱因斯坦计算速度的算式得出:

v和w是对第三者来说飞船的速度,u是感受的速度,c是光速。

不同介质中的光速

真空中的光速 真空中的光速是一个重要的物理常量,国际公认值为c=299,792,458米/秒。17世纪前人们以为光速为无限大,意大利物理学家G.伽利略曾对此提出怀疑,并试图通过实验来检验,但因过于粗糙而未获成功。1676年,丹麦天文学家O.C.罗默利用木星卫星的星蚀时间变化证实光是以有限速度传播的。1727年,英国天文学家J.布拉得雷利用恒星光行差现象估算出光速值为c=303000千米/秒。

1849年,法国物理学家A.H.L.菲佐用旋转齿轮法首次在地面实验室中成功地进行了光速测量,最早的结果为c=315000千米/秒。1862年,法国实验物理学家J.-B.-L.傅科根据D.F.J.阿拉戈的设想用旋转镜法测得光速为c=(298000±500)千米/秒。19世纪中叶J.C.麦克斯韦建立了电磁场理论,他根据电磁波动方程曾指出,电磁波在真空中的传播速度等于静电单位电量与电磁单位电量的比值,只要在实验上分别用这两种单位测量同一电量(或电流),就可算出电磁波的波速。1856年,R.科尔劳施和W.韦伯完成了有关测量,麦克斯韦根据他们的数据计算出电磁波在真空中的波速值为3.1074×105千米/秒,此值与菲佐的结果十分接近,这对人们确认光是电磁波起过很大作用。

1926年,美国物理学家A.A.迈克耳孙改进了傅科的实验,测得c=(299796±4)千米/秒,他于1929年在真空中重做了此实验,测得c=299774千米/秒。后来有人用光开关(克尔盒)代替齿轮转动以改进菲佐的实验,其精度比旋转镜法提高了两个数量级。1952年,英国实验物理学家K.D.费罗姆用微波干涉仪法测量光速,得c=(299792.50±0.10)千米/秒。此值于1957年被推荐为国际推荐值使用,直至1973年。

1972年,美国的K.M.埃文森等人直接测量激光频率ν和真空中的波长λ,按公式c=νλ算得c=(299792458±1.2)米/秒。1975年第15届国际计量大会确认上述光速值作为国际推荐值使用。1983年17届国际计量大会通过了米的新定义,在这定义中光速c=299792458米/秒为规定值,而长度单位米由这个规定值定义。既然真空中的光速已成为定义值,以后就不需对光速进行任何测量了。

介质中的光速 不同介质中有不同的光速值。1850年菲佐用齿轮法测定了光在水中的速度,证明水中光速小于空气中的光速。几乎在同时,傅科用旋转镜法也测量了水中的光速(3/4c),得到了同样结论。这一实验结果与光的波粒二象性相一致而与牛顿的微粒说相矛盾(解释光的折射定律时),这对光的波动本性的确立在历史上曾起过重要作用。1851年,菲佐用干涉法测量了运动介质中的光速,证实了A.-J.菲涅耳的曳引公式。 [玻璃中光速2/3c]

光在水中的速度:2.25×10^8m/s

光在玻璃中的速度:2.0×10^8m/s

光在冰中的速度:2.30×10^8m/s

光在空气中的速度:3.0×10^8m/s

光在酒精中的速度:2.2×10^8m/s

上述理论只在19世纪70年代基本准确,在爱因斯坦广义相对论中,光速是这样阐述的:物体运动接近光速时,时间变得缓慢,当物体运动等于光速时,时间静止,当物体运动超过光速时,时间倒流.这三个推断是19世纪70年代初中期国际天文机构观察探测日食时得以证实,而目前得以证实人类超过光速的机器是俄罗斯时间机器,它可以使当地时间倒退一秒,而耗电量是整个莫斯科市三年的用电量.

E=mc^2推导

第一步:要讨论能量随质量变化,先要从量纲得知思路:

能量量纲[E]=[M]([L]^2)([T]^(-2)),即能量量纲等于质量量纲和长度量纲的平方以及时间量纲的负二次方三者乘积。

我们需要把能量对于质量的函数形式化简到最简,那么就要求能量函数中除了质量,最好只有一个其它的变量。

把([L]^2)([T]^(-2))化简,可以得到只有一个量纲-速度[V_]的形式:

[V_]*[V_]。

也就是[E]=[M][V_]*[V_]

可见我们要讨论质能关系,最简单的途径是从速度v_下手。

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第二步:先要考虑能量的变化

与能量的变化有关的有各种能量形式的转化,其中直接和质量有关的只有做功。

那么先来考虑做工对于能量变化的影响。

当外力F_(后面加_表示矢量,不加表示标量)作用在静止质量为m0的质点上时,每产生ds_(位移s_的微分)的位移,物体能量增加

dE=F_*ds_(*表示点乘)。

考虑最简化的 外力与位移方向相同的情况,上式变成

dE=Fds

----------------------------------------

第三步:怎样把力做功和速度v变化联系起来呢?也就是说怎样来通过力的作用效果来得出速度的变化呢?

我们知道力对物体的冲量等于物体动量的增量。那么,通过动量定理,力和能量就联系起来了:

F_dt=dP_=mdv_

----------------------------------------

第四步:上式中显然还要参考m质量这个变量,而我们不想让质量的加入把我们力和速度的关系复杂化。我们想找到一种办法约掉m,这样就能得到纯粹的速度和力的关系。

参考dE=Fds和F_dt=dP_,我们知道,v_=ds_/dt

那么可以得到

dE=v_*dP_

如果考虑最简单的形式:当速度改变和动量改变方向相同:

dE=vdP

---------------------------------

第五步:把上式化成能量和质量以及速度三者的关系式(因为我们最初就是要讨论这个形式):

dE=vd(mv)----因为dP=d(mv)

---------------------------------

第六步:把上式按照微分乘法分解

dE=v^2dm+mvdv

这个式子说明:能量的增量含有质量因速度增加而增加dm产生的能量增量和单纯速度增加产生的能量增量2个部分。(这个观点非常重要,在相对论之前,人们虽然在理论物理推导中认识到质量增加也会产生能量增量,但是都习惯性认为质量不会随运动速度增加而变化,也就是误以为dm恒定为0,这是经典物理学的最大错误之一。)

---------------------------------

第七步:我们不知道质量随速度增加产生的增量dm是怎样的,现在要研究它到底如何随速度增加(也就是质量增量dm和速度增量dv之间的直接关系):

根据洛仑兹变换推导出的静止质量和运动质量公式:

m=m0[1-(v^2/c^2)]^(-1/2)

化简成整数次幂形式:

m^2=(m0^2)[1-(v^2/c^2)]

化成没有分母而且m和m0分别处于等号两侧的形式(这样就是得到运动质量m对于速度变化和静止质量的纯粹的函数形式):

(m^2)(c^2-v^2)=(m0^2)c^2

用上式对速度v求导得到dm/dv(之所以要这样做,就是要找到质量增量dm和速度增量dv之间最直接的关系,我们这一步的根本目的就是这个):

d[(m^2)(c²-v²)]/dv=d[(m0²)c²]/dv(注意式子等号右边是常数的求导,结果为0)

[d(m²)/dv](c²-v²)+m²[d(c²-v²)/dv]=0

[m(dm/dv)+m(dm/dv)](c²-v²)+(m²)[0-2v]=0

2m(dm/dv)(c²-v²)-2vm²=0

约掉公因式2m(肯定不是0,呵呵,运动质量为0?没听说过)

得到:

(dm/dv)(c²-V²)-mv=0

(dm/dv)(c^2-V^2)=mv

由于dv不等于0(我们研究的就是非静止的情况,运动系速度对于静止系的增量当然不为0)

(c^2-v^2)dm=mvdv

这就是我们最终得到的dm和dv的直接关系。

--------------------------------------------

第八步:有了dm的函数,代回到我们第六步的能量增量式

dE=v^2dm+mvdv

=v^2dm+(c^2-v^2)dm

=c^2dm

这就是质能关系式的微分形式,它说明:质量的增量与能量的增量成正比,而且比例系数是常数c^2。

------------------------------------------

最后一步:推论出物体从静止到运动速度为v的过程中,总的能量增量:

对上一步的结论进行积分,积分区间取质量从静止质量m0到运动质量m,得到

∫dE=∫[m0~m]c^2dm

E=mc^2-m0c^2

这就是 物体从静止到运动速度为v的过程中,总的能量增量。

其中

E0=m0c^2称为物体静止时候的静止能量。

Ev=mc^2称为物体运动时候的总动能(运动总能量)。

总结:对于任何已知运动质量为m的物体,可以用E=mc^2直接计算出它的运动动能。

科尔劳施得出在极稀强电解质溶液中,摩尔电导率与浓度之间的关系式为

对强电解质来说,在浓度不是很大时,χ 随浓度增大而明显增大。这是因为单位体积溶液中导电粒子数增多的原故。当浓度超过某值之后,由于正、负离子间相互作用力增大,而由此造成的导电能力减小大于导电粒子增多而引起的导电能力增大,故净结果是 χ 随浓度增大而下降。所以在电导率与浓度的关系曲线上可能会出现最高点。弱电解质溶液的电导率随浓度的变化不显著,这是因为浓度增加电离度随之减少,所以溶液中离子数目变化不大。

与电导率不同,无论是强电解质或弱电解质,溶液的摩尔电导率 Λm 均随浓度的增加而减小。但二者的变化规律不同。

公式为

Λm=Λm∞(1-β√c) 其中β为常数

所以 浓度c减小 ,分相的相互作用增大 Λm增大

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