10 физических явлений

Вот десятка физических явлений с короткими пояснениями и примерами — в духе развёрнутого ответа на Q&A-сайте:

1. Инерция
   Тела стремятся сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на них не подействует внешняя сила. Это сердцевина 1-го закона Ньютона. Пример: багаж “тянет вперёд” при резком торможении автобуса.

2. Гравитация и свободное падение
   Взаимное притяжение масс: $F = G\frac{m_1 m_2}{r^2}$. У поверхности Земли тела падают с ускорением $g \approx 9{,}81\,\text{м/с}^2$ (без учёта сопротивления воздуха). Пример: орбиты планет и спутников.

3. Трение (покоя, скольжения, качения)
   Сила, препятствующая относительному движению соприкасающихся тел: $F_{\text{тр}} = \mu N$. Объясняет, почему легко стоять на месте в кроссовках, но сложно тащить тяжёлый ящик по полу.

4. Выталкивающая сила Архимеда
   На тело, погружённое в жидкость/газ, действует сила вверх: $F_{\text{A}} = \rho g V$, где $\rho$ — плотность жидкости, $V$ — объём вытесненного объёма. Пример: корабли не тонут, воздушные шары поднимаются.

5. Теплопередача: теплопроводность, конвекция, излучение
   Тепло передаётся через контакты (теплопроводность), поток вещества (конвекция) и электромагнитными волнами (излучение). Пример: остывание супа — конвекция в жидкости и излучение с поверхности.

6. Электромагнитная индукция
   Переменный магнитный поток вызывает ЭДС: $\mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}$ (закон Фарадея–Ленца). Пример: генераторы электричества, индукционные плиты, трансформаторы.

7. Интерференция и дифракция света
   Волны складываются (усиливают/ослабляют друг друга). Условия максимумов примерно $\Delta = m\lambda$. Пример: радужные переливы на тонкой плёнке масла, кольца Ньютона, чёткие дифракционные картины в щелях.

8. Фотоэлектрический эффект
   Свет выбивает электроны из вещества: $E_{\text{фотона}} = h\nu$, кинетическая энергия $= h\nu - W$ (работа выхода). Пример: солнечные панели, фотоэлементы в датчиках освещённости.

9. Доплеровский эффект
   Изменение частоты/длины волны при относительном движении источника и наблюдателя. Пример: сирена автомобиля “меняет тон” при проезде; в астрономии — красное/синее смещение спектральных линий.

10. Радиоактивный распад
    Вероятностное превращение нестабильных ядер, описывается экспонентой: $N(t)=N_0 e^{-\lambda t}$, период полураспада $T_{1/2}=\frac{\ln 2}{\lambda}$. Пример: датирование углеродом-14, источники в медицине и дефектоскопии.

Каждое из этих явлений подтверждено экспериментами и лежит в основе технологий — от двигателей и силовых установок до телекоммуникаций и энергетики.