Содержание

Есть историческая справка, страница 21

Страницы, где объясняется происхождение формулы или идеи.

1487 формул

Таблица формул

Показаны 1201-1260 из 1487. Остальные формулы доступны на соседних страницах подборки.

Формула Запись Тема Для чего нужна
Радиус движения заряженной частицы в магнитном поле $r=\frac{mv}{|q|B}$ Электричество Радиус движения заряженной частицы в магнитном поле: формула r=\frac{mv}{|q|B} помогает величины r, m, v, q заданы для одной и той же ситуации, периода или объекта. В тексте есть условия, пример, ошибки и проверка результата.
Коэффициент трансформации по числу витков $\frac{U_2}{U_1}=\frac{N_2}{N_1}$ Электричество Коэффициент трансформации по числу витков: формула \frac{U_2}{U_1}=\frac{N_2}{N_1} помогает величины U_1, U_2, N_1, N_2 заданы для одной и той же ситуации, периода или объекта. В тексте есть условия, пример, ошибки и проверка результата.
Тензор малых деформаций в сплошной среде $\varepsilon_{ij}=\frac12\left(\frac{\partial u_i}{\partial x_j}+\frac{\partial u_j}{\partial x_i}\right)$ Сплошные среды Тензор малых деформаций описывает локальное растяжение, сжатие и сдвиг сплошной среды через производные перемещений. Он отделяет истинную деформацию от поворота малого элемента и служит основой линейной теории упругости.
Закон Гука для изотропного тела через модули Ламе $\sigma_{ij}=2\mu\varepsilon_{ij}+\lambda\varepsilon_{kk}\delta_{ij}$ Сплошные среды Изотропный закон Гука через модули Ламе связывает тензор напряжений с тензором малых деформаций. Параметр mu отвечает за сдвиговую жесткость, а lambda задает вклад объемного изменения в нормальные напряжения.
Уравнение неразрывности для сжимаемой среды $\frac{\partial \rho}{\partial t}+\nabla\cdot(\rho\mathbf v)=0$ Сплошные среды Уравнение неразрывности выражает локальное сохранение массы в сжимаемой среде. Оно связывает изменение плотности во времени с потоком массы через границы малого объема.
Число Рейнольдса для режима течения $\mathrm{Re}=\frac{\rho v L}{\mu}=\frac{vL}{\nu}$ Сплошные среды Число Рейнольдса сравнивает инерционные и вязкие эффекты в течении. Малые значения указывают на доминирование вязкости, большие - на существенную роль инерции и возможный переход к турбулентности.
Закон вязкости Ньютона для сдвигового течения $\tau=\mu\frac{dv}{dy}$ Сплошные среды Закон вязкости Ньютона связывает касательное напряжение в жидкости с градиентом скорости. Чем быстрее меняется скорость между соседними слоями и чем больше динамическая вязкость, тем сильнее внутреннее трение.
Градиент давления в гидростатике $\nabla p=\rho\mathbf g$ Сплошные среды Гидростатический градиент давления показывает, как давление меняется в покоящейся жидкости под действием объемной силы тяжести. В вертикальной оси он приводит к привычной зависимости dp/dz=-rho g при z вверх.
Энтропия Больцмана через число микросостояний $S=k_B\ln W$ Статистическая физика Формула Больцмана связывает энтропию макросостояния с числом микросостояний, которые его реализуют. Чем больше способов устроить систему без изменения наблюдаемых параметров, тем выше энтропия.
Каноническое распределение Гиббса $P_i=\frac{e^{-E_i/(k_BT)}}{Z}$ Статистическая физика Каноническое распределение Гиббса задает вероятность микросостояния системы при тепловом равновесии с термостатом. Состояния с большей энергией подавляются экспоненциальным множителем Больцмана.
Статистическая сумма канонического ансамбля $Z=\sum_i e^{-E_i/(k_BT)}$ Статистическая физика Каноническая статистическая сумма складывает больцмановские веса всех микросостояний системы. Она нормирует вероятности и служит исходной величиной для вычисления свободной энергии, средней энергии и теплоемкости.
Свободная энергия Гельмгольца через статистическую сумму $F=-k_BT\ln Z$ Статистическая физика Формула связывает свободную энергию Гельмгольца канонической системы со статистической суммой. Она переводит микроскопический спектр состояний в термодинамический потенциал при фиксированных T, V и N.
Уравнение Пуассона для электростатического потенциала $\nabla^2\varphi=-\frac{\rho}{\varepsilon_0}$ Электричество Уравнение Пуассона связывает электростатический потенциал с объемной плотностью заряда. Оно показывает, что заряд является источником кривизны потенциала и позволяет находить электрическое поле через E=-grad phi.
Уравнение Лапласа для электростатического потенциала $\nabla^2\varphi=0$ Электричество Уравнение Лапласа описывает электростатический потенциал в области, где нет объемного заряда. Потенциал там является гармонической функцией и полностью определяется граничными условиями.
Плотность энергии электромагнитного поля $u=\frac12\left(\varepsilon_0E^2+\frac{B^2}{\mu_0}\right)$ Электричество Плотность энергии электромагнитного поля показывает, сколько энергии содержится в единице объема поля. В вакууме вклад электрического поля пропорционален E^2, а вклад магнитного поля пропорционален B^2.
Вектор Пойнтинга для потока энергии поля $\mathbf S=\frac1{\mu_0}\mathbf E\times\mathbf B$ Электричество Вектор Пойнтинга задает плотность потока электромагнитной энергии. Его направление показывает, куда переносится энергия поля, а модуль равен мощности, проходящей через единичную площадку.
Волновое уравнение электромагнитной волны $\nabla^2\mathbf E-\frac1{c^2}\frac{\partial^2\mathbf E}{\partial t^2}=0$ Колебания и волны Волновое уравнение электромагнитной волны описывает распространение электрического поля в пустом пространстве без зарядов и токов. Скорость волны равна c и определяется постоянными электродинамики.
Длина волны де Бройля для квантовой частицы $\lambda=\frac{h}{p}$ Колебания и волны Длина волны де Бройля связывает импульс частицы с волновой характеристикой. Чем больше импульс, тем меньше соответствующая длина волны и тем труднее наблюдать дифракцию частицы.
Соотношение неопределенностей Гейзенберга $\Delta x\,\Delta p\ge\frac{\hbar}{2}$ Физические величины и измерения Соотношение неопределенностей устанавливает нижнюю границу произведения разброса координаты и импульса. Оно отражает не техническую неточность прибора, а структуру квантовых состояний.
Энергия частицы в одномерной бесконечной яме $E_n=\frac{n^2h^2}{8mL^2},\quad n=1,2,3,\ldots$ Физические величины и измерения Формула задает дискретные уровни энергии частицы в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме. Энергия растет как квадрат квантового числа и уменьшается как квадрат ширины ямы.
Закон Брэгга для дифракции на кристалле $2d\sin\theta=n\lambda$ Геометрическая оптика Закон Брэгга задает условие конструктивной интерференции волн, отраженных от соседних кристаллических плоскостей. Он связывает межплоскостное расстояние, угол скольжения, порядок максимума и длину волны.
Погрешность косвенного измерения через частные производные $u_f=\sqrt{\sum_i\left(\frac{\partial f}{\partial x_i}u_{x_i}\right)^2}$ Физические величины и измерения Формула распространения неопределенности оценивает стандартную погрешность величины, найденной косвенно через измеренные аргументы. Частные производные показывают чувствительность результата к каждому входному измерению.
Гармоническое среднее: скорости на равных участках $H=\frac{n}{\sum_{i=1}^{n}1/x_i}$ Описательная статистика Гармоническое среднее усредняет положительные величины через их обратные значения. Для движения по равным участкам оно даёт среднюю скорость всего пути, учитывая разное время на каждом участке.
Геометрическое среднее: произведение и темпы изменения $G=\left(\prod_{i=1}^{n}x_i\right)^{1/n}=\exp\left(\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}\ln x_i\right)$ Описательная статистика Геометрическое среднее заменяет набор положительных множителей одним одинаковым множителем, сохраняя их произведение. Для последовательных изменений оно усредняет коэффициенты роста, а не проценты напрямую.
Моментный коэффициент асимметрии: расчёт по выборке $g_1=\frac{m_3}{m_2^{3/2}},\qquad m_k=\frac1n\sum_{i=1}^{n}(x_i-\bar x)^k$ Описательная статистика Моментный коэффициент асимметрии нормирует средний куб отклонений на масштаб разброса. Положительный знак показывает преобладание правых кубических отклонений, отрицательный — левых.
Эксцесс распределения: расчёт через четвёртый момент $g_2=\frac{m_4}{m_2^2}-3,\qquad m_k=\frac1n\sum_{i=1}^{n}(x_i-\bar x)^k$ Описательная статистика Эксцесс сравнивает нормированный четвёртый центральный момент с уровнем нормального распределения. В этой записи нормальный закон имеет эксцесс 0, а ненормированный по смещению коэффициент куртозиса равен 3.
Неравенство Чебышёва: граница вероятности отклонения $P(|X-\mu|\ge a)\le\min\left(1,\frac{\sigma^2}{a^2}\right),\qquad a>0$ Описательная статистика Неравенство Чебышёва ограничивает вероятность отклонения случайной величины от её среднего через дисперсию. Оно не требует нормального распределения и даёт верхнюю границу, а не точную вероятность события.
Индекс Жаккара: сходство через пересечение множеств $J(A,B)=\frac{|A\cap B|}{|A\cup B|}$ Алгоритмы и анализ данных Индекс Жаккара показывает долю общих элементов в объединении двух множеств. Он принимает значения от 0 до 1: ноль означает отсутствие пересечения, а единица — совпадение множеств.
Косинусное сходство векторов: формула и расчёт угла $\cos\theta=\frac{a\cdot b}{\lVert a\rVert\,\lVert b\rVert}$ Алгоритмы и анализ данных Косинусное сходство сравнивает направление двух ненулевых векторов и принимает значения от −1 до 1. Для неотрицательных векторов оно показывает, насколько совпадает профиль признаков.
Расстояние Левенштейна: вставки, удаления и замены $D(i,j)=\min\{D(i-1,j)+1,D(i,j-1)+1,D(i-1,j-1)+[a_i\ne b_j]\}$ Алгоритмы и анализ данных Расстояние Левенштейна — минимальное число вставок, удалений и замен стоимостью 1, превращающих одну строку в другую. Перестановка соседних символов отдельной операцией не считается.
Неравенство Крафта: длины двоичных префиксных кодов $\sum_{i=1}^{m}2^{-l_i}\le 1$ Кодирование информации Неравенство Крафта проверяет, могут ли заданные длины двоичных слов образовать префиксный код: сумма 2 в степени минус длина не должна превышать единицу.
Двоичный поиск: максимальное число сравнений ключа $C_{\max}(n)=\lfloor\log_2 n\rfloor+1,\quad n\ge1$ Алгоритмы и анализ данных Двоичный поиск в отсортированном массиве отбрасывает половину диапазона после каждого трехстороннего сравнения. В худшем случае для n≥1 требуется не более ⌊log₂ n⌋+1 итераций.
Отражение света при нормальном падении: формула Френеля $R=\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)^2$ Геометрическая оптика При нормальном падении света на границу двух прозрачных непоглощающих сред доля отражённой мощности равна квадрату отношения разности показателей преломления к их сумме.
Угол Брюстера: поляризация света при отражении от границы $\tan\theta_B=\frac{n_2}{n_1}$ Геометрическая оптика При угле Брюстера отражённый p-компонент света исчезает: для двух непоглощающих немагнитных сред тангенс угла падения равен отношению показателей преломления второй и первой среды.
Критический угол: условие полного внутреннего отражения $\sin\theta_c=\frac{n_2}{n_1},\quad n_1>n_2$ Геометрическая оптика Критический угол существует при переходе из среды с большим показателем преломления в меньший и задаётся синусом θc=n₂/n₁. При больших углах возникает полное внутреннее отражение.
Критерий Рэлея: угловое разрешение круглой апертуры $\theta_{min}\approx1.22\frac{\lambda}{D}$ Колебания и волны Критерий Рэлея задаёт предельное угловое разрешение круглой апертуры: два точечных источника различимы на границе, когда θ≈1,22λ/D.
Дифракция на одиночной щели: углы тёмных минимумов $a\sin\theta=m\lambda,\quad m=\pm1,\pm2,...$ Колебания и волны Минимумы одиночной щели возникают при a sinθ=mλ для ненулевых целых m; формула описывает разрушительную интерференцию волн от разных частей одной щели.
Закон Рауля: давление пара над раствором нелетучего вещества $p=x_1p^*$ Растворы В идеальном растворе с нелетучим растворённым веществом парциальное давление растворителя равно его молярной доле, умноженной на давление чистого растворителя.
Повышение температуры кипения: расчёт по моляльности $\Delta T_b=iK_bm$ Растворы Повышение температуры кипения разбавленного раствора равно произведению фактора Вант-Гоффа, эбуллиоскопической постоянной растворителя и моляльности.
Уравнение Аррениуса для констант при двух температурах $\ln\frac{k_2}{k_1}=\frac{E_a}{R}\left(\frac1{T_1}-\frac1{T_2}\right)$ Базовые химические расчеты Двухтемпературная форма уравнения Аррениуса связывает отношение констант скорости реакции с энергией активации и двумя абсолютными температурами.
Ионная сила раствора: расчёт по концентрациям и зарядам ионов $I=\frac12\sum_i c_i z_i^2$ Растворы Ионная сила раствора равна половине суммы произведений концентрации каждого иона на квадрат его заряда и характеризует электростатическую неидеальность раствора.
Правило фаз Гиббса: расчёт числа степеней свободы системы $F=C-P+2$ Физическая химия Правило фаз Гиббса определяет число независимых интенсивных переменных F в равновесной системе без химических реакций и внешних полей: F=C−P+2.
Удельный акустический импеданс среды: z = ρc $z_0=\rho c=\frac{p}{u}$ Колебания и волны Удельный характеристический акустический импеданс связывает звуковое давление и колебательную скорость частиц в плоской бегущей волне. Для однородной среды без потерь он равен произведению плотности на скорость звука.
Интенсивность звука через среднеквадратичное давление $I=\frac{p_{\mathrm{rms}}^2}{\rho c}=\frac{p_{\max}^2}{2\rho c}$ Колебания и волны Средняя интенсивность плоской бегущей звуковой волны равна квадрату RMS-давления, делённому на ρc. Для синусоиды вместо RMS можно взять амплитуду давления, но тогда в знаменателе появляется множитель 2.
Частота биений двух близких звуковых частот $f_{\mathrm{б}}=|f_1-f_2|,\qquad T_{\mathrm{б}}=\frac{1}{|f_1-f_2|}$ Колебания и волны Биения — периодическое усиление и ослабление суммарного колебания при сложении двух близких частот. Число максимумов огибающей в секунду равно модулю разности исходных частот, а не половине этой разности.
Сложение уровней шума от независимых источников $L_{\Sigma}=10\log_{10}\!\left(\sum_{i=1}^{n}10^{L_i/10}\right)$ Колебания и волны Для независимых некоррелированных источников складывают линейные энергетические величины, а затем переводят сумму в децибелы. Два одинаковых уровня дают прибавку примерно 3,01 дБ, а не удвоение численного значения уровня.
Отражение звука на границе сред через импедансы $r_p=\frac{z_2-z_1}{z_2+z_1},\qquad R_I=r_p^2$ Колебания и волны При нормальном падении плоского звука на границу двух сред амплитудное отражение давления определяется разностью и суммой их импедансов. Квадрат этого коэффициента даёт долю отражённой интенсивности для сред без потерь.
Интегральный закон скорости реакции первого порядка $\ln\left(\frac{c_0}{c}\right)=kt$ Базовые химические расчеты Интегральный закон первого порядка связывает текущую концентрацию реагента с начальной концентрацией, константой скорости и временем. Он позволяет восстановить c, k или t по трём известным величинам.
Интегральный закон реакции нулевого порядка $c=c_0-kt$ Базовые химические расчеты Интегральный закон нулевого порядка описывает линейное уменьшение концентрации: за равные промежутки времени расходуется одинаковое количество вещества, пока реагент не исчерпан.
Интегральный закон реакции второго порядка $\frac{1}{c}-\frac{1}{c_0}=kt$ Базовые химические расчеты Интегральный закон второго порядка связывает обратную концентрацию реагента со временем, если скорость исчезновения задана как −dc/dt=kc².
Интегральное уравнение Вант-Гоффа для константы равновесия $\ln\left(\frac{K_2}{K_1}\right)=-\frac{\Delta_rH^\circ}{R}\left(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1}\right)$ Физическая химия Интегральное уравнение Вант-Гоффа оценивает изменение безразмерной константы равновесия между двумя температурами при постоянной энтальпии реакции.
Предельный закон Дебая—Хюккеля для среднего коэффициента активности $\log_{10}\gamma_{\pm}=-A\lvert z_+z_-\rvert\sqrt{I_m/m^\circ}$ Растворы Предельный закон Дебая—Хюккеля оценивает средний коэффициент активности электролита по ионной силе, зарядам и параметру растворителя в разбавленном растворе.
Корреляция Спирмена: связь между рангами величин $r_s=1-\frac{6\sum_{i=1}^{n}d_i^2}{n(n^2-1)}$ Описательная статистика Коэффициент Спирмена измеряет согласованность порядка двух величин. Формула через квадраты разностей рангов применяется без совпадающих значений; при связках используют корреляцию средних рангов.
Коэффициент Кендалла тау-а: согласованные пары $\tau_a=\frac{C-D}{\binom{n}{2}}=\frac{2(C-D)}{n(n-1)}$ Описательная статистика Коэффициент Кендалла тау-а сравнивает числа согласованных и несогласованных пар наблюдений. Без совпадений это разность долей пар с одинаковым и противоположным порядком двух показателей.
Медианное абсолютное отклонение MAD: устойчивый разброс $m=\operatorname{med}(x_1,\ldots,x_n),\qquad MAD=\operatorname{med}_{i}|x_i-m|$ Описательная статистика MAD — медиана абсолютных расстояний наблюдений от медианы выборки. Эта мера разброса меньше реагирует на отдельные крайние значения, чем стандартное отклонение, и сохраняет единицы исходной величины.
Усечённое среднее: симметричное удаление крайних значений $\bar{x}_{\mathrm{trim}}=\frac{1}{n-2k}\sum_{i=k+1}^{n-k}x_{(i)}$ Описательная статистика Усечённое среднее получают, удалив одинаковое число наименьших и наибольших наблюдений, а затем усреднив оставшиеся. Параметр k задаёт число удалений с каждого края, а не общее число отброшенных значений.
Винзоризированное среднее: замена крайних значений $\bar{x}_W=\frac{kx_{(k+1)}+\sum_{i=k+1}^{n-k}x_{(i)}+kx_{(n-k)}}{n}$ Описательная статистика Винзоризированное среднее ограничивает влияние хвостов: k нижних значений заменяют ближайшей оставшейся границей, k верхних — верхней границей. Количество наблюдений и знаменатель n сохраняются.
TOROW в Excel: превратить массив в одну строку $\texttt{=TOROW(array,[ignore],[scan\_by\_column])}$ Базовые формулы Excel TOROW разворачивает прямоугольный массив в одну горизонтальную разлившуюся строку, сохраняя порядок по строкам или переключаясь на обход по столбцам.
WRAPROWS в Excel: собрать список в строки фиксированной длины $\texttt{=WRAPROWS(vector,wrap\_count,[pad\_with])}$ Базовые формулы Excel WRAPROWS раскладывает одномерный вектор по строкам с заданным числом элементов, а недостающие позиции заполняет выбранным значением.
WRAPCOLS в Excel: разложить список по столбцам $\texttt{=WRAPCOLS(vector,wrap\_count,[pad\_with])}$ Базовые формулы Excel WRAPCOLS превращает одномерный список в матрицу, заполняя каждый столбец сверху вниз. Аргумент wrap_count задаёт высоту столбца, а pad_with заполняет недостающие позиции последней колонки.