Files
Learn_System/frontend/js/labs/lab-init.js
T

755 lines
80 KiB
JavaScript
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters
This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.
'use strict';
// Lab simulation initializers — extracted from lab.html
// Depends on engine files in /js/labs/ and shared globals from lab.html
/* ════════════════════════════════
GRAPH SIMULATOR
════════════════════════════════ */
var FN_COLORS = ['#9B5DE5', '#06D6E0', '#F15BB5'];
var gSim = null;
var pSim = null;
var cSim = null;
var tSim = null;
var mSim = null;
var gasSim = null;
var brownSim = null;
var statesSim = null;
var diffSim = null;
var rdxSim = null;
var ioxSim = null;
var chemSandSim = null;
var cellDivSim = null;
var photosynSim = null;
var quadSim = null;
var eqSim = null;
var titrSim = null;
var probSim = null;
var bohrSim = null;
var elecSim = null;
var wavesSim = null;
var geomSim = null;
var qualSim = null;
/* Контент-движок, Фаза 3 (ленивая загрузка): часть глобалов с экземплярами
симуляций объявляется внутри их собственных НЫНЕ ЛЕНИВЫХ файлов, поэтому до
первого открытия такой симуляции они не существуют. Legacy-«дробовик»
_pauseAllSims()/closeSim() ссылается на них по голому имени, что до загрузки
любого файла бросало ReferenceError (напр. cirSim). Предсоздаём эти имена как
свойства window (null), чтобы guard'ы безопасно давали false; при загрузке
файла симуляции его собственный var/присваивание обновит тот же глобал. */
['cirSim','reacSim','flaskSim','newtonSim','sandboxSim','crystalSim','orbitalsSim',
'stereoSim','angryBirdsSim','trigSim','pendSim','radioactiveSim','heSim',
'periodicSim','organicSim','_solutionsSim','mirrorSim'].forEach(function (_n) {
if (!(_n in window)) window[_n] = null;
});
var ALL_SIM_BODIES = ['sim-graph','sim-proj','sim-coll','sim-tri','sim-trigcircle','sim-emfield',
'sim-molphys',
'sim-circuit','sim-chemistry','sim-dynamics',
'sim-crystal','sim-orbitals','sim-stereo','sim-chemsandbox','sim-stoichiometry',
'sim-celldivision','sim-photosynthesis','sim-angrybirds',
'sim-quadratic','sim-normaldist','sim-graphtransform',
'sim-pendulum','sim-equilibrium','sim-opticsbench','sim-titration',
'sim-isoprocess','sim-probability','sim-bohratom','sim-electrolysis',
'sim-race',
'sim-waves','sim-hydro','sim-radioactive','sim-geometry','sim-heatengine','sim-logic',
'sim-qualanalysis','sim-periodic','sim-organic','sim-solutions'];
var ALL_CTRL_BARS = ['ctrl-graph','ctrl-proj','ctrl-coll','ctrl-tri','ctrl-trigcircle','ctrl-emfield',
'ctrl-molphys',
'ctrl-circuit','ctrl-chemistry','ctrl-dynamics','ctrl-chemsandbox',
'ctrl-celldivision','ctrl-photosynthesis','ctrl-angrybirds','ctrl-waves','ctrl-hydro',
'ctrl-radioactive','ctrl-geometry'];
/* ── sim routing ── */
// Pause all animation-loop sims (non-destructive). Called when switching
// between sims so a previously opened sim doesn't keep rendering offscreen.
function _pauseAllSims() {
if (window.LabRegistry) window.LabRegistry.stopActive();
if (pSim) pSim.pause();
if (cSim) cSim.pause();
if (gasSim) gasSim.stop();
if (brownSim) brownSim.stop();
if (statesSim) statesSim.stop();
if (diffSim) diffSim.stop();
if (cirSim) cirSim.stop();
if (reacSim) reacSim.stop();
if (flaskSim) flaskSim.stop();
if (rdxSim) rdxSim.stop();
if (ioxSim) ioxSim.stop();
if (newtonSim) newtonSim.stop();
if (sandboxSim && sandboxSim.stop) sandboxSim.stop();
if (crystalSim) crystalSim.stop();
if (orbitalsSim) orbitalsSim.stop();
if (stereoSim) stereoSim.stop();
if (chemSandSim) chemSandSim.stop();
if (cellDivSim) cellDivSim.stop();
if (photosynSim) photosynSim.stop();
if (angryBirdsSim) angryBirdsSim.stop();
if (trigSim) trigSim.stop();
if (pendSim) pendSim.stop();
if (eqSim) eqSim.stop();
if (titrSim) titrSim.stop();
if (probSim) probSim.stop();
if (bohrSim) bohrSim.stop();
if (elecSim) elecSim.stop();
if (wavesSim) wavesSim.stop();
if (radioactiveSim) radioactiveSim.stop();
if (heSim) heSim.stop();
if (qualSim) qualSim.stop();
if (periodicSim) periodicSim.stop();
if (organicSim) organicSim.stop();
if (_solutionsSim) _solutionsSim.stop();
if (mirrorSim && mirrorSim._playing) mirrorSim._stopAnim();
if (mirrorSim && mirrorSim._photonRaf) mirrorSim._stopPhotons();
}
function openSim(id) {
// Конструктор симуляций (Фаза 5): custom-sims регистрируются в LabRegistry под
// id без двоеточия (LabRegistry.get/has обрезают часть после ':'). Хук resolveId
// переводит deep-link/клик 'custom:<dbid>' в реестровый id и лениво подтягивает
// спеку при первом открытии. Для встроенных симуляций id не меняется.
if (window.LabCustom && typeof window.LabCustom.resolveId === 'function') {
id = window.LabCustom.resolveId(id) || id;
}
if (_disabledSimIds.has(id.split(':')[0])) return;
document.getElementById('lab-home').style.display = 'none';
document.getElementById('lab-sim').classList.add('open');
// pause whatever sim was running before we switch to the new one
_pauseAllSims();
// hide all inner bodies + controls
ALL_SIM_BODIES.forEach(bid => document.getElementById(bid).style.display = 'none');
ALL_CTRL_BARS.forEach(bid => document.getElementById(bid).style.display = 'none');
// load theory for this sim
loadTheory(id.includes(':') ? id.split(':')[0] : id);
// Фаза 5: чип «Связано с программой» (курикулумные связи симуляции).
if (typeof _loadRelated === 'function') _loadRelated(id.includes(':') ? id.split(':')[0] : id);
// ── Контент-движок (Фаза 1): диспетчеризация через реестр ──
// Все каталожные симуляции зарегистрированы в _register-all.js.
// Алиасы deep-link (magnetic/coulomb/thinlens/mirrors/refraction) нормализуем
// в канонический id[:arg] перед обращением к реестру.
var _aliases = window.LAB_SIM_ALIASES || {};
var _cid = _aliases[id.split(':')[0]] || id;
if (window.LabRegistry && window.LabRegistry.has(_cid)) {
const _m = window.LabRegistry.get(_cid);
const _arg = _cid.includes(':') ? _cid.split(':')[1] : undefined;
window.LabRegistry.setActive(_m);
// Фаза 3: open() может вернуть Promise (ленивая загрузка кода). Иконки
// перерисовываем после фактической инициализации тела симуляции; ошибку
// асинхронной загрузки ловим через .catch (sync try/catch её не поймает).
try {
const _r = _m.open({ id: _cid, arg: _arg });
if (_r && typeof _r.then === 'function') {
_r.then(function () { if (window.lucide) lucide.createIcons(); })
.catch(function (e) { console.error('[LabRegistry] open failed:', _cid, e); });
} else if (window.lucide) {
lucide.createIcons();
}
} catch (e) { console.error('[LabRegistry] open failed:', _cid, e); }
return;
}
if (window.console) console.warn('[LabRegistry] неизвестная симуляция:', id);
}
function _simShow(elId) {
// restore display:flex (overrides the display:none set above)
document.getElementById(elId).style.display = 'flex';
}
/* ── Touch-to-mouse bridge + ResizeObserver for canvas simulations ── */
function _addTouchSupport(canvas, sim) {
let _tx0 = 0, _ty0 = 0, _tyLast = 0, _isScroll = false;
function _syn(t) { return { clientX: t.clientX, clientY: t.clientY, button: 0 }; }
canvas.addEventListener('touchstart', function(e) {
e.preventDefault();
const t = e.changedTouches[0];
_tx0 = t.clientX; _ty0 = t.clientY; _tyLast = t.clientY; _isScroll = false;
if (sim.handleMouseDown) sim.handleMouseDown(_syn(t));
// if no drag started (touched empty area), treat as scroll gesture
if (!sim._drag) _isScroll = true;
}, { passive: false });
canvas.addEventListener('touchmove', function(e) {
e.preventDefault();
const t = e.changedTouches[0];
if (_isScroll && sim.handleWheel) {
const dy = _tyLast - t.clientY;
sim.handleWheel({ clientY: t.clientY, deltaY: dy * 2, preventDefault: function(){} });
} else if (sim.handleMouseMove) {
sim.handleMouseMove(_syn(t));
}
_tyLast = t.clientY;
}, { passive: false });
canvas.addEventListener('touchend', function(e) {
e.preventDefault();
const t = e.changedTouches[0];
const dist = Math.hypot(t.clientX - _tx0, t.clientY - _ty0);
if (sim.handleMouseUp) sim.handleMouseUp(_syn(t));
if (dist < 10 && sim.handleClick) sim.handleClick(_syn(t));
_isScroll = false;
}, { passive: false });
canvas.addEventListener('touchcancel', function(e) {
if (e.changedTouches[0] && sim.handleMouseUp) sim.handleMouseUp(_syn(e.changedTouches[0]));
_isScroll = false;
}, { passive: false });
// ResizeObserver: refit canvas on orientation change / resize
if (window.ResizeObserver && sim.fit) {
const ro = new ResizeObserver(function() {
sim.fit();
if (sim.draw) sim.draw();
});
ro.observe(canvas.parentElement || canvas);
}
}
function closeSim() {
if (window.LabRegistry) window.LabRegistry.destroyActive();
if (pSim) pSim.pause();
if (cSim) cSim.pause();
if (mSim && mSim.particleOn) mSim.toggleParticle();
if (gasSim) gasSim.stop();
if (brownSim) brownSim.stop();
if (statesSim) statesSim.stop();
if (diffSim) diffSim.stop();
if (cirSim) cirSim.destroy();
if (reacSim) reacSim.stop();
if (flaskSim) flaskSim.stop();
if (rdxSim) rdxSim.stop();
if (ioxSim) ioxSim.stop();
if (newtonSim) newtonSim.stop();
if (sandboxSim) sandboxSim.destroy();
if (crystalSim) crystalSim.stop();
if (orbitalsSim) orbitalsSim.stop();
if (stereoSim) stereoSim.stop();
if (chemSandSim) chemSandSim.stop();
if (cellDivSim) cellDivSim.stop();
if (photosynSim) photosynSim.stop();
if (angryBirdsSim) angryBirdsSim.stop();
if (trigSim) trigSim.stop();
if (pendSim) pendSim.stop();
if (eqSim) eqSim.stop();
if (titrSim) titrSim.stop();
if (probSim) probSim.stop();
if (bohrSim) bohrSim.stop();
if (elecSim) elecSim.stop();
if (wavesSim) wavesSim.stop();
if (radioactiveSim) radioactiveSim.stop();
if (heSim) heSim.stop();
if (qualSim) qualSim.stop();
if (periodicSim) periodicSim.stop();
if (organicSim) organicSim.stop();
if (_solutionsSim) _solutionsSim.stop();
if (mirrorSim && mirrorSim._playing) mirrorSim._stopAnim();
if (mirrorSim && mirrorSim._photonRaf) mirrorSim._stopPhotons();
// tSim, csSim, quadSim, ndSim, gtSim, lensSim, refrSim have no animation loops — nothing to stop
document.getElementById('stereo-stats').style.display = 'none';
document.getElementById('lab-sim').classList.remove('open');
document.getElementById('lab-home').style.display = '';
// close theory panel
_theoryOpen = false;
document.getElementById('theory-panel').classList.remove('open');
if (window.lucide) lucide.createIcons();
}
/* ── graph ── */
/* ── theory panel ── */
const THEORY = {
graph: {
title: 'График функции',
sections: [
{ head: 'Линейная функция', formula: 'y = kx + b', text: 'k — угловой коэффициент (наклон), b — свободный член (сдвиг по оси Y).' },
{ head: 'Квадратичная функция', formula: 'y = ax^2 + bx + c', text: 'Парабола. Ветви вверх при a>0, вниз при a<0. Вершина: x = -b/(2a).' },
{ head: 'Тригонометрия', formula: 'y = A\\sin(\\omega x + \\varphi)', vars: [['A','амплитуда'],['ω','частота'],['φ','начальная фаза']] },
]
},
projectile: {
title: 'Бросок тела',
sections: [
{ head: 'Координаты', formula: 'x = v_0 \\cos\\alpha \\cdot t', text: '' },
{ formula: 'y = h_0 + v_0 \\sin\\alpha \\cdot t - \\frac{g t^2}{2}' },
{ head: 'Дальность', formula: 'L = \\frac{v_0^2 \\sin 2\\alpha}{g}', text: 'Максимальная дальность при α = 45° (без воздуха).' },
{ head: 'Макс. высота', formula: 'H = h_0 + \\frac{v_0^2 \\sin^2\\alpha}{2g}' },
{ head: 'Сила сопротивления', formula: 'F_{drag} = \\frac{1}{2} C_d \\rho A v^2', vars: [['Cd','коэф. лобового сопротивления'],['ρ','плотность воздуха, 1.225 кг/м³'],['A','площадь сечения'],['v','скорость']] },
{ text: 'С воздухом траектория асимметрична: снижение дальности, более крутой спуск.' },
{ head: 'Переменные', vars: [['v₀','начальная скорость, м/с'],['α','угол броска'],['h₀','начальная высота, м'],['g','ускорение свободного падения, 9.81 м/с²']] },
]
},
collision: {
title: 'Столкновение шаров',
sections: [
{ head: 'Закон сохранения импульса', formula: 'm_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 v_1\' + m_2 v_2\'' },
{ head: 'Закон сохранения энергии (упругий)', formula: '\\frac{m_1 v_1^2}{2} + \\frac{m_2 v_2^2}{2} = \\frac{m_1 v_1\'^2}{2} + \\frac{m_2 v_2\'^2}{2}' },
{ head: 'Коэффициент восстановления', formula: 'e = \\frac{v_2\' - v_1\'}{v_1 - v_2}', text: 'e=1 — упругий, e=0 — абсолютно неупругий удар.' },
]
},
emfield: {
title: 'Электромагнитные поля',
sections: [
{ head: 'Закон Кулона', formula: 'F = k \\frac{|q_1 q_2|}{r^2}', vars: [['k','8.99·10⁹ Н·м²/Кл²'],['q','заряд, Кл'],['r','расстояние, м']] },
{ head: 'Напряжённость E', formula: '\\vec{E} = k \\frac{q}{r^2} \\hat{r}', text: 'Вектор направлен от «+» и к «−» заряду.' },
{ head: 'Потенциал', formula: '\\varphi = k \\frac{q}{r}', text: 'Эквипотенциальные линии — окружности вокруг заряда.' },
{ head: 'Поле прямого тока', formula: 'B = \\frac{\\mu_0 I}{2\\pi r}', vars: [['μ₀','4π·10⁻⁷ Тл·м/А'],['I','сила тока, А'],['r','расстояние от провода, м']] },
{ head: 'Суперпозиция B', formula: '\\vec{B} = \\sum_i \\vec{B}_i', text: 'Результирующее поле — векторная сумма полей всех проводов.' },
{ head: 'Сила Лоренца', formula: '\\vec{F} = q(\\vec{E} + \\vec{v} \\times \\vec{B})', text: 'Полная электромагнитная сила на движущийся заряд.' },
{ head: 'Сила Ампера', formula: 'F = I L B \\sin\\theta', text: 'Сила на проводник с током в магнитном поле.' },
]
},
/* backward-compat aliases — loadTheory() maps these to emfield */
magnetic: {
title: 'Магнитное поле',
sections: [
{ head: 'Поле прямого тока', formula: 'B = \\frac{\\mu_0 I}{2\\pi r}', vars: [['μ₀','4π·10⁻⁷ Тл·м/А'],['I','сила тока, А'],['r','расстояние от провода, м']] },
{ head: 'Суперпозиция', formula: '\\vec{B} = \\sum_i \\vec{B}_i', text: 'Результирующее поле — векторная сумма полей всех проводов.' },
{ head: 'Сила Лоренца', formula: '\\vec{F} = q\\vec{v} \\times \\vec{B}', text: 'Заряженная частица движется по окружности в однородном поле.' },
]
},
coulomb: {
title: 'Закон Кулона',
sections: [
{ head: 'Сила взаимодействия', formula: 'F = k \\frac{|q_1 q_2|}{r^2}', vars: [['k','8.99·10⁹ Н·м²/Кл²'],['q','заряд, Кл'],['r','расстояние, м']] },
{ head: 'Напряжённость поля', formula: '\\vec{E} = k \\frac{q}{r^2} \\hat{r}', text: 'Вектор направлен от «+» и к «−» заряду.' },
{ head: 'Потенциал', formula: '\\varphi = k \\frac{q}{r}', text: 'Эквипотенциальные линии — окружности вокруг заряда.' },
]
},
circuit: {
title: 'Электрические цепи',
sections: [
{ head: 'Закон Ома', formula: 'I = \\frac{U}{R}', vars: [['I','ток, А'],['U','напряжение, В'],['R','сопротивление, Ом']] },
{ head: 'Последовательное', formula: 'R_{\\Sigma} = R_1 + R_2 + \\ldots' },
{ head: 'Параллельное', formula: '\\frac{1}{R_{\\Sigma}} = \\frac{1}{R_1} + \\frac{1}{R_2} + \\ldots' },
{ head: 'Закон Кирхгофа (токи)', formula: '\\sum I_{вх} = \\sum I_{вых}', text: 'Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.' },
{ head: 'Ёмкость конденсатора', formula: 'Q = CU', vars: [['C','ёмкость, Ф'],['Q','заряд, Кл']] },
]
},
dynamics: {
title: 'Динамика',
sections: [
{ head: 'I закон Ньютона (инерция)', text: 'Тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного движения, пока на него не действуют внешние силы.' },
{ head: 'II закон Ньютона', formula: '\\vec{F} = m\\vec{a}', text: 'Ускорение тела прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе.' },
{ head: 'III закон Ньютона', formula: '\\vec{F}_{12} = -\\vec{F}_{21}', text: 'Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.' },
{ head: 'Импульс', formula: '\\vec{p} = m\\vec{v}', text: 'Закон сохранения: суммарный импульс замкнутой системы постоянен.' },
{ head: 'Сила трения', formula: 'F_{\\text{тр}} = \\mu N', text: 'Направлена против движения. N — сила нормальной реакции опоры.' },
{ head: 'Кинетическая энергия', formula: 'E_к = \\frac{1}{2}mv^2', text: 'Энергия движущегося тела.' },
{ head: 'Потенциальная энергия', formula: 'E_п = mgh', text: 'Энергия тела в поле тяжести относительно опоры.' },
{ head: 'Закон сохранения энергии', formula: 'E_к + E_п + Q = \\text{const}', text: 'Полная энергия системы сохраняется. Q — потери на трение и неупругие удары.' },
{ head: 'Наклонная плоскость', formula: 'a = g(\\sin\\alpha - \\mu\\cos\\alpha)', text: 'Тело скользит вниз, если mg·sinα > μ·mg·cosα. Иначе трение удерживает.' },
{ head: 'Разложение сил на горке', formula: 'F_{\\parallel} = mg\\sin\\alpha,\\quad N = mg\\cos\\alpha', text: 'Сила тяжести раскладывается на составляющую вдоль склона и нормальную.' },
]
},
triangle: {
title: 'Геометрия треугольника',
sections: [
{ head: 'Медиана', text: 'Отрезок от вершины до середины противоположной стороны. Три медианы пересекаются в центроиде (делят друг друга 2:1).' },
{ head: 'Высота', text: 'Перпендикуляр из вершины к противоположной стороне. Пересечение — ортоцентр.' },
{ head: 'Описанная окружность', formula: 'R = \\frac{abc}{4S}', text: 'Проходит через все три вершины. Центр — пересечение серединных перпендикуляров.' },
{ head: 'Вписанная окружность', formula: 'r = \\frac{S}{p}', vars: [['S','площадь'],['p','полупериметр']] },
{ head: 'Теорема синусов', formula: '\\frac{a}{\\sin A} = \\frac{b}{\\sin B} = \\frac{c}{\\sin C} = 2R', text: 'Отношение стороны к синусу противолежащего угла одинаково и равно диаметру описанной окружности.' },
{ head: 'Теорема косинусов', formula: 'c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\\cos C', text: 'Обобщение теоремы Пифагора на произвольный треугольник.' },
{ head: 'Теорема Пифагора', formula: 'a^2 + b^2 = c^2', text: 'В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов.' },
]
},
geometry: {
title: 'Планиметрия',
sections: [
{ head: 'Базовые объекты', text: 'Точка, прямая, луч, отрезок, окружность, многоугольник — основные фигуры планиметрии. Каждая прямая однозначно задаётся двумя точками.' },
{ head: 'Параллельность и перпендикулярность', text: 'Прямые параллельны, если не пересекаются. Перпендикулярны — если угол между ними 90°.' },
{ head: 'Теорема Фалеса', text: 'Если на одной из двух прямых отложить равные отрезки и провести через их концы параллельные прямые, они высекут равные отрезки и на второй прямой.' },
{ head: 'Признаки подобия треугольников', text: 'По двум углам, по двум пропорциональным сторонам и углу между ними, по трём пропорциональным сторонам.' },
{ head: 'Площадь треугольника', formula: 'S = \\frac{1}{2} a h_a', text: 'Также S = ½·a·b·sin C; формула Герона: S = √(p(p-a)(p-b)(p-c)).' },
{ head: 'Площадь параллелограмма', formula: 'S = a h_a = a b \\sin\\alpha' },
{ head: 'Длина окружности', formula: 'C = 2\\pi r', text: 'Площадь круга: S = π·r².' },
{ head: 'Геометрическое место точек (ГМТ)', text: 'Множество точек, удовлетворяющих заданному условию. Эллипс — ГМТ, сумма расстояний от которых до двух фокусов постоянна. Окружность — ГМТ, равноудалённых от центра.' },
]
},
hydrostatics: {
title: 'Гидростатика',
sections: [
{ head: 'Гидростатическое давление', formula: 'P = \\rho g h', vars: [['ρ','плотность жидкости, кг/м³'],['g','ускорение свободного падения, 9.81 м/с²'],['h','глубина под поверхностью, м']] },
{ head: 'Закон Паскаля', text: 'Давление в покоящейся жидкости передаётся одинаково во все стороны. Основа гидравлического пресса: F₁/S₁ = F₂/S₂.' },
{ head: 'Закон Архимеда', formula: 'F_A = \\rho_{ж} g V_{погр}', text: 'Сила, выталкивающая тело из жидкости, равна весу вытесненной жидкости. Условие плавания: ρ_тела ≤ ρ_жидкости.' },
{ head: 'Сообщающиеся сосуды', text: 'Уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах одинаковы. Для двух разных жидкостей: ρ₁·h₁ = ρ₂·h₂.' },
{ head: 'Поверхностное натяжение', formula: '\\sigma = \\frac{F}{l}', text: 'Сила, действующая по касательной к поверхности жидкости на единицу длины. Капиллярная высота: h = 2σ·cos θ / (ρ g r).' },
{ head: 'Капиллярность', text: 'В тонких трубках жидкость поднимается (смачивает) или опускается (не смачивает) относительно общего уровня. Зависит от угла смачивания θ.' },
]
},
molphys: {
title: 'Молекулярная физика',
sections: [
{ head: 'Уравнение состояния', formula: 'PV = nRT', vars: [['P','давление, Па'],['V','объём, м³'],['n','количество вещества, моль'],['R','8.314 Дж/(моль·К)'],['T','температура, К']] },
{ head: 'Средняя кинетическая энергия', formula: '\\langle E_к \\rangle = \\frac{3}{2} k_B T', text: 'kB = 1.38·10⁻²³ Дж/К — постоянная Больцмана.' },
{ head: 'Распределение Максвелла', text: 'С ростом T максимум кривой распределения скоростей сдвигается вправо и уширяется.' },
{ head: 'Среднеквадратичное смещение', formula: '\\langle r^2 \\rangle = 2dDt', vars: [['d','размерность (2 для 2D)'],['D','коэф. диффузии'],['t','время']] },
{ head: 'Формула Эйнштейна', formula: 'D = \\frac{k_B T}{6\\pi \\eta R}', vars: [['η','вязкость среды'],['R','радиус частицы']] },
{ head: 'Потенциал Леннарда-Джонса', formula: 'U(r) = 4\\varepsilon \\left[\\left(\\frac{\\sigma}{r}\\right)^{12} - \\left(\\frac{\\sigma}{r}\\right)^{6}\\right]', text: 'ε — глубина ямы, σ — эффективный размер частицы.' },
{ head: 'Фазовые переходы', text: 'При повышении T: кристалл <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> жидкость (плавление) <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> газ (испарение). Обратно — конденсация, кристаллизация.' },
{ head: 'Закон Фика', formula: 'J = -D \\frac{\\partial c}{\\partial x}', vars: [['J','поток вещества'],['D','коэф. диффузии'],['c','концентрация']] },
{ head: 'Энтропия', formula: 'S = k_B \\ln W', text: 'Смешивание газов — необратимый процесс, энтропия растёт.' },
]
},
chemistry: {
title: 'Химические реакции',
sections: [
{ head: 'Закон действующих масс', formula: 'v = k [A]^a [B]^b', vars: [['k','константа скорости'],['[A],[B]','концентрации'],['a,b','порядки реакции']] },
{ head: 'Уравнение Аррениуса', formula: 'k = A \\cdot e^{-E_a / RT}', vars: [['Eₐ','энергия активации, Дж/моль'],['A','предэкспоненциальный множитель']] },
{ head: 'Реакция металл + кислота', formula: 'Zn + 2HCl \\to ZnCl_2 + H_2\\uparrow' },
{ head: 'Ряд активности', text: 'Li > K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > H₂ > Cu > Ag > Au' },
{ head: 'Окисление', formula: 'Red \\to Ox + ne^-', text: 'Восстановитель отдаёт электроны, степень окисления растёт.' },
{ head: 'Восстановление', formula: 'Ox + ne^- \\to Red', text: 'Окислитель принимает электроны, степень окисления падает.' },
{ head: 'Электронный баланс', text: 'Число отданных e⁻ = числу принятых e⁻.' },
{ head: 'Ионный обмен', text: 'Реакция идёт до конца, если образуется: осадок (<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="5" x2="12" y2="19"/><polyline points="19 12 12 19 5 12"/></svg>), газ (<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>) или слабый электролит (H₂O).' },
{ head: 'Полное ионное уравнение', text: 'Все сильные электролиты записываются в виде ионов. Краткое — без ионов-наблюдателей.' },
]
},
crystal: {
title: 'Кристаллическая решётка',
sections: [
{ head: 'Ионная решётка (NaCl)', text: 'В узлах — катионы Na⁺ и анионы Cl⁻. Электростатическое притяжение. Высокая температура плавления.' },
{ head: 'Ковалентная (алмаз)', text: 'Каждый атом C связан с четырьмя соседями sp³-гибридизацией. Самый твёрдый минерал.' },
{ head: 'ОЦК (металл)', text: 'Объёмно-центрированная кубическая. 8 атомов в вершинах + 1 в центре куба. Fe, Cr, W.' },
{ head: 'ГЦК (металл)', text: 'Гранецентрированная кубическая. 8 в вершинах + 6 в центрах граней. Cu, Al, Au, Ag.' },
{ head: 'Координационное число', vars: [['NaCl','6'],['Алмаз','4'],['ОЦК','8'],['ГЦК','12']] },
]
},
orbitals: {
title: 'Молекулярные орбитали',
sections: [
{ head: 's-орбиталь', text: 'Сферическая форма. Электрон с равной вероятностью находится на любом расстоянии от ядра.' },
{ head: 'p-орбитали', text: 'Три гантелеобразные орбитали (px, py, pz) взаимно перпендикулярны. В каждой — до 2 электронов.' },
{ head: 'd-орбитали', text: 'Пять орбиталей сложной формы (четырёхлепестковые и с «поясом»). Заполняются в d-элементах.' },
{ head: 'σ-связь', formula: '\\psi_{\\sigma} = c_1 \\psi_A + c_2 \\psi_B', text: 'Перекрывание орбиталей вдоль линии связи. H₂ — простейший пример.' },
{ head: 'Молекула H₂O', text: 'Угол связи 104.5°. Кислород: 2 связывающие пары (O-H) и 2 неподелённые пары.' },
]
},
stereo: {
title: 'Стереометрия',
sections: [
{ head: 'Куб', formula: 'V = a^3,\\; S = 6a^2', text: 'Все грани — квадраты, все рёбра равны. Диагональ: d = a√3.' },
{ head: 'Параллелепипед', formula: 'V = abc,\\; S = 2(ab+bc+ac)', text: 'Три измерения a, b, c. Диагональ: d = √(a²+b²+c²).' },
{ head: 'Пирамида', formula: 'V = \\frac{1}{3} S_{\\text{осн}} \\cdot h', text: 'Объём — треть произведения площади основания на высоту.' },
{ head: 'Тетраэдр', formula: 'V = \\frac{a^3\\sqrt{2}}{12}', text: 'Правильный тетраэдр: все 4 грани — равносторонние треугольники.' },
{ head: 'Цилиндр', formula: 'V = \\pi r^2 h,\\; S_{\\text{бок}} = 2\\pi r h', text: 'Боковая поверхность при развёртке — прямоугольник.' },
{ head: 'Конус', formula: 'V = \\frac{1}{3}\\pi r^2 h,\\; l = \\sqrt{r^2+h^2}', text: 'l — образующая. Боковая поверхность: πrl.' },
{ head: 'Сечение', text: 'Плоскость пересекает тело, образуя многоугольник. Площадь сечения зависит от положения секущей плоскости.' },
{ head: 'Сфера', formula: 'V = \\frac{4}{3}\\pi R^3,\\; S = 4\\pi R^2', text: 'Вписанная сфера касается всех граней, описанная проходит через все вершины.' },
]
},
pendulum: {
title: 'Маятник',
sections: [
{ head: 'Уравнение движения', formula: '\\ddot{\\theta} = -\\frac{g}{L}\\sin\\theta', text: 'Нелинейное уравнение. Для малых углов sin θ ≈ θ — гармонические колебания.' },
{ head: 'Период (малые θ)', formula: 'T = 2\\pi\\sqrt{\\frac{L}{g}}', text: 'Не зависит от амплитуды и массы (при малых углах).' },
{ head: 'Кинетическая энергия', formula: 'E_к = \\frac{1}{2}mL^2\\dot{\\theta}^2', text: 'Максимальна в нижней точке.' },
{ head: 'Потенциальная энергия', formula: 'E_п = mgL(1 - \\cos\\theta)', text: 'Максимальна в крайних точках.' },
{ head: 'Затухание', formula: '\\ddot{\\theta} = -\\frac{g}{L}\\sin\\theta - \\gamma\\dot{\\theta}', text: 'γ — коэффициент затухания. Амплитуда экспоненциально убывает.' },
]
},
graphtransform: {
title: 'Трансформации графиков',
sections: [
{ head: 'Вертикальное растяжение', formula: 'y = a \\cdot f(x)', text: '|a| > 1 — растяжение, 0 < |a| < 1 — сжатие по вертикали. a < 0 — отражение относительно оси x.' },
{ head: 'Горизонтальное сжатие', formula: 'y = f(kx)', text: '|k| > 1 — сжатие, 0 < |k| < 1 — растяжение по горизонтали. k < 0 — отражение относительно оси y.' },
{ head: 'Горизонтальный сдвиг', formula: 'y = f(x + b)', text: 'b > 0 — сдвиг влево, b < 0 — сдвиг вправо. Противоинтуитивно: знак b противоположен направлению сдвига.' },
{ head: 'Вертикальный сдвиг', formula: 'y = f(x) + c', text: 'c > 0 — сдвиг вверх, c < 0 — сдвиг вниз.' },
{ head: 'Общая формула', formula: 'y = a \\cdot f(k(x - x_0)) + y_0', text: 'Порядок преобразований: сначала горизонтальные (внутри аргумента), затем вертикальные (снаружи).' },
]
},
normaldist: {
title: 'Нормальное распределение',
sections: [
{ head: 'Плотность', formula: 'f(x) = \\frac{1}{\\sigma\\sqrt{2\\pi}} e^{-\\frac{(x-\\mu)^2}{2\\sigma^2}}', vars: [['μ','математическое ожидание'],['σ','стандартное отклонение']] },
{ head: 'Правило трёх сигм', text: '68.27% значений лежат в μ ± 1σ, 95.45% в μ ± 2σ, 99.73% в μ ± 3σ.' },
{ head: 'Z-оценка', formula: 'z = \\frac{x - \\mu}{\\sigma}', text: 'Стандартизованное отклонение от среднего. Z = 0 в точке μ.' },
{ head: 'Дисперсия', formula: 'D = \\sigma^2 = \\frac{1}{n}\\sum(x_i - \\mu)^2' },
{ head: 'Свойства', text: 'Симметрична относительно μ. Площадь под всей кривой = 1. Максимум в точке x = μ.' },
]
},
quadratic: {
title: 'Квадратное уравнение',
sections: [
{ head: 'Общий вид', formula: 'ax^2 + bx + c = 0', text: 'a ≠ 0 — старший коэффициент, b — средний, c — свободный член.' },
{ head: 'Дискриминант', formula: 'D = b^2 - 4ac', text: 'D > 0 — два корня, D = 0 — один корень, D < 0 — нет действительных корней.' },
{ head: 'Формула корней', formula: 'x_{1,2} = \\frac{-b \\pm \\sqrt{D}}{2a}' },
{ head: 'Теорема Виета', formula: 'x_1 + x_2 = -\\frac{b}{a},\\quad x_1 \\cdot x_2 = \\frac{c}{a}' },
{ head: 'Вершина параболы', formula: 'x_в = -\\frac{b}{2a},\\quad y_в = -\\frac{D}{4a}', text: 'При a > 0 — минимум, при a < 0 — максимум.' },
{ head: 'Ось симметрии', formula: 'x = -\\frac{b}{2a}', text: 'Парабола симметрична относительно вертикальной прямой через вершину.' },
]
},
trigcircle: {
title: 'Тригонометрическая окружность',
sections: [
{ head: 'Единичная окружность', formula: 'x^2 + y^2 = 1', text: 'Окружность радиуса 1 с центром в начале координат. Точка на окружности: (cos α, sin α).' },
{ head: 'Синус и косинус', formula: '\\sin\\alpha = y,\\quad \\cos\\alpha = x', text: 'Синус — ордината, косинус — абсцисса точки на единичной окружности.' },
{ head: 'Тангенс и котангенс', formula: '\\tan\\alpha = \\frac{\\sin\\alpha}{\\cos\\alpha},\\quad \\cot\\alpha = \\frac{\\cos\\alpha}{\\sin\\alpha}' },
{ head: 'Основное тождество', formula: '\\sin^2\\alpha + \\cos^2\\alpha = 1' },
{ head: 'Формулы приведения', text: 'sin(π−α) = sin α, cos(π−α) = −cos α. Функция «меняется» при π/2 ± α, «не меняется» при π ± α.' },
{ head: 'Чётность', text: 'cos(−α) = cos α (чётная), sin(−α) = −sin α (нечётная), tan(−α) = −tan α (нечётная).' },
{ head: 'Период', formula: 'T_{\\sin,\\cos} = 2\\pi,\\quad T_{\\tan,\\cot} = \\pi' },
]
},
celldivision: {
title: 'Деление клетки',
sections: [
{ head: 'Клеточный цикл', text: 'G₁ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> S (репликация ДНК) <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> G₂ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> M (митоз). Интерфаза = G₁ + S + G₂ — подготовка к делению.' },
{ head: 'Митоз', text: 'Профаза <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Метафаза <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Анафаза <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Телофаза. Результат: 2 дочерние клетки с идентичным набором хромосом (2n).' },
{ head: 'Профаза', text: 'Хромосомы конденсируются, ядерная оболочка разрушается, формируется веретено деления.' },
{ head: 'Метафаза', text: 'Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости. Кинетохоры присоединяются к нитям веретена.' },
{ head: 'Анафаза', text: 'Центромеры делятся, хроматиды расходятся к полюсам клетки.' },
{ head: 'Мейоз', text: 'Два последовательных деления. Результат: 4 гаплоидные клетки (n). Кроссинговер обеспечивает генетическое разнообразие.' },
{ head: 'Формула', formula: '2n \\xrightarrow{\\text{мейоз I}} n \\xrightarrow{\\text{мейоз II}} n', text: 'Первое деление — редукционное (уменьшение числа хромосом вдвое).' },
]
},
photosynthesis: {
title: 'Фотосинтез и дыхание',
sections: [
{ head: 'Суммарное уравнение', formula: '6CO_2 + 6H_2O \\xrightarrow{h\\nu} C_6H_{12}O_6 + 6O_2' },
{ head: 'Световая фаза', text: 'Происходит в тилакоидах. Фотосистемы I и II поглощают свет, расщепляют воду (фотолиз), выделяют O₂. Образуются АТФ и НАДФН.' },
{ head: 'Темновая фаза (цикл Кальвина)', text: 'В строме хлоропласта. CO₂ фиксируется ферментом РуБисКО. АТФ и НАДФН восстанавливают C₃ до Г3Ф <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> глюкоза.' },
{ head: 'Клеточное дыхание', formula: 'C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \\to 6CO_2 + 6H_2O + 38\\text{АТФ}' },
{ head: 'Гликолиз', text: 'Цитоплазма. Глюкоза <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> 2 пирувата + 2 АТФ + 2 НАДН. Анаэробный процесс.' },
{ head: 'Цикл Кребса', text: 'Матрикс митохондрий. Ацетил-КоА <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> CO₂ + НАДН + ФАДН₂ + ГТФ.' },
{ head: 'Окислительное фосфорилирование', text: 'Электрон-транспортная цепь на внутренней мембране митохондрий. Основной выход АТФ (~34).' },
]
},
stoichiometry: {
title: 'Стехиометрия',
sections: [
{ head: 'Молярная масса', formula: 'M = \\frac{m}{n}', vars: [['m','масса вещества, г'],['n','количество моль'],['M','молярная масса, г/моль']] },
{ head: 'Количество вещества', formula: 'n = \\frac{m}{M}', text: 'Основная формула перехода от массы к молям.' },
{ head: 'Стехиометрический расчёт', formula: 'n_2 = \\frac{b}{a} \\cdot n_1', vars: [['a','коэффициент реагента'],['b','коэффициент продукта'],['n₁','моли реагента'],['n₂','моли продукта']] },
{ head: 'Объём газа (н.у.)', formula: 'V = n \\cdot 22{,}4\\text{ л/моль}', text: 'При нормальных условиях (0°C, 101.3 кПа) 1 моль любого газа занимает 22.4 л.' },
{ head: 'Лимитирующий реагент', text: 'Для каждого реагента вычислить n_i / a_i. Наименьшее значение — лимитирующий реагент (определяет выход).' },
{ head: 'Избыток реагента', formula: 'n_{\\text{изб}} = n_{\\text{дано}} - n_{\\text{израсх}}', text: 'После реакции остаётся непрореагировавший избыток нелимитирующего реагента.' },
]
},
chemsandbox: {
title: 'Химическая песочница',
sections: [
{ head: 'Реакция нейтрализации', formula: '\\text{Кислота} + \\text{Основание} \\to \\text{Соль} + H_2O', text: 'Экзотермическая реакция. pH раствора стремится к 7.' },
{ head: 'Осадок (<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="5" x2="12" y2="19"/><polyline points="19 12 12 19 5 12"/></svg>)', text: 'Нерастворимое вещество выпадает из раствора. Правила растворимости: все нитраты растворимы, хлориды — кроме AgCl, PbCl₂.' },
{ head: 'Газовыделение (<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>)', text: 'Признак реакции: карбонаты + кислота <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> CO₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>, активные металлы + кислота <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> H₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>.' },
{ head: 'Ряд активности металлов', text: 'Li K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H₂) Cu Hg Ag Pt Au. Металл вытесняет из раствора все металлы правее него.' },
{ head: 'Индикаторы', text: 'Фенолфталеин: бесцветный <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> малиновый в щёлочи. Лакмус: красный в кислоте, синий в щёлочи.' },
]
},
angrybirds: {
title: 'Физика полёта',
sections: [
{ head: 'Баллистическая траектория', formula: 'y = x\\tan\\alpha - \\frac{gx^2}{2v_0^2\\cos^2\\alpha}', text: 'Параболическая траектория без сопротивления воздуха.' },
{ head: 'Дальность полёта', formula: 'L = \\frac{v_0^2 \\sin 2\\alpha}{g}', text: 'Максимум при α = 45°.' },
{ head: 'Импульс', formula: '\\vec{p} = m\\vec{v}', text: 'При ударе передаётся импульс. Чем больше масса и скорость, тем сильнее удар.' },
{ head: 'Кинетическая энергия', formula: 'E_к = \\frac{1}{2}mv^2', text: 'Энергия разрушения зависит от скорости в момент столкновения.' },
{ head: 'Сопротивление воздуха', formula: 'F_{\\text{drag}} = \\frac{1}{2}C_d \\rho A v^2', text: 'Снижает дальность полёта. Ветер изменяет горизонтальную составляющую.' },
]
},
equilibrium: {
title: 'Химическое равновесие',
sections: [
{ head: 'Закон действующих масс', formula: 'K_{eq} = \\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}', text: 'Константа равновесия — отношение произведений концентраций продуктов к реагентам.' },
{ head: 'Коэффициент реакции', formula: 'Q = \\frac{[C][D]}{[A][B]}', text: 'Q < Keq — реакция идёт вправо, Q > Keq — влево, Q = Keq — равновесие.' },
{ head: 'Принцип Ле Шателье', text: 'Если внешнее воздействие выводит систему из равновесия, система смещается так, чтобы ослабить это воздействие.' },
{ head: 'Влияние температуры', text: 'Повышение T сдвигает равновесие в сторону эндотермической реакции. Понижение — в сторону экзотермической.' },
{ head: 'Энергия активации', formula: 'k = A \\cdot e^{-E_a / RT}', text: 'Уравнение Аррениуса. Чем ниже Ea, тем быстрее реакция.' },
]
},
opticsbench: {
title: 'Оптическая скамья',
sections: [
{ head: 'Формула тонкой линзы', formula: '\\frac{1}{f} = \\frac{1}{d} + \\frac{1}{d\'}', vars: [['f','фокусное расстояние'],['d','расстояние до предмета'],["d'",'расстояние до изображения']] },
{ head: 'Увеличение', formula: 'M = -\\frac{d\'}{d} = \\frac{h\'}{h}', text: '|M| > 1 — увеличенное, |M| < 1 — уменьшенное. M < 0 — перевёрнутое.' },
{ head: 'Формула зеркала', formula: '\\frac{1}{f} = \\frac{1}{d} + \\frac{1}{d\'}', text: 'Аналогична линзе. Вогнутое: f > 0, выпуклое: f < 0. Плоское: f = ∞.' },
{ head: 'Закон Снеллиуса', formula: 'n_1 \\sin\\theta_1 = n_2 \\sin\\theta_2', text: 'Угол преломления зависит от соотношения показателей преломления двух сред.' },
{ head: 'Полное внутреннее отражение', formula: '\\theta_c = \\arcsin\\frac{n_2}{n_1}', text: 'При n₁ > n₂ и θ₁ > θc — свет полностью отражается.' },
{ head: 'Показатель преломления', formula: 'n = \\frac{c}{v}', text: 'Воздух ≈ 1.00, вода = 1.33, стекло ≈ 1.5, алмаз = 2.42.' },
{ head: 'Волновая оптика — Юнг', formula: 'I(y) = I_0 \\cos^2\\!\\left(\\frac{\\pi d \\sin\\theta}{\\lambda}\\right)', vars: [['d','расстояние между щелями'],['\\lambda','длина волны']], text: 'Расстояние между полосами: Δy = λL/d.' },
{ head: 'Однощелевая дифракция', formula: 'I(\\theta) = I_0 \\left(\\frac{\\sin\\alpha}{\\alpha}\\right)^2,\\quad \\alpha = \\frac{\\pi a \\sin\\theta}{\\lambda}', text: 'Угловая ширина центрального максимума: 2λ/a. Минимумы при a·sinθ = nλ.' },
{ head: 'Дифракционная решётка', formula: 'd \\sin\\theta = n\\lambda', vars: [['d','период решётки'],['n','порядок'],['\\lambda','длина волны']], text: 'Разрешающая способность R = Nn, где N — число щелей, n — порядок максимума.' },
]
},
thinlens: {
title: 'Тонкая линза',
sections: [
{ head: 'Формула тонкой линзы', formula: '\\frac{1}{f} = \\frac{1}{d} + \\frac{1}{d\'}', vars: [['f','фокусное расстояние'],['d','расстояние до предмета'],["d'",'расстояние до изображения']] },
{ head: 'Увеличение', formula: 'M = -\\frac{d\'}{d} = \\frac{h\'}{h}', text: '|M| > 1 — увеличенное, |M| < 1 — уменьшенное. M < 0 — перевёрнутое.' },
{ head: 'Собирающая линза (f > 0)', text: 'd > 2f — уменьшенное действительное. d = 2f — равное. f < d < 2f — увеличенное действительное. d < f — увеличенное мнимое.' },
{ head: 'Рассеивающая линза (f < 0)', text: 'Всегда даёт уменьшенное мнимое прямое изображение.' },
{ head: 'Оптическая сила', formula: 'D = \\frac{1}{f}\\text{ (дптр)}', text: 'Измеряется в диоптриях. D > 0 — собирающая, D < 0 — рассеивающая.' },
]
},
titration: {
title: 'Титрование и pH',
sections: [
{ head: 'Водородный показатель', formula: 'pH = -\\lg[H^+]', text: 'pH < 7 — кислая среда, pH = 7 — нейтральная, pH > 7 — щелочная.' },
{ head: 'Сильная кислота + сильное основание', formula: 'HCl + NaOH \\to NaCl + H_2O', text: 'Точка эквивалентности при pH = 7. Резкий скачок pH вблизи неё.' },
{ head: 'Слабая кислота', formula: 'pH = pK_a + \\lg\\frac{[A^-]}{[HA]}', text: 'Уравнение Хендерсона — Хассельбальха. В точке полунейтрализации pH = pKa.' },
{ head: 'Точка эквивалентности', formula: 'V_{экв} = \\frac{C_к \\cdot V_к}{C_о}', text: 'Объём основания, при котором кислота полностью нейтрализована.' },
{ head: 'Индикаторы', text: 'Фенолфталеин: бесцветный <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> малиновый (pH 8.2–10). Метилоранж: красный <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> жёлтый (pH 3.1–4.4). Лакмус: красный <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> синий (pH 58).' },
]
},
isoprocess: {
title: 'Изопроцессы',
sections: [
{ head: 'Уравнение состояния', formula: 'PV = nRT', vars: [['P','давление (Па)'],['V','объём (м³)'],['T','температура (К)'],['n','количество вещества'],['R','8.314 Дж/(моль·К)']] },
{ head: 'Изотермический (T=const)', formula: 'P_1V_1 = P_2V_2', text: 'Закон Бойля — Мариотта. ΔU = 0. Работа W = nRT·ln(V₂/V₁) = Q.' },
{ head: 'Изохорный (V=const)', formula: '\\frac{P_1}{T_1} = \\frac{P_2}{T_2}', text: 'Закон Гей-Люссака (второй). W = 0. Q = ΔU = νCᵥΔT.' },
{ head: 'Изобарный (P=const)', formula: '\\frac{V_1}{T_1} = \\frac{V_2}{T_2}', text: 'Закон Гей-Люссака (первый). W = PΔV. Q = νCpΔT = ΔU + W.' },
{ head: 'Адиабатный (Q=0)', formula: 'PV^\\gamma = \\text{const}', text: 'Показатель γ = Cp/Cv: 5/3 — одноатомный газ, 7/5 — двухатомный. Q = 0, W = −ΔU.' },
{ head: 'Начало термодинамики', formula: 'Q = \\Delta U + W', text: 'Теплота, сообщённая газу, расходуется на увеличение внутренней энергии и совершение работы.' },
]
},
mirrors: {
title: 'Зеркала',
sections: [
{ head: 'Формула зеркала', formula: '\\frac{1}{f} = \\frac{1}{d} + \\frac{1}{d\'}', vars: [['f','фокусное расстояние'],['d','расстояние от предмета до зеркала'],["d'",'расстояние до изображения']] },
{ head: 'Увеличение', formula: 'M = -\\frac{d\'}{d} = \\frac{h\'}{h}', text: 'M < 0 — перевёрнутое (действительное). |M| > 1 — увеличенное, |M| < 1 — уменьшенное.' },
{ head: 'Вогнутое зеркало (f > 0)', text: 'd > 2f: уменьшенное действительное. d = 2f: равное действительное. f < d < 2f: увеличенное действительное. d < f: увеличенное мнимое (прямое).' },
{ head: 'Выпуклое зеркало (f < 0)', text: 'Всегда даёт уменьшенное мнимое прямое изображение. Широкий угол обзора — применяется в автомобилях и видеонаблюдении.' },
{ head: 'Плоское зеркало (f = ∞)', formula: "d' = -d,\\quad M = +1", text: 'Изображение мнимое, прямое, равное предмету — расположено на таком же расстоянии за зеркалом.' },
]
},
refraction: {
title: 'Преломление света',
sections: [
{ head: 'Закон Снеллиуса', formula: 'n_1 \\sin\\theta_1 = n_2 \\sin\\theta_2', text: 'Угол преломления зависит от соотношения показателей преломления двух сред.' },
{ head: 'Показатель преломления', formula: 'n = \\frac{c}{v}', text: 'Отношение скорости света в вакууме к скорости в среде. Воздух ≈ 1, вода = 1.33, стекло ≈ 1.5, алмаз = 2.42.' },
{ head: 'Полное внутреннее отражение', formula: '\\theta_c = \\arcsin\\frac{n_2}{n_1}', text: 'Возникает при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную (n₁ > n₂) при θ > θc.' },
{ head: 'Коэффициент отражения', formula: 'R = \\left(\\frac{n_1\\cos\\theta_1 - n_2\\cos\\theta_2}{n_1\\cos\\theta_1 + n_2\\cos\\theta_2}\\right)^2', text: 'Формула Френеля (s-поляризация). Определяет долю отражённой интенсивности.' },
{ head: 'Дисперсия', text: 'Показатель преломления зависит от длины волны. Фиолетовый свет преломляется сильнее красного <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> разложение белого света в спектр.' },
]
},
probability: {
title: 'Теория вероятностей',
sections: [
{ head: 'Вероятность', formula: 'P(A) = \\frac{m}{n}', text: 'm — число благоприятных исходов, n — общее число равновозможных исходов.' },
{ head: 'Закон больших чисел', text: 'При большом числе испытаний частота события стремится к его вероятности: f(A) <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> P(A) при n <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> ∞.' },
{ head: 'Биномиальное распределение', formula: 'P(k) = C_n^k p^k (1-p)^{n-k}', text: 'Вероятность ровно k успехов в n независимых испытаниях с вероятностью p.' },
{ head: 'Матожидание', formula: 'M(X) = np', text: 'Среднее число успехов в n испытаниях.' },
{ head: 'Критерий χ²', formula: '\\chi^2 = \\sum\\frac{(O_i - E_i)^2}{E_i}', text: 'Мера отклонения наблюдаемых частот O от ожидаемых E. Чем меньше χ², тем лучше согласие.' },
]
},
bohratom: {
title: 'Атом Бора',
sections: [
{ head: 'Энергия уровня', formula: 'E_n = -\\frac{13.6}{n^2}\\text{ эВ}', text: 'n = 1 — основное состояние (-13.6 эВ), n <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> ∞ — ионизация (0 эВ).' },
{ head: 'Энергия фотона', formula: '\\Delta E = |E_f - E_i| = h\\nu', text: 'При переходе электрона между уровнями излучается или поглощается фотон.' },
{ head: 'Длина волны', formula: '\\lambda = \\frac{hc}{\\Delta E} = \\frac{1240}{\\Delta E\\text{ (эВ)}}\\text{ нм}' },
{ head: 'Серия Лаймана', text: 'Переходы на n=1. УФ-излучение (λ < 122 нм).' },
{ head: 'Серия Бальмера', text: 'Переходы на n=2. Видимый свет: Hα=656нм (красный), Hβ=486нм (голубой), Hγ=434нм (фиолетовый).' },
{ head: 'Серия Пашена', text: 'Переходы на n=3. Инфракрасное излучение.' },
]
},
electrolysis: {
title: 'Электролиз',
sections: [
{ head: 'Первый закон Фарадея', formula: 'm = \\frac{M \\cdot I \\cdot t}{n \\cdot F}', vars: [['M','молярная масса'],['I','сила тока'],['t','время'],['n','число электронов'],['F','96485 Кл/моль']] },
{ head: 'Катод ()', text: 'Восстановление: катионы принимают электроны. Cu²⁺ + 2e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Cu. 2H⁺ + 2e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> H₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>.' },
{ head: 'Анод (+)', text: 'Окисление: анионы отдают электроны. 2Cl⁻ 2e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Cl₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>. 2H₂O 4e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> O₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg> + 4H⁺.' },
{ head: 'Электролит NaCl', text: 'Катод: 2H₂O + 2e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> H₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg> + 2OH⁻. Анод: 2Cl⁻ 2e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Cl₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg>.' },
{ head: 'Электролит CuSO₄', text: 'Катод: Cu²⁺ + 2e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> Cu<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="5" x2="12" y2="19"/><polyline points="19 12 12 19 5 12"/></svg> (осадок). Анод: 2H₂O 4e⁻ <svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="5" y1="12" x2="19" y2="12"/><polyline points="12 5 19 12 12 19"/></svg> O₂<svg class="ic" viewBox="0 0 24 24"><line x1="12" y1="19" x2="12" y2="5"/><polyline points="5 12 12 5 19 12"/></svg> + 4H⁺.' },
]
},
logic: {
title: 'Логические схемы',
sections: [
{ head: 'Конъюнкция (AND)', formula: 'A \land B', text: 'Истина, когда оба операнда истинны. Таблица: 0∆0, 0∆0, 1∆0, 1∆1 = 0,0,0,1.' },
{ head: 'Дизъюнкция (OR)', formula: 'A \lor B', text: 'Истина, когда хотя бы один операнд истинен. Результат 0 только при A=B=0.' },
{ head: 'Инверсия (NOT)', formula: '\lnot A', text: 'Меняет значение: NOT 0 = 1, NOT 1 = 0.' },
{ head: 'XOR', formula: 'A \oplus B', text: 'Исключающее ИЛИ: истина, когда операнды различны. A XOR A = 0 всегда.' },
{ head: 'NAND / NOR', text: 'NAND = NOT(AND). NOR = NOT(OR). Функционально полные базисы — любую схему можно собрать только на NAND-вентилях.' },
{ head: 'Полусумматор', formula: 'S = A \oplus B,\; C = A \land B', text: 'Складывает два бита. S — сумма, C — перенос.' },
{ head: 'Полный сумматор', text: 'Три входа: A, B, Cin. Выходы: S = A⊕B⊕Cin, Cout = (A∧B) (Cin∧(A⊕B)).' },
{ head: 'RS-триггер', text: 'Два перекрёстных NOR-вентиля. S=1: Q→1. R=1: Q→0. S=R=0: состояние хранится. S=R=1: запрещено.' },
{ head: 'D-триггер', text: 'Q = D при CLK=1 (прозрачный режим). При CLK=0 состояние хранится.' },
]
},
waves: {
title: 'Волны и звук',
sections: [
{ head: 'Уравнение бегущей волны', formula: 'y(x,t) = A\\sin(\\omega t - kx)', vars: [['A','амплитуда (м)'],['\\omega = 2\\pi f','циклическая частота (рад/с)'],['k = 2\\pi/\\lambda','волновое число (1/м)']] },
{ head: 'Связь параметров волны', formula: 'v = \\lambda f = \\frac{\\omega}{k}', vars: [['v','фазовая скорость'],['\\lambda','длина волны'],['f','частота (Гц)'],['T = 1/f','период (с)']] },
{ head: 'Стоячая волна', formula: 'y = 2A\\sin(kx)\\cos(\\omega t)', text: 'Возникает при сложении двух волн одинаковой частоты, распространяющихся навстречу. Узлы — y\u22610 всегда. Пучности — |y|=max.' },
{ head: 'Гармоники струны', formula: '\\lambda_n = \\frac{2L}{n},\\quad f_n = n\\frac{v}{2L}', text: 'Для струны длиной L, закреплённой на концах: n=1 — основной тон (1 пучность), n=2,3,... — обертоны.' },
{ head: 'Принцип суперпозиции', text: 'При наложении волн смещения складываются: y = y\u2081 + y\u2082. Конструктивная интерференция (\u0394\u03c6=0): A = A\u2081+A\u2082. Деструктивная (\u0394\u03c6=\u03c0): A = |A\u2081\u2212A\u2082|.' },
{ head: 'Биения', text: 'Если f\u2081 \u2260 f\u2082, результирующая амплитуда периодически меняется с частотой |f\u2081\u2212f\u2082|. Применяется в акустике для настройки инструментов.' },
]
},
radioactive: {
title: 'Радиоактивный распад',
sections: [
{ head: 'Закон радиоактивного распада', formula: 'N(t) = N_0 \cdot e^{-\lambda t}', vars: [['N_0','начальное число ядер'],['\lambda','постоянная распада (с⁻¹)'],['t','время']] },
{ head: 'Период полураспада', formula: 'T_{1/2} = rac{\ln 2}{\lambda}', text: 'Время, за которое распадается половина ядер.' },
{ head: 'Активность', formula: 'A = \lambda N = rac{\ln 2}{T_{1/2}} N', text: 'Число распадов в единицу времени. Единица — беккерель (Бк = 1 распад/с).' },
{ head: 'Радиоуглеродное датирование', formula: 't = rac{\ln(N_0 / N)}{\lambda}', text: 'По остаточной активности ¹⁴C определяется возраст органического образца (до ~50 000 лет).' },
{ head: 'Цепочки распадов', text: '²³⁸U → ²³⁴Th → ... → ²⁰⁶Pb (14 шагов). В симуляции используются 4-5 основных нуклидов цепочки.' },
{ head: 'Типы распадов', text: 'α-распад: ядро теряет ⁴He (масса -4, заряд -2). β-распад: нейтрон → протон + e⁻ + ν̅. γ-излучение: энергетический переход без изменения нуклидов.' },
]
},
qualanalysis: {
title: 'Качественный анализ',
sections: [
{ head: 'Качественная реакция', text: 'Реакция, позволяющая обнаружить определённый ион по характерному внешнему признаку: образование осадка, выделение газа, изменение цвета раствора или пламени.' },
{ head: 'Пламя: катионы', text: 'Na+ — жёлтое. K+ — фиолетовое (через синее стекло). Ca2+ — кирпично-красное. Ba2+ — зелёное.' },
{ head: 'Fe2+ / Fe3+', text: 'Fe2+ + K3[Fe(CN)6] → Турнбулева синь. Fe3+ + KSCN → ярко-красный раствор.' },
{ head: 'Галогениды', text: 'Cl- + AgNO3 → белый AgCl (нераств. в HNO3). Br- → желтоватый AgBr. I- → жёлтый AgI.' },
{ head: 'SO4(2-) и CO3(2-)', text: 'SO4(2-) + BaCl2 → белый BaSO4 (нераств. в HNO3). CO3(2-) + H+ → CO2 (мутит Ca(OH)2).' },
{ head: 'Амфотерность Al3+ и Zn2+', text: 'NaOH (мало) → белый осадок. NaOH (избыток) → растворяется: [Al(OH)4]- или [Zn(OH)4]2-.' },
]
},
heatengine: {
title: 'Тепловые двигатели',
sections: [
{ head: 'Первое начало термодинамики', formula: 'Q = \\Delta U + W', text: 'Теплота Q идёт на изменение внутренней энергии ΔU и совершение работы W.' },
{ head: 'КПД цикла Карно', formula: '\\eta = 1 - \\frac{T_c}{T_h}', text: 'Максимальный КПД теплового двигателя. Не зависит от рабочего тела, только от температур резервуаров.' },
{ head: 'Связь теплот и работы', formula: 'W = Q_h - |Q_c|,\\quad \\eta = \\frac{W}{Q_h}', vars: [['Q_h','теплота от горячего резервуара'],['Q_c','теплота, отданная холодному'],['W','работа за цикл']] },
{ head: 'Изотермический процесс', formula: 'W = nRT\\ln\\frac{V_2}{V_1}', text: 'T = const, ΔU = 0, Q = W. Рабочее тело в тепловом контакте с резервуаром.' },
{ head: 'Адиабатический процесс', formula: 'PV^\\gamma = \\text{const},\\quad W = \\frac{P_1V_1 - P_2V_2}{\\gamma - 1}', text: 'Q = 0 — нет теплообмена. γ = 1.4 для двухатомного идеального газа.' },
{ head: 'Цикл Отто (ДВС)', formula: '\\eta_{\\text{Отто}} = 1 - r^{1-\\gamma}', vars: [['r','степень сжатия'],['\\gamma = 1.4','показатель адиабаты']], text: '2 адиабаты + 2 изохоры. Типичная η ≈ 25–40%.' },
{ head: 'Цикл Дизеля', text: '2 адиабаты + 1 изобара + 1 изохора. Более высокая степень сжатия, чем Отто. η ≈ 3545%.' },
{ head: 'Цикл Брайтона (ГТД)', text: '2 адиабаты + 2 изобары. Основа авиадвигателей и газовых турбин. η зависит от степени повышения давления.' },
]
},
periodic: {
title: 'Периодическая таблица',
sections: [
{ head: 'Периодический закон', text: 'Свойства химических элементов находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер. Сформулирован Д. И. Менделеевым в 1869 году.' },
{ head: 'Группы и периоды', text: 'Период — горизонтальный ряд; номер периода = число электронных оболочек. Группа — вертикальный столбец; определяет валентность и свойства соединений.' },
{ head: 's/p/d/f-блоки', text: 's-блок: группы 1–2 (щелочные, щёлочноземельные). p-блок: группы 13–18. d-блок: переходные металлы (группы 3–12). f-блок: лантаноиды и актиноиды.' },
{ head: 'Электроотрицательность', text: 'Мера способности атома притягивать электроны в химической связи (шкала Полинга). Растёт слева направо по периоду и снизу вверх по группе. Максимум — фтор (3.98).' },
{ head: 'Атомный радиус', text: 'Уменьшается слева направо (рост заряда ядра) и увеличивается сверху вниз (добавление оболочек).' },
{ head: 'Металличность', text: 'Металлические свойства убывают слева направо и нарастают сверху вниз. Металлоиды (Si, Ge, As...) — граница металл/неметалл.' },
]
},
organic: {
title: 'Органическая химия',
sections: [
{ head: 'Алканы (CₙH₂ₙ₊₂)', text: 'Насыщенные углеводороды. Все связи одинарные C–C и C–H. sp³-гибридизация. Химически инертны при н.у. Горение, галогенирование (радикальное).' },
{ head: 'Алкены и алкины', text: 'Алкены (CₙH₂ₙ): одна двойная связь C=C, sp²-гибридизация. Алкины (CₙH₂ₙ₋₂): тройная связь C≡C, sp-гибридизация. Реакции присоединения.' },
{ head: 'Функциональные группы', text: '-OH спирт; -CHO альдегид; -CO- кетон; -COOH карб.кислота; -NH₂ амин; -Cl галогенид; -COO- сложный эфир; -O- простой эфир.' },
{ head: 'Качественные реакции', text: 'Br₂(водн): алкены/алкины/фенол — обесцвечивание. KMnO₄: ненасыщенные/альдегиды — обесцвечивание. Ag₂O/NH₃: альдегиды — серебро. Cu(OH)₂: многоатомный спирт — синий; альдегид/нагрев — красный Cu₂O. FeCl₃: фенол — фиолетовый. Na: спирт — H₂.' },
{ head: 'Гомологический ряд', formula: 'C_nH_{2n+2}\\xrightarrow{+CH_2}C_{n+1}H_{2n+4}', text: 'Гомологи отличаются на группу CH₂. Закономерный рост Tкип с ростом n.' },
{ head: 'Гибридизация углерода', text: 'sp³: тетраэдр 109.5° (алканы, спирты). sp²: плоский 120° (алкены, альдегиды, кислоты). sp: линейная 180° (алкины).' },
]
},
solutions: {
title: 'Растворы',
sections: [
{ head: 'Массовая доля', formula: '\\omega = \\frac{m_в}{m_{р-ра}} \\times 100\\%', vars: [['m_в','масса растворённого вещества, г'],['m_{р-ра}','масса раствора, г']] },
{ head: 'Молярная концентрация', formula: 'C_M = \\frac{\\nu}{V} = \\frac{m_в}{M \\cdot V}', vars: [['\\nu','количество вещества, моль'],['V','объём раствора, л'],['M','молярная масса, г/моль']] },
{ head: 'Связь с плотностью', formula: 'C_M = \\frac{10 \\cdot \\rho \\cdot \\omega}{M}', vars: [['\\rho','плотность раствора, г/мл'],['\\omega','массовая доля, %']] },
{ head: 'Разбавление', formula: 'm_1 \\cdot \\omega_1 = m_2 \\cdot \\omega_2', text: 'Масса растворённого вещества при разбавлении не меняется. ω₂ = m_в / (m₁ + m_воды).' },
{ head: 'Смешивание', formula: 'm_3 \\omega_3 = m_1 \\omega_1 + m_2 \\omega_2', text: 'Правило рычага: m₁(ω₃ − ω₁) = m₂(ω₂ − ω₃). Итоговая концентрация — между ω₁ и ω₂.' },
{ head: 'Растворимость S', text: 'S — масса вещества (г) в 100 г воды при насыщении. Большинство солей: растворимость растёт с T. Газы: убывает. KNO₃: 13.3 г (0°C) → 247 г (100°C). NaCl: почти не меняется.' },
{ head: 'Перекристаллизация', formula: 'm_{осадка} = m_{KNO_3} - \\frac{S_2}{100} \\cdot m_{H_2O}', text: 'Охлаждение насыщенного раствора KNO₃: при 80°C S=169 г, при 20°C S=31.6 г — часть соли выпадает в осадок.' },
]
},
};
/* ══════════════════════════════════════════════
HYDROSTATICS
══════════════════════════════════════════════ */