М.: Высшая школа, 2001, 527 стр. Издание 2-е, исправленное и
дополненное.
Данное учебное пособие является самодостаточным, так как включает в себя теоретические вопросы курса физики, изложенные с современных позиций, примеры решения задач по всем разделам курса, задачи для самостоятельного решения, а также весь необходимый справочный материал.
Сделан акцент на изложение основных идей и методов физической науки. Показана роль фундаментальных экспериментов в становлении современной физики. Даны разъяснения физических явлений, основополагающих законов и понятий с целью их дальнейшего применения для решения практических задач.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся без отрыва от производства. Может быть полезно для студентов колледжей.
Физика и ее связь с другими науками.
Единицы физических величин.
Механика.
Кинематика.
Пространство и время.
Скорость и ускорение.
Угловая скорость. Угловое ускорение.
Формулы поступательного и вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.
Динамика.
Первый закон Ньютона.
Второй закон Ньютона.
Третий закон Ньютона.
Закон сохранения импульса.
Силы в механике.
Задачи.
Работа и энергия.
Работа переменной силы. Мощность.
Потенциальная и кинетическая энергия.
Закон сохранения энергии.
Удар абсолютно упругих и неупрутих тел.
Задачи.
Механика твердого тела.
Момент силы. Момент инерции.
Уравнение динамики вращательного движения твердого тела.
Кинетическая энергия вращающегося тела.
Работа внешних сил при вращении твердого тела.
Закон сохранения момента импульса.
Поле как форма материн.
Закон всемирного тяготения.
Потенциальное поле сил.
Характеристики поля - напряженность, потенциал.
Детерминизм классической механики.
Задачи.
Элементы механики жидкостей н газов.
Давление в неподвижных жидкостях и газах.
Уравнение неразрывности.
Уравнение Бернулли.
Вязкость.
Основы специальной теории относительностн.
Принцип относительности в механике.
Преобразования Галилея.
Постулаты Эйнштейна.
Относительность одновременности.
Преобразования Лоренца.
Следствия из преобразований Лоренца. Относительность расстояний.
Релятивистский закон сложения скоростей.
Основной закон релятивистской динамики материальной точки.
Закон взаимосвязи массы и энергии.
Задачи.
Молекулярная физика и термодинамика.
Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов.
Статический и термодинамический методы исследования.
Количество вещества.
Силы и энергия межмолекулярного взаимодействия.
Уравнение состояния идеального газа.
Основное уравнение нолекулярно-кинетической теории идеальных газов.
Закон Максвелла о распределении молекул по скоростям и энергиям.
Закон распределения Больцмана.
Средняя длина свободного пробега молекул.
Явления переноса в газах.
Задачи.
Основы термодинамики.
Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.
Работа и теплота как формы передачи энергии.
Первое начало термодинамики.
Адиабатный процесс.
Цикл. Обратимые и необратимые процессы.
Цикл Карло.
Второе начало термодинамики.
Энтропия.
Статистическое толкование второго начала термодинамики.
Реальные газы, жидкости н твердые тела.
Реальные газы.
Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Внутренняя энергии реального газа.
Поверхностное натяжение.
Смачивание. Капиллярные явления.
Твердые тела.
Типы кристаллических решеток.
Плавление и кристаллюацш твердых тел.
Фазовые переходы первого и второго рода.
Диаграмма состояния. Тройная точка.
Задачи.
Основы электродинамики.
Электростатическое поле.
Электрические заряды. Закон сохранения электрического заряда.
Закон Кулона.
Напряженность электростатического поля.
Поле диполя.
Теорема Гаусса.
Применение теоремы Гаусса к расчету электростатических полей.
Работа сип электростатического поля.
Потенциал пола.
Напряженность как градиент потенциала.
Задачи.
Электростатическое поле в веществе.
Диэлектрики.
Поляризация диэлектриков.
Электрическое смещение.
Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
Сегнетшлегсрики.
Пьезоэлектрический эффект.
Электроемкость проводников.
Конденсаторы.
Энергия электростатического поля.
Пондеромоторные силы.
Объемная плотность энергии электростатического поля.
Задачи.
Постоянные электрический ток.
Электрический ток и его характеристики.
Закон Ома для участка цепи.
Соединение проводников. Зависимость сопротивления.
проводников от температуры.
Закон Ома для полной цепи.
Закон Джоуля-Ленца.
Правила Кирхгофа.
Задачи.
Электрический ток в металлах.
Закон Вкдемана-Франца.
Работа выхода электронов из металла.
Контактная разность потенциалов.
Электрический ток в вакууме и газах.
Несамостоятельный газовый разряд.
Самостоятельный газовый разряд.
Плазма и ее свойства.
Полупроводниковые приборы.
Полупроводники.
Энергетические уровни. Энергетические зоны. Электропроводимость полупроводников.
Электронно-дырочный переход.
Магнитное поле.
Магнитное поле. Вектор магнитной индукции.
Поток вектора магнитной индукций.
Закон Ампера.
Контур с током в магнитном поле.
Напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчету магнитного поля.
Задачи.
Закон полного тока.
Магнитное взаимодействие токов.
Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Ускорители заряженных частиц.
Эффект Холла.
Задачи.
Электромагнитная индукция.
Самоиндукция. Индуктивность контура.
Взаимная индукция.
Энергия магнитного поля.
Токи при замыкании и размыкании цепи.
Магнитные свойства вещества.
Задачи.
Основы теории Максвелла.
Вихревое электрическое поле.
Ток смещения. Второе уравнение Максвелла.
Система уравнений Максвелла.
Колебания и волны.
Механические и электромагнитные колебания.
Колебательное движение.
Гармонические колебания.
Свободные колебания.
Математический и физический маятники.
Свободные электромагнитные колебания.
Энергия гармонических колебаний.
Превращение энергии в колебательном контуре.
Задачи.
Сложение колебаний одного направления.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Затухающие механические колебания.
Затухающие электромагнитные колебания.
Вынужденные механические колебания. Резонанс.
Вынужденные электромагнитные колебания.
Волны.
Волновой процесс.
Уравнение плоской бегущей волны.
Дисперсия волн. Фазовая и групповая скорости.
Энергия волны.
Уравнение стоячей волны.
Дифференциальное уравнение электромагнитной волны.
Энергия электромагнитных волн.
Излучение диполя.
Шкала электромагнитных волн.
Задачи.
Волновая оптика.
Интерференция света.
Развитие представлений о природе света.
Принцип Гюйгенса.
Электромагнитная природа света.
Интерференция света.
Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников.
Интерференция в тонких пленках.
Полосы равной толщины. Кольца Ньютона.
Использование интерференции в науке и технике.
Задачи.
Дифракция света.
Метод зон Френеля.
Дифракция от малого круглого отверстия. Дифракция на щели в параллельных лучах.
Задачи.
Поляризация света.
Естественный и поляризованный свет.
Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.
Двойное лучепреломление.
Призма Николя. Закон Малюса.
Оптически активные вещества.
Эффект Керра.
Задачи.
Взаимодействие электромагнитных волн с веществом.
Электронная теория дисперсии света.
Дисперсия света.
Эффект Черепкова.
Задачи.
Эффект Доплера.
Квантовая природа излучения.
Тепловое излучение.
Тепловое излучение и его характеристики.
Закон Кирхгофа.
Закон Стефана - Больцмана. Законы Вина.
Задачи.
Квантовая гипотеза Планка.
Оптическая пирометрия.
Квантово-оптнчеекне явления.
Внешний фотоэлектрический эффект.
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэлектрического эффекта.
Внутренний фотоэффект.
Применение фотоэффекта.
Задачи.
Фотоны.
Эффект Комгггона.
Задачи.
Давление света.
Задачи.
Корпускулярно-волновой дуализм излучения.
Основы физики атома.
Теория атома водорода по Бору.
Модели атома Томсона и Резерфорда.
Спектр атома водорода.
Модель атома водорода по Бору.
Элементы квантовой механики.
Гипотеза деБройля.
Задачи.
Опыты Девиссона н Джермера.
Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
Задачи.
Волновая функция и ее статистический смысл.
Уравнение Шредингера.
Частицы в одномерной прямоугольной потенциальной яме.
Принцип причинности в квантовой механике.
Задачи.
Линейный гармонический осциллятор.
Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер.
Туннельный эффект.
Атом водорода. Квантовые числа.
Спин электрона. Принцип Паули.
Распределение электронов в атоме по состояниям.
Рентгеновские спектры.
Задачи.
Понятие о квантовых генераторах.
Физика атомного ядра и элементарных частиц.
Атомное ядро.
Состав атомного ддра.
Задачи.
Ддерные силы.
Капельная модель ядра.
Естественная радиоактивность.
Задачи.
Альфа-распад.
Бета-распад.
Реакции деления ядер. Эффект Мёссбауэра.
Гамма-излучение.
Задачи.
Ядерные реакции, элементарные частицы.
Понятие о ядерных реакциях.
Нетрон, Искусственная радиоактивность.
Деление тяжелых ядер- Цепная реакция.
Реакция синтезе.
Задачи.
Элементарные частицы и их классификация.
Космическое излучение и радиационные пояса Земли.
Элементы физики твердого тела.
Колебания кристаллической решетки.
Кристаллическая решетка.
Задачи.
Характер теплового движения в кристаллах. Фононы.
Тепловые свойства твердых тел.
Модели твердого тела.
Задачи.
Элементы зонной теории твердых тел.
Проводники н полупроводники.
Вырожденный электронный газ.
Теплоемкость и теплопроводность металлов.
Электрическая проводимость металлов.
Электрическая проводимость полупроводников.
Данное учебное пособие является самодостаточным, так как включает в себя теоретические вопросы курса физики, изложенные с современных позиций, примеры решения задач по всем разделам курса, задачи для самостоятельного решения, а также весь необходимый справочный материал.
Сделан акцент на изложение основных идей и методов физической науки. Показана роль фундаментальных экспериментов в становлении современной физики. Даны разъяснения физических явлений, основополагающих законов и понятий с целью их дальнейшего применения для решения практических задач.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся без отрыва от производства. Может быть полезно для студентов колледжей.
Физика и ее связь с другими науками.
Единицы физических величин.
Механика.
Кинематика.
Пространство и время.
Скорость и ускорение.
Угловая скорость. Угловое ускорение.
Формулы поступательного и вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.
Динамика.
Первый закон Ньютона.
Второй закон Ньютона.
Третий закон Ньютона.
Закон сохранения импульса.
Силы в механике.
Задачи.
Работа и энергия.
Работа переменной силы. Мощность.
Потенциальная и кинетическая энергия.
Закон сохранения энергии.
Удар абсолютно упругих и неупрутих тел.
Задачи.
Механика твердого тела.
Момент силы. Момент инерции.
Уравнение динамики вращательного движения твердого тела.
Кинетическая энергия вращающегося тела.
Работа внешних сил при вращении твердого тела.
Закон сохранения момента импульса.
Поле как форма материн.
Закон всемирного тяготения.
Потенциальное поле сил.
Характеристики поля - напряженность, потенциал.
Детерминизм классической механики.
Задачи.
Элементы механики жидкостей н газов.
Давление в неподвижных жидкостях и газах.
Уравнение неразрывности.
Уравнение Бернулли.
Вязкость.
Основы специальной теории относительностн.
Принцип относительности в механике.
Преобразования Галилея.
Постулаты Эйнштейна.
Относительность одновременности.
Преобразования Лоренца.
Следствия из преобразований Лоренца. Относительность расстояний.
Релятивистский закон сложения скоростей.
Основной закон релятивистской динамики материальной точки.
Закон взаимосвязи массы и энергии.
Задачи.
Молекулярная физика и термодинамика.
Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов.
Статический и термодинамический методы исследования.
Количество вещества.
Силы и энергия межмолекулярного взаимодействия.
Уравнение состояния идеального газа.
Основное уравнение нолекулярно-кинетической теории идеальных газов.
Закон Максвелла о распределении молекул по скоростям и энергиям.
Закон распределения Больцмана.
Средняя длина свободного пробега молекул.
Явления переноса в газах.
Задачи.
Основы термодинамики.
Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.
Работа и теплота как формы передачи энергии.
Первое начало термодинамики.
Адиабатный процесс.
Цикл. Обратимые и необратимые процессы.
Цикл Карло.
Второе начало термодинамики.
Энтропия.
Статистическое толкование второго начала термодинамики.
Реальные газы, жидкости н твердые тела.
Реальные газы.
Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Внутренняя энергии реального газа.
Поверхностное натяжение.
Смачивание. Капиллярные явления.
Твердые тела.
Типы кристаллических решеток.
Плавление и кристаллюацш твердых тел.
Фазовые переходы первого и второго рода.
Диаграмма состояния. Тройная точка.
Задачи.
Основы электродинамики.
Электростатическое поле.
Электрические заряды. Закон сохранения электрического заряда.
Закон Кулона.
Напряженность электростатического поля.
Поле диполя.
Теорема Гаусса.
Применение теоремы Гаусса к расчету электростатических полей.
Работа сип электростатического поля.
Потенциал пола.
Напряженность как градиент потенциала.
Задачи.
Электростатическое поле в веществе.
Диэлектрики.
Поляризация диэлектриков.
Электрическое смещение.
Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
Сегнетшлегсрики.
Пьезоэлектрический эффект.
Электроемкость проводников.
Конденсаторы.
Энергия электростатического поля.
Пондеромоторные силы.
Объемная плотность энергии электростатического поля.
Задачи.
Постоянные электрический ток.
Электрический ток и его характеристики.
Закон Ома для участка цепи.
Соединение проводников. Зависимость сопротивления.
проводников от температуры.
Закон Ома для полной цепи.
Закон Джоуля-Ленца.
Правила Кирхгофа.
Задачи.
Электрический ток в металлах.
Закон Вкдемана-Франца.
Работа выхода электронов из металла.
Контактная разность потенциалов.
Электрический ток в вакууме и газах.
Несамостоятельный газовый разряд.
Самостоятельный газовый разряд.
Плазма и ее свойства.
Полупроводниковые приборы.
Полупроводники.
Энергетические уровни. Энергетические зоны. Электропроводимость полупроводников.
Электронно-дырочный переход.
Магнитное поле.
Магнитное поле. Вектор магнитной индукции.
Поток вектора магнитной индукций.
Закон Ампера.
Контур с током в магнитном поле.
Напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчету магнитного поля.
Задачи.
Закон полного тока.
Магнитное взаимодействие токов.
Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Ускорители заряженных частиц.
Эффект Холла.
Задачи.
Электромагнитная индукция.
Самоиндукция. Индуктивность контура.
Взаимная индукция.
Энергия магнитного поля.
Токи при замыкании и размыкании цепи.
Магнитные свойства вещества.
Задачи.
Основы теории Максвелла.
Вихревое электрическое поле.
Ток смещения. Второе уравнение Максвелла.
Система уравнений Максвелла.
Колебания и волны.
Механические и электромагнитные колебания.
Колебательное движение.
Гармонические колебания.
Свободные колебания.
Математический и физический маятники.
Свободные электромагнитные колебания.
Энергия гармонических колебаний.
Превращение энергии в колебательном контуре.
Задачи.
Сложение колебаний одного направления.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Затухающие механические колебания.
Затухающие электромагнитные колебания.
Вынужденные механические колебания. Резонанс.
Вынужденные электромагнитные колебания.
Волны.
Волновой процесс.
Уравнение плоской бегущей волны.
Дисперсия волн. Фазовая и групповая скорости.
Энергия волны.
Уравнение стоячей волны.
Дифференциальное уравнение электромагнитной волны.
Энергия электромагнитных волн.
Излучение диполя.
Шкала электромагнитных волн.
Задачи.
Волновая оптика.
Интерференция света.
Развитие представлений о природе света.
Принцип Гюйгенса.
Электромагнитная природа света.
Интерференция света.
Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников.
Интерференция в тонких пленках.
Полосы равной толщины. Кольца Ньютона.
Использование интерференции в науке и технике.
Задачи.
Дифракция света.
Метод зон Френеля.
Дифракция от малого круглого отверстия. Дифракция на щели в параллельных лучах.
Задачи.
Поляризация света.
Естественный и поляризованный свет.
Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.
Двойное лучепреломление.
Призма Николя. Закон Малюса.
Оптически активные вещества.
Эффект Керра.
Задачи.
Взаимодействие электромагнитных волн с веществом.
Электронная теория дисперсии света.
Дисперсия света.
Эффект Черепкова.
Задачи.
Эффект Доплера.
Квантовая природа излучения.
Тепловое излучение.
Тепловое излучение и его характеристики.
Закон Кирхгофа.
Закон Стефана - Больцмана. Законы Вина.
Задачи.
Квантовая гипотеза Планка.
Оптическая пирометрия.
Квантово-оптнчеекне явления.
Внешний фотоэлектрический эффект.
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэлектрического эффекта.
Внутренний фотоэффект.
Применение фотоэффекта.
Задачи.
Фотоны.
Эффект Комгггона.
Задачи.
Давление света.
Задачи.
Корпускулярно-волновой дуализм излучения.
Основы физики атома.
Теория атома водорода по Бору.
Модели атома Томсона и Резерфорда.
Спектр атома водорода.
Модель атома водорода по Бору.
Элементы квантовой механики.
Гипотеза деБройля.
Задачи.
Опыты Девиссона н Джермера.
Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
Задачи.
Волновая функция и ее статистический смысл.
Уравнение Шредингера.
Частицы в одномерной прямоугольной потенциальной яме.
Принцип причинности в квантовой механике.
Задачи.
Линейный гармонический осциллятор.
Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер.
Туннельный эффект.
Атом водорода. Квантовые числа.
Спин электрона. Принцип Паули.
Распределение электронов в атоме по состояниям.
Рентгеновские спектры.
Задачи.
Понятие о квантовых генераторах.
Физика атомного ядра и элементарных частиц.
Атомное ядро.
Состав атомного ддра.
Задачи.
Ддерные силы.
Капельная модель ядра.
Естественная радиоактивность.
Задачи.
Альфа-распад.
Бета-распад.
Реакции деления ядер. Эффект Мёссбауэра.
Гамма-излучение.
Задачи.
Ядерные реакции, элементарные частицы.
Понятие о ядерных реакциях.
Нетрон, Искусственная радиоактивность.
Деление тяжелых ядер- Цепная реакция.
Реакция синтезе.
Задачи.
Элементарные частицы и их классификация.
Космическое излучение и радиационные пояса Земли.
Элементы физики твердого тела.
Колебания кристаллической решетки.
Кристаллическая решетка.
Задачи.
Характер теплового движения в кристаллах. Фононы.
Тепловые свойства твердых тел.
Модели твердого тела.
Задачи.
Элементы зонной теории твердых тел.
Проводники н полупроводники.
Вырожденный электронный газ.
Теплоемкость и теплопроводность металлов.
Электрическая проводимость металлов.
Электрическая проводимость полупроводников.