Основы физики. Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л.

М.: Высшая школа, 2001. - 527 с.

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.

Дня студентов высших учебных заведений, обучающихся без отрыва от производства. Может быть полезно студентам колледжей.

Формат: djvu

Размер: 11,3 Мб

Скачать: yandex.disk

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
Физика и ее связь с другими науками 4
Единицы физических величин 5
1 Механика
Глава 1. Кинематика
§ 1. Пространство и время 8
§ 2. Скорость и ускорение 10
§ 3. Угловая скорость. Угловое ускорение 13
§ 4. Формулы поступательного и вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси 15
Глава 2. Динамика
§ 5. Первый закон Ньютона 15
§ 6. Второй закон Ньютона 16
§ 7. Третий закон Ньютона 18
§ 8. Закон сохранения импульса 19
§ 9. Силы в механике 20
Задачи 21
Глава 3. Работа и энергия
§ 10. Работа переменной силы. Мощность 24
§ 11. Потенциальная и кинетическая энергия 26
§ 12. Закон сохранения энергии 28
§ 13. Удар абсолютно упругих и неупругих тел 29
Задачи 31
Глава 4. Механика твердого тела
§ 14. Момент сипы. Момент инерции 34
§ 15. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела 37
§ 16. Кинетическая энергия вращающегося тела 38
§ 17. Работа внешних сил при вращении твердого тела 39
§ 18. Закон сохранения момента импульса 39
Задачи 40
Глава 5. Поле как форма материн
§ 19. Закон всемирного тяготения 43
§ 20. Потенциальное поле сил 45
§ 21. Характеристики поля — напряженность, потенциал 46
§ 22. Детерминизм классической механики 49
Задачи 50
Глава 6. Элементы механики жидкостей и газов
§ 23. Давление в неподвижных жидкостях и газах 51
§ 24. Уравнение неразрывности 54
§ 25. Уравнение Бернулли 55
§ 26. Вязкость 58
Глава 7. Основы специальной теории относительности
§ 27. Принцип относительности в механике 60
§ 28. Преобразования Галилея 62
§ 29. Постулаты Эйнштейна 63
§ 30. Относительность одновременности 65
§ 31. Преобразования Лоренца 67
§ 32. Следствия из преобразований Лоренца. Относительность расстояний 68
§ 33. Релятивистский закон сложения скоростей 71
§ 34. Основной закон релятивистской динамики материальной точки 72
§ 3S. Закон взаимосвязи массы и энергии 78
Задачи 78
2 Молекулярная физика и термодинамика
Глава 8. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
§ 36. Статический и термодинамический методы исследования 80
§ 37. Количество вещества ; 82
§ 38. Силы и энергия межмолекулярного взаимодействия 84
§ 39. Идеальный газ 87
§ 40. Уравнение состояния идеального газа 92
§ 41. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов 94
§ 42. Закон Максвелла о распределении молекул по скоростям и энергиям ..97
§ 41. Закон распределения Больцмана 101
§ 44. Средняя длина свободного пробега молекул 103
§ 45. Явления перекоса в газах 105
Задачи 110
Глава 9. Основы термодинамики
§ 46. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул 114
§ 47. Работа и теплота как формы передачи энергии 117
§ 48. Первое начало термодинамики 120
§ 49. Адиабатный процесс 123
§ 50. Цикл. Обратимые и необратимые процессы 125
§ 51. Цикл Карно 127
§ 52. Второе начало термодинамики 130
§ 53. Энтропия 131
§ 54. Статистическое толкование второго начала термодинамики 134
Задачи 136
Глава 10. Реальные газы, жидкости и твердые тела
§ 55. Реальные газы 142
§ 56. Уравнение Ван-дер-Ваальса 144
§ 57. Внутренняя энергия реального газа 146
§ 58. Свойства жидкостей 148
§ 59. Поверхностное натяжение 149
§ 60. Смачивание. Капиллярные явления 151
§ 61. Твердые тела 153
§ 62. Типы кристаллических решеток 156
§ 63. Плавление и кристаллизация твердых тел 157
§ 64. Фазовые переходы первого и второго рода 159
§ 65. Диаграмма состояния. Тройная точка 160
Задачи 161
3 Основы электродинамики
Глава 11. Электростатическое воле
§ 66. Электрические заряды. Закон сохранения электрического заряда 163
§ 67. Закон Кулона 165
§ 68. Напряженность электростатического поля 167
§ 69. Поле диполя 170
§ 70. Теорема Гаусса 172
§ 71. Применение теоремы Гаусса к расчету электростатических полей 174
§ 72. Работа сип электростатического поля 177
§ 73. Потенциал поля 178
§ 74. Напряженность как градиент потенциала 181
Задачи 183
Глава 12. Электростатическое поле в веществе
§ 75. Диэлектрики 185
§ 76. Поляризация диэлектриков 186
§ 77. Электрическое смещение 189
§ 78. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике 191
§ 79. Сегнетоэлектрики 192
§ 80. Пьезоэлектрический эффект 193
§ 81. Электроемкость проводников 194
§ 82. Конденсаторы 196
§ 83. Энергия электростатического поля 198
§ 84. Пондеромоторные силы 200
§ 85. Объемная плотность энергии электростатического поля 201
Задачи 202
Глава 13. Постоянный электрический ток
§86. Электрический ток и его характеристики 205
§ 87. Закон Ома для участка цепи 207
§ 88. Соединение проводников. Зависимость сопротивления проводников от температуры 209
§ 89. Закон Ома для полной цепи 211
§ 90. Закон Джоуля—Ленца 214
§ 91. Правила Кирхгофа 216
Задачи 218
§ 92. Электрический ток в металлах 220
§ 93. Закон Видемана—Франца 224
§ 94. Работа выхода электронов из металла 225
§ 95. Контактная разность потенциалов 226
§ 96. Электрический ток в вакууме и газах 229
§ 97. Несамостоятельный газовый разряд 232
§ 98. Самостоятельный газовый разряд 233
§ 99. Плазма и ее свойства :235
§ 100. Полупроводниковые приборы 237
§ 101. Полупроводники 238
§ 102. Энергетические уровни. Энергетические зоны 240
§ 103. Электропроводимость полупроводников 242
§ 104. Электронно-дырочный переход 245
Глава 14. Магнитное поле
§ 105. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции 247
§ 106. Поток вектора магнитной индукции 250
§ 107. Закон Ампера 251
§ 108. Контур с током в магнитном поле 252
§ 109. Напряженность магнитного поля. Закон Био—Савара—Лапласа 253
§ 110. Применение закона Био—Савара—Лапласа к расчету магнитного поля 254
Задачи 256
§ 111. Закон полного тока 259
§ 112. Магнитное взаимодействие токов 261
§ 113. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле 261
§ 114. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.... 263
§ 115. Ускорители заряженных частиц 266
§ 116. Эффект Холла 268
Задачи 269
§ 117. Электромагнитная индукция 270
§ 118. Самоиндукция. Индуктивность контура 273
§ 119. Взаимная индукция 275
§ 120. Энергия магнитного поля 276
§ 121.Токи при замыкании и размыкании цепи 278
§ 122. Магнитные свойства вещества 279
Задачи 283
Глава 15. Основы теории Максвелла
§ 123. Вихревое электрическое поле 286
§ 124. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла 289
§ 125. Система уравнений Максвелла 291
4 Колебания и волны
Глава 16. Механические и электромагнитные колебания 293
§ 126. Колебательное движение 293
§ 127. Гармонические колебания 295
§ 128. Свободные колебания 296
§ 129. Математический и физический маятники 297
§ 130. Свободные электромагнитные колебания 299
§ 131. Энергия гармонических колебаний. 301
§ 132. Превращение энергии в колебательном контуре 302
Задачи 303
§ 133. Сложение колебаний одного направления 306
§ 134. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний 308
§ 135. Затухающие механические колебания 310
§ 136. Затухающие электромагнитные колебания 312
§ 137. Вынужденные механические колебания. Резонанс 312
§ 138. Вынужденные электромагнитные колебания 315
Глава 17. Волны
§ 139. Волновой процесс 316
§ 140. Уравнение плоской бегущей волны 317
§ 141. Дисперсия волн. Фазовая и групповая скорости 318
§ 142. Энергия волны 319
§ 143. Уравнение стоячей волны 321
§ 144. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны 322
§ 145. Энергия электромагнитных волн 325
§ 146. Излучение диполя 326
§ 147. Шкала электромагнитных волн 326
Задачи 328
5 Волновая оптика
Глава 18. Интерференция света
§ 148. Развитие представлений о природе света 330
§ 149. Принцип Гюйгенса 332
§ 150. Электромагнитная природа света 334
§ 151. Интерференция света 335
§ 152. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников. 338
§ 153. Интерференция в тонких пленках 340
§ 154. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона 341
§ 15S. Использование интерференции в науке и технике 343
Задачи 344
Глава 19. Дифракция света 346
§ 156. Метод зон Френеля 346
§ 157. Дифракция от малого круглого отверстия 350
§ 158. Дифракция на щели в параллельных лучах 351
§ 159. Дифракция в параллельных лучах на дифракционной решетке 353
§ 160. Дифракция на пространственной решетке 3S6
§ 161. Понятие о голографии 357
Задачи 359
Глава 20. Поляризация света
§ 162. Естественный и поляризованный свет 361
§ 163. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков 363
§ 164. Двойное лучепреломление 364
§ 165. Призма Николя. Закон Малюса 366
§ 166. Оптически активные вещества... 367
§ 167. Эффект Керра 368
Задачи 369
Глава 21. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом
§ 168. Электронная теория дисперсии света 371
§ 169. Дисперсия света 373
§ 170. Эффект Черенкова 375
Задачи 375
§ 171. Эффект Доплера 377
6 Квантовая природа излучения
Глава 22. Тепловое излучение
§ 172. Тепловое излучение и его характеристики 380
§ 173. Закон Кирхгофа 382
§ 174. Закон Стефана — Больцмана. Законы Вина 383
Задачи 384
§ 175. Квантовая гипотеза Планка „ 385
§ 176. Оптическая пирометрия .-. 388
Глава 23. Квантово-оптические явления
§ 177. Внешний фотоэлектрический эффект 388
§ 178. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэлектрического эффекта 391
§ 179. Внутренний фотоэффект 392
§ 180. Применение фотоэффекта 393
Задачи 395
§ 181. Фотоны 396
§ 182. Эффект Комптона 397
Задачи 400
§ 183. Давление света 401
Задачи 403
§ 184. Корпускулярно-волновой дуализм излучения 404
7 Основы физики атома
Глава 24. Теория атома водорода по Бору
§ 18S. Модели атома Томсона и Резерфорда 406
§ 186. Спектр атома водорода. 408
§ 187. Модель атома водорода по Бору 410
Глава 25. Элементы квантовой механики
§ 188. Гипотеза де Бройля 413
Задачи 414
§ 189. Опыты Девиссона н Джермера 415
§ 190. Соотношения неопределенностей Гейзенберга 417
Задачи 420
§ 191. Волновая функция и ее статистический смысл 421
§ 192. Уравнение Шредингера 422
§ 193. Частицы в одномерной прямоугольной потенциальной яме 424
§ 194. Принцип причинности в квантовой механике 428
Задачи 428
§ 195. Линейный гармонический осциллятор 430
§ 196. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект 431
§ 197. Атом водорода. Квантовые числа 433
§ 199. Спин электрона. Принцип Паули .-. 436
§ 199. Распределение электронов в атоме по состояниям 438
§ 200. Рентгеновские спектры 440
Задачи 442
§ 201. Понятие о квантовых генераторах 443
8 Физика атомного ядра и элементарных частиц
Глава 26. Атомное ядро
§ 202. Состав атомного ядра 446
Задачи 450
§ 203. Ядерные силы 451
§ 204. Капельная модель ядра 453
§ 205. Естественная радиоактивность 454
Задачи 457
§ 206. Альфа-распад 458
§ 207. Бета-распад 461
§ 208. Реакции деления ядер. Эффект Мёссбауэра 463
§ 209. Гамма-излучение 465
Задачи 467
Глава 27. Ядерные реакции, элементарные частицы
§ 210. Понятие о ядерных реакциях 468
§ 211. Нейтрон. Искусственная радиоактивность 470
§ 212. Деление тяжелых ядер. Цепная реакция 471
§ 213. Реакция синтеза 472
Задачи 474
§ 214. Элементарные частицы и их классификация 474
§ 215. Космическое излучение и радиационные пояса Земли 478
9 Элементы физики твердого тела
Глава 28. Колебания кристаллической решетки
§ 216. Кристаллическая решетка 480
Задачи 482
§ 217. Характер теплового движения в кристаллах. Фононы 483
§ 218. Тепловые свойства твердых тел 484
§ 219. Модели твердого тела 486
Задачи 487
§ 220. Элементы зонной теории твердых тел 488
Глава 29. Проводники н полупроводники
§ 221. Вырожденный электронный газ 490
§ 222. Теплоемкость и теплопроводность металлов 492
§ 223. Электрическая проводимость металлов 493
§ 224. Электрическая проводимость полупроводников 494
ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА .. 496
ПРИЛОЖЕНИЕ. .. 500
ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ 507
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 510