Физика. Справочное руководство: Для поступающих в вузы.   Яворский Б.М., Селезнев Ю.А.

Оглавление

Из предисловия к первому изданию    ........................................................     10

Отдел I. Механика

Глава 1.  Кинематика................................................................................ 11

1.1. Механическое движение (11). 1.2. Вектор перемещения. Путь (15). 1.3. Скорость (16). 1.4. Ускорение (19). 1.5. Равномерное прямолиней­ное движение (21). 1.6. Равнопеременное прямолинейное движение (23). 1.7. Свободное падение тел (26). 1.8. Движение тела, брошенного верти­кально вверх (27). 1.9. Равномерное движение точки по окружности (30). 1.10. Движение тела, брошенного под углом к горизонту (33). 1.11. Вращательное движение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси (36).

Глава 2.  Динамика движения материальной точки....................... 39

2.1. Первый закон Ньютона (39). 2.2. Сила (41). 2.3. Масса и импульс. Плотность (43). 2.4. Второй закон Ньютона (45). 2.5. Третий закон Нью­тона (47). 2.6. Закон сохранения импульса (48). 2.7. Механический прин­цип относительности Галилея—Ньютона (51). 2.8. Силы тяготения (53). 2.9. Силы упругости (57). 2.10. Силы трения (59). 2.11. Способы изме­рения масс и сил (61). 2.12. Неинерциальные системы отсчета (65).

Г л а в а 3. Элементы динамики вращательного движения абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси.. 68

3.1. Момент силы и момент инерции (68). 3.2. Основной закон динамики вращательного движения (70).

Глава 4.  Статика........................................................................................ 72

4.1. Сложение и разложение сил, приложенных к материальной точке и к абсолютно твердому телу (72). 4.2. Условия равновесия материаль­ной точки и абсолютно твердого тела в инерциальной системе отсче­та (75). 4.3. Виды равновесия (78).

Глава 5.  Работа и механическая энергия.......................................... 82

5.1. Работа силы при движении материальной точки и поступательном движении абсолютно твердого тела (82). 5.2. Потенциальные и непотенциальные силы. Консервативные и неконсервативные системы тел (85). 5.3. Механическая энергия (88). 5.4. Закон сохранения механической энергии (91). 5.5. Мощность (95).

Глава 6. Элементы гидроаэромеханики............................................. 96

6.1. Механические свойства жидкостей и газов (96). 6.2. Гидроаэростатика (97). 6.3. Движение жидкостей и газов (101). 6.4. Движение твердых тел в жидкостях и газах (105).

 

Отдел II. Молекулярная физика и основы термодинамики

Глава 1. Основы молекулярно-кинетической теории..................... 109

1.1. Основные понятия и определения (109). 1.2. Броуновское движе­ние (111). 1.3. Диффузия (112). 1.4. Силы взаимодействия между мо­лекулами (ИЗ). 1.5. Потенциальная энергия взаимодействия двух моле­кул (115). 1.6. Строение газообразных, твердых и жидких тел (116).

Глава 2. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов .119

2.1. Идеальный газ (119). 2.2. Скорости частиц газов (120). 2.3. Сред­няя длина свободного пробега частицы (122). 2.4. Основное уравнение кинетической теории газов (123).

Глава 3. Законы идеальных газов........................................................ 126

3.1. Уравнение состояния (126). 3.2. Термодинамические процессы (130). 3.3. Законы изопроцессов в идеальных газах. Уравнение состояния иде­ального газа (132).

Глава 4.  Основы термодинамики    .................................................... 137

4.1. Полная и внутренняя энергия тела (системы тел) (137). 4.2. Работа в термодинамике (139). 4.3. Теплообмен (142). 4.4. Теплоемкость (143). 4.5. Первый закон (начало) термодинамики (144). 4.6. Обратимые и не­обратимые процессы (149). 4.7. Круговые процессы (циклы) (150). 4.8. Цикл Карно (151). 4.9. Второй и третий законы (начала) термодинами­ки (153). 4.10. Тепловой двигатель (154). 4.11. Холодильная установ­ка (156).

Глава 5.  Взаимные превращения жидкостей и газов.................... 158

5.1. Испарение жидкостей (158). 5.2. Насыщающий (насыщенный) пар (158). 5.3. Кипение (159). 5.4. Изотерма пара (161). 5.5. Кри­тическое состояние вещества. Сжижение газов (163). 5.6. Влажность воздуха (164).

Глава 6.  Свойства жидкостей    ............................................................ 165

6.1. Энергия поверхностного слоя и поверхностное натяжение жидкос­тей (165). 6.2. Смачивание. Капиллярные явления (167).

Глава 7. Твердые тела и их превращение в жидкости..................... 171

7.1. Типы кристаллических твердых тел (171). 7.2. Упругие свойства твердых тел (173). 7.3. Тепловое расширение твердых тел и жид­костей (176). 7.4. Плавление, кристаллизация и сублимация твердых тел (178).

 

Отдел III.  Основы электродинамики

Глава 1.  Электростатика......................................................................... 181

1.1.        Основные понятия. Закон сохранения электрического заряда (181).

1.2.        Закон Кулона (182). 1.3. Электрическое поле. Напряженность поля (185). 1.4. Примеры некоторых электростатических полей (190). 1.5. Проводники в электростатическом поле (195). 1.6. Диэлектрики в элек­тростатическом поле (197). 1.7. Работа сил электростатического поля (202). 1.8. Потенциал электростатического поля (205). 1.9. Связь между напряженностью и разностью потенциалов электростатического поля (207). 1.10. Электроемкость (210). 1.11. Конденсаторы (212). 1.12. Энергия электрического поля (215).

Глава 2.  Постоянный электрический ток    ........................................ 217

2.1. Основные понятия и определения (217). 2.2. Условия, необходи­мые для возникновения и поддержания постоянного тока (220). 2.3. Электродвижущая сила. Напряжение (221). 2.4. Закон Ома (222). 2.5. Зависимость сопротивления от температуры (226). 2.6. Разветвление то­ков. Соединения проводников (227). 2.7. Работа и мощность тока. Закон Джоуля—Ленца (234).

Глава 3. Электрический ток в неметаллических средах . . . .235

3.1. Электрический ток в электролитах (235). 3.2. Законы электролиза. Дискретность электрических зарядов (237). 3.3. Электрический ток в газах (238). 3.4. Несамостоятельный газовый разряд (239). 3.5. Само­стоятельный газовый разряд (240). 3.6. Понятие о плазме (242). 3.7. Электрический ток в вакууме. Эмиссионные явления (243). 3.8. Двух-электродная лампа — диод (245). 3.9. Трехэлектродная лампа — три­од (246). 3.10. Электронные пучки. Электронно-лучевая трубка (248). 3.11. Электропроводность чистых полупроводников (250). 3.12. Примесная электропроводность полупроводников (252). 3.13. Электрические свойства контакта полупроводников р- и «-типов (254).

Глава 4.  Магнитное поле постоянного тока...................................... 257

4.1. Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля. Магнитный по­ток (257). 4.2. Закон Ампера (262). 4.3. Магнитное поле электрического тока (263). 4.4. Взаимодействие параллельных токов (268). 4.5. Дей­ствие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца (268). 4.6. Удельный заряд частиц (272).

Глава 5.  Электромагнитная индукция.............................................. 273

5.1. Явление и закон электромагнитной индукции (273). 5.2. Э.д.с. индук­ции в движущихся проводниках (275). 5.3. Индуцированное электричес­кое поле (277). 5.4. Индукционные токи в сплошных проводниках (278). 5.5. Самоиндукция (279). 5.6. Взаимная индукция. Трансформатор (280). 5.7. Энергия магнитного поля (282).

Глава 6.  Магнитные свойства вещества.............................................. 284

6.1.        Магнитные моменты электронов и атомов. Спин электрона (284).

6.2.        Классификация магнетиков (286). 6.3. Диамагнетизм (287). 6.4. Парамагнетизм (288). 6.5. Ферромагнетизм (289).

 

Отдел IV. Колебания и волны

Глава 1.  Механические колебания...................................................... 294

1.1.        Основные понятия и определения колебательных процессов (294).

1.2.        Скорость и ускорение гармонического колебания (296). 1.3. Гармо­нические колебания пружинного маятника (299). 1.4. Гармонические ко­лебания математического маятника (300). 1.5. Энергия гармонического колебательного движения (302). 1.6. Сложение гармонических одина­ково направленных колебаний (304). 1.7. Затухающие колебания (305). 1.8.  Вынужденные колебания (307). 1.9. Автоколебания (310).

Глава 2.  Электромагнитные колебания............................................ 312

2.1. Свободные электромагнитные колебания в колебательном конту­ре (312). 2.2. Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток (316). 2.3. Цепь переменного тока. Активное сопротивление (317). 2.4. Индуктивное сопротивление (318). 2.5. Емкостное сопротивле­ние (319). 2.6. Закон Ома для электрической цепи переменного то­ка (319). 2.7. Мощность переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения (320). 2.8. Резонанс в цепи переменного тока (321). 2.9.  Ламповый генератор (323).

Глава 3.  Механические (упругие) волны. Звук.................................... 324

3.1. Предварительные понятия (324). 3.2. Поперечные и продольные волны (326). 3.3. Скорость распространения волн (327). 3.4. Длина волны (328). 3.5. Уравнение плоской волны (329). 3.6. Энергия и интен­сивность волны. Уравнение сферической волны (330). 3.7. Некоторые характеристики звуковых волн (332). 3.8. Ультразвуки (333). 3.9. Ин­терференция волн (335). 3.10. Стоячие волны (337).

Глава 4.  Электромагнитные волны...................................................... 340

4.1. Связь между переменными электрическим и магнитным поля­ми (340). 4.2. Скорость распространения и некоторые основные свойства электромагнитных волн (341). 4.3. Энергия и интенсивность электро­магнитных волн (343). 4.4. Излучение электромагнитных волн (344). 4.5. Понятие о радиосвязи, телевидении, радиолокации и радиоастроно­мии (348).

 

Отдел V. Оптика

Глава 1.  Геометрическая (лучевая) оптика....................................... 352

1.1. Прямолинейное распространение света (352). 1.2. Законы отраже­ния и преломления света. Полное отражение (353). 1.3. Плоское зер­кало. Плоскопараллельная пластинка. Призма. (357). 1.4. Сферические зеркала (359). 1.5. Линзы (361). 1.6. Понятие о фотометрии (365). 1.7. Некоторые оптические приборы (368).

Глава 2.  Волновая оптика (световые волны).................................... 374

2.1. Скорость света (374). 2.2. Интерференция света (376). 2.3. Дифрак­ция света (380). 2.4. Дифракция света на щели. Дифракционная решет­ка (381). 2.5. Поляризация света (385). 2.6. Дисперсия света (386).

Глава 3.  Излучение и спектры............................................................... 388

3.1. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело (388). 3.2. Распределе­ние энергии в спектре абсолютно черного тела (390). 3.3. Люминесцен­ция (392). 3.4. Типы спектров (394). 3.5. Инфракрасное и ультрафиоле­товое излучения (395). 3.6. Рентгеновское излучение (396). 3.7. Шкала электромагнитных волн (400).

Глава 4. Основы специальной теории относительности . . . .401

4.1. Законы электродинамики и механический принцип относительно­сти (401). 4.2. Постулаты специальной теории относительности (402). 4.3. Понятие о длине тела (404). 4.4. Одновременность событий. Син­хронизация часов (405). 4.5. Относительность одновременности собы­тий (406). 4.6. Преобразования Лоренца (408). 4.7. Относительность длин (расстояний) (409). 4.8. Относительность промежутков време­ни (410). 4.9. Релятивистский закон сложения скоростей (413). 4.10. Релятивистская динамика. Зависимость массы от скорости (414). 4.11. Закон взаимосвязи массы и энергии (415).

Глава 5.  Квантовая оптика..................................................................... 418

5.1. Основные положения квантовой оптики (418). 5.2. Фотоэлектри­ческий эффект (421). 5.3. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта (423). 5.4. Некоторые применения фото­эффекта (425). 5.5. Давление света (426). 5.6. Химические действия света. Фотографический процесс (428).

 

Отдел VI. Атомная и ядерная физика

Глава 1. Элементы квантовой механики............................................ 430

1.1. Идеи де Бройля о волновых свойствах частиц вещества (430). 1.2. Волновые свойства электронов, нейтронов, атомов и молекул (431). 1.3. Физический смысл волн де Бройля (434). 1.4. Линейный гармонический осциллятор. Движение электрона в ограниченной области пространст­ва (435). 1.5. Соотношения неопределенностей (439). 1.6. Роль соотно­шений неопределенностей при изучении движения микрочастиц (442). 1.7. Нулевая энергия линейного гармонического осциллятора (444). 1.8. Понятие о вырождении газов (445).

Глава 2.  Строение атома........................................................................ 447

2.1. Ядерная модель атома Резерфорда (447). 2.2. Трудности классиче­ского объяснения ядерной модели атома (450). 2.3. Линейчатый спектр атома водорода (451). 2.4. Постулаты Бора (453). 2.5. Модель атома во­дорода по Бору (455). 2.6. Обоснование постулатов Бора и физический смысл орбиты электрона в квантовой механике (457). 2.7. Квантование момента импульса электрона и его проекции (458). 2.8. Спин электрона. Принцип Паули (460). 2.9. Периодическая система элементов Менделее­ва (463). 2.10. Оптические квантовые генераторы (466).

Глава 3.  Строение и спектры молекул    ........................................... 470

3.1. Общая характеристика химических связей (470). 3.2. Ионные моле­кулы (471). 3.3. Молекулы с ковалентной химической связью (473). 3.4. Понятие о молекулярных спектрах (474).

Глава 4.  Строение и основные свойства атомных ядер................ 477

4.1. Общая характеристика атомного ядра (477). 4.2. Энергия связи атом­ных ядер. Дефект массы (479). 4.3. Ядерные силы. Капельная модель ядра (481). 4.4. Естественная радиоактивность (484). 4.5. Правила сме­щения и основной закон радиоактивного распада (486). 4.6. Некоторые экспериментальные методы изучения частиц и ионизирующих излуче­ний (489). 4.7. Понятие о возникновении а-, /3- и у-излучений (492). 4.8. Ядерные реакции (495). 4.9. Взаимодействие нейтронов с веще­ством (497). 4.10. Искусственная радиоактивность (499). 4.11. Деле­ние тяжелых ядер (500). 4.12. Цепные ядерные реакции деления. Ядер­ный реактор (503). 4.13. Применения ядерной энергии и радиоактивных изотопов (506). 4.14. Биологическое действие ионизирующих излуче­ний (508). 4.15. Термоядерные реакции (510). 4.16. Ускорители (513).

Глава 5.  Элементарные частицы......................................................... 516

5.1. Общие сведения об элементарных частицах (516). 5.2. Пере­чень элементарных частиц и их характеристики (518). 5.3. Античасти­цы (520). 5.4. Фундаментальные взаимодействия и взаимопревращения частиц (523). 5.5. Понятие о классификации элементарных частиц (528). 5.6. Истинно элементарные частицы (530).

 

Отдел VII. Дополнения

1. Единицы и размерности физических величин. Системы единиц фи­зических величин (533). 2. Основные и дополнительные единицы Ме­ждународной системы (535). 3. Единицы физических величин в меха­нике (539). 4. Единицы физических величин в молекулярной физике и термодинамике (540). 5. Единицы величин в электродинамике (549). 6. Единицы некоторых величин в волновых процессах и оптике (555). 7. Некоторые единицы в атомной и ядерной физике (555). 8. Некоторые фундаментальные физические константы (568). 9. Способы измерения физических величин (568). 10. Погрешности при измерении физических величин (570). 11. Обработка результатов прямых измерений (573). 12. Обработка результатов косвенных измерений (574). 13. Приближенные вычисления без точного учета погрешностей (578).