Спб.: Издательство "Лань", 2012. — 609 с.: ил. - (Учебник для
вузов. Специальная литература). Учебное пособие. 12-е изд. стер.
Большинство физических законов представляется в виде формул,
связывающих числовые значения различных физических величин. Для
получения этих значений необходимо измерять физические величины.
Измерение физической величины сводится к сравнению ее с однородной
физической величиной, принятой за единицу. Для каждой физической
величины эту единицу можно выбирать совершенно произвольно,
независимо от других величин. Однако на практике в целях удобства
поступают иначе. Произвольно выбирают единицы только для нескольких
(семи) физических величин. Эти величины и их единицы называют
основными. Единицы всех остальных физических величин устанавливают
на основании законов (формул), связывающих эти величины с
основными. Такие величины и их единицы называют производными.
Совокупность всех основных и производных единиц физических величин
называется системой единиц.
В СССР утверждена Международная система единиц — СИ (система интернациональная). Основными физическими величинами СИ являются длина, масса, время, термодинамическая температура Кельвина, сила электрического тока, сила света и количество вещества. За основные единицы приняты соответственно следующие семь: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), кельвин (К), ампер (А), кандела (кд) и моль (моль)*. Оглавление Предисловие
Введение Предмет физики. Связь физики с другими науками и производством
Единицы и размерности физических величин
Некоторые математические понятия и символы
Контрольные вопросы Физические основы механики. Молекулярная физика и термодинамика
Движение материальной точки (основы кинематики)
Общий случай криволинейного движения материальной точки. Основные характеристики движения
Прямолинейное движение материальной точки
Движение материальной точки по окружности
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Основные законы динамики
Законы Ньютона. Масса и сила
Закон изменения импульса
Закон сохранения импульса в изолированной системе
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Силы упругости
Силы трения
Силы тяготения
Силы, возникающие при криволинейном движении и при вращении тела
Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Силы инерции
Вес тел. Ускорение свободного падения. Невесомость
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Работа и энергия
Работа и мощность
Энергия
Закон сохранения и превращения энергии
Космические скорости
Границы применимости классической механики
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Вращательное движение твердого тела
Основной закон динамики вращения
Моменты инерции некоторых тел
Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Движение жидкости
Основные определения. Уравнение неразрывности
Уравнение Бернулли
Некоторые приложения уравнения Бернулли
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Колебания и волны
Гармоническое колебание и его характеристики
Сложение одинаково направленных гармонических колебаний.
Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний '
Динамика колебательного движения. Маятник
Затухающие и вынужденные колебания
Волновой процесс
Уравнение волны. Интенсивность волны
Интерференция волн. Стоячие волны
Фронт волны. Принцип Гюйгенса — Френеля
Звук и его восприятие. Ультразвук НО
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Общие сведения о строении вещества
Основные положения молекулярно-кинетической теории
Некоторые явления, подтверждающие основные положения молекулярно-кинетической теории
Теплота и температура
Предмет и методы молекулярной физики
Контрольные вопросы Газы
Экспериментальные газовые законы. Термодинамическая температура
Основное уравнение кинетической теории идеального газа (уравнение Клаузиуса)
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа (уравнение Больцмана)
Получение экспериментальных газовых законов из уравнений кинетической теории идеального газа
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Число степеней свободы. Внутренняя энергия газа
Теплоемкости газа. Физический смысл молярной газовой постоянной
Скорость поступательного движения молекул газа. Распределение числа молекул по скорости
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Средняя длина свободного пробега молекул
Явления переноса в газах. Уравнение переноса
Диффузия
Теплопроводность
Внутреннее трение
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Жидкости и твердые тела
Особенности строения жидкостей и твердых тел
Деформация твердого тела
Тепловое расширение твердых и жидких тел
Теплоемкость твердых и жидких тел
Диффузия в жидких и твердых телах
Осмос
Теплопроводность жидких и твердых тел
Вязкость жидкости. Турбулентное движение жидкости
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Внутреннее давление в жидкости. Поверхностное натяжение и свободная энергия поверхности жидкости
Дополнительное давление под искривленной поверхностью жидкости. Формула Лапласа
Капиллярные явления. Формула Борелли — Жюрена
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Изменение агрегатного состояния вещества (фазовые превращения)
Понятие о фазовых превращениях и диаграмме состояний вещества
Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса
Опыт Эндрюса. Критическая температура
Сжижение газов. Эффект Джоуля — Томсона
Испарение и конденсация. Кипение
Упругость насыщенного пара над искривленной поверхностью жидкости и над раствором
Плавление и затвердевание (кристаллизация). Возгонка
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Основы термодинамики
Некоторые общие понятия термодинамики. Первое начало термодинамики
Работа, совершаемая при изменении объема газа. Адиабатические процессы
Цикл Карно. Второе начало термодинамики
Энтропия
Статистический смысл энтропии и второго начала термодинамики
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Электричество и магнетизм. Оптика и атомная физика
Электростатика
Электризация тел. Электрический заряд
Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Электрическое поле и его напряженность
Электрический диполь. Поле диполя
Теорема Остроградского — Гаусса и ее приложения
Рабата при перемещении заряда в электрическом поле. Потенциал
Неустойчивость статических систем электрических зарядов
Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Энергия заряженного проводника
Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектков
Электрическое поле в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость. Вектор электрической индукции
Конденсатор. Энергия электрического поля
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Постоянный электрический ток
Электрический ток. Сила тока. Электродвижущая сила. Напряжение
Ток в металлических проводниках. Сопротивление. Закон Ома. Работа и мощность тока
Разветвленная электрическая цепь. Правила Кирхгофа
Основы электронной теории проводимости металлов
Вывод законов Ома, Джоуля — Ленца и Видемана — Франца из электронной теории проводимости металлов
Некоторые недостатки классической электронной теории проводимости металлов. Понятие о квантовой электронной теории проводимости
Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления
Эмиссия электронов. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости полупроводников
Запирающий слой. Полупроводниковые выпрямители, усилители и термоэлектрические батареи
Ток в жидкостях. Электролиз. Закон Фарадея
Ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды
Типы самостоятельного газового разряда
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Электромагнетизм
Постоянный магнит и круговой ток. Магнитные поля магнитов и токов
Магнитное взаимодействие токов в вакууме
Напряженность магнитного поля. Формула Ампера. Закон Био—Савара—Лапласа
Некоторые приложения закона Био—Савара—Лапласа
Магнитные поля соленоида и тороида
Диа-, пара- и ферромагнитные вещества. Магнитная индукция. Поток магнитной индукции
Действие магнитного поля на проводник с током
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Определение удельного заряда и массы электрона
Некоторые приборы и установки, основанные на движении заряженных частиц в электрическом и магнитном полях
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Электромагнитная индукция и переменный ток
Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Токи Фуко
Взаимная индуктивность и индуктивность
Энергия магнитного поля. Понятие об электромагнитной теории Максвелла
Контур, вращающийся в магнитном поле. Синусоидальный переменный ток. Работа и мощность переменного тока
Емкостное и индуктивное сопротивления
Обобщенный закон Ома. Электрический резонанс. Коэффициент мощности электрической цепи
Трехфазный ток
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Электрические колебания и электромагнитные волны
Электромагнитные волны
Закрытый колебательный контур
Вибратор Герца. Автоколебательный контур. Диапазон частот электромагнитных волн
Радиосвязь
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Общие сведения о природе и свойствах света
Природа света
Отражение и преломление света. Полное отражение
Дисперсия света. Спектры
Тонкие линзы. Микроскоп
Глаз как оптическая система. Спектральная чувствительность глаза
Основные фотометрические характеристики
Поглощение света. Физико-химическое и физиологическое действия света
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Волновые свойства света
Интерференция света. Интерферометр
Опыт Майкельсона. Специальная теория относительности
Интерференция света, отраженного от прозрачных пленок
Дифракция света. Разрешающая способность оптических приборов
Дифракция от щелей. Дифракционные спектры. Дифракционная решета. Рассеяние света в мутной среде
Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа — Брэггов
Дифракция микрочастиц. Волны де Бройля
Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света в турмалине. Поляроиды
Двойное лучепреломление. Поляризация света в исландском шпате. Призма Николя
Вращение плоскости колебаний поляризованного света. Поляриметр
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Квантовые свойства света и строение атома
Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа
Законы излучения абсолютно черного тела. Квантовый характер излучения. Формула Планка
Строение атома (ядерная модель). Дискретность энергетических состояний атома. Постулаты Бора
Квантовая теория строения атома водорода (по Бору). Объяснение спектров излучения и поглощения водорода
Квантовая теория строения многоэлектронных атомов и образование оптических и рентгеновских (характеристических) спектров
Люминесценция. Законы фотолюминесценции и некоторые ее практические применения
Индуцированное излучение. Квантовые генераторы
Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Фотоэлементы
Масса и импульс фотона. Световое давление. Эффект Комптона. Флуктуация света
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Атомное ядро и внутриядерные процессы
Общие сведения об атомных ядрах. Изотопы
Естественная радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Законы радиоактивного распада
Методы наблюдения и регистрации микрочастиц
Ядерные реакции. Искусственная радиоактивность
Энергия связи. Дефект массы атомного ядра
Реакция деления. Цепная реакция. Ядерный реактор
Реакция синтеза (термоядерная реакция). Энергия звезд
Космическое излучение. Элементарные частицы. Типы взаимодействия объектов материи
Использование ядерной энергии
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Приложения
Ответы на контрольные вопросы
Предметный указатель
В СССР утверждена Международная система единиц — СИ (система интернациональная). Основными физическими величинами СИ являются длина, масса, время, термодинамическая температура Кельвина, сила электрического тока, сила света и количество вещества. За основные единицы приняты соответственно следующие семь: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), кельвин (К), ампер (А), кандела (кд) и моль (моль)*. Оглавление Предисловие
Введение Предмет физики. Связь физики с другими науками и производством
Единицы и размерности физических величин
Некоторые математические понятия и символы
Контрольные вопросы Физические основы механики. Молекулярная физика и термодинамика
Движение материальной точки (основы кинематики)
Общий случай криволинейного движения материальной точки. Основные характеристики движения
Прямолинейное движение материальной точки
Движение материальной точки по окружности
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Основные законы динамики
Законы Ньютона. Масса и сила
Закон изменения импульса
Закон сохранения импульса в изолированной системе
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Силы упругости
Силы трения
Силы тяготения
Силы, возникающие при криволинейном движении и при вращении тела
Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Силы инерции
Вес тел. Ускорение свободного падения. Невесомость
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Работа и энергия
Работа и мощность
Энергия
Закон сохранения и превращения энергии
Космические скорости
Границы применимости классической механики
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Вращательное движение твердого тела
Основной закон динамики вращения
Моменты инерции некоторых тел
Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Движение жидкости
Основные определения. Уравнение неразрывности
Уравнение Бернулли
Некоторые приложения уравнения Бернулли
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Колебания и волны
Гармоническое колебание и его характеристики
Сложение одинаково направленных гармонических колебаний.
Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний '
Динамика колебательного движения. Маятник
Затухающие и вынужденные колебания
Волновой процесс
Уравнение волны. Интенсивность волны
Интерференция волн. Стоячие волны
Фронт волны. Принцип Гюйгенса — Френеля
Звук и его восприятие. Ультразвук НО
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Общие сведения о строении вещества
Основные положения молекулярно-кинетической теории
Некоторые явления, подтверждающие основные положения молекулярно-кинетической теории
Теплота и температура
Предмет и методы молекулярной физики
Контрольные вопросы Газы
Экспериментальные газовые законы. Термодинамическая температура
Основное уравнение кинетической теории идеального газа (уравнение Клаузиуса)
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа (уравнение Больцмана)
Получение экспериментальных газовых законов из уравнений кинетической теории идеального газа
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Число степеней свободы. Внутренняя энергия газа
Теплоемкости газа. Физический смысл молярной газовой постоянной
Скорость поступательного движения молекул газа. Распределение числа молекул по скорости
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Средняя длина свободного пробега молекул
Явления переноса в газах. Уравнение переноса
Диффузия
Теплопроводность
Внутреннее трение
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Жидкости и твердые тела
Особенности строения жидкостей и твердых тел
Деформация твердого тела
Тепловое расширение твердых и жидких тел
Теплоемкость твердых и жидких тел
Диффузия в жидких и твердых телах
Осмос
Теплопроводность жидких и твердых тел
Вязкость жидкости. Турбулентное движение жидкости
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Внутреннее давление в жидкости. Поверхностное натяжение и свободная энергия поверхности жидкости
Дополнительное давление под искривленной поверхностью жидкости. Формула Лапласа
Капиллярные явления. Формула Борелли — Жюрена
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Изменение агрегатного состояния вещества (фазовые превращения)
Понятие о фазовых превращениях и диаграмме состояний вещества
Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса
Опыт Эндрюса. Критическая температура
Сжижение газов. Эффект Джоуля — Томсона
Испарение и конденсация. Кипение
Упругость насыщенного пара над искривленной поверхностью жидкости и над раствором
Плавление и затвердевание (кристаллизация). Возгонка
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Основы термодинамики
Некоторые общие понятия термодинамики. Первое начало термодинамики
Работа, совершаемая при изменении объема газа. Адиабатические процессы
Цикл Карно. Второе начало термодинамики
Энтропия
Статистический смысл энтропии и второго начала термодинамики
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Электричество и магнетизм. Оптика и атомная физика
Электростатика
Электризация тел. Электрический заряд
Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Электрическое поле и его напряженность
Электрический диполь. Поле диполя
Теорема Остроградского — Гаусса и ее приложения
Рабата при перемещении заряда в электрическом поле. Потенциал
Неустойчивость статических систем электрических зарядов
Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Энергия заряженного проводника
Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектков
Электрическое поле в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость. Вектор электрической индукции
Конденсатор. Энергия электрического поля
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Постоянный электрический ток
Электрический ток. Сила тока. Электродвижущая сила. Напряжение
Ток в металлических проводниках. Сопротивление. Закон Ома. Работа и мощность тока
Разветвленная электрическая цепь. Правила Кирхгофа
Основы электронной теории проводимости металлов
Вывод законов Ома, Джоуля — Ленца и Видемана — Франца из электронной теории проводимости металлов
Некоторые недостатки классической электронной теории проводимости металлов. Понятие о квантовой электронной теории проводимости
Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления
Эмиссия электронов. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы
Примеры решения задач
Контрольные вопросы
Ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости полупроводников
Запирающий слой. Полупроводниковые выпрямители, усилители и термоэлектрические батареи
Ток в жидкостях. Электролиз. Закон Фарадея
Ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды
Типы самостоятельного газового разряда
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Электромагнетизм
Постоянный магнит и круговой ток. Магнитные поля магнитов и токов
Магнитное взаимодействие токов в вакууме
Напряженность магнитного поля. Формула Ампера. Закон Био—Савара—Лапласа
Некоторые приложения закона Био—Савара—Лапласа
Магнитные поля соленоида и тороида
Диа-, пара- и ферромагнитные вещества. Магнитная индукция. Поток магнитной индукции
Действие магнитного поля на проводник с током
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Определение удельного заряда и массы электрона
Некоторые приборы и установки, основанные на движении заряженных частиц в электрическом и магнитном полях
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Электромагнитная индукция и переменный ток
Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Токи Фуко
Взаимная индуктивность и индуктивность
Энергия магнитного поля. Понятие об электромагнитной теории Максвелла
Контур, вращающийся в магнитном поле. Синусоидальный переменный ток. Работа и мощность переменного тока
Емкостное и индуктивное сопротивления
Обобщенный закон Ома. Электрический резонанс. Коэффициент мощности электрической цепи
Трехфазный ток
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Электрические колебания и электромагнитные волны
Электромагнитные волны
Закрытый колебательный контур
Вибратор Герца. Автоколебательный контур. Диапазон частот электромагнитных волн
Радиосвязь
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Общие сведения о природе и свойствах света
Природа света
Отражение и преломление света. Полное отражение
Дисперсия света. Спектры
Тонкие линзы. Микроскоп
Глаз как оптическая система. Спектральная чувствительность глаза
Основные фотометрические характеристики
Поглощение света. Физико-химическое и физиологическое действия света
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Волновые свойства света
Интерференция света. Интерферометр
Опыт Майкельсона. Специальная теория относительности
Интерференция света, отраженного от прозрачных пленок
Дифракция света. Разрешающая способность оптических приборов
Дифракция от щелей. Дифракционные спектры. Дифракционная решета. Рассеяние света в мутной среде
Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа — Брэггов
Дифракция микрочастиц. Волны де Бройля
Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света в турмалине. Поляроиды
Двойное лучепреломление. Поляризация света в исландском шпате. Призма Николя
Вращение плоскости колебаний поляризованного света. Поляриметр
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Квантовые свойства света и строение атома
Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа
Законы излучения абсолютно черного тела. Квантовый характер излучения. Формула Планка
Строение атома (ядерная модель). Дискретность энергетических состояний атома. Постулаты Бора
Квантовая теория строения атома водорода (по Бору). Объяснение спектров излучения и поглощения водорода
Квантовая теория строения многоэлектронных атомов и образование оптических и рентгеновских (характеристических) спектров
Люминесценция. Законы фотолюминесценции и некоторые ее практические применения
Индуцированное излучение. Квантовые генераторы
Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Фотоэлементы
Масса и импульс фотона. Световое давление. Эффект Комптона. Флуктуация света
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Атомное ядро и внутриядерные процессы
Общие сведения об атомных ядрах. Изотопы
Естественная радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Законы радиоактивного распада
Методы наблюдения и регистрации микрочастиц
Ядерные реакции. Искусственная радиоактивность
Энергия связи. Дефект массы атомного ядра
Реакция деления. Цепная реакция. Ядерный реактор
Реакция синтеза (термоядерная реакция). Энергия звезд
Космическое излучение. Элементарные частицы. Типы взаимодействия объектов материи
Использование ядерной энергии
Примеры решения задач
Контрольные вопросы Приложения
Ответы на контрольные вопросы
Предметный указатель