Lektor: V. A. Kaszjanov Moszkvai Energetikai Intézet (Műszaki Egyetem) A. M. Fabrikantról elnevezett Fizikai Tanszék professzora

ISBN 5-06-003634-0  Állami Egységes Vállalat "Kiadó" elvégezni az iskolát", 2001

A kiadvány eredeti elrendezése a Vysshaya Shkola kiadó tulajdona, és bármilyen módon történő sokszorosítása (reprodukciója) a kiadó hozzájárulása nélkül tilos.

Előszó

A tankönyv a fizika szak aktuális programjának megfelelően készült Mert felsőfokú mérnöki és műszaki szakterületek oktatási intézményekés a műszaki felsőoktatási intézmények nappali tagozatos hallgatóinak szánjuk korlátozott óraszámmal fizika szakon, esti és levelező tagozaton történő felhasználás lehetőségével.

kis térfogatú tanulási útmutató az anyag gondos kiválasztásával és tömör bemutatásával érhető el.

A könyv hét részből áll. Az első rész szisztematikus bemutatást ad fizikai alapok klasszikus mechanika, valamint a speciális (privát) relativitáselmélet elemei. A második rész az alapokról szól molekuláris fizikaés termodinamika. A harmadik részben elektrosztatika, állandó elektromosságés az elektromágnesesség. A rezgés- és akaratelmélet kifejtésének szentelt negyedik részben a mechanikai és az elektromágneses rezgéseket párhuzamosan vizsgáljuk, feltüntetjük hasonlóságukat és különbségeiket, valamint összehasonlítjuk a megfelelő rezgések során fellépő fizikai folyamatokat. Az ötödik rész a geometriai és elektronikus optika elemeivel, a hullámoptikával és a sugárzás kvantumtermészetével foglalkozik. A hatodik rész az atomok, molekulák és a kvantumfizika elemeivel foglalkozik. szilárd anyagok. A hetedik rész az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemeit vázolja fel.

Az anyag bemutatása nehézkes matematikai számítások nélkül történik, kellő figyelmet fordítanak a jelenségek fizikai lényegére és az azokat leíró fogalmakra, törvényszerűségekre, valamint a modern, ill. klasszikus fizika. Az összes életrajzi adatot Yu. A. Khramov "Fizika" (M .: Nauka, 1983) című könyve szerint adták meg.

A vektormennyiségek jelölésére minden ábrán és a szövegben félkövér betűtípust használunk, kivéve a görög betűkkel jelölt mennyiségeket, amelyeket technikai okokból világos betűkkel, nyíllal írunk a szövegbe.

A szerző mély köszönetét fejezi ki kollégáinak és olvasóinak, akik kedves észrevételeikkel, javaslataikkal hozzájárultak a könyv továbbfejlesztéséhez. Különösen hálás vagyok V. A. Kaszjanov professzornak a tankönyv áttekintéséért és megjegyzéseiért.

Bevezetés

A fizika tantárgy és kapcsolata más tudományokkal

A körülötted lévő világ, minden, ami körülötted létezik, és amit az érzések révén fedezünk fel, anyag.

A mozgás az anyag és létezésének formájának szerves tulajdonsága. A mozgás a szó tág értelmében mindenféle változást jelent az anyagban – az egyszerű elmozdulástól a legösszetettebb gondolkodási folyamatokig.

Az anyag mozgásának különböző formáit tanulmányozzák különféle tudományok, beleértve a fizikát is. A fizika témája, mint minden tudományé, csak akkor tárható fel, ha részletesen bemutatjuk. Meglehetősen nehéz a fizika tárgyát szigorúan meghatározni, mivel a fizika és számos rokon tudományág közötti határok önkényesek. A fejlődés ezen szakaszában lehetetlen a fizika meghatározását csak természettudományként tartani.

A.F. Ioffe akadémikus (1880-1960); orosz fizikus)* a fizikát tanulmányozó tudományként határozta meg általános tulajdonságok valamint az anyag és a mező mozgásának törvényei. Ma már általánosan elfogadott, hogy minden kölcsönhatás mezőkön keresztül megy végbe, mint például gravitációs, elektromágneses mezők nukleáris erők. A mező az anyaggal együtt az anyag létezésének egyik formája. A mező és az anyag közötti elválaszthatatlan kapcsolat, valamint tulajdonságaik különbsége a kurzus előrehaladtával foglalkozik.

*Minden adat Yu. A. Khramov „Fizika” című életrajzi útmutatója (M.: Nauka, 1983) szerint került megadásra.

A fizika az anyag mozgásának legegyszerűbb és egyben legáltalánosabb formáinak és azok kölcsönös átalakulásának tudománya. A fizika által vizsgált anyagmozgási formák (mechanikai, termikus stb.) az anyagmozgás minden magasabb és összetettebb formájában (kémiai, biológiai stb.) jelen vannak. Ezért ezek, mivel a legegyszerűbbek, egyben az anyag mozgásának legáltalánosabb formái. Az anyagmozgás magasabb és összetettebb formái más tudományok (kémia, biológia stb.) vizsgálatának tárgyát képezik.

A fizika szorosan kapcsolódik a természettudományokhoz. A fizikának ez a szoros kapcsolata a természettudomány más ágaival, amint azt S. I. Vavilov akadémikus (1891-1955; orosz fizikus és közéleti személyiség) megjegyezte, oda vezetett, hogy a fizika csillagászattá, geológiává, kémiává, biológiává és más, legmélyebb gyökerű természettudományokká nőtte ki magát. Ennek eredményeként számos új kapcsolódó tudományág alakult ki, mint például az asztrofizika, a biofizika stb.

A fizika is szorosan összefügg a technológiával, és ez a kapcsolat kétirányú. A fizika a technológiai igényekből nőtt ki (a mechanika fejlődését például az ókori görögöknél az építőipar, ill. katonai felszerelés akkoriban), a technológia pedig meghatározza a fizikai kutatás irányát (például egy időben a leggazdaságosabb hőgépek létrehozásának feladata okozta a termodinamika rohamos fejlődését). Másrészt a gyártás technikai színvonala a fizika fejlettségétől függ. A fizika az alapja új technológiai ágak (elektronika, nukleáris technológia stb.) létrehozásának.

A fizika rohamos fejlődési üteme, erősödő kapcsolata a technikával jelzi a fizika szaknak a műszaki főiskolán betöltött jelentős szerepét: ez a mérnök elméleti képzésének alapvető alapja, amely nélkül sikeres tevékenysége lehetetlen.

Fizikai mennyiségek mértékegységei

A fizika kutatásának fő módszere a tapasztalat - gyakorlaton, az objektív valóság szenzoros-empirikus ismeretén alapuló, azaz a vizsgált jelenségek megfigyelése pontosan figyelembe vett körülmények között, amelyek lehetővé teszik a jelenségek lefolyásának nyomon követését és ismételt reprodukálását, amikor ezek a feltételek ismétlődnek.

Hipotéziseket állítanak fel a kísérleti tények magyarázatára. Hipotézis- ez egy jelenség magyarázatára felhozott tudományos feltevés, amely kísérleti igazolást és elméleti igazolást igényel, hogy megbízható tudományos elméletté váljon.

A kísérleti tények általánosításának, valamint az emberek tevékenységének eredményeinek eredményeként fizikai törvények - a természetben létező, stabilan ismétlődő objektív minták. A legfontosabb törvények összefüggést teremtenek a fizikai mennyiségek között, amelyekhez ezeket a mennyiségeket mérni kell. A fizikai mennyiség mérése mérőműszerek segítségével végzett művelet, amellyel egy fizikai mennyiség értékét elfogadott mértékegységekben találjuk meg. Egységek fizikai mennyiségek tetszőlegesen választható, de akkor nehézségekbe ütközik az összehasonlításuk. Ezért célszerű bevezetni az összes fizikai mennyiség mértékegységére kiterjedő mértékegységrendszert.

Egy mértékegységrendszer felépítéséhez több független fizikai mennyiséghez önkényesen kell egységeket választani. Ezeket az egységeket ún alapvető. A fennmaradó mennyiségek és mértékegységeik azokból a törvényekből származnak, amelyek ezeket a mennyiségeket és mértékegységeiket összekötik a főbbekkel. Úgy hívják származékai.

Jelenleg a nemzetközi rendszer (SI) használata kötelező a tudományos és ismeretterjesztő irodalomban, amely hét alapegységen – méter, kilogramm, másodperc, amper, kelvin, mol, kandela – és két további – radiánon és szteradiánon – alapul.

Méter(m) a fény által vákuumban megtett út hossza 1/299792458 s alatt.

Kilogramm(kg) - tömeg, amely megegyezik a kilogramm nemzetközi prototípusának tömegével (platina-iridium henger, amelyet a Párizs melletti Sevres-i Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Irodában tárolnak).

Második(s) - 9192631770 sugárzási periódusnak megfelelő idő, amely a cézium-133 atom alapállapotának két hiperfinom szintje közötti átmenetnek felel meg.

Amper(A) - a változatlan áram erőssége, amely két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolható keresztmetszetű, vákuumban egymástól 1 m távolságra elhelyezkedő egyenes vonalú vezetéken áthaladva 2 × 10 - 7 N erőt hoz létre ezek között a vezetékek között minden méter hosszúságban.

Kelvin(K) - a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16 része.

anyajegy(mol) - annyi szerkezeti elemet tartalmazó rendszer anyagmennyisége, ahány atom van a 0,012 kg tömegű 12 C-os nuklidban.

Candela(cd) - fényintenzitás in adott irányt 54010 12 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás, melynek energiaintenzitása ebben az irányban 1/683 W/sr.

Radian(rad) - a kör két sugara közötti szög, amelyek közötti ív hossza megegyezik a sugárral.

Szteradián(cp) - egy térszög, amelynek csúcsa a gömb közepén van, és a gömb felületén egy olyan területet vág ki, amely megegyezik egy négyzet területével, amelynek oldala megegyezik a gömb sugarával.

A származtatott egységek megállapításához fizikai törvényeket használnak, amelyek összekötik őket az alapegységekkel. Például az egyenletes egyenes vonalú mozgás képletéből v= s/ t (s – megtett távolság, t - idő) a sebesség származtatott mértékegysége 1 m/s.

1 A MECHANIKA FIZIKAI ALAPJAI

1. fejezet A kinematika elemei

1. § Modellek a mechanikában. Referencia rendszer. Pálya, úthossz, eltolási vektor

Mechanika- a fizika egy része, amely a mechanikai mozgás törvényeit és a mozgást okozó vagy megváltoztató okokat vizsgálja. mechanikus mozgás- ez a testek vagy részeik egymáshoz viszonyított helyzetének időbeli változása.

A mechanika mint tudomány fejlődése a 3. században kezdődik. időszámításunk előtt pl., amikor az ókori görög tudós Arkhimédész (Kr. e. 287-212) megfogalmazta a kar egyensúlyi törvényét és a lebegő testek egyensúlyi törvényeit. A mechanika alaptörvényeit G. Galileo (1564-1642) olasz fizikus és csillagász állapította meg, végül I. Newton (1643-1727) angol tudós fogalmazta meg.

A galilei-newtoni mechanika ún klasszikus mechanika. Olyan makroszkopikus testek mozgási törvényeit tanulmányozza, amelyek sebessége kicsi a vákuumban lévő c fénysebességhez képest. A c sebességgel összemérhető sebességű makroszkopikus testek mozgástörvényeit tanulmányozzuk relativisztikus mechanika, alapján speciális relativitáselmélet, fogalmazta meg A. Einstein (1879-1955). A mikroszkopikus testek (egyedi atomok és elemi részecskék) mozgásának leírására a klasszikus mechanika törvényei nem alkalmazhatók – ezeket a törvények váltják fel. bálnamechanika.

Tanfolyamunk első részében a Galileo-Newton mechanikát, i.e. vegyük figyelembe a c sebességnél jóval kisebb sebességű makroszkopikus testek mozgását. A klasszikus mechanikában általánosan elfogadott az I. Newton által kidolgozott tér és idő fogalma, amely a 17-19. században uralkodott a természettudományban. Galileo-Newton mechanikája a teret és az időt az anyag létezésének objektív formáinak tekinti, de egymástól és az anyagi testek mozgásától elszigetelten, ami megfelelt az akkori tudásszintnek.

A mechanika három részre oszlik: I) kinematika; 2) dinamika; 3) statikus.

A kinematika a testek mozgását vizsgálja anélkül, hogy figyelembe venné a mozgást meghatározó okokat.

Dinamika a testek mozgásának törvényeit és a mozgást okozó vagy megváltoztató okokat tanulmányozza.

Statika a testek rendszerének egyensúlyi törvényeit tanulmányozza. Ha a testek mozgásának törvényei ismertek, akkor ezekből az egyensúlyi törvények is megállapíthatók. Ezért a fizika nem tekinti külön a statika és a dinamika törvényeit.

A testek mozgásának leírására szolgáló mechanika az adott feladatok körülményeitől függően eltérő fizikai modellek. A legegyszerűbb modell az anyagi pont- olyan tömegű test, amelynek méretei ebben a feladatban elhanyagolhatók. Az anyagi pont fogalma elvont, de bevezetése megkönnyíti a gyakorlati problémák megoldását. Például a bolygók Nap körüli pályán való mozgásának tanulmányozásakor anyagi pontoknak tekinthetjük őket.

Egy tetszőleges makroszkopikus test vagy testrendszer mentálisan felosztható kis, egymással kölcsönhatásban lévő részekre, amelyek mindegyike anyagi pontnak tekinthető. Ekkor egy tetszőleges testrendszer mozgásának tanulmányozása az anyagi pontok rendszerének tanulmányozására redukálódik. A mechanikában először egy anyagi pont mozgását tanulmányozzuk, majd egy anyagi pontrendszer mozgását vizsgáljuk.

A testek egymásra gyakorolt ​​hatására a testek deformálódhatnak, azaz megváltoztathatják alakjukat és méretüket. Ezért egy másik modellt vezetnek be a mechanikában - egy abszolút merev testet. Az abszolút merev test olyan test, amely semmilyen körülmények között nem deformálható, és ennek a testnek a két pontja (pontosabban két részecske közötti) távolsága minden körülmények között állandó marad.

A merev test bármely mozgása transzlációs és forgó mozgások kombinációjaként ábrázolható. A transzlációs mozgás olyan mozgás, amelyben a mozgó testhez mereven kapcsolódó egyenes vonal párhuzamos marad eredeti helyzetével. A forgó mozgás olyan mozgás, amelyben a test minden pontja olyan körök mentén mozog, amelyek középpontja ugyanazon az egyenes vonalon található, amelyet forgástengelynek nevezünk.

A testek mozgása térben és időben történik. Ezért egy anyagi pont mozgásának leírásához tudni kell, hogy a tér mely pontjain volt ez a pont, és mely időpillanatokban haladt el egyik vagy másik pozíción.

Egy anyagi pont helyzetét egy másik, tetszőlegesen kiválasztott testhez viszonyítva határozzuk meg, amelyet referenciatestnek nevezünk. Referenciarendszer van hozzárendelve - a referenciatesthez tartozó koordinátarendszerek és órák halmaza. A leggyakrabban használt derékszögű koordinátarendszerben egy pont helyzete A adott időpontban erre a rendszerre vonatkozóan három koordináta jellemzi x, y És z vagy sugárvektor r a koordinátarendszer origójából húzva a adott pont(1. ábra).

Amikor egy anyagi pont mozog, a koordinátái idővel változnak. Általános esetben mozgását a skaláris egyenletek határozzák meg

x = x(t), y = y(t), z = z(t), (1.1)

ekvivalens a vektoregyenlettel

r = r(t). (1.2)

Az (1.1) és ennek megfelelően az (1.2) egyenleteket nevezzük kinematikai egyenletek mozgások anyagi pont.

A független koordináták számát, amelyek teljesen meghatározzák egy pont helyzetét a térben, nevezzük szabadsági fokok száma. Ha egy anyagi pont szabadon mozog a térben, akkor, mint már említettük, három szabadsági foka van (koordináták x, yÉs z), ha valamilyen felület mentén mozog, akkor két szabadságfokkal, ha valamilyen vonal mentén, akkor egy szabadságfokkal.

Kizárás t az (1.1) és (1.2) egyenletekben megkapjuk az anyagi pont pályájának egyenletét. Röppálya anyagi pont mozgása - egy vonal, amelyet ez a térbeli pont ír le. A mozgás a pálya alakjától függően lehet egyenes vagy görbe vonalú.

Tekintsük egy anyagi pont mozgását tetszőleges pálya mentén (2. ábra). Kezdjük az idő számolását attól a pillanattól kezdve, amikor a pont a pozícióban volt A. Pálya szakasz hossza AB, elhaladt egy anyagi ponton az idő kezdetétől számítva, ún úthossz sés van skaláris függvény idő:  s = s(t) .Vektor r = r -r 0 , amelyet a mozgó pont kezdeti helyzetéből egy adott időpontban lévő pozíciójába húzunk (a pont sugara-vektorának növekedése a figyelembe vett időintervallumban), ún. mozgó.

Egyenes irányú mozgásnál az elmozdulásvektor egybeesik a pálya megfelelő szakaszával és az elmozdulási modulussal | r| egyenlő a megtett úttal  s.

§ 2. Sebesség

Egy anyagi pont mozgásának jellemzésére bevezetünk egy vektormennyiséget - a sebességet, amelyet a következőképpen határozunk meg gyorsaság mozgás, valamint irány ebben az időpontban.

Hagyja, hogy az anyagi pont valamilyen görbe vonal mentén mozogjon úgy, hogy az idő pillanatában t az r 0 sugárvektornak felel meg (3. ábra). Rövid ideig  t pont áthalad a  útvonalon sés elemi (végtelenül kicsi) elmozdulást kap r.

Átlagsebesség vektor a pont sugárvektora r növekedésének aránya a  időintervallumhoz t:

(2.1)

Az átlagos sebességvektor iránya egybeesik r irányával.  korlátlan csökkenésével t az átlagsebesség egy határértékre hajlik, amit ún pillanatnyi sebesség v:

A v pillanatnyi sebesség tehát egy olyan vektormennyiség, amely egyenlő a mozgó pont sugárvektorának időbeli első deriváltjával. Mivel a szekáns egybeesik a határvonal érintőjével, a v sebességvektor tangenciálisan irányul a pályára a mozgás irányában (3. ábra). Ahogy  csökken tút  s egyre inkább megközelíti az |r|-t, tehát a modul pillanatnyi sebesség

Így a pillanatnyi sebesség modulja egyenlő az út első deriváltjával az idő függvényében:

(2.2)

Nál nél egyenetlen mozgás - a pillanatnyi sebesség modulus idővel változik. Ebben az esetben használja a skaláris értéket  v - átlagsebesség egyenetlen mozgás:

ábrából. 3 ebből következik, hogy  v> |v|, mert  s> |r|, és csak egyenes vonalú mozgás esetén

Ha a d kifejezés s = v d t (lásd a (2.2) képletet) idővel integrálja a tartományon belül t előtt t + t, akkor megkeressük a  időpont által megtett út hosszát t:

(2.3)

Amikor egyenletes mozgás a pillanatnyi sebesség számértéke állandó; akkor a (2.3) kifejezés felveszi a formát

Annak az útnak a hossza, amelyet az időintervallum egy pontja megtett t 1-től t 2-t az integrál adja

§ 3. Gyorsulás és összetevői

Egyenetlen mozgás esetén fontos tudni, hogy a sebesség milyen gyorsan változik az idő múlásával. A sebesség abszolút értékben és irányú változásának mértékét jellemző fizikai mennyiség a gyorsulás.

Fontolgat lapos mozgás, azok. mozgás, amelyben egy pont pályájának minden része egy síkban van. Hagyja, hogy a v vektor határozza meg a pont sebességét A akkor t. Az idő alatt  t mozgópont pozícióba helyezve BAN BENés v-től eltérő sebességet kapott mind modulusban, mind irányban, és egyenlő v 1 = v + v-vel. Mozgassa a v 1 vektort a pontra Aés keresse meg a v-t (4. ábra).

Átlagos gyorsulás egyenetlen mozgás az intervallumban t előtt t + t vektormennyiségnek nevezzük, amely megegyezik a v sebességváltozás és az  időintervallum arányával t

Azonnali gyorsulás egy anyagi pont (gyorsulása) időpontban t lesz határa az átlagos gyorsulásnak:

Így az a gyorsulás egy vektormennyiség, amely egyenlő a sebesség első deriváltjával az idő függvényében.

A v vektort két komponensre bontjuk. Erre, pontból A(4. ábra) a v sebesség irányában ábrázoljuk a vektort
, modulo egyenlő v 1-gyel. Nyilvánvaló, hogy a vektor
, egyenlő
, meghatározza a sebesség időbeli változását  t modulo:
. A második komponens
v vektor a sebesség időbeli változását  jellemzi t felé.

A gyorsulás érintőleges összetevője

azaz egyenlő a sebességmodulus első időbeli deriváltjával, ezáltal meghatározva a modulo sebességváltozás mértékét.

Keressük a gyorsulás második összetevőjét. Mondjuk a lényeget BAN BEN elég közel a lényeghez A, tehát  s valamely r sugarú kör ívének tekinthető, amely nem sokban különbözik egy húrtól AB. Aztán a háromszögek hasonlóságából AOBÉs EAD következik  v n /AB = v 1 /r, de mivel AB = vt, Hogy

A limitben:
kapunk
.

Mivel , a szög EAD nullára hajlik, és mivel a háromszög EAD egyenlő szárú, akkor a szög ADE v és v között n egyenesre szokott lenni. Ezért a v vektorokra nés v egymásra merőlegesek. Az adó mint sebességvektor tangenciálisan irányul a pályára, majd a v vektor n, merőleges a sebességvektorra, a görbületének középpontjába irányul. A gyorsulás második összetevője, egyenlő

hívott a gyorsulás normál összetevőjeés a normál mentén a görbületi pályára irányul (ezért is ún. centripetális gyorsulás).

Teljes gyorsulás test a tangenciális és normál komponensek geometriai összege (5. ábra):

Így, érintő gyorsulási komponens jellemzi sebesség változás mértéke modulo(tangenciálisan a pályára irányítva), ill Normál gyorsulási komponens - a sebesség irányváltoztatási sebessége(a pálya görbületi középpontja felé irányítva).

A gyorsulás érintőleges és normál összetevőitől függően a mozgás a következőképpen osztályozható:

1)
, A n = 0 - egyenes vonalú egyenletes mozgás;

2)
, A n = 0 - egyenes vonalú egyenletes mozgás. Ezzel a mozgástípussal

Ha kezdeti pillanat idő t 1 =0, és a kezdeti sebesség v = v T.I. Jól fizika: [tankönyv mérnöki és műszaki...

Útmutató az Orvos- és Biológia Kar 1. évfolyamos hallgatói részére 1. félév 1. sz.

Dokumentum

... (2,1 m; l=10 m; 1,3 s) Irodalom: Trofimova T.I. Jól fizika: Proc. középiskolák pótléka.-18 ... sebesség. (0,43) Irodalom: Trofimova T.I. Jól fizika: Proc. középiskolák pótléka.- ... becsapódáskor. () Irodalom: Trofimova T.I. Jól fizika: Proc. egyetemi pótlék.- ...

11. kiadás, ster. - M.: 2006.- 560 p.

A tankönyv (9. kiadás, átdolgozott és bővített, 2004) hét részből áll, amelyek felvázolják a mechanika, a molekuláris fizika és a termodinamika, az elektromosság és mágnesesség, az optika, az atomok, molekulák és szilárdtestek kvantumfizikája, fizika fizikai alapjait. atommagés elemi részecskék. A mechanikai és elektromágneses rezgések kombinálásának kérdése racionálisan megoldott. Létrejön a logikai folytonosság és kapcsolat a klasszikus és a modern fizika között. Adott Ellenőrző kérdésekés az önálló megoldást szolgáló feladatokat.

Felsőoktatási intézmények mérnöki és műszaki szakos hallgatói számára.

Formátum: pdf/zip (11- e ed., 2006, 560s.)

Méret: 6 MB

Letöltés:

RGhost

1. A mechanika fizikai alapjai.
1. fejezet A kinematika elemei

1. § Modellek a mechanikában. Referencia rendszer. Pálya, úthossz, eltolási vektor

§ 2. Sebesség

§ 3. Gyorsulás és összetevői

§ 4. Szögsebesség és szöggyorsulás

Feladatok

2. fejezet Anyagi pont dinamikája és merev test transzlációs mozgása Erő

6. § Newton második törvénye

7. § Newton harmadik törvénye

§ 8. Súrlódási erők

9. § A lendület megmaradásának törvénye. A tömeg közepe

10. § Változó tömegű test mozgásegyenlete

Feladatok

3. fejezet Munka és energia

11. § Energia, munka, hatalom

§ 12. Kinetikai és potenciális energiák

13. § Az energiamegmaradás törvénye

14. § Az energia grafikus ábrázolása

15. § Abszolút rugalmas és rugalmatlan testek hatása

Feladatok

4. fejezet

16. § Tehetetlenségi nyomaték

§ 17. A forgás kinetikus energiája

18. § Erő pillanata. Merev test forgómozgásának dinamikájának egyenlete.

19. § A szögimpulzus és megmaradásának törvénye
20. § Szabad tengelyek. Giroszkóp
21. § Merev test alakváltozásai
Feladatok

5. fejezet A térelmélet elemei
22. § Kepler törvényei. A gravitáció törvénye
23. § Gravitáció és súly. Súlytalanság.. 48 y 24. A gravitációs tér és ereje
25. § Munka a gravitációs térben. Gravitációs térpotenciál
§ 26. Kozmikus sebességek

27. § Nem inerciális vonatkoztatási rendszerek. Tehetetlenségi erők
Feladatok

6. fejezet
28. § Nyomás folyadékban és gázban
29. § Folytonossági egyenlet
30. § Bernoull-egyenlet és az abból származó következmények
31. § Viszkozitás (belső súrlódás). A folyadékáramlás lamináris és turbulens rendszerei
32. § A viszkozitás meghatározásának módszerei
33. § Testek mozgása folyadékokban és gázokban

Feladatok
7. fejezet
35. § A speciális (privát) relativitáselmélet posztulátumai
36. § Lorentz-transzformációk
37. § A Lorentz-transzformációk következményei
38. § Események közötti időköz
39. § Anyagi pont relativisztikus dinamikájának alaptörvénye
40. § A tömeg és az energia kapcsolatának törvénye
Feladatok

2. A molekuláris fizika és termodinamika alapjai
8. fejezet ideális gázok
41. § Kutatási módszerek. Tapasztalt ideális gáz törvényei
42. § Clapeyron – Mengyelejev egyenlete
43. § Az ideális gázok molekuláris-kinetikai elméletének alapegyenlete
44. § Maxwell törvénye az ideális gáz molekuláinak a hőmozgás sebessége és energiája szerinti eloszlásáról
45. § Barometrikus képlet. Boltzmann-eloszlás
46. ​​§ Az ütközések átlagos száma és a molekulák átlagos szabad útja
47. § A molekuláris-kinetikai elmélet kísérleti alátámasztása
48. § Szállítási jelenségek termodinamikailag nem egyensúlyi rendszerekben
49. § Vákuum és megszerzésének módjai. Ultraritkított gázok tulajdonságai
Feladatok

9. fejezet A termodinamika alapjai.
50. § Egy molekula szabadságfokainak száma. Az energia egyenletes eloszlásának törvénye a molekulák szabadsági fokai között
51. § A termodinamika első főtétele
52. § Egy gáz működése térfogatváltozással
53. § Hőteljesítmény
54. § A termodinamika első főtételének alkalmazása izofolyamatokra
55. § Adiabatikus folyamat. Politropikus folyamat
57. § Entrópia, statisztikai értelmezése és összefüggése a termodinamikai valószínűséggel
58. § A termodinamika második főtétele
59. § Hőgépek és hűtőgépek Carnot-ciklus és annak hatékonysága az ideális gázhoz
Feladatok
10. fejezet
61. § Van der Waals egyenlet
62. § Van der Waals izotermák és elemzésük
63. §. Belső energia igazi gáz
64. § Joule-Thomson-effektus
65. § Gázok cseppfolyósítása
66. § Folyadékok tulajdonságai. Felületi feszültség
67. § Nedvesítés
68. § Nyomás a folyadék ívelt felülete alatt
69. § Kapilláris jelenségek
70. § Szilárd testek. Mono- és polikristályok
71. § A kristályos szilárd anyagok fajtái
72. § Kristályhibák
75. § Az első és a második fajtájú fázisátmenetek
76. § Állapotdiagram. hármas pont
Feladatok

3. Elektromosság és mágnesesség
11. fejezet
77. § Az elektromos töltés megmaradásának törvénye
78. § Coulomb-törvény
79. § Elektrosztatikus tér. Elektrosztatikus térerősség
80. § Az elektrosztatikus mezők szuperpozíciójának elve. dipólus mező
81. § Gauss-tétel vákuumban lévő elektrosztatikus térre
82. § A Gauss-tétel alkalmazása néhány elektrosztatikus mező kiszámítására vákuumban
83. § Az elektrosztatikus térerősség vektor keringése
84. § Elektrosztatikus tér potenciálja
85. § Feszültség, mint potenciál gradiens. Egyenpotenciálfelületek
86. § A térerősségből a potenciálkülönbség számítása
87. § Dielektrikumok fajtái. Dielektrikumok polarizációja
88. § Polarizáció. Térerősség dielektrikumban
89. § Elektromos keverés. Gauss tétel elektrosztatikus térre dielektrikumban
90. § Feltételek két dielektromos közeg határfelületén
91. § Ferroelektromos
92. § Elektrosztatikus térben lévő vezetők
93. § Magánvezető elektromos kapacitása
94. § Kondenzátorok
95. § Töltésrendszer, egy vezető és egy kondenzátor energiája. Elektrosztatikus mező energia
Feladatok
12. fejezet
96. § Elektromos áram, erősség és áramsűrűség
97. § Külső erők. Elektromotoros erő és feszültség
98. § Ohm törvénye. Vezető ellenállás

99. § Munka és hatalom. Joule-Lenz törvény
100. § Ohm törvénye a lánc inhomogén szakaszára
101. § Kirchhoff szabályai az elágazó körökre
Feladatok
13. fejezet
104. § Elektronok munkafunkciója fémből
105. § Kibocsátási jelenségek és alkalmazásuk
106. § Gázok ionizálása. Nem önfenntartó gázkibocsátás
107. § Önálló gázkibocsátás és fajtái
108. § A plazma és tulajdonságai
Feladatok

14. fejezet
109. § Mágneses tér és jellemzői
110. § Biot - Savart - Laplace törvény és alkalmazása a mágneses tér kiszámítására
111. § Ampère törvény. Párhuzamos áramok kölcsönhatása
112. § Mágneses állandó. A mágneses indukció és a mágneses térerősség mértékegységei
113. § Mozgó töltés mágneses tere
114. § Mágneses tér hatása mozgó töltésre
115. § Töltött részecskék mozgása mágneses térben
117. § Hall-effektus
118. § Mágneses tér B vektorának cirkulációja vákuumban
119. § A szolenoid és a toroid mágneses tere
121. § Vezető és áramvezető áramkör mozgatása mágneses térben
Feladatok

15. fejezet
122. § Az elektromágneses indukció jelensége (Faraday kísérletei
123. § Faraday törvénye és levezetése az energiamegmaradás törvényéből
125. § Örvényáramok (Foucault-áramok
126. § Az áramkör induktivitása. önindukció
127. § Áramok az áramkör nyitásakor és zárásakor
128. § Kölcsönös indukció
129. § Transzformátorok
130. §. Mágneses mező energia
dachas
16. fejezet Mágneses tulajdonságok anyagokat
131. § Elektronok és atomok mágneses momentumai
132. § Dna- és paramágnesesség
133. § Mágnesezés. Mágneses tér az anyagban
134. § Feltételek két mágnes közötti határfelületen
135. § Ferromágnesek és tulajdonságaik

136. § A ferromágnesesség természete
Feladatok
17. fejezet
137. § Vortex elektromos tér
138. § Eltolási áram
139. § Maxwell-egyenletek az elektromágneses térre

4. Rezgések és hullámok.
18. fejezet
140. § Harmonikus rezgések és jellemzőik
141. § Mechanikai harmonikus rezgések
§ 142. Harmonikus oszcillátor. Tavaszi, fizikai és matematikai ingák
144. § Kiegészítés harmonikus rezgések ugyanaz az irány és ugyanaz a frekvencia. veri
145. § Kölcsönösen merőleges rezgések összeadása
146. §. Differenciálegyenlet szabad csillapított rezgések (mechanikai és elektromágneses) és megoldása. Önrezgések
147. § Kényszer rezgések (mechanikai és elektromágneses) differenciálegyenlete és megoldása
148. § A kényszerrezgések (mechanikai és elektromágneses) amplitúdója és fázisa. Rezonancia
149. § Váltakozó áram
150. § Feszültségrezonancia
151. § Áramok rezonanciája
152. § A váltakozó áramú áramkörben felszabaduló teljesítmény
Feladatok

19. fejezet
153. § Hullámfolyamatok. Hosszanti és keresztirányú hullámok
154. § A haladó hullám egyenlete. fázissebesség. hullámegyenlet

155. § A szuperpozíció elve. csoport sebessége
156. § Hullámok interferenciája
157. §. állóhullámok
158. § Hanghullámok
159. § Doppler-effektus az akusztikában
160. § Ultrahang és alkalmazása

Feladatok

20. fejezet
161. § Elektromágneses hullámok kísérleti előállítása
162. § Elektromágneses hullám differenciálegyenlete

163. § Elektromágneses hullámok energiája. Elektromágneses tér impulzus

164. § Dipólus sugárzása. Elektromágneses hullámok alkalmazása
Feladatok

5. Optika. A sugárzás kvantumtermészete.

21. fejezet A geometriai és elektronikus optika elemei.
165. § Az optika alaptörvényei. teljes tükröződés
166. § Vékony lencsék. Objektumok képe lencsékkel
167. § Aberrációk (hibák) optikai rendszerek
168. § Fénytani alapmennyiségek és mértékegységeik
Feladatok
22. fejezet
170. § A fény természetével kapcsolatos elképzelések kidolgozása
171. § Fényhullámok koherenciája és monokromatikussága
172. § Fény interferencia
173. § A fény interferenciájának megfigyelésének módszerei
174. § Fény interferencia vékony filmekben
175. § Fény interferencia alkalmazása
23. fejezet
177. § Fresnel-zónák módszere. A fény egyenes vonalú terjedése
178. § Fresnel diffrakció kerek lyukkal és koronggal
§ 179. Fraunhofer diffrakció egy réssel
180. § Fraunhofer diffrakció diffrakciós rácson
181. § Térrács. fényszórás
182. § Diffrakció térhálón. Wolfe-Braggs formula
183. § Optikai műszerek állásfoglalása
184. § A holográfia fogalma
Feladatok

24. fejezet: Elektromágneses hullámok kölcsönhatása anyaggal.
185. § A fény szórása
186. §. Elektronikus elmélet fényszórás
188. § Doppler-effektus
§ 189. Vavilov-Cserenkov sugárzás

Feladatok
25. fejezet
190. § Természetes és polarizált fény
191. § A fény polarizációja a visszaverődés és a fénytörés során két dielektrikum határán
192. § Kettős fénytörés
193. § Polarizáló prizmák és polaroidok
194. szakasz Elemzés polarizált fény

195. § Mesterséges optikai anizotrópia
196. § A polarizációs sík elforgatása

Feladatok

26. fejezet A sugárzás kvantumtermészete.
197. § A hősugárzás és jellemzői.

198. § Kirchhoff törvénye
199. § Stefan-Boltzmann törvények és a bécsi elmozdulások

§ 200. Rayleigh-Jeans és Planck képletei.
201. § Optikai pirometria. Termikus fényforrások
§ 203. Einstein-egyenlet a külső fotoelektromos hatásra. A fény kvantumtulajdonságainak kísérleti megerősítése
204. § A fotoelektromos hatás alkalmazása
205. § Foton tömege és impulzusa. könnyű nyomás
206. § A Compton-effektus és elemi elmélete
207. § Az elektromágneses sugárzás korpuszkuláris és hullámtulajdonságainak egysége
Feladatok

6. A kvantumfizika elemei

27. fejezet. Bohr elmélete a hidrogénatomról.

§ 208. Az atommodellek, Thomson és Rutherford
209. § A hidrogénatom vonalspektruma
§ 210. Bohr posztulátumai
211. § Frank kísérletei Hertzben
212. § A hidrogénatom spektruma Bohr szerint

Feladatok

28. fejezet
213. § Az anyag tulajdonságainak korpuszkuláris-hullám dualizmusa
214. § A de Broglie-hullámok néhány tulajdonsága
215. § Bizonytalansági viszony
216. § Hullámfüggvény és statisztikai jelentése
217. § Az általános Schrödinger-egyenlet. Schrödinger-egyenlet stacionárius állapotokhoz
218. § Az okság elve in kvantummechanika
219. § Szabad részecske mozgása
222. § Lineáris harmonikus oszcillátor a kvantummechanikában
Feladatok
29. fejezet
223. § Hidrogénatom a kvantummechanikában
224. § Elektron L-állapota hidrogénatomban
225. § Elektron spin. Spin kvantumszám
226. § Az azonos részecskék megkülönböztethetetlenségének elve. Fermionok és bozonok
Mengyelejev
229. § Röntgenspektrumok
231. §. Molekuláris spektrumok. Raman fényszóródás
232. § Felszívódás, spontán és stimulált emisszió
(lézerek
Feladatok
30. fejezet
234. § Kvantumstatisztika. fázistér. elosztási függvény
235. § A Bose-Einstein és Fermi-Dirac kvantumstatisztika fogalma
236. § Degenerált elektrongáz fémekben
237. § A fogalma kvantum elmélet hőkapacitás. Fonolok
238. § A fémek elektromos vezetőképességének kvantumelméletének következtetései
! József-effektus
Feladatok
31. fejezet
240. § A szilárd testek zónaelméletének fogalma
241. § Fémek, dielektrikumok és félvezetők a zónaelmélet szerint
242. § Félvezetők belső vezetőképessége
243. § Félvezetők szennyező vezetőképessége
244. § Félvezetők fényvezető képessége
245. § Szilárd testek lumineszcenciája
246. § Két fém érintkezése a sávelmélet szerint
247. § Hőelektromos jelenségek és alkalmazásuk
248. § Egyenirányítás fém-félvezető érintkezőn
250. §. Félvezető diódákés triódák (tranzisztorok
Feladatok

7. Az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemei.

32. fejezet

252. § Tömeghiba és kötési energia, magok

253. § Az atommag spinje és mágneses momentuma

254. § Nukleáris erők. Kernel modellek

255. § Radioaktív sugárzás és fajtái Kiszorítási szabályok

257. § Az a-bomlás szabályszerűségei

259. § Gammasugárzás és tulajdonságai.

260. § Y-sugárzás rezonáns elnyelése (Mössbauer-effektus

261. § Radioaktív sugárzás és részecskék megfigyelésének és regisztrálásának módszerei

262. § A nukleáris reakciók és főbb típusaik

263. § Pozitron. /> -Bomlás. Elektronikus rögzítés

265. § Atommaghasadási reakció
266. § A hasadás láncreakciója
267. § Az atomenergia fogalma
268. § Az atommagok összeolvadásának reakciója. A menedzseltek problémája termonukleáris reakciók
Feladatok
33. fejezet
269. § Kozmikus sugárzás
270. § A müonok és tulajdonságaik
271. § Mezonok és tulajdonságaik
272. § Az elemi részecskék kölcsönhatásának típusai
273. § Részecskék és antirészecskék
274. § Hyperons. Az elemi részecskék furcsasága és paritása
275. § Az elemi részecskék osztályozása. Kvarkok
Feladatok
Alaptörvények és képletek
1. A mechanika fizikai alapjai
2. A molekuláris fizika és termodinamika alapjai
4. Rezgések és hullámok
5. Optika. A sugárzás kvantumtermészete
6. Az atomok, molekulák és szilárd testek kvantumfizikájának elemei

7. Az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemei
Tárgymutató

Név: Fizika tanfolyam. 1990.

A kézikönyvet az egyetemi hallgatók fizika szakának megfelelően állítják össze. Hét részből áll, amelyek felvázolják a mechanika, a molekuláris fizika és a termodinamika, az elektromosság és a mágnesesség, az optika, az atomok, molekulák és szilárd testek kvantumfizikája, az atommag és az elemi részecskék fizikai alapjait. A kézikönyv megteremti a logikai folytonosságot és a kapcsolatot a klasszikus és a modern fizika között.
Változások történtek a második kiadáson (1.-1985), ellenőrző kérdések és önálló megoldási feladatok szerepelnek.

A tankönyv a felsőoktatási intézmények mérnök-műszaki szakainak fizika szakának aktuális programja szerint készült.
A tankönyv kis terjedelmét gondos válogatással és az anyag tömör bemutatásával érik el.
A könyv hét részből áll. Az első részben a klasszikus mechanika fizikai alapjainak szisztematikus bemutatása, valamint a speciális (partikuláris) relativitáselmélet elemei is szóba kerülnek. A második rész a molekuláris fizika és a termodinamika alapjaival foglalkozik. A harmadik rész az elektrosztatikával, az egyenárammal és az elektromágnesességgel foglalkozik. A rezgések és hullámok bemutatásának szentelt negyedik részben a mechanikai és az elektromágneses rezgéseket párhuzamosan vizsgáljuk, jelezzük hasonlóságukat és különbségeiket, valamint összehasonlítjuk a megfelelő rezgések során fellépő fizikai folyamatokat. Az ötödik rész a geometriai és elektronikus optika elemeivel, a hullámoptikával és a sugárzás kvantumtermészetével foglalkozik. A hatodik rész az atomok, molekulák és szilárd testek kvantumfizikájának elemeivel foglalkozik. A hetedik rész az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemeit vázolja fel.

TARTALOMJEGYZÉK
Előszó
Bevezetés
A fizika tantárgy és kapcsolata más tudományokkal
Fizikai mennyiségek mértékegységei
1. A mechanika fizikai alapjai.
1. fejezet A kinematika elemei
1. § Modellek a mechanikában. Referencia rendszer. Pálya, úthossz, eltolási vektor
§ 2. Sebesség
§ 3. Gyorsulás és összetevői
§ 4. Szögsebesség és szöggyorsulás
Feladatok
2. fejezet Anyagi pont dinamikája és merev test transzlációs mozgása Erő
6. § Newton második törvénye
7. § Newton harmadik törvénye
§ 8. Súrlódási erők
9. § A lendület megmaradásának törvénye. A tömeg közepe
10. § Változó tömegű test mozgásegyenlete
Feladatok
3. fejezet Munka és energia
11. § Energia, munka, hatalom
§ 12. Kinetikai és potenciális energiák
13. § Az energiamegmaradás törvénye
14. § Az energia grafikus ábrázolása
15. § Abszolút rugalmas és rugalmatlan testek hatása
Feladatok
4. fejezet
16. § Tehetetlenségi nyomaték
§ 17. A forgás kinetikus energiája
18. § Erő pillanata. A dinamika egyenlete forgó mozgás szilárd test.
19. § A szögimpulzus és megmaradásának törvénye
20. § Szabad tengelyek. Giroszkóp
21. § Merev test alakváltozásai
Feladatok
5. fejezet A térelmélet elemei
22. § Kepler törvényei. A gravitáció törvénye
23. § Gravitáció és súly. Súlytalanság 48 y 24. Gravitációs tér és intenzitása
25. § Munka a gravitációs térben. Gravitációs térpotenciál
§ 26. Kozmikus sebességek
27. § Nem inerciális vonatkoztatási rendszerek. Tehetetlenségi erők
Feladatok
6. fejezet
28. § Nyomás folyadékban és gázban
29. § Folytonossági egyenlet
30. § Bernoull-egyenlet és az abból származó következmények
31. § Viszkozitás (belső súrlódás). A folyadékáramlás lamináris és turbulens rendszerei
32. § A viszkozitás meghatározásának módszerei
33. § Testek mozgása folyadékokban és gázokban
Feladatok
7. fejezet
35. § A speciális (privát) relativitáselmélet posztulátumai
36. § Lorentz-transzformációk
37. § A Lorentz-transzformációk következményei
38. § Események közötti időköz
39. § Anyagi pont relativisztikus dinamikájának alaptörvénye
40. § A tömeg és az energia kapcsolatának törvénye
Feladatok

8. fejezet
41. § Kutatási módszerek. Tapasztalt ideális gáz törvényei
42. § Clapeyron – Mengyelejev egyenlete
43. § Az ideális gázok molekuláris-kinetikai elméletének alapegyenlete
44. § Maxwell törvénye az ideális gáz molekuláinak a hőmozgás sebessége és energiája szerinti eloszlásáról
45. § Barometrikus képlet. Boltzmann-eloszlás
46. ​​§ Az ütközések átlagos száma és a molekulák átlagos szabad útja
47. § A molekuláris-kinetikai elmélet kísérleti alátámasztása
48. § Szállítási jelenségek termodinamikailag nem egyensúlyi rendszerekben
49. § Vákuum és megszerzésének módjai. Ultraritkított gázok tulajdonságai
Feladatok
9. fejezet A termodinamika alapjai.
50. § Egy molekula szabadságfokainak száma. Az energia egyenletes eloszlásának törvénye a molekulák szabadsági fokai között
51. § A termodinamika első főtétele
52. § Egy gáz működése térfogatváltozással
53. § Hőteljesítmény
54. § A termodinamika első főtételének alkalmazása izofolyamatokra
55. § Adiabatikus folyamat. Politropikus folyamat
57. § Entrópia, statisztikai értelmezése és összefüggése a termodinamikai valószínűséggel
58. § A termodinamika második főtétele
59. § Hőgépek és hűtőgépek Carnot-ciklus és annak hatékonysága az ideális gázhoz
Feladatok
10. fejezet
61. § Van der Waals egyenlet
62. § Van der Waals izotermák és elemzésük
63. § Valódi gáz belső energiája
64. § Joule-Thomson-effektus
65. § Gázok cseppfolyósítása
66. § Folyadékok tulajdonságai. Felületi feszültség
67. § Nedvesítés
68. § Nyomás a folyadék ívelt felülete alatt
69. § Kapilláris jelenségek
70. § Szilárd testek. Mono- és polikristályok
71. § A kristályos szilárd anyagok fajtái
72. § Kristályhibák
75. § Az első és a második fajtájú fázisátmenetek
76. § Állapotdiagram. hármas pont
Feladatok
3. Elektromosság és mágnesesség
11. fejezet
77. § Az elektromos töltés megmaradásának törvénye
78. § Coulomb-törvény
79. § Elektrosztatikus tér. Elektrosztatikus térerősség
80. § Az elektrosztatikus mezők szuperpozíciójának elve. dipólus mező
81. § Gauss-tétel vákuumban lévő elektrosztatikus térre
82. § A Gauss-tétel alkalmazása néhány elektrosztatikus mező kiszámítására vákuumban
83. § Az elektrosztatikus térerősség vektor keringése
84. § Elektrosztatikus tér potenciálja
85. § Feszültség, mint potenciál gradiens. Egyenpotenciálfelületek
86. § A térerősségből a potenciálkülönbség számítása
87. § Dielektrikumok fajtái. Dielektrikumok polarizációja
88. § Polarizáció. Térerősség dielektrikumban
89. § Elektromos keverés. Gauss tétel elektrosztatikus térre dielektrikumban
90. § Feltételek két dielektromos közeg határfelületén
91. § Ferroelektromos
92. § Elektrosztatikus térben lévő vezetők
93. § Magánvezető elektromos kapacitása
94. § Kondenzátorok
95. § Töltésrendszer, egy vezető és egy kondenzátor energiája. Elektrosztatikus mező energia
Feladatok
12. fejezet
96. § Elektromos áram, erősség és áramsűrűség
97. § Külső erők. Elektromotoros erő és feszültség
98. § Ohm törvénye. Vezető ellenállás
99. § Munka és hatalom. Joule-Lenz törvény
100. § Ohm törvénye a lánc inhomogén szakaszára
101. § Kirchhoff szabályai az elágazó körökre
Feladatok
13. fejezet
104. § Elektronok munkafunkciója fémből
105. § Kibocsátási jelenségek és alkalmazásuk
106. § Gázok ionizálása. Nem önfenntartó gázkibocsátás
107. § Önálló gázkibocsátás és fajtái
108. § A plazma és tulajdonságai
Feladatok
14. fejezet
109. § Mágneses tér és jellemzői
110. § Biot - Savart - Laplace törvény és alkalmazása a mágneses tér kiszámítására
111. § Ampère törvény. Párhuzamos áramok kölcsönhatása
112. § Mágneses állandó. A mágneses indukció és a mágneses térerősség mértékegységei
113. § Mozgó töltés mágneses tere
114. § Mágneses tér hatása mozgó töltésre
115. § Töltött részecskék mozgása mágneses térben
117. § Hall-effektus
118. § Mágneses tér B vektorának cirkulációja vákuumban
119. § A szolenoid és a toroid mágneses tere
121. § Vezető és áramvezető áramkör mozgatása mágneses térben
Feladatok
15. fejezet
122. § Az elektromágneses indukció jelensége (Faraday kísérletei
123. § Faraday törvénye és levezetése az energiamegmaradás törvényéből
125. § Örvényáramok (Foucault-áramok
126. § Az áramkör induktivitása. önindukció
127. § Áramok az áramkör nyitásakor és zárásakor
128. § Kölcsönös indukció
129. § Transzformátorok
130. §. Mágneses mező energia
Feladatok
16. fejezet
131. § Elektronok és atomok mágneses momentumai
132. § Dna- és paramágnesesség
133. § Mágnesezés. Mágneses tér az anyagban
134. § Feltételek két mágnes közötti határfelületen
135. § Ferromágnesek és tulajdonságaik
136. § A ferromágnesesség természete
Feladatok
17. fejezet
137. § Vortex elektromos tér
138. § Eltolási áram
139. § Maxwell-egyenletek az elektromágneses térre
4. Rezgések és hullámok.
18. fejezet
140. § Harmonikus rezgések és jellemzőik
141. § Mechanikai harmonikus rezgések
§ 142. Harmonikus oszcillátor. Rugós, fizikai és matematikai ingák
144. § Azonos irányú és azonos frekvenciájú harmonikus rezgések összeadása. veri
145. § Kölcsönösen merőleges rezgések összeadása
146. § A szabad csillapított rezgések (mechanikai és elektromágneses) differenciálegyenlete és megoldása. Önrezgések
147. § Kényszer rezgések (mechanikai és elektromágneses) differenciálegyenlete és megoldása
148. § A kényszerrezgések (mechanikai és elektromágneses) amplitúdója és fázisa. Rezonancia
149. § Váltakozó áram
150. § Feszültségrezonancia
151. § Áramok rezonanciája
152. § A váltakozó áramú áramkörben felszabaduló teljesítmény
Feladatok
19. fejezet
153. § Hullámfolyamatok. Hosszanti és keresztirányú hullámok
154. § A haladó hullám egyenlete. fázissebesség. hullámegyenlet
155. § A szuperpozíció elve. csoport sebessége
156. § Hullámok interferenciája
157. § Állóhullámok
158. § Hanghullámok
159. § Doppler-effektus az akusztikában
160. § Ultrahang és alkalmazása
Feladatok
20. fejezet
161. § Elektromágneses hullámok kísérleti előállítása
162. § Elektromágneses hullám differenciálegyenlete
163. § Elektromágneses hullámok energiája. Elektromágneses tér impulzus
164. § Dipólus sugárzása. Elektromágneses hullámok alkalmazása
Feladatok
5. Optika. A sugárzás kvantumtermészete.
21. fejezet A geometriai és elektronikus optika elemei.
165. § Az optika alaptörvényei. teljes tükröződés
166. § Vékony lencsék. Objektumok képe lencsékkel
167. § Optikai rendszerek aberrációi (hibái).
168. § Fénytani alapmennyiségek és mértékegységeik
Feladatok
22. fejezet
170. § A fény természetével kapcsolatos elképzelések kidolgozása
171. § Fényhullámok koherenciája és monokromatikussága
172. § Fény interferencia
173. § A fény interferenciájának megfigyelésének módszerei
174. § Fény interferencia vékony filmekben
175. § Fény interferencia alkalmazása
23. fejezet
177. § Fresnel-zónák módszere. A fény egyenes vonalú terjedése
178. § Fresnel diffrakció kerek lyukkal és koronggal
§ 179. Fraunhofer diffrakció egy réssel
180. § Fraunhofer diffrakció diffrakciós rácson
181. § Térrács. fényszórás
182. § Diffrakció térhálón. Wolfe-Braggs formula
183. § Optikai műszerek állásfoglalása
184. § A holográfia fogalma
Feladatok
24. fejezet: Elektromágneses hullámok kölcsönhatása anyaggal.
185. § A fény szórása
186. § A fényszórás elektronikus elmélete
188. § Doppler-effektus
§ 189. Vavilov-Cserenkov sugárzás
Feladatok
25. fejezet
190. § Természetes és polarizált fény
191. § A fény polarizációja a visszaverődés és a fénytörés során két dielektrikum határán
192. § Kettős fénytörés
193. § Polarizáló prizmák és polaroidok
194. § Polarizált fény elemzése
195. § Mesterséges optikai anizotrópia
196. § A polarizációs sík elforgatása
Feladatok
26. fejezet A sugárzás kvantumtermészete.
197. § A hősugárzás és jellemzői.
198. § Kirchhoff törvénye
199. § Stefan-Boltzmann törvények és a bécsi elmozdulások
§ 200. Rayleigh-Jeans és Planck képletei.
201. § Optikai pirometria. Termikus fényforrások
§ 203. Einstein-egyenlet a külső fotoelektromos hatásra. A fény kvantumtulajdonságainak kísérleti megerősítése
204. § A fotoelektromos hatás alkalmazása
205. § Foton tömege és impulzusa. könnyű nyomás
206. § A Compton-effektus és elemi elmélete
207. § Az elektromágneses sugárzás korpuszkuláris és hullámtulajdonságainak egysége
Feladatok
6. A kvantumfizika elemei
27. fejezet. Bohr elmélete a hidrogénatomról.
§ 208. Az atommodellek, Thomson és Rutherford
209. § A hidrogénatom vonalspektruma
§ 210. Bohr posztulátumai
211. § Frank kísérletei Hertzben
212. § A hidrogénatom spektruma Bohr szerint
Feladatok
28. fejezet
213. § Az anyag tulajdonságainak korpuszkuláris-hullám dualizmusa
214. § A de Broglie-hullámok néhány tulajdonsága
215. § Bizonytalansági viszony
216. § Hullámfüggvény és statisztikai jelentése
217. § Az általános Schrödinger-egyenlet. Schrödinger-egyenlet stacionárius állapotokhoz
218. § Az okság elve a kvantummechanikában
219. § Szabad részecske mozgása
222. § Lineáris harmonikus oszcillátor a kvantummechanikában
Feladatok
29. fejezet
223. § Hidrogénatom a kvantummechanikában
224. § Elektron L-állapota hidrogénatomban
225. § Elektron spin. Spin kvantumszám
226. § Az azonos részecskék megkülönböztethetetlenségének elve. Fermionok és bozonok
Mengyelejev
229. § Röntgenspektrumok
231. § Molekulaspektrumok. Raman fényszóródás
232. § Felszívódás, spontán és stimulált emisszió
(lézerek
Feladatok
30. fejezet
234. § Kvantumstatisztika. fázistér. elosztási függvény
235. § A Bose-Einstein és Fermi-Dirac kvantumstatisztika fogalma
236. § Degenerált elektrongáz fémekben
237. § A hőkapacitás kvantumelméletének fogalma. Fonolok
238. § Következtetések a fémek elektromos vezetőképességének kvantumelméletéből a Josephson-effektus alapján
Feladatok
31. fejezet
240. § A szilárd testek zónaelméletének fogalma
241. § Fémek, dielektrikumok és félvezetők a zónaelmélet szerint
242. § Félvezetők belső vezetőképessége
243. § Félvezetők szennyező vezetőképessége
244. § Félvezetők fényvezető képessége
245. § Szilárd testek lumineszcenciája
246. § Két fém érintkezése a sávelmélet szerint
247. § Hőelektromos jelenségek és alkalmazásuk
248. § Egyenirányítás fém-félvezető érintkezőn
§ 250. Félvezető diódák és triódák (tranzisztorok
Feladatok
7. Az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemei.
32. fejezet
252. § Tömeghiba és kötési energia, magok
253. § Az atommag spinje és mágneses momentuma
254. § Nukleáris erők. Kernel modellek
255. § Radioaktív sugárzás és fajtái Kiszorítási szabályok
257. § Az a-bomlás szabályszerűségei
259. § Gammasugárzás és tulajdonságai
260. § A γ-sugárzás rezonáns elnyelése (Mössbauer-effektus)
261. § Radioaktív sugárzás és részecskék megfigyelésének és regisztrálásának módszerei
262. § A nukleáris reakciók és főbb típusaik
263. § Pozitron. Hanyatlás. Elektronikus rögzítés
265. § Atommaghasadási reakció
266. § A hasadás láncreakciója
267. § Az atomenergia fogalma
268. § Az atommagok összeolvadásának reakciója. A szabályozott termonukleáris reakciók problémája
Feladatok
33. fejezet
269. § Kozmikus sugárzás
270. § A müonok és tulajdonságaik
271. § Mezonok és tulajdonságaik
272. § Az elemi részecskék kölcsönhatásának típusai
273. § Részecskék és antirészecskék
274. § Hyperons. Az elemi részecskék furcsasága és paritása
275. § Az elemi részecskék osztályozása. Kvarkok
Feladatok
Alaptörvények és képletek
1. A mechanika fizikai alapjai
2. A molekuláris fizika és termodinamika alapjai
4. Rezgések és hullámok
5. Optika. A sugárzás kvantumtermészete
6. Az atomok, molekulák és szilárd testek kvantumfizikájának elemei
7. Az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemei
Tárgymutató

A tankönyv (9. kiadás, átdolgozott és bővített, 2004) hét részből áll, amelyek felvázolják a mechanika, a molekuláris fizika és termodinamika, az elektromosság és mágnesesség, az optika, az atomok, molekulák és szilárd testek kvantumfizikája, az atommag és az elemi részecskék fizikai alapjait. A mechanikai és elektromágneses rezgések kombinálásának kérdése racionálisan megoldott. Létrejön a logikai folytonosság és kapcsolat a klasszikus és a modern fizika között. Ellenőrző kérdések és önálló megoldási feladatok szerepelnek.
Felsőoktatási intézmények mérnöki és műszaki szakos hallgatói számára.

A KINEMATIKA ELEMEI.
A mechanika a fizika része, amely a mechanikai mozgások mintázatait és azokat az okokat vizsgálja, amelyek ezt a mozgást okozzák vagy megváltoztatják. mechanikus mozgás- ez a testek vagy részeik egymáshoz viszonyított helyzetének időbeli változása.

A mechanika mint tudomány fejlődése a 3. században kezdődik. Kr.e., amikor az ókori görög tudós Arkhimédész (Kr.e. 287-212) megfogalmazta a kar egyensúlyi törvényét és az úszótestek egyensúlyi törvényeit. A mechanika alaptörvényeit G. Galileo (1564-1642) olasz fizikus és csillagász állapította meg, végül I. Newton (1643-1727) angol tudós fogalmazta meg.

A Galileo - Newton mechanikáját klasszikus mechanikának nevezik. Olyan makroszkopikus testek mozgási törvényeit tanulmányozza, amelyek sebessége kicsi a vákuumban lévő c fénysebességhez képest. A c-hez hasonló sebességű makroszkopikus testek mozgástörvényeit a relativisztikus mechanika tanulmányozza az A. Einstein (1879-1955) által megfogalmazott speciális relativitáselmélet alapján. A mikroszkopikus testek (egyedi atomok és elemi részecskék) mozgásának leírására a klasszikus mechanika törvényei nem alkalmazhatók - ezeket a kvantummechanika törvényei váltják fel.

TARTALOMJEGYZÉK
Előszó 2
Bevezetés 2
A fizika tantárgy és kapcsolata más tudományokkal 2
A fizikai mennyiségek mértékegységei 3
1 A MECHANIKA FIZIKAI ALAPJAI 4
1. fejezet Kinematikai elemek 4
1. § Modellek a mechanikában. Referencia rendszer. Trajektória, úthossz, eltolási vektor 4
§ 2. Sebesség 6
3. § Gyorsulás és összetevői 7
§ 4. Szögsebesség és szöggyorsulás 9
2. fejezet Anyagi pont dinamikája és merev test transzlációs mozgása 11
§ 5. Newton első törvénye. Súly. Erő 11
6. § Newton második törvénye 11
7. § Newton harmadik törvénye 13
8. § Súrlódási erők 13
9. § A lendület megmaradásának törvénye. Súlypont 14
10. § Változó tömegű test mozgásegyenlete 16
3. fejezet Munka és energia 17
§tizenegy. Energia, munka, hatalom 17
§ 12. Kinetikai és potenciális energiák 18
13. § Az energiamegmaradás törvénye 20
14. § Energia grafikus ábrázolása 22
15. § Abszolút rugalmas és rugalmatlan testek hatása 23
4. fejezet Szilárdtestek mechanikája 27
16. § Tehetetlenségi nyomaték 27
§ 17. Forgási energia 28
18. § Erő pillanata. Merev test forgási mozgásának dinamikájának egyenlete 28
19. § Szögimpulzus és megmaradási törvény 29. §
20. § Szabad tengelyek. Giroszkóp 32
21. § Merev test alakváltozásai 34
5. fejezet Gravitáció. A térelmélet elemei 36
22. § Kepler törvényei. A gravitáció törvénye 36
23. § Gravitáció és súly. Súlytalanság 37
24. § Gravitációs tér és feszültség 38
25. § Munka a gravitációs térben. Gravitációs térpotenciál 38
26. § Kozmikus sebességek 40
27. § Nem inerciális vonatkoztatási rendszerek. Tehetetlenségi erők 40
6. fejezet A folyadékmechanika elemei 44
28. § Nyomás folyadékban és gázban 44
29. § 45. folytonossági egyenlet
30. § Bernoulli egyenlet és következményei 46
31. § Viszkozitás (belső súrlódás). A folyadékáramlás lamináris és turbulens rendszerei 48
32. § A viszkozitás meghatározásának módszerei 50
33. § Testek mozgása folyadékokban és gázokban 51
7. fejezet A speciális (magán) relativitáselmélet elemei 53
34. § Galilei transzformációk. A relativitáselmélet mechanikai elve 53
35. § A speciális (partikuláris) relativitáselmélet posztulátumai 54
36. § Lorentz transzformációk 55
37. § A Lorentz-transzformációk következményei 56
38. § Események közötti időköz 59
39. § Anyagi relativisztikus dinamika alaptörvénye 60. pont
40. § A tömeg és az energia kapcsolatának törvénye 61
2 A MOLEKULÁRIS FIZIKA ÉS TERMODINAMIKA ALAPJAI 63
8. fejezet Az ideális gázok molekuláris kinetikai elmélete 63
41. § Statisztikai és termodinamikai módszerek. Az ideális gáz kísérleti törvényei 63
42. § Clapeyron – Mengyelejev egyenlete 66
43. § Az ideális gázok molekuláris-kinetikai elméletének alapegyenlete 67
44. § Maxwell törvénye az ideális gáz molekuláinak eloszlásáról a hőmozgás sebessége és energiája szerint 69
45. § Barometrikus képlet. Boltzmann-eloszlás 71
46. ​​§ Átlagos ütközések száma és a molekulák átlagos szabad útja 72
47. § A molekuláris-kinetikai elmélet kísérleti alátámasztása 73
48. § Szállítási jelenségek termodinamikailag nem egyensúlyi rendszerekben 74
48. § Vákuum és megszerzésének módjai. Az ultraritkított gázok tulajdonságai 76
9. fejezet A termodinamika alapjai 78
50. § Egy molekula szabadságfokainak száma. Az energia egyenletes eloszlásának törvénye a molekulák szabadsági fokai között 78
51. § A termodinamika első főtétele 79
52. § Egy gáz munkája térfogatváltozással 80
53. § Hőteljesítmény 81
54. § A termodinamika első főtételének alkalmazása izofolyamatokra 82
55. § Adiabatikus folyamat. Politróp folyamat 84
56. § Körfolyamat (ciklus). Reverzibilis és irreverzibilis folyamatok 86
57. § Entrópia, statisztikai értelmezése és összefüggése a termodinamikai valószínűséggel 87
58. § A termodinamika második főtétele 89
59. § Hőgépek és hűtőgépek. A Carnot-ciklus és annak hatékonysága az ideális gázhoz 90
Feladatok 92
10. fejezet Valódi gázok, folyadékok és szilárd anyagok 93
60. § Intermolekuláris kölcsönhatás erői és potenciális energiája 93
61. § Van der Waals 94. egyenlet
62. § Van der Waals izotermák és elemzésük 95
63. § Valódi gáz belső energiája 97
64. § Joule-Thomson-effektus 98
65. § Gázok cseppfolyósítása 99
66. § Folyadékok tulajdonságai. Felületi feszültség 100
67. § Nedvesítés 102
68. § Nyomás a folyadék ívelt felülete alatt 103
69. § Kapilláris jelenségek 104
70. § Szilárd testek. Mono- és polikristályok 104
71. § A kristályos szilárd anyagok fajtái 105
72. § Kristályhibák 109
73. § Szilárd anyagok hőkapacitása 110
74. § Bepárlás, szublimáció, olvasztás és kristályosítás. Amorf testek 111
75. § 113. típusú I. és II. fázisátmenetek
76. § Állapotdiagram. Hárompontos 114
Feladatok 115
3 ELEKTROMOSSÁG ÉS ELEKTROMÁGNESSÉG 116
11. fejezet Elektrosztatika 116
77. § Az elektromos töltés megmaradásának törvénye 116
78. § Coulomb-törvény 117. §
79. § Elektrosztatikus tér. Elektrosztatikus térerősség 117
80. § Az elektrosztatikus mezők szuperpozíciójának elve. 119-es dipólusmező
81. § Gauss tétele elektrosztatikus térre vákuumban 120
82. § A Gauss-tétel alkalmazása néhány elektrosztatikus mező kiszámítására vákuumban 122
83. § Az elektrosztatikus térerősség vektor cirkulációja 124
84. § Az elektrosztatikus tér potenciálja 125
85. § Feszültség, mint potenciál gradiens. Egyenpotenciálfelületek 126
86. § A potenciálkülönbség számítása a térerősségből 127
87. § Dielektrikumok fajtái. Dielektrikumok polarizációja 128
88. § Polarizáció. Térerősség dielektrikumban 129
88. § Elektromos elmozdulás. Gauss-tétel elektrosztatikus térre dielektrikumban 130
90. § Feltételek két dielektromos közeg határfelületén 131
91. § Ferroelektromos 132. §
92. § Vezetők elektrosztatikus térben 134
93. § Magánvezető elektromos kapacitása 136
94. § Kondenzátorok 136
95. § Töltésrendszer, egy vezető és egy kondenzátor energiája. Az elektrosztatikus tér energiája 138
Feladatok 140
12. fejezet Egyenáram 141
96. § Elektromos áram, erősség és áramsűrűség 141
97. § Külső erők. Elektromotoros erő és feszültség 142
98. § Ohm törvénye. A vezető ellenállása 143
99. § Munka és áramerősség. Joule-Lenz törvény 144
100. § Ohm törvénye a lánc inhomogén szakaszára 145
101. § Kirchhoff szabályai az elágazó körökre 146
Feladatok 148
13. fejezet Elektromos áramok fémekben, vákuumban és gázokban 148
102. § A fémek elektromos vezetőképességének klasszikus elmélete 148
103. § Az elektromos áram alaptörvényeinek levezetése in klasszikus elmélet fémek elektromos vezetőképessége 149
104. § Elektronok munkafunkciója fémből 151
105. § Kibocsátási jelenségek és alkalmazásuk 152. §
106. § Gázok ionizálása. Nem önfenntartó gázkibocsátás 154
107. § Önálló gázkibocsátás és fajtái 155
108. § A plazma és tulajdonságai 158
Feladatok 159
14. fejezet Mágneses mező 159
109. § A mágneses tér és jellemzői 159
110. § Biot - Savart - Laplace törvény és alkalmazása a mágneses tér kiszámítására 162
111. § Ampère törvény. Párhuzamos áramok kölcsönhatása 163
112. § Mágneses állandó. A mágneses indukció és a mágneses térerősség mértékegységei 164
113. § Mozgó töltés mágneses tere 165
114. § Mágneses tér hatása mozgó töltésre 166
115. § Töltött részecskék mozgása mágneses térben 166
116. § Töltött részecskegyorsítók 167
117. § Csarnokeffektus 169
118. § Mágneses tér B vektorának cirkulációja vákuumban 169
119. § A szolenoid és a toroid mágneses tere 171
120. § A mágneses indukciós vektor fluxusa. Gauss-tétel a B 172 mezőre
121. § Vezető és áramvezető áramkör mozgatása mágneses térben 172
Feladatok 174
15. fejezet Elektromágneses indukció 174
122. §. Az elektromágneses indukció jelensége (Faraday kísérletei) 174
123. § Faraday törvénye és levezetése az energiamegmaradás törvényéből 175
124. § A keret elforgatása mágneses térben 177
125. § Örvényáramok (Foucault-áramok) 177. §
126. § Az áramkör induktivitása. Önindukció 178
127. § Áramok az áramkör nyitásakor és zárásakor 179
128. § Kölcsönös beiktatás 181. §
129. § Transzformátorok 182
130. § A mágneses tér energiája 183
16. fejezet Az anyag mágneses tulajdonságai 184
131. § Elektronok és atomok mágneses momentumai 184
132. § Dia- és paramágnesesség 186
133. § Mágnesezés. Mágneses tér az anyagban 187
134. § Feltételek két mágnes határfelületén 189
135. § Ferromágnesek és tulajdonságaik 190
136. § A ferromágnesesség természete 191. §
17. fejezet Maxwell elektromágneses térre vonatkozó elméletének alapjai 193
137. § Vortex elektromos tér 193
138. § Eltolási áram 194
139. § Maxwell-egyenletek az elektromágneses térre 196
4 OSCILLÁCIÓK ÉS HULLÁMOK 198
18. fejezet Mechanikai és elektromágneses rezgések 198
140. § A harmonikus rezgések és jellemzőik 198
141. § Mechanikai harmonikus rezgések 200
§ 142. Harmonikus oszcillátor. Tavaszi, fizikai és matematikai ingák 201
143. § Szabad harmonikus rezgések be oszcillációs áramkör 203
144. § Azonos irányú és azonos frekvenciájú harmonikus rezgések összeadása. Beats 205
145. § Kölcsönösen merőleges kilengések összeadása 206
146. § A szabad csillapított rezgések (mechanikai és elektromágneses) differenciálegyenlete és megoldása. Önrezgések 208
147. § Kényszer rezgések (mechanikai és elektromágneses) differenciálegyenlete és megoldása 211
148. § A kényszerrezgések (mechanikai és elektromágneses) amplitúdója és fázisa. Rezonancia 213
148. § Váltóáram 215
150. § Feszültségrezonancia 217
151. § Áramok rezonanciája 218
152. § A váltakozó áramú áramkörben felszabaduló teljesítmény 219
19. fejezet Rugalmas hullámok 221
153. § Hullámfolyamatok. Hosszanti és keresztirányú hullámok 221
154. § A haladó hullám egyenlete. fázissebesség. 222. hullámegyenlet
155. § A szuperpozíció elve. Csoportsebesség 223
156. § Hullámok interferenciája 224
157. § Állóhullámok 225
158. § Hanghullámok 227
S 159. Doppler-effektus az akusztikában 228
160. § Ultrahang és alkalmazása 229. §
20. fejezet Elektromágneses hullámok 230
161. § Elektromágneses hullámok kísérleti előállítása 230
162. § Elektromágneses hullám differenciálegyenlete 232
163. § Elektromágneses hullámok energiája. Elektromágneses tér impulzus 233
164. § Dipólus sugárzása. Elektromágneses hullámok alkalmazása 234
5 OPTIKA. A SUGÁRZÁS KVANTUMTERMÉSZETE 236
21. fejezet A geometriai és elektronikus optika elemei 236
165. § Az optika alaptörvényei. Teljes visszaverődés 236
166. § Vékony lencsék. Objektív objektívek képe 238
187. § Optikai rendszerek aberrációi (hibái) 241. §
168. § Fénytani alapmennyiségek és mértékegységeik 242. §
189. § Elektronikus optika elemei 243
22. fejezet Fény interferencia 245
170. § Elképzelés a fény természetéről 245
171. § Fényhullámok koherenciája és monokromatikussága 248
172. § Fény interferencia 249
173. § A fény interferenciájának megfigyelésének módszerei 250
174. § Fény interferencia vékonyrétegekben 252
175. § Fény interferencia alkalmazása 254. §
23. fejezet A fény diffrakciója 257
176. § Huygens-Fresnel elv 257
177. § Fresnel-zónák módszere. A fény egyenes vonalú terjedése 258
178. § Fresnel diffrakció kerek lyukkal és 260 koronggal
178. § Fraunhofer diffrakció egy réssel 261
180. § Fraunhofer diffrakció diffrakciós ráccsal 263
181. § Térrács. Fényszórás 265
182. § Diffrakció térhálón. Wolfe formula – Braggs 266
183. § Optikai műszerek 267. határozata
184. § A holográfia fogalma 268
24. fejezet Elektromágneses hullámok kölcsönhatása anyaggal 27 0
185. § Fény szórása 270
186. § A ragyogás szóródásának elektronelmélete 271
187. § Fényelnyelés (abszorpció) 273. §
188. § Doppler-effektus 274
189. § Vavilov-Cserenkov sugárzás 275
25. fejezet A fény polarizációja 276
190. § Természetes és polarizált fény 276
191. § A fény polarizációja a visszaverődés és a fénytörés során két dielektrikum határán 278
192. § Kettős fénytörés 279
193. § Polarizáló prizmák és polaroidok 280
194. § Polarizált fény elemzése 282
195. § Mesterséges optikai anizotrópia 283
196. § A polarizációs sík elforgatása 284
26. fejezet A sugárzás kvantumtermészete 285
197. § A hősugárzás és jellemzői 285. §
188. § Kirchhoff törvény 287. §
199. § Stefan-Boltzmann törvények és bécsi elmozdulások 288
200. §. Rayleigh képlete – Jeans és Planck 288
201. § Optikai pirometria. Hőfényforrások 291
202. § A fotoelektromos hatás fajtái. A külső fotoelektromos hatás törvényei 292
§ 203. Einstein-egyenlet a külső fotoelektromos hatásra. A fény kvantumtulajdonságainak kísérleti megerősítése 294
204. § A fotoelektromos hatás alkalmazása 296. §
205. § Foton tömege és impulzusa. Enyhe nyomás 297
206. § A Compton-effektus és elemi elmélete 298
207. § Az elektromágneses sugárzás korpuszkuláris és hullámtulajdonságainak egysége 299
6 AZ ATOMOK, MOLEKULÁK ÉS SZILÁRD TESTEK KVANTUMFIZIKÁJÁNAK ELEMEI 300
27. fejezet Bohr elmélete a hidrogénatomról 300
208. §. Thomson és Rutherford atommodellei 300
209. § A hidrogénatom vonalspektruma 301
210. § Bohr posztulátumai 302
211. § Frank és Hertz kísérletei 303
212. § A hidrogénatom spektruma Bohr 304 szerint
28. fejezet A kvantummechanika elemei 306
213. § Az anyag tulajdonságainak korpuszkuláris-hullám dualizmusa 306
214. § A da Broglie hullámok egyes tulajdonságai 308
215. § Bizonytalansági viszony 308
216. § Hullámfüggvény és statisztikai jelentése 311
217. § Az általános Schrödinger-egyenlet. Schrödinger-egyenlet álló állapotokhoz 312
218. § Az okság elve az ötödik mechanikában 314
219. § Egy szabad részecske mozgása 314
220. § Részecske egy egydimenziós téglalap alakú "potenciálkútban", végtelenül magas "falakkal" 315
221. § Egy részecske áthaladása potenciálgáton. Alagúthatás 317
222. § Lineáris harmonikus oszcillátor a kvantummechanikában 320
29. fejezet Az atomok és molekulák modern fizikájának elemei 321
223. § Hidrogénatom a kvantummechanikában 321
224. § 1s-Az elektron állapota hidrogénatomban 324
225. § Elektron spin. A 325-ös spinkvantumszám
226. § Az azonos részecskék megkülönböztethetetlenségének elve. Fermionok és bozonok 326
227. § Pauli-elv. Az elektronok megoszlása ​​egy atomban állapotok szerint 327
228. § Periodikus rendszer Mengyelejev 328 elemei
229. § Röntgenspektrumok 330
§ 230. Molekulák: kémiai kötések, az energiaszintek fogalma 332
231. § Molekulaspektrumok. A fény Raman-szórása 333
232. § Abszorpció. Spontán és stimulált emisszió 334
233. § Optikai kvantumgenerátorok (lézerek) 335
30. fejezet A kvantumstatisztika elemei 338
234. § Kvantumstatisztika. fázistér. Elosztási függvény 338
235. § A kvantumstatisztika fogalma Bose - Einstein és Fermi - Dirac 339
236. § Degenerált elektrongáz fémekben 340
237. § A hőkapacitás kvantumelméletének fogalma. Phonons 341
238. § A fémek elektromos vezetőképességének kvantumelméletének következtetései 342
239. § Szupravezetés. A Josephson-effektus megértése 343
31. fejezet A szilárdtestfizika elemei 345
240. § A szilárd testek zónaelméletének fogalma 345
241. § Fémek, dielektrikumok és félvezetők a zónaelmélet szerint 346
242. § Félvezetők belső vezetőképessége 347
243. § Félvezetők szennyezett vezetőképessége 350
244. § Félvezetők fényvezető képessége 352
245. § Szilárd testek lumineszcenciája 353
246. § Két fém érintkezése a sávelmélet szerint 355
247. § Hőelektromos jelenségek és alkalmazásuk 356. §
248. § Egyenirányítás a fém-félvezető érintkezőn 358
249. § Elektronikus és lyukas félvezetők érintkezése (p-n átmenet) 360
250. § Félvezető diódák és triódák (tranzisztorok) 362. §
7 AZ Atommag és elemi részecskék FIZIKÁJÁNAK ELEMEI 364
32. fejezet A magfizika elemei 364
251. § Az atommag mérete, összetétele és töltése. Tömeg- és töltésszám 364
252. § Tömeghiba és nukleáris kötőenergia 365
253. § Az atommag spinje és mágneses momentuma 366
254. § Nukleáris erők. Kernelmodellek 367
255. § Radioaktív sugárzás és fajtái 368
256. § Radioaktív bomlás törvénye. Beszámítási szabályok 369
257. § A -bomlás szabályszerűségei 370
258. § Bomlás. Neutrino 372
259. § Gammasugárzás és tulajdonságai 373. §
260. § -sugárzás rezonáns elnyelése (Mössbauer-effektus *) 375
261. § Radioaktív sugárzás és részecskék megfigyelésének és regisztrálásának módszerei 376
262. § Az atomreakciók és főbb típusaik 379
263. § Pozitron. Hanyatlás. Elektronikus markolat 381
264. § A neutron felfedezése. Nukleáris reakciók neutronok hatására 382
265. § Atommaghasadási reakció 383
266. § A hasadás láncreakciója 385
267. § Az atomenergia fogalma 386
268. § Az atommagok összeolvadásának reakciója. A szabályozott termonukleáris reakciók problémája 388
33. fejezet A részecskefizika elemei 390
269. § Kozmikus sugárzás 390
270. § Muonok és tulajdonságaik 391. §
271. § Mezonok és ingatlanaik 392. §
272. § Az elemi részecskék kölcsönhatásának típusai 393
273. § Részecskék és antirészecskék 394. §
274. § Hyperons. Az elemi részecskék furcsasága és paritása 396
275. § Az elemi részecskék osztályozása. Kvarkok 397
KÖVETKEZTETÉS 400
ALAPTÖRVÉNYEK ÉS 402. FORMULA
TÁRGYMUTATÓ 413.

T.I. Trofimova

JÓL

FIZIKA

Hetedik kiadás, sztereotip

RAJÁNLOTTMOKTATÁSI MINISZTÉRIUM

ROSSIANFEDERATIONS MINT TANÍTÁSI SEGÉLY

MÉRNÖKRE- MŰSZAKI SPECIFIKÁCIÓK

FELSŐOKTATÁSI INTÉZMÉNYEK

ELVÉGEZNI AZ ISKOLÁT

2003

Lektor: az A.M.-ről elnevezett Fizika Tanszék professzora. A Moszkvai Energetikai Intézet gyártója ( technikai Egyetem) V. A. Kaszjanov

ISBN 5-06-003634-0

Szövetségi Állami Egységes Vállalat "Kiadó" Felsőiskola ", 2003

A kiadvány eredeti elrendezése a Vysshaya Shkola kiadó tulajdona, és bármilyen módon történő sokszorosítása (reprodukciója) a kiadó hozzájárulása nélkül tilos.

ELŐSZÓ

A tankönyv a felsőoktatási intézmények mérnök-műszaki szakainak fizika szakának aktuális programjával összhangban készült, és a felsőoktatási műszaki felsőoktatási intézmények nappali tagozatos hallgatói számára készült, korlátozott óraszámmal fizika szakon, esti, ill. távollétében tanulás.

A tankönyv kis terjedelmét gondos válogatással és az anyag tömör bemutatásával érik el.

A könyv hét részből áll. Az első részben a klasszikus mechanika fizikai alapjainak szisztematikus bemutatása, valamint a speciális (partikuláris) relativitáselmélet elemei is szóba kerülnek. A második rész a molekuláris fizika és a termodinamika alapjaival foglalkozik. A harmadik rész az elektrosztatikával, az egyenárammal és az elektromágnesességgel foglalkozik. A negyedik, a rezgés- és hullámelmélet bemutatásának szentelt részben a mechanikai és az elektromágneses rezgéseket párhuzamosan vizsgáljuk, feltüntetjük hasonlóságukat és különbségeiket, valamint összehasonlítjuk a megfelelő rezgések során fellépő fizikai folyamatokat. Az ötödik rész a geometriai és elektronikus optika elemeivel, a hullámoptikával és a sugárzás kvantumtermészetével foglalkozik. A hatodik rész az atomok, molekulák és szilárd testek kvantumfizikájának elemeivel foglalkozik. A hetedik rész az atommag és az elemi részecskék fizikájának elemeit vázolja fel.

Az anyag bemutatása nehézkes matematikai számítások nélkül történik, kellő figyelmet fordítanak a jelenségek fizikai lényegére és az azokat leíró fogalmakra, törvényszerűségekre, valamint a modern és klasszikus fizika folytonosságára. Az összes életrajzi adatot Yu. A. Khramov "Fizika" (M .: Nauka, 1983) című könyve szerint adták meg.

A vektormennyiségek jelölésére minden ábrán és a szövegben félkövér betűtípust használunk, kivéve a görög betűkkel jelölt mennyiségeket, amelyeket technikai okokból világos betűkkel, nyíllal írunk a szövegbe.

A szerző mély köszönetét fejezi ki kollégáinak és olvasóinak, akik kedves észrevételeikkel, javaslataikkal hozzájárultak a könyv továbbfejlesztéséhez. Különösen hálás vagyok V. A. Kaszjanov professzornak a tankönyv áttekintéséért és megjegyzéseiért.

BEVEZETÉS

A FIZIKA TÁRGYA ÉS KAPCSOLATA MÁS TUDOMÁNYOKKAL

A körülötted lévő világ, minden, ami körülöttünk létezik, és amit érzékelünk, az anyag.

A mozgás az anyag és létezésének formájának szerves tulajdonsága. A mozgás a szó tág értelmében mindenféle változást jelent az anyagban – az egyszerű elmozdulástól a legösszetettebb gondolkodási folyamatokig.

Az anyag mozgásának különféle formáit különböző tudományok, köztük a fizika is tanulmányozzák. A fizika témája, mint minden tudományé, csak akkor tárható fel, ha részletesen bemutatjuk. Meglehetősen nehéz a fizika tárgyát szigorúan meghatározni, mivel a fizika és számos rokon tudományág közötti határok önkényesek. A fejlődés ezen szakaszában lehetetlen a fizika meghatározását csak természettudományként tartani.

A. F. Ioffe akadémikus (1880-1960; orosz fizikus) a fizikát olyan tudományként határozta meg, amely az anyag és a tér mozgásának általános tulajdonságait és törvényeit vizsgálja. Ma már általánosan elfogadott, hogy minden kölcsönhatást mezők, például gravitációs, elektromágneses vagy nukleáris erőterek segítségével hajtanak végre. A mező az anyaggal együtt az anyák egyik létformája. A mező és az anyag közötti elválaszthatatlan kapcsolat, valamint tulajdonságaik különbsége a kurzus előrehaladtával foglalkozik.

A fizika az anyag mozgásának legegyszerűbb és egyben legáltalánosabb formáinak és azok kölcsönös átalakulásának tudománya. A fizika által vizsgált anyagmozgási formák (mechanikai, termikus stb.) az anyagmozgás minden magasabb és összetettebb formájában (kémiai, biológiai stb.) jelen vannak. Ezért ezek, mivel a legegyszerűbbek, egyben az anyag mozgásának legáltalánosabb formái. Az anyagmozgás magasabb és összetettebb formái más tudományok (kémia, biológia stb.) vizsgálatának tárgyát képezik.

A fizika szorosan kapcsolódik a természettudományokhoz. A fizikának ez a szoros kapcsolata a természettudomány más ágaival, amint azt S. I. Vavilov akadémikus (1891-1955; orosz fizikus és közéleti személyiség) megjegyezte, ahhoz a tényhez vezetett, hogy a fizika csillagászattá, geológiává, kémiává, biológiává és más, legmélyebb gyökerű tudományokká nőtte ki magát. természettudományok. Ennek eredményeként számos új kapcsolódó tudományág alakult ki, mint például az asztrofizika, a biofizika stb.

A fizika is szorosan összefügg a technológiával, és ez a kapcsolat kétirányú. A fizika a technológiai igényekből nőtt ki (az ókori görögöknél a mechanika fejlődését például az akkori építőipari és haditechnikai igények okozták), a technológia pedig meghatározza a fizikai kutatás irányát (például egy időben a leggazdaságosabb hőgépek megalkotásának feladata okozta a termodinamika rohamos fejlődését). Másrészt a gyártás technikai színvonala a fizika fejlettségétől függ. A fizika az alapja új technológiai ágak (elektronika, nukleáris technológia stb.) létrehozásának.

A fizika rohamos fejlődési üteme, erősödő kapcsolata a technikával jelzi a fizika szaknak a műszaki főiskolán betöltött jelentős szerepét: ez a mérnök elméleti képzésének alapvető alapja, amely nélkül sikeres tevékenysége lehetetlen.

EA FIZIKAI MÉRTÉKEGYSÉGEK

A fizikában a fő kutatási módszer az tapasztalat- gyakorlaton, az objektív valóság szenzoros-empirikus ismeretén alapuló, azaz a vizsgált jelenségek megfigyelése pontosan figyelembe vett körülmények között, amelyek lehetővé teszik a jelenségek lefolyásának nyomon követését, és e feltételek ismétlődése esetén annak ismételt reprodukálását.

Hipotéziseket állítanak fel a kísérleti tények magyarázatára.

Hipotézis egy jelenség magyarázatára felhozott tudományos feltevés, amely tapasztalati és tapasztalati igazolást igényel elméleti alátámasztása hogy hiteles tudományos elméletté váljon.

A kísérleti tények általánosításának, valamint az emberek tevékenységének eredményeinek eredményeként fizikai törvények- a természetben létező, stabilan ismétlődő objektív minták. A legfontosabb törvények összefüggést teremtenek a fizikai mennyiségek között, amelyekhez ezeket a mennyiségeket mérni kell. A fizikai mennyiség mérése mérőműszerek segítségével végzett művelet, amellyel egy fizikai mennyiség értékét elfogadott mértékegységekben találjuk meg. A fizikai mennyiségek mértékegységei tetszőlegesen megválaszthatók, de ilyenkor nehézségek adódnak az összehasonlításuk során. Ezért célszerű bevezetni az összes fizikai mennyiség mértékegységére kiterjedő mértékegységrendszert.

Egy mértékegységrendszer felépítéséhez több független fizikai mennyiséghez önkényesen kell egységeket választani. Ezeket az egységeket ún alapvető. A fennmaradó mennyiségek és mértékegységeik az ezekre és a mennyiségekre vonatkozó törvényekből származnak egységek a főbbekkel. Úgy hívják származékai.

Jelenleg a nemzetközi rendszer (SI) használata kötelező a tudományos és ismeretterjesztő irodalomban, amely hét alapegységen – méter, kilogramm, másodperc, amper, kelvin, mol, kandela – és két további – radiánon és szteradiánon – alapul.

Méter(m) a fény által vákuumban megtett út hossza 1/299792458 s alatt. Kilogramm(kg) - tömeg, amely megegyezik a kilogramm nemzetközi prototípusának tömegével (platina-iridium henger, amelyet a Párizs melletti Sevres-i Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Irodában tárolnak).

Második(s) - 9 192631770 sugárzási periódusnak megfelelő idő, amely a cézium-133 atom alapállapotának két hiperfinom szintje közötti átmenetnek felel meg.

Amper(A) - a változatlan áram erőssége, amely két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolható keresztmetszetű, vákuumban egymástól 1 m távolságra elhelyezkedő egyenes vonalú vezetőn áthaladva ezek között a vezetékek között 2⋅10 -7 N erőt hoz létre minden méter hosszúságban.

Kelvin(K) - a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16 része.

anyajegy(mol) - az azonos mennyiséget tartalmazó rendszer anyagának mennyisége szerkezeti elemek, hány atomot tartalmaz a 0,012 kg tömegű 12 C nuklid.

Candela(cd) - 540 "10 12 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás fényerőssége adott irányban, amelynek energiaintenzitása ebben az irányban 1/683 W / sr.

Radian(rad) - a kör két sugara közötti szög, amelyek közötti ív hossza megegyezik a sugárral.

Szteradián(cp) - a gömb közepén lévő csúcsponttal rendelkező térszög, kivágva egy területet a gömb felületéből, egyenlő a területtel egy négyzet, amelynek oldala megegyezik a gömb sugarával.

A származtatott egységek megállapításához fizikai törvényeket használnak, amelyek összekötik őket az alapegységekkel. Például az egyenletes egyenes vonalú mozgás képletéből v=st (s- megtett távolság, t- idő) a sebesség származtatott mértékegysége 1 m/s.