З-34 |
Зарін, П. П. Курс загальної фізики [Текст] : конспект лекцій / П. П. Зарін. – Івано-Франківськ : ІФНТУНГ, 2003. – 350 с. – (Кафедра загальної та прикладної фізики).
Даний конспект лекцій з загального курсу фізики складається з 35 лекцій, які читаються в двох семестрах. У конспекті викладено фізичні основи механіки і молекулярної фізики, електродинаміки, оптики і атомної фізики.
Особливу увагу звернено на висвітлення принципових питань класичної і сучасної фізики. При викладанні матеріалу використовувався лише найбільш необхідний математичний апарат. Матеріал окремих лекцій подано дещо ширше для більш поглибленого вивчення.
Посібник необхідний для самостійного опрацювання лекційного матеріалу студентами, які вивчають фізику лише в двох семестрах.
ЗМІСТ
стор.
Лекція 1. Фізичні основи механіки 3
1.1 Вступ 3
1.2 Основні поняття 6
1.3 Швидкість 8
1.4 Прискорення 10
1.5 Кінематика обертального руху 13
Лекція 2. Динаміка матеріальної точки 17
2.1 Простір і час в механіці Ньютона 17
2.2 Перший закон Ньютона 17
2.3 Інерціальні системи відліку 18
2.4 Другий закон Ньютона 19
2.5 Третій закон Ньютона 21
2.6 Закон збереження імпульсу 22
2.7 Закон руху центра мас 23
Лекція 3. Робота і енергія.
Закон збереження енергії 24
3.1 Механічна робота. Потужність 24
3.2 Кінетична енергія 27
3.3 Потенціальна енергія механічної системи 28
3.4 Закон збереження енергії в механіці 30
3.5 Застосування законів збереження
для випадку удару 32
Лекція 4. Динаміка обертального руху
твердого тіла 34
4.1 Основне рівняння динаміки обертового руху 34
4.2 Закон збереження моменту кількості руху 38
4.3 Кінетична енергія 40
4.4 Поняття про гіроскоп 42
Лекція 5. Неінерційні системи відліку.
Рух в полі тяжіння 43
5.1 Неінерційні системи відліку 43
5.2 Сили інерції у системах відліку,
що рівномірно обертаються 46
5.3 Закон Всесвітнього тяжіння.
Рух у центральному силовому полі 48
5.4 Рух в полі тяжіння 51
Лекція 6. Елементи спеціальної
теорії відносності 53
6.1 Перетворення Галілея.
Механічний принцип відносності 53
6.2 Спеціальна теорія відносності 55
6.3 Перетворення Лоренца 56
6.4 Наслідки з перетворень Лоренца 57
6.5 Інтервал між подіями 60
6.6 Динаміка СТВ 60
Лекція 7. Елементи механіки
суцільних середовищ 62
7.1 Закони Паскаля і Архімеда. Гідростатичний тиск62
7.2 Стаціонарний рух рідин. Рівняння Бернуллі 65
7.3 Гідродинаміка в'язкої рідини. Формула Стокса…70
Лекція 8. Молекулярна фізика і термодинаміка. . 71
8.1 Дослідні закони ідеального газу.
Абсолютна температура 74
8.2 Рівняння стану ідеального газу 78
83 Основне рівняння МКТ ідеальних газів 81
Лекція 9. Розподіл молекул за швидкостями.
Барометрична формула. Явища переносу 84
9.1 Розподіл молекул за швидкостями 84
9.2 Барометрична формула. Розподіл Больцмана 86
9.3 Середнє число зіткнень. Середня довжина вільного пробігу молекул 88
9.4 Явище переносу в газах 90
Лекція 10. Перший закон термодинаміки 92
10.1 Внутрішня енергія.
Розподіл енергії за ступенями вільності 92
10.2 Робота і теплота.
Перший закон термодинаміки 95
10.3 Теплоємність речовини 98
Лекція 11. Робота газу при ізопроцесах.
Другий закон термодинаміки.
Цикл Карно. Ентропія 101
11.1 Ізохоричний процес 101
11.2 Ізобаричнийпроцес 102
11.2 Ізотермічний процес 103
11.3 Адіабатичний процес 104
11.5 Оборотні й необоротні процеси.
Термічний коефіцієнт корисної дії для
кругового процесу 105
11.6 Другий закон термодинаміки 107
11.7 Цикл Карно та його ККД для ідеального газу 109
11.8 Ентропія 111
11.9 Третій закон термодинаміки 114
Лекція 12. Реальні гази. Рівняння стану.
Ізотерми. Внутрішня енергія 115
12.1 Загальна характеристика реальних газів 115
12.2 Рівняння стану реального газу 117
12.3 Ізотерми Ван - дер Ваальса 118
12.4 Внутрішня енергія реального газу 122
Лекція 13. Тверді тіла. Фазові переходи.
Елементи фізики рідин 123
13.1 Будова твердих тіл 123
13.2 Типи кристалічних твердих тіл 124
13.3 Теплоємність твердих тіл 128
13.4 Поняття фази 129
13.5 Фазова діаграма 130
13.6 Загальна характеристика
рідкого стану речовини 131
13.7 Взаємодія рідини з твердим тілом.
Додатковий тиск під
викривленою поверхнею рідини 134
13.8 Капілярні явища 137
Лекція 14. Електрика. Електростатичне поле.
Теорема Гаусса 138
14.1 Розвиток уявлень про електрику 138
14.2 Закон збереження електричного заряду.
Закон Кулона 139
14.3 Електростатичне поле 141
14.4 Теорема Гаусса для електростатичного
поля у вакуумі 144
Лекція 15. Робота в електростатичному полі.
Потенціал. Циркуляція вектора Ё 148
15.1 Робота в електростатичному полі 148
15.2 Діелектрики в електричному полі 151
15.3 Електричне зміщення.
Теорема Остроградського - Гаусса 153
15.4 Сегнетоелектрики 154
Лекція 16. Провідники в електричному полі.
Електроємність. Енергія електричного поля 156
16.1 Провідники в електричному полі 156
16.2 Електроємність відокремленого провідника 160
16.3 Конденсатори 161
16.4 Енергія зарядженого провідника і
енергія електричного поля 164
Лекція 17. Постійний електричний струм 165
17.1 Поняття про електричний струм 165
17.2 Елементи класичної електронної теорії електропровідності металів 167
17.3 Сторонні сили.
Електрорушійна сила і напруга 170
17.4 Закон Ома. Опір провідників 171
Лекція 18. Робота і потужність струму.
Закон Джоуля-Ленца. Правила Кірхгофа.
Струм в електролітах і газах 173
18.1 Робота і потужність струму 173
18.2 Закон Ома для неоднорідної ділянки кола 174
18.3 Правила Кірхгофа 175
18.4 Електропровідність електролітів 176
18.5 Електричний струм у газах 178
Лекція 19. Електромагнетизм.
Магнітне поле у вакуумі.
Індукція магнітного поля 181
19.1 Магнітне поле. Закон Ампера 181
19.2 Закон Біо-Савара-Лапласа 183
19.3 Взаємодія струмів. Сила Лоренца.
Магнітне поле Землі 185
19.4 Сила Лоренца 187
19.5 Магнітне поле Землі 188
Лекція 20. Закон повного струму.
Потік вектора магнітної індукції
Електромагнітна індукція 190
20.1 Закон повного струму (циркуляція вектора В).. 190
20.2 Потік вектора магнітної індукції.
Теорема Гаусса 193
20.3 Робота, що виконується при переміщенні провідника з струмом у магнітному полі 193
20.4 Електромагнітна індукція 195
20.5 Індуктивність контура. Самоіндукція 198
20.6 Енергія магнітного поля 199
Лекція 21. Магнітне поле в речовині.
Рівняння Максвелла 200
21.1 Намагніченість магнетику 200
21.2 Напруженість магнітного поля 201
21.3 Фізична природа магнетизму 204
17.4 Закон Ома. Опір провідників 171
Лекція 18. Робота і потужність струму.
Закон Джоуля-Ленца. Правила Кірхгофа.
Струм в електролітах і газах 173
18.1 Робота і потужність струму 173
18.2 Закон Ома для неоднорідної ділянки кола 174
18.3 Правила Кірхгофа 175
18.4 Електропровідність електролітів 176
18.5 Електричний струм у газах 178
Лекція 19. Електромагнетизм.
Магнітне поле у вакуумі.
Індукція магнітного поля 181
19.1 Магнітне поле. Закон Ампера 181
19.2 Закон Біо-Савара-Лапласа 183
19.3 Взаємодія струмів. Сила Лоренца.
Магнітне поле Землі 185
19.4 Сила Лоренца 187
19.5 Магнітне поле Землі 188
Лекція 20. Закон повного струму.
Потік вектора магнітної індукції
Електромагнітна індукція 190
20.1 Закон повного струму (циркуляція вектора В).. 190
20.2 Потік вектора магнітної індукції.
Теорема Гаусса 193
20.3 Робота, що виконується при переміщенні провідника з струмом у магнітному полі 193
20.4 Електромагнітна індукція 195
20.5 Індуктивність контура. Самоіндукція 198
20.6 Енергія магнітного поля 199
Лекція 21. Магнітне поле в речовині.
Рівняння Максвелла 200
21.1 Намагніченість магнетику 200
21.2 Напруженість магнітного поля 201
21.3 Фізична природа магнетизму 204
21.4 Рівняння Максвелла 209
Лекцій 22. Коливання і хвилі.
Гармонічні коливання. Маятники.
Додавання коливань 212
22.1 Гармонічні коливання 212
22.2 Механічні гармонічні коливання 214
22.3 Гармонічний осцилятор.
Фізичний і математичний маятники 215
22.4 Коливний контур 217
22.5 Додавання гармонічних коливань 219
22.6 Додавання двох взаємно перпендикулярних коливань 220
Лекція 23. Затухаючі коливання.
Вимушені коливання.
Поняття про змінний струм 222
23.1 Вільні затухаючі коливання 222
23.2 Вимушені коливання 224
23.3 Явище резонансу 225
23.4 Змінний струм 226
23.5 Потужність змінного струму 232
Лекція 24. Хвильові процеси. Рівняння хвилі.
Електромагнітні хвилі 233
24.1 Поперечні і поздовжні хвилі 233
24.2 Рівняння хвилі 236
24.3 Енергія хвилі. Вектор Умова 239
24.4 Електромагнітні хвилі 241
Лекція 25. Інтерференція світла.
Поняття когерентності.
Додавання когерентних хвиль. Інтерференція 243
25.1 Інтерференція світла. Когерентність 243
25.2 Методи одержання когерентних хвиль.
Умови максимумів і мінімумів 245
25.3 Інтерференція світла в тонких плівках 247
25.4 Застосування явища інтерференції світла
в науці і техніці 247
Лекція 26. Дифракція світла.
Принцип Гюйгенса-Френеля.
Дифракція Френеля. Дифракція Фраунгофера.
Дифракція рентгенівського випромінювання 251
26.1 Дифракція світла.
Принцип Гюйгенса-Френеля 251
26.2 Дифракційні явища Френеля 255
26.3 Дифракція Фраунгофера 256
26.4 Дифракція рентгенівського випромінювання..... 262
Лекція 27. Дисперсія світла. Поглинання світла.
Поляризація світла. Подвійне заломлення променів.
Штучна анізотропія 263
27.1 Дисперсія світла 263
27.2 Поглинання світла 266
27.3 Поляризація світла 268
27.4 Подвійне заломлення променів 270
27.5 Штучна анізотропія 272
27.6 Обертання площини поляризації.. 273
Лекція 28. Квантова природа випромінювання.
Теплове випромінювання. Формула Планка.
Явище фотоефекту 274
28.1 Рівноважне випромінювання та його характеристики. Формула Планка 274
28.2 Оптична пірометрія 279
28.3 Фотоелектричний ефект 280
Лекція 29. Хвильові властивості речовини.
Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини.
Хвилі де Бройля 284
29.1 Корпускулярно - хвильові властивості світла..... 284
29.2 Корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії 286
29.3 Співвідношення невизначеностей Гейзенберга..287
29.4 Рівняння Шредінгера 289
Лекція ЗО. Застосування рівняння Шредінгера. Частинка у нескінченно глибокій й одновимірній потенціальній ямі. Атом водню з теорії
Бора-Резерфорда 291
30.1 Частинка у нескінченно глибокій
потенціальній ямі 291
30.2 Гармонічний осцилятор 294
30.3 Атом водню з теорії Бора-Резерфорда 296
Лекція 31. Атом водню в квантовій механіці.
Квантові числа. Принцип Паулі.
Періодична система елементів 300
31.1 Система квантових чисел 300
31.2 Принцип Паулі.
Електронні шари складних атомів., 303
31.3 Періодична система елементів Д.І. Менделєєва 304
Лекція 32. Рентгенівське випромінювання.
Молекулярні спектри. Спонтанне і вимушене
випромінювання 307
32.1 Рентгенівські спектри 307
32.2 Природа характеристичного випромінювання. Закон Мозлі 309
32.3 Молекулярні спектри 310
32.4 Комбінаційне розсіяння світла 312
32.5 Спонтанне і вимушене випромінювання. Квантові генератори 313
Лекція 33. Елементи квантової статистики 316
33.1 Поняття про квантові статистики 316
33.2 Вироджений електронний газ у металах 318
33.3 Поняття про квантову теорію теплоємності 319
33.4 Елементи фізики твердого тіла. 321
Лекція 34. Елементи фізики квантового ядра 323
34.1 Склад ядра. Енергія зв'язку ядер 323
34.2 Ядерні сили. Моделі ядра 325
34.3 Радіоактивність.
Закон радіоактивного розпаду 327
34.4 Правила зміщення 329
34.4 Ядерні реакції 331
Лекція 35. Ядерна енергетика.
Елементарні частинки. Фізична картина світу 333
35.1 Поняття про ядерну енергетику 333
35.2 Елементарні частинки та їх класифікація 335
35.3 Фізична картина світу 337
Список літератури 338
|