Физика, часть 1, механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, Ташлыкова-Бушкевич И.И., 2014

Физика, Часть 1, Механика, Молекулярная физика и термодинамика, Электричество и магнетизм, Ташлыкова-Бушкевич И.И., 2014.

  В части 1 рассмотрены нерелятивистская (ньютоновская) и релятивистская механика, включая колебательные и волновые процессы, а также молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм.
Содержание учебника соответствует современному уровню развития физики. Материал изложен в максимально доступной и наглядной форме.
В зависимости от тактических задач обучения учебник может быть использован для самостоятельной работы студентов, на аудиторных занятиях под руководством преподавателя, а также для заочной и дистанционной форм обучения.
Первое издание вышло в 2013 г.
Для студентов учреждений высшего образования по техническим специальностям.




Предмет физики. Важнейшие этапы развития физики.
Физика (от греч. physis - природа) - это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства и законы движения окружающих нас объектов материального мира. Материя - познаваемая объективная реальность, все то, что окружает нас и что мы воспринимаем приборами или органами чувств. Понятия физики и ее законы лежат в основе всего естествознания. В античной культуре эта наука охватывала всю совокупность знаний о природных явлениях. По мере дифференциации знаний и методов исследований из нее выделились отдельные науки, в том числе физика в том виде, в котором мы ее используем и изучаем.

Физика - точная экспериментальная наука. Процесс познания мира бесконечен. Наши знания на каждой ступени развития науки обусловлены исторически достигнутым уровнем познания и не могут считаться окончательными, полными, они являются относительными, т.е. нуждаются в дальнейшем развитии, проверке и уточнении. Вместе с тем всякая научная теория содержит элементы абсолютного, т.е. полного, знания и означает определенную ступень в познании объективного мира. Например, развитие науки установило пределы, в которых справедлива ньютоновская механика. В настоящее время ньютоновская механика является составной частью физической науки в целом.

СОДЕРЖАНИЕ.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
Обозначения и названия основных единиц физических величин.
ВВЕДЕНИЕ.
РАЗДЕЛ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ.
Тема 1. Физика как фундаментальная наука.
1.1. Предмет физики. Важнейшие этапы развития физики.
Тема 2. Элементы кинематики материальной точки и твердого тела.
2.1. Материальная точка. Абсолютно твердое тело.
2.2. Система отсчета. Скалярные и векторные величины. Некоторые операции над векторами.
2.3. Кинематика точки. Путь. Перемещение.
2.4. Скорость и ускорение. Вычисление пройденного пуп».
2.5. Тангенциальное и нормальное ускорения.
2.6. Кинематика твердого тела.
2.7. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.
2.8. Угловые скорость и ускорение.
2.9. Связь между угловыми и линейными скоростями и ускорениями.
Тема 3. Элементы динамики материальной точки.
3.1. Границы применимости ньютоновской механики. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Масса и импульс. Силы внутренние и внешние.
3.2. Второй закон Ньютона как уравнение движения.
3.3. Третий закон Ньютона.
3.4. Принцип относительности Гатился. Преобразования Гатился.
3.5. Закон всемирного тяготения. Масса инертная и гравитационная.
3.6. Гравитационное поле и его характеристика.
3.7. Сила тяжести и вес.
3.8. Упругие силы. Закон Гука. Сухое и жидкое трение.
Тема 4. Законы сохранения.
4.1. Замкнутая система. Сохраняющиеся величины. Связь законов сохранения со свойствами пространства и времени.
4.2. Импульс силы.
4.3. Закон сохранения импульса.
4.4. Центр масс. Уравнение движения центра масс. Система центра масс.
4.5. Работа и мощность силы.
4.6. Кинетическая энергия материальной точки и закон ее изменения. Консервативные и диссипативные силы.
4.7. Потенциальная энергия частицы в поле. Энергия упругой деформации. Связь между потенциальной энергией и силой поля.
4.8. Полная механическая энергия частицы и закон ее сохранения. Механическая энергия системы. Законы ее сохранения.
4.9. Примеры применения законов сохранения импульса и механической энергии.
4.10. Космические скорости.
4.11. Моменты импульса частицы относительно точки и оси. Момент силы. Пара сил.
4.12. Момент импульса системы и закон его изменения. Закон сохранения момента импульса.
Тема 5. Механика твердого тела.
5.1. Момент импульса тела, вращающегося относительно неподвижной оси. Момент инерции тела относительно оси. Теорема Штейнера.
5.2. Уравнение динамики твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси
5.3. Кинетическая энергия твердого тела, вращающегося вокруг фиксированной
оси. Работа внешних сил при вращении тела (ось вращения неподвижна).
5.4. Плоское движение твердого тела. Уравнение динамики плоского движения. Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении.
5.5. Тензор инерции твердого тела и главные оси инерции.
Тема 6. Неинерциальные системы отсчета.
6.1. Уравнение движения в неинерциальных системах отсчета, движущихся поступательно.
6.2. Вращающиеся неинерциальные системы отсчета. Центробежная сила инерции и сила Кориолиса (без вывода).
6.3. Принцип эквивалентности Эйнштейна.
6.4. Работа внешних сил при вращении твердого тела.
6.5. Гироскопы. Гироскопический эффект.
6.6. Прецессия и нутация гироскопа.
Тема 7. Колебательные процессы.
7.1. Гармонические колебания.
7.2. Уравнение гармонических колебаний без трения. Его решение.
7.3. Гармонический осциллятор. Пружинный, физический и математический маятник (малые колебания).
7.4. Энергия гармонических колебаний.
7.5. Уравнение затухающих колебаний и его решение. Коэффициент затухания.
7.6. Логарифмический декремент затухания. Добротность.
7.7. Уравнение вынужденных колебаний и его решение. Векторная диаграмма.
7.8. Резонанс. Резонансные кривые. Параметрический резонанс. Автоколебания.
Тема 8. Волновые процессы.
8.1. Распространение волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Длина и скорость волн.
8.2. Плоские и сферические волны. Волновое уравнение.
8.3. Интерференция волн. Плоские стоячие волны.
8.4. Энергия упругой волны. Поток и плотность потока энергии. Вектор Умова.
Тема 9. Специальная теория относительности.
9.1. Опыт Майкельсона— Морли. Постулаты специальной теории относительности.
9.2. Преобразования Лоренца.
9.3. Одновременность и синхронизации часов. Собственное время частицы.
9.4. Относительность длин и промежутков времени.
9.5. Интервал между событиями. Его инвариантность.
9.6. Причинность.
9.7. Релятивистский закон преобразования скоростей.
9.8. Релятивистский импульс. Уравнение движения релятивистской частицы.
9.9. Взаимосвязь массы и энергии. Энергия покоя.
Литература.
РАЗДЕЛ 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА.
Тема 10. Основные понятия статистической физики и термодинамики.
10.1. Макроскопическая система и ее термодинамическое состояние. Статистический и термодинамический методы исследования.
10.2. Физический смысл температуры.
10.3. Уравнение состояния идеального газа.
10.4. Средняя энергия молекулы. Уравнение молекулярно-кинетической теории для давления газа.
10.5. Внутренняя энергия идеального газа.
10.6. Закон равнораспределения энергии.
10.7. Теплоемкость идеального газа.
Тема 11. Начала термодинамики.
11.1. Первое начало термодинамики.
11.2. Изопроцессы. Уравнение адиабаты.
11.3. Вероятность и флуктуации. Смысл статистического описания: малость относительной флуктуации.
11.4. Распределение Максвелла. Средняя, средняя квадратичная и наиболее вероятная скорости молекул.
11.5. Распределение молекул во внешнем поле. Распределение Больцмана. Распределение Максвелла — Больцмана.
11.6. Второе начало термодинамики. КПД теплового двигателя. Обратимые и необратимые процессы.
11.7. Термодинамический цикл. Энтропия. Неравенство Клаузиуса. Закон возрастания энтропии.
11.8. Статистический смысл энтропии. Энтропия и необратимость.
11.9. Идеальная тепловая машина и се КПД. Цикл Карно.
11.10. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Литература.
РАЗДЕЛ 3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ.
Тема 12. Электростатическое поле в вакууме.
12.1. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле. Закон Кулона
12.2. Напряженность Е электростатического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции полей.
12.3. Теорема Гаусса для электростатического поля. Поток и дивергенция вектора Е.
12.4. Применение теоремы Гаусса к расчету напряженности электростатического поля.
12.5. Теорема о циркуляции вектора Е. Потенциал. Потенциал ноля точечного заряда.
12.6. Связь потенциала и напряженности ноля. Потенциал поля системы зарядов
12.7. Электрический диполь. Момент сил, действующий на диполь. Энергия диполя в поле.
12.8. Проводники в электрическом поле.
12.9. Поле внутри заряженного проводника и у его поверхности. Распределение заряда в проводнике.
12.10. Электроемкость уединенного проводника.
12.11. Взаимная емкость двух проводников. Конденсаторы.
12.12. Электростатическое ноле системы зарядов на большом расстоянии.
Тема 13. Электростатическое поле в диэлектрике.
13.1. Диэлектрики в электростатическом поле.
13.2. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Диэлектрическая проницаемость.
13.3. Вектор D (электрическое смешение). Теорема Гаусса для вектора D.
13.4. Поле в диэлектрике. Условия на границе двух диэлектриков.
13.5. Энергия электрического поля. Электрическая энергия системы зарядов. Энергия уединенного проводника. Энергия конденсатора. Плотность энергии.
Тема 14. Постоянный электрический ток.
14.1. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности.
14.2. Закон Ома для однородного проводника. Закон Ома в дифференциальной форме.
14.3. Сторонние силы. ЭДС.
14.4. Обобщенный закон Ома в дифференциальной форме. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
14.5. Закон Джоуля — Ленца.
Тема 15. Магнитное поде в вакууме.
15.1. Магнитная индукция В. Магнитное поле равномерно движущегося заряда. Принцип суперпозиции полей.
15.2. Закон Био - Савара - Лапласа и его применение к расчету магнитного поля прямого и кругового токов.
15.3. Теорема Гаусса для вектора В. Векторный потенциал магнитостатического поля.
15.4. Теорема о циркуляции вектора В.
15.5. Применение теоремы о циркуляции вектора В к расчету полей. Пате соленоида.
15.6. Сила Ампера.
15.7. Магнитный момент контура с током. Сила, действующая на контур с током. Работа при перемещении контура с током.
Тема 16. Магнитное поле в веществе.
16.1. Намагниченность. Токи намагничивания.
16.2. Циркуляция намагниченности. Вектор H (напряженность магнитного поля)
16.3. Теорема о циркуляции вектора Н.
16.4. Ферромагнетизм.
Тема 17. Явление электромагнитной индукции.
17.1. Опыты Фарадея. Правило Ленца.
17.2. Закон электромагнитной индукции. Полный магнитный поток (потокосцепление). Токи Фуко.
17.3. Явление самоиндукции. Индуктивность. ЭДС самоиндукции. Индуктивность соленоида.
17.4. Ток при замыкании и размыкании цепи.
17.5. Явление взаимной индукции.
17.6. Энергия контура с током. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.
Тема 18. Электромагнитные колебания.
18.1. Квазистационарные токи. Свободные колебания в контуре без активного сопротивления.
18.2. Свободные затухающие электрические колебания.
18.3. Вынужденные электрические колебания.
Тема 19. Переменное электромагнитное поле в вакууме. Уравнения Максвелла.
19.1. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
19.2. Уравнения Максвелла. Относительность электрического и магнитного полей. Переменное электромагнитное поле.
Тема 20. Электромагнитные волны.
20.1. Волновое уравнение для электромагнитной волны. Основные свойства электромагнитной волны: скорость, поперечность, связь между Е и Н.
20.2. Опыты Герца. Излучение диполя Герца.
20.3. Плотность энергии электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга. Опыт Лебедева.
Литература.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
1. Греческий алфавит.
2. Некоторые физические константы.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Ташлыкова-Бушкевич :: закон Ома :: электричество :: магнетизм