Васильев А.Э. Физика

Текст лекций по общей физике. — СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2013. — 170 с.: ил.Курс общей физики, изложенный в данном тексте лекций доцента Александра Электроновича Васильева, соответствует государственным образовательным стандартам третьего поколения и примерным программам дисциплины «Физика» для технических и технологических направлений подготовки бакалавров и дипломированных специалистов. Лекции читаются студентам института энергетики и транспортных систем, но могут использоваться и для других направлений подготовки. Текст лекций содержит теоретический материал, входящий в примерные программы курса общей физики для технических и технологических направлений подготовки бакалавров и дипломированных специалистов, а также его практическое приложение.Механика
Кинематика.
Механическое движение.
Скорость: линейная и угловая скорости.
Ускорение.
Роль начальных условий.
Динамика и статика.
Инерциальные системы отсчета, І закон Ньютона.
Принцип относительности Галилея.
Масса, импульс, ІІ закон Ньютона.
Силы, III закон Ньютона.
Законы сохранения в механике.
Закон сохранения импульса.
Реактивное движение.
Сила тяжести и вес тел.
Работа силы. Мощность.
Консервативные силы.
Потенциальная энергия частицы. Связь силы и потенциальной энергии.
Кинетическая энергия частицы.
Закон сохранения энергии в механике.
Центральный абсолютно упругий удар шаров.
Теорема о движении Центра масс. Теорема Кенига.
Момент силы, момент импульса.
Закон сохранения момента импульса.
Основное уравнение динамики вращательного движения.
Тензор инерции.
Вычисление осевых моментов инерции. Теорема Штейнера.
Кинетическая энергия вращающегося и катящегося тела.
Гироскопы. Гироскопический эффект.
Симметрия пространства-времени и законы сохранения.
Степени свободы и обобщенные координаты.
Колебания.
Гармонические колебания.
Свободные колебания (математический маятник, груз на пружине).
Затухающие механические колебания.
Вынужденные механические колебания.
Сложение колебаний. Биения.
Напряженность и потенциал гравитационного поля.
Движение космических тел в гравитационном поле. Законы Кеплера.
Молекулярная физика
Термодинамика.
Системы многих частиц. Понятие идеального газа.
Уравнение состояния идеального газа.
Давление газа на стенку сосуда.
Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.
Внутренняя энергия термодинамической системы. Работа в термодинамике.
I начало термодинамики.
Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа.
Уравнение адиабаты идеального газа.
Политропические процессы.
Работа газа при политропических процессах.
Классическая теория теплоемкости идеального газа.
Статистическая физика.
Основные положения теории вероятности.
Понятия микросостояний и макросостояний.
Распределение Максвелла (проекция скорости).
Распределение Максвелла (модуль скорости).
Характерные скорости распределения молекул по скоростям.
Барометрическая формула.
Распределение Больцмана. Распределение Максвелла — Больцмана.
Определение Перреном числа Авогадро.
Энтропия.
Энтропия идеального газа.
Флуктуации.
КПД тепловой машины.
Цикл Карно.
Длина свободного пробега молекул в газе.
Явления переноса.
Диффузия.
Теплопроводность.
Внутреннее трение.
Реальные газы.
Электричество и магнетизм
Электрические заряды в природе. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.
Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции.
Теорема Гаусса.
Вычисление полей заряженных плоскости, цилиндра, сферы и шара.
Потенциал электрического поля.
Связь между Е и φ для электрического поля.
Поле диполя.
Поле в веществе. Поле внутри и снаружи проводника.
Общая задача электростатики. Метод изображений.
Поляризация диэлектрика. Вектор Р.
Поле внутри диэлектрика. Объемные и поверхностные связанные заряды.
Свойства вектора Р. Связь σ и р’ с вектором Р.
Теорема Гаусса для диэлектриков. Вектор D.
Теорема о циркуляции для вектора Е.
Граничные условия для векторов Е и D.
Электроемкость. Конденсаторы (плоский, цилиндрический, сферический).
Энергия электрического поля.
Плотность тока. Уравнение непрерывности.
Обобщенный закон Ома.
Закон Джоуля — Ленца.
Взаимодействие токов. Магнитное поле.
Поле движущегося заряда.
Закон Био — Савара — Лапласа. Поле прямого тока.
Сила Лоренца.
Закон Ампера.
Контур с током в магнитном поле.
Поле кругового тока. Магнитный момент.
Теорема Гаусса для вектора В. Теорема о циркуляции для вектора В.
Намагничение вещества. Вектор J.
Свойства вектора J.
Теорема о циркуляции вектора Н.
Граничные условия для векторов В и Н.
Ферромагнетизм.
Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
Явление самоиндукции. Индуктивность.
Взаимная индукция. Взаимная индуктивность.
Индуктивность соленоида.
Энергия магнитного поля.
Уравнения Максвелла.
Электромагнитные колебания.
Продольные и поперечные упругие волны.
Уравнение волны.
Стоячие упругие волны.
Волновое уравнение для электромагнитных волн.
Свойства плоской монохроматической волны.
Стоячая электромагнитная волна.
Энергия и поток энергии ЭЛМ волн. Вектор Пойнтинга.
Импульс электромагнитного поля.
Теория относительности
Принцип относительности Галилея и опыт Бертоцци.
Постулаты Эйнштейна.
Замедление времени.
Сокращение длины.
Преобразования Лоренца.
Интервал в СТО.
Преобразования скорости в СТО.
Релятивистский импульс.
Основное уравнение релятивистской динамики.
Кинетическая энергия релятивистской частицы.
Связь массы и энергии. Инвариант.
Оптика
Световая волна.
Групповая и фазовая скорости.
Интерференция. Когерентность.
Дифракция. Принцип Гюйгенса — Френеля.
Зоны Френеля. Дифракция на круглом отверстии и диске.
Дифракция плоской волны на щели.
Дифракционная решетка. Условие максимумов и минимумов интенсивности.
Электромагнитная волна на границе раздела двух прозрачных сред. Законы отражения и преломления как следствия уравнений Максвелла.
Поляризация электромагнитной волны на границе раздела двух сред. Формулы Френеля.
Двойное лучепреломление.
Поляризационные приборы. Закон Малюса.
Тепловое излучение. Равновесная плотность излучения. Закон Кирхгофа.
Излучение АЧТ. Формула Релея — Джинса.
Формула Планка. Законы Стефана — Больцмана и Вина.
Квантовая физика
Внешний фотоэффект.
Тормозное рентгеновское излучение.
Эффект Комптона.
Проблема стабильности атомов. Атом по Бору.
Гипотеза де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.
Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
Волновая функция в квантовой механике.
Операторы. Уравнение Шредингера.
Частица в однородной потенциальной яме; потенциальный барьер.
Атом водорода; главное, азимутальное и магнитное квантовые числа.
Механический и магнитный моменты электрона. Спин.
Механический и магнитный моменты многоэлектронного атома.
Модель атомного ядра и ядерные силы.
Энергия связи и дефект массы ядра.
Радиоактивность.
Элементарные частицы.Многостраничное изображение хорошего качества с текстовым слоем и закладками.Термодинамика, физическая и коллоидная химия, смежные вопросы: аннотированный список литературы