| Пароль к архиву: | bamper.info |
| DepositFiles: | Скачать |
В справочнике даны определения основных физических понятий, кратко сформулированы физические законы и сущность описываемых ими явлений, приведены математические понятия, необходимые для пользования справочником.
Данное издание существенно переработано с учетом новых достижений физической науки и вузовской программы курса физики.
Справочник адресован инженерно-техническим работникам, студентам и аспирантам вузов и втузов, преподавателям высшей и средней школы. Может быть полезен всем, кто интересуется физикой.
Предисловие.
Предлагаемое издание «Справочника по физике» существенно переработано по сравнению с предыдущими изданиями в соответствии с современными представлениями физической науки. Заново написана глава «Элементарные частицы» с учетом последних открытий в области атомной и ядерной физики (эта глава написана А.К. Лебедевым). Однако общая структура и концептуальная основа справочника сохранены.
В книге даны определения физических понятий и принципов физической теории, сформулированы физические законы и приведены необходимые разъяснения. В справочнике отсутствует описание экспериментальных методов исследований, опытов и приборов и другой экспериментальный материал.
Математические знания, необходимые для пользования справочником, соответствуют уровню математического образования выпускника технического вуза и не превышают объёма материала, приведенного в «Справочнике по математике для инженеров и учащихся втузов» И. Н. Бронштейна и К. А. Семендяева и «Справочнике по математике для научных работников и инженеров» Г. Корна и Т. Корна- В ряде случаев дано содержательное описание математических понятий (например, понятия «группа»), широко используемых в современной физике.
ПРЕДИСЛОВИЕ 3
Раздел I
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
Глава 1. Кинематика материальной точки и абсолютно твердого тела. 5
1. Предварительные понятия. 5
2. Скорость точки 12
3. Ускорение точки. 15
4. Кинематика твердого тела. 18
5. Абсолютное, относительное и переносное движения. 24
6. Некоторые случаи сложения движений твердого тела 27
Глава 2. Динамика поступательного движения 29
1. Первый закон Ньютона. 29
2. Сила. 30
3. Масса тела 34
4. Второй закон Ньютона 37
5. Третий закон Ньютона 39
6. Закон изменения импульса 40
7. Закон сохранения импульса. 42
8. Движение тела переменной массы. 43
9. Механический принцип относительности 45
10. Закон всемирного тяготения. 46
11. Гравитационное поле. 49
12. Внешнее трение. 53
13.Движение в неинерциальных системах отсчета 55
Глава 3. Работа и механическая энергия. 58
1. Энергия. 58
2. Работа 59
3. Потенциальные поля и силы. Силовая функция 62
4. Механическая энергия 65
5. Закон сохранения механической энергии 71
6. Удар 72
Глава 4. Динамика вращательного движения 74
1. Момент инерции 74
2. Момент импульса 79
3. Закон изменения момента импульса. 82
4. Закон сохранения момента импульса 85
5.Движение под действием центральных сил 87
6.Гироскоп 92
Глава 5. Основы аналитической механики. 96
1.Основные понятия и определения. 96
2. Уравнения Лагранжа второго рода 100
3. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. 103
4. Понятие о вариационных принципах механики. 107
5. Канонические преобразования. 114
6.Законы сохранения 121
Глава 6. Механические колебания. 124
1. Основные понятия. 124
2. Малые колебания системы, имеющей одну степень свободы. 130
3. Малые колебания системы с несколькими степенями свободы 140
4. Колебания нелинейной системы, имеющей одну степень свободы. 154
Раздел II
ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
Глава 1. Основные понятия 166
Глава 2. Законы идеальных газов. 172
1. Идеальные газы. 172
2. Смеси идеальных газов 174
Глава 3. Первый закон термодинамики. 176
1. Внутренняя энергия и энтальпия. 176
2. Работа и теплота. 179
3. Теплоемкость. 180
4. Первый закон термодинамики 181
5. Простейшие термодинамические процессы идеальных газов. 185
Глава 4. Второй и третий законы термодинамики 186
1. Обратимые и необратимые процессы. 186
2. Круговые процессы (циклы). Цикл Карно 190
3. Второй закон термодинамики 196
4. Энтропия 198
5. Основное соотношение термодинамики. 202
6. Характеристические функции и термодинамические потенциалы 203
7. Основные дифференциальные уравнения термодинамики 208
8. Диаграмма s—T. 212
9. Многокомпонентные и многофазные системы. Условия термодинамического равновесия. 216
10. Химическое равновесие. 225
11. Третий закон термодинамики 229
Глава 5. Кинетическая теория газов 231
1. Основное уравнение кинетической теории газов 231
2. Закон распределения молекул по скоростям. 232
3. Средняя длина свободного пробега молекул. 236
4. Явления переноса в газах 237
5. Свойства разреженных газов. 243
Глава 6. Элементы статистической физики. 246
1. Введение 246
2. Вероятность состояния системы. Средние значения физических величин. 247
3. Распределение Гиббса 249
4. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. 253
5. Распределение Максвелла—Больцмана. 254
6.Квантовая статистика 256
7. Квантовые распределения Бозе—Эйнштейна и Ферми—Дирака. 256
8. Вырожденный газ. 258
9. Теплоемкости одноатомных и двухатомных газов. 264
10. Статистический смысл второго начала термодинамики 268
11. Флуктуации. 269
12. Влияние флуктуации на чувствительность измерительных приборов. 273
13. Электрические флуктуации в радиоаппаратуре. 275
14. Броуновское движение 276
Глава 7. Реальные газы и пары. 277
1. Уравнения состояния реальных газов 277
2. Силы межмолекулярного взаимодействия в газах. 280
3. Дросселирование газов. Эффект Джоуля—Томсона. 282
4.Изотермы реальных газов. Пары. Критическое состояние вещества 283
5.Сжижение газов. 285
Глава 8. Жидкости 286
1. Общие свойства и строение жидкостей. 286
2. Свойства поверхностного слоя жидкости. 290
3. Смачивание. Капиллярные явления. 292
4. Испарение и кипение жидкостей 295
5. Свойства разбавленных растворов. 297
6. Сверхтекучесть гелия. 298
Глава 9. Кристаллические твердые тела 300
1. Общие свойства и строение твердых тел. 300
2. Тепловое расширение твердых тел. 304
3. Теплопроводность твердых тел. 306
4. Теплоемкость твердых тел. 311
5. Фазовые превращения твердых тел 313
6. Адсорбция 316
7. Упругие свойства твердых тел 318
Раздел III
ОСНОВЫ ГИДРОАЭРОМЕХАНИКИ
Глава 1. Гидроаэростатика 324
1. Введение 324
2. Гидроаэростатика. 325
Глава 2. Кинематика жидкости и газа. 328
1. Основные понятия. 328
2. Уравнение неразрывности. 332
Глава 3. Гидроаэродинамика 334
1. Уравнения движения идеальной и вязкой жидкостей 334
2. Уравнение энергии. 341
3.Элементы теории размерностей и теории подобия. 344
4. Движение тел в жидкости. Пограничный слой 350
5.Движение жидкостей в трубах. 354
Раздел IV
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Глава 1. Электростатика. 359
1. Основные понятия. Закон Кулона. 359
2. Электрическое поле. Напряженность поля 361
3. Электрическое смещение. Теорема Гаусса—Остроградского для потока смещения. 366
4. Потенциал электростатического поля. 367
5. Проводники в электростатическом поле 373
6. Электроемкость 376
7. Диэлектрики в электрическом поле. 378
8. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрический эффект. 387
9. Энергия заряженного проводника и электрического поля 389
Глава 2. Постоянный электрический ток в металлах 392
1. Основные понятия и определения. 392
2. Электронная теория проводимости 393
3. Законы постоянного тока 397
4. Правило Кирхгофа. 401
Глава 3. Электрический ток в жидкостях и газах 404
1. Проводимость жидкостей. Электролитическая диссоциация. 404
2.Законы электролиза 405
3. Дискретность электрического заряда .406
4. Закон Ома для тока в жидкостях .407
5.Электропроводность газов. 407
6. Несамостоятельный газовый разряд. 408
7. Самостоятельный газовый разряд. 409
8. Понятие о плазме 414
Глава 4. Электрический ток в полупроводниках. 419
1. Собственная проводимость полупроводников 419
2. Примесная проводимость полупроводников 421
3. Явление Холла в металлах и полупроводниках 427
Глава 5. Контактные, термоэлектрические и эмиссионные явления. 428
1.Контактные явления в металлах. Законы Вольты. 428
2.Контактные явления в полупроводниках 432
3. Термоэлектрические явления в металлах и полупроводниках. 440
4. Эмиссионные явления в металлах. 446
Глава 6. Магнитное поле постоянного тока 450
1.Магнитное поле. Закон Ампера. 450
2. Закон Био—Савара—Лапласа 451
3.Простейшие магнитные поля токов 454
4. Действие магнитного поля на проводники с токами. Взаимодействие проводников. 458
5. Закон полного тока. Магнитные цепи 460
6. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле. 463
Глава 7. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. 464
1. Сила Лоренца. 464
2.Удельный заряд частиц. Масс-спектрография. 466
3. Ускорители заряженных частиц 467
4. Основы электронной оптики. 471
Глава 8 Электромагнитная индукция 477
1.Основной закон электромагнитной индукции. 477
2. Вихревые индукционные токи 480
3.Явление самоиндукции. 480
4. Взаимная индукция. 484
5.Энергия магнитного поля электрического тока 485
Глава 9. Магнитные свойства вещества. 487
1. Магнитные моменты электронов и атомов 487
2. Классификация магнетиков 490
3. Диамагнетизм. 492
4. Парамагнетизм. 493
5. Магнитное поле в магнетиках. 495
6. Ферромагнетизм 498
7. Сверхпроводимость 504
Глава 10. Электромагнитные колебания 507
1. Колебательный контур 507
2. Вынужденные электромагнитные колебания. 510
Глава 11. Основы электродинамики неподвижных сред 515
1. Общая характеристика теории Максвелла 515
2. Первое уравнение Максвелла. 517
3. Ток смещения.
Второе уравнение Максвелла. 517
4. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля. 519
5. Решение уравнений Максвелла методом запаздывающих потенциалов (при ε, μ = const) 521
6. Законы сохранения в электромагнитном поле 522
7. Основные положения электромагнитной теории. Система уравнений Лоренца. 524
8. Усреднение уравнений микрополя 525
Глава 12. Основы магнитной гидродинамики 527
1. Уравнение магнитной гидродинамики. 527
2. Магнитогидродинамические волны 531
3. Разрывы и ударные волны. 534
Глава 13. Основы специальной теории относительности 538
1. Принцип относительности Эйнштейна 538
2. Интервал. 540
3. Преобразования Лоренца и их следствия.542
4. Преобразования скорости и ускорения. .544
5. Релятивистская динамика. 546
6. Преобразования Лоренца для электромагнитного поля 550
7. Эффект Доплера для электромагнитных волн 552
Раздел V
ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Глава 1. Основы акустики 553
1. Введение 553
2. Скорость распространения звуковых волн (скорость звука). 554
3. Волновое уравнение 555
4. Продольные синусоидальные волны. 559
5. Энергия акустических волн. 562
6. Отражение и преломление продольных акустических волн (в отсутствие дифракционных явлений). 565
7. Стоячие волны 569
8. Эффект Доплера в акустике. 573
9. Поглощение и рассеяние звуковых волн. 573
10. Элементы физиологической акустики. 575
11. Ультразвук. 577
12. Ударные волны в газах. 580
Глава 2. Электромагнитные волны. 586
1. Общая характеристика. 586
2. Излучение электромагнитных волн в вакууме 594
Глава 3. Прохождение света через границу двух сред. 603
1. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом 603
2. Отражение и преломление света диэлектриками. 605
3. Поляризация света при отражении и преломлении 611
4. Основы металлооптики. 613
Глава 4. Интерференция света. 616
1. Когерентные волны 616
2. Интерференция в тонких пленках. 622
3. Интерференция многих волн. 626
Глава 5. Дифракция света 628
1. Принцип Гюйгенса—Френеля 628
2. Графическое сложение амплитуд вторичных волн. 631
3. Дифракция Френеля 633
4. Дифракция Фраунгофера 636
5. Дифракционные явления на многомерных структурах 644
6. Дифракция радиоволн. 647
Глава 6. Геометрическая оптика 648
1. Основные положения. 648
2. Плоское зеркало. Плоскопараллельная пластинка. Призма 650
3. Преломление и отражение на сферической поверхности 651
4.Тонкие линзы. 655
5. Центрированные оптические системы. 659
6.Основные оптические приборы. 662
7. Погрешности оптических систем 667
8.Разрешающая способность оптических приборов. 672
9.Основы фотометрии 675
Глава 7. Поляризация света. 678
1. Способы получения поляризованного света 678
2. Элементы кристаллооптики. 680
3. Двойное лучепреломление. 686
4.Искусственное двойное лучепреломление 690
5.Анализ поляризованного света. Эллиптическая и круговая поляризация света. 692
6. Интерференция поляризованных лучей. 694
7. Вращение плоскости поляризации. 697
Глава 8. Молекулярная оптика 699
1. Дисперсия света. 699
2. Спектральный анализ. 704
3. Поглощение света. 709
4. Рассеяние света 711
Глава 9. Тепловое излучение 715
1.Тепловое излучение 715
2. Законы излучения черного тела 719
3. Понятие об оптической пирометрии. 723
Глава 10. Действия света. 725
1.Фотоэлектрический эффект 725
2.Эффект Комптона 730
3.Давление света. 732
4. Химические действия света 734
Глава 11. Люминесценция. 735
1.Классификация процессов люминесценции и их протекание. 735
2. Закономерности люминесценции. 738
Раздел VI
ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И АТОМНОЙ ФИЗИКИ
Глава 1. Введение в нерелятивистскую квантовую механику 741
1. Волновая функция. 741
2. Соотношение неопределенностей Гейзенберга 743
3. Линейные самосопряженные операторы 745
4. Операторы динамических переменных. 747
5. Уравнение Шредингера. 753
6. Уравнения движения и законы сохранения. 755
7. Основы теории представлений 759
Глава 2. Простейшие задачи нерелятивистской квантовой механики 764
1. Гармонический осциллятор 764
2. Ротатор 766
3. Одномерная прямоугольная потенциальная яма. 768
4. Трехмерная прямоугольная потенциальная яма 770
5. Потенциальный барьер. 771
6.Движение электрона в центральном кулоновском поле ядра атома (водородоподобные ионы). 775
7. Рассеяние частиц в центральном поле сил 779
8. Квазиклассическое приближение. 783
9. Движение электрона в периодическом поле 785
10. Квантовые переходы. 789
Глава 3. Атом. 796
1. Атомы и ионы с одним валентным электроном.798
2. Многоэлектронные атомы 800
3. Векторная модель атома 805
4. Эффект Зеемана и явления резонанса 810
5. Эффект Штарка в водородоподобных системах 817
6.Принцип Паули. Периодическая система элементов 818
7.Рентгеновское излучение 826
Глава 4. Молекула. 829
1. Ионные молекулы. 829
2. Атомные молекулы 831
3. Электронные спектры молекул. 836
4. Колебательные спектры молекул 841
5. Вращательные спектры молекул 843
6. Электронно-колебательные спектры молекул 847
7. Вращательно-колебательные спектры молекул. 849
8. Комбинационные спектры молекул 850
9. Сплошные и диффузные спектры молекул 851
10. Молекулярная спектроскопия. 853
11.Ионизация атомов и молекул 854
Раздел VII
ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ И ФИЗИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
Глава 1. Атомное ядро. 856
1. Состав и размеры атомных ядер 856
2. Энергия связи ядер. Ядерные силы 858
3.Магнитные и электрические свойства ядер 862
4. Модели ядра. 866
Глава 2. Радиоактивность. 870
1. Основные понятия 870
2. Альфа-распад. 877
3. Бета-распад 879
4. Гамма-излучение 881
5. Прохождение заряженных частиц и гамма-излучения через вещество. 887
Глава 3. Ядерные реакции 890
1. Основные понятия. 895
2. Общая классификация ядерных реакций 900
3. Физические основы ядерной энергетики 905
Глава 4. Элементарные частицы. 912
1. Принципы теории. 912
2. Фундаментальные частицы и взаимодействия. 925
3. Гравитация. Квантовая электродинамика 945
4. Сильное (цветное) взаимодействие. 956
5. Слабое взаимодействие. 974
6. Электрослабое взаимодействие. 982
ПРИЛОЖЕНИЯ. 992
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ. 1011
