Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 572163)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Краткий курс физики для бакалавров: учебное пособие (290,00 руб.)

0   0
Первый авторСтаростина
АвторыБурдова Е.В., Сальманов Р.С.
Страниц364
ID773204
ISBN978-5-7882-2035-2
Старостина, И.А. Краткий курс физики для бакалавров: учебное пособие / Бурдова Е.В., Сальманов Р.С.; И.А. Старостина .— 2016 .— 364 с. — ISBN 978-5-7882-2035-2 .— URL: https://rucont.ru/efd/773204 (дата обращения: 26.10.2021)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Краткий_курс_физики_для_бакалавров_учебное_пособие.pdf
Стр.2
Стр.356
Стр.357
Стр.358
Стр.359
Стр.360
Стр.361
Стр.362
Стр.363
Краткий_курс_физики_для_бакалавров_учебное_пособие.pdf
УДК 53(075.8) ББК 22.3я7 Старостина И. А. Краткий курс физики для бакалавров : учебное пособие / И. А. Старостина, Е. В. Бурдова, Р. С. Сальманов; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 364 с. ISBN 978-5-7882-2035-2 Учебное пособие написано в соответствии с действующей программой курса физики. Рассмотрены основы классической и современной физики по разделам «Механика», «Молекулярная физика», «Электричество», «Магнетизм», « Оптика» и «Квантовая механика». Особое внимание уделено выявлению органической взаимосвязи законов физики с производственными процессами и технологиями. Предназначено для студентов-бакалавров пищевых, полимерных, нефтяных и других направлений подготовки, изучающих дисциплину «Физика». Подготовлено на кафедре физики. Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: академик АН РТ, доктор физикоматематических наук, профессор А. В. Ильясов директор института механики и математики КФУ доктор физико-математических наук, профессор М. Г. Храмченков ISBN 978-5-7882-2035-2 © Старостина И. А., Бурдова Е. В., Сальманов Р. С., 2016 2 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2016
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ…………………………………………...………….. МЕХАНИКА Глава 1. Кинематики поступательного и вращательного движения…………………………………… 1.1. Радиус-вектор и его составляющие. Кинематические уравнения движения материальной точки……………………...... 3 4 1.2. Основные кинематические характеристики поступательного движения…………………………………………………..... 1.3. Частные случаи движения………………………..…………... 1.5. Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками………………...………………………..... 6 6 8 11 Глава 2. Динамика поступательного движения материальной точки и твердого тела…………………………………………….. 2.1. Масса тела, силовое поле, сила…………………....…….......... 2.2. Законы И. Ньютона………………………………….……........ 2.3. Закон сохранения импульса…………………………………... 2.4. Центр масс. Закон движения центра масс………………….... 2.5. Энергия, работа, мощность …………………..……………..... 2.6. Кинетическая и потенциальная энергии …………………...... 13 14 14 14 17 19 20 23 3.1. Основные характеристики динамики вращательного движения…………………………………………………….... 27 27 1.4. Кинематические характеристики вращательного движения……………………………………………………… 11 2.7. Связь потенциальной энергии тела и действующей на него консервативной силы ……………………………….. 25 2.8. Закон сохранения и превращения энергии в механике …….... 26 Глава 3. Динамика вращательного движения…………………. 3.2. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении твердого тела………………………………………………….. 31 3.3. Основное уравнение вращательного движения тела вокруг неподвижной оси……………………………………… 32 Глава 4. Элементы релятивисткой механики………………….... 33 4.1. Преобразования Галилея и механический принцип относительности ………………………………………………. 33 356
Стр.356
4.2. Постулаты специальной (частной) теории относительности …………………………………………...…. 35 4.3. Преобразования Лоренца ………………………………….... 36 4.4. Следствия из преобразований Лоренца ………………....... 37 4.5. Основной закон динамики релятивистской частицы ………... 40 4.6. Взаимосвязь массы и энергии. Закон сохранения энергии в релятивистской механике ………………....….. 41 43 4.7. Общая теория относительности ……………………….… МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Глава 5. Основные понятия молекулярной физики………….... 44 5.1. Параметры состояния…………………………………………... 44 5.2. Уравнение состояния идеального газа……………………….... 45 5.3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов и его следствия…………………......... 46 5.4. Барометрическая формула………………………………............ 49 5.5. Закон Больцмана о распределении частиц во внешнем потенциальном поле………………………………….............. 51 5.6. Распределение Максвелла………………………………............ 51 Глава 6. Основные понятия термодинамики…………………... 6.1. Внутренняя энергия……………………………………............. 6.2. Первое начало термодинамики………………………….......... 6.3. Теплоемкость……………………………………………........... 6.5. Круговые процессы…………………………………………….. 6.6. Второе начало термодинамики. Энтропия ………………….. 54 54 55 57 62 63 64 65 68 6.4. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам…………………………………………………. 59 Глава 7. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах ………………………………………………… 64 7.1. Теплопроводность…………………………………………….... 7.2. Внутреннее трение (вязкость)………………………………..... 7.3. Диффузия………………………………………………………... 67 Глава 8. Реальные газы ………………………………………..….. 8.1. Взаимодействие в реальных газах……………………………... 68 8.2. Понятие фазы и фазовых переходов…………………………... 69 8.3. Уравнение Ван-дер-Ваальса………………………………….... 69 8.4. Изотермы реальных газов …………………………………….... 71 357
Стр.357
Глава 9. Жидкости…………………………………………………… 73 9.1. Свойства и строение жидкостей……………………………….. 73 9.2. Поверхностное натяжение жидкостей……………………….... 74 9.3. Смачивание. Краевой угол……………………………………... 75 9.4. Поверхностное испарение и кипение жидкостей…………….. 77 9.5. Жидкие растворы……………………………………………….. 78 Глава 10. Особенности твердого состояния вещества ………… 79 10.1. Структура твердых тел………………………………………... 79 10.2. Физические типы кристаллических решеток……………….. 80 82 84 85 88 10.3. Теплоемкость кристаллов…………………………………….. 81 10.4. Плавление и кристаллизация………………………………..... ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Глава 11. Основы электростатики …………………………...…. 11.1. Электрические заряды. Закон сохранения электрического заряда……………………………………………...............… 84 11.2. Закон Кулона………………………………………………….. 11.3. Электростатическое поле и его напряженность…………….. 87 11.4. Графическое изображение электростатических полей…….. 11.5. Принцип суперпозиции электростатических полей………... 89 92 96 11.6. Электростатическое поле электрического диполя………….. 91 11.7. Поток вектора напряженности электростатического поля.... 11.10. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда………………………………………………………….. 97 11.11. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля…………………………………………………………….. 99 11.12. Потенциальная энергия и потенциал электростатического поля…………………………………………………………..... 99 11.13. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля. Эквипотенциальные поверхности……….... 101 11.14. Вычисление разности потенциалов по напряженности поля…………………………………………………………... 102 11.15. Диэлектрики в электростатическом поле…………………... 103 11.16. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков………….. 104 358 11.8. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме….. 93 11.9. Применение теоремы Гаусса для расчета напряженности электростатического поля…………………………………....
Стр.358
11.17. Вектор поляризации и диэлектрическая восприимчивость диэлектриков…………………………………………………. 107 11.20. Сегнетоэлектрики…………………………………………… 111 11.21. Пьезоэлектрический эффект……………………………….. 113 11.22. Проводники в электростатическом поле…………………... 115 11.23. Электрическая емкость уединенного проводника……….. 118 Глава 12. Постоянный электрический ток……………………... 124 12.1. Электрический ток, сила и плотность тока………………… 124 12.2. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение….. 126 12.3. Закон Ома для участка и полной замкнутой цепи…………. 127 12.4. Сопротивление проводника. Явление сверхпроводимости.. 129 12.5. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца……………. 130 12.6. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей……………… 132 Глава 13. Электрические токи в металлах, вакууме и полупроводниках………………………………………….. 135 13.1. Опытные доказательства электронной проводимости металлов…………………………………………………………........ 135 13.2 Основные положения классической теории электропроводности металлов………………………………………………... 136 13.3. Работа выхода электрона из металла. Контактная разность потенциалов…………………………………………………... 138 13.4. Термоэлектрические явления……………………………….... 141 13.5. Электрический ток в вакуумном диоде……………………... 143 13.6. Собственная и примесная проводимость полупроводников…………………………………………….. 145 13.7. Современная квантовая теория проводимости металлов……………………………………………………… 147 150 13.8. Элементы зонной теории твердых тел……………………… МАГНЕТИЗМ Глава 14. Магнитное поле в вакууме……………………………… 154 14.1. Магнитное поле и его характеристики……………………….. 154 359 11.18. Напряженность поля в диэлектрике………………………. 108 11.19. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике…………………..................... 109 11.24. Взаимная электроемкость. Конденсаторы………………… 119 11.25. Энергия заряженного уединенного проводника, конденсатора. Энергия электростатического поля………………...... 122
Стр.359
14.2. Закон Био–Савара–Лапласа и его применение к расчету магнитного поля………………………....…………….....……....... 157 14.3. Закон Ампера………………………………………………….... 161 14.4. Взаимодействие двух параллельных проводников с током.. 162 14.5. Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца……………………………..………… 163 14.6. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора В)……………………..…………......... 165 14.7. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля……..………………………………………… 167 14.8. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле……………...……………………………………………… 168 14.9. Рамка с током в однородном магнитном поле……………...... 169 Глава 15. Магнитное поле в веществе…………………………….. 171 15.1. Магнитный момент атома……………………………………... 173 15.2. Атом в магнитном поле………………………………………... 174 15.3. Намагниченность вещества. Закон полного тока в веществе…………………………………..………………….. 175 15.4. Виды магнетиков……………………………………………..... 178 15.5. Диамагнетизм. Диамагнетики……………………………….... 179 15.6. Парамагнетизм. Парамагнетики……………………………..... 180 15.7. Ферромагнетизм. Ферромагнетики………………………….... 181 15.8. Доменная структура ферромагнетиков……………………...... 185 15.9. Антиферромагнетики и ферриты…………………………….... 188 Глава 16. Явление электромагнитной индукции………………... 189 16.1. Основной закон электромагнитной индукции………………... 191 16.2. Явление самоиндукции……………………………………….... 193 16.3. Явление взаимной индукции…………………………………... 195 16.4. Энергия магнитного поля…………………………………….... 196 Глава 17. Уравнения Максвелла…………………………………... 198 17.1. Теория Максвелла для электромагнитного поля…………….. 198 17.2. Первое уравнение Максвелла………………………………...... 199 17.3. Ток смещения………………………………………………….... 201 17.4. Второе уравнение Максвелла………………………………...... 204 17.5. Система уравнений Максвелла в интегральной форме…….... 205 Глава 18. Механические и электромагнитные колебания……... 206 18.1. Механические колебания…………………………………….... 206 18.2. Скорость и ускорение при гармоническом колебании……..... 207 360
Стр.360
18.3. Гармонический осциллятор. Примеры гармонических осцилляторов……………………………………………..……. 209 18.4. Затухающие колебания……………………………………….... 211 18.5. Вынужденные колебания. Механический резонанс………..... 213 18.6. Электромагнитные колебания. Колебательный контур…… 216 18.7. Дифференциальное уравнение свободных незатухающих колебаний …………………….……………………………….. 218 18.8. Затухание свободных колебаний в реальном контуре…….... 219 18.9. Незатухающие колебания. Резонанс………………………..... 220 18.10. Добротность контура и полоса пропускания ……………..... 222 Глава 19. Упругие волны…………………………………………… 223 19.1. Волновые процессы. Виды волн……………………………..... 223 19.2. Волновое уравнение. Уравнения и характеристики волн….... 224 19.3. Энергия волны. Перенос энергии……………………………... 226 19.4. Принцип суперпозиции волн. Явление интерференции…...... 227 ОПТИКА………………………………………………….................. 229 Глава 20. Элементы геометрической оптики…………………….. 229 20.1. Основные законы геометрической оптики…………………... 229 20.2. Явление полного внутреннего отражения………………….... 230 20.3. Электромагнитная теория света……………………………..... 231 Глава 21. Интерференция световых волн………………………… 233 21.1. Расчет интерференционной картины……………………….... 233 21.2. Метод Юнга. Получение интерференционной картины…..... 235 21.3. Интерференция света в тонких пленках……………………..... 237 21.4. Применение интерференции…………………………………... 242 Глава 22. Дифракция света………………………………………… 243 22.1. Принцип Гюйгенса……………………………………………... 243 22.2. Принцип Гюйгенса-Френеля…………………………………... 244 22.3. Метод зон Френеля……………………………………………... 245 22.4. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске………..... 247 22.5. Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели…………... 249 22.6. Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке……..... 251 22.7. Дифракция рентгеновских лучей…………………………….... 254 22.8. Дисперсия и разрешающая сила спектрального прибора….... 256 Глава 23. Поляризация света………………………………………. 257 23.1. Естественный и поляризованный свет………………………... 257 23.2. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух изотропных диэлектрических сред……...... 260 361
Стр.361
23.3. Поляризация света при двойном лучепреломлении……….... 263 23.4. Виды поляризаторов. Анализ поляризованного света. Закон Малюса………………………………………………….. 266 23.5. Интерференция поляризованных лучей……………………..... 269 23.6. Искусственная оптическая анизотропия……………………. 271 23.7. Оптическая активность веществ……………………………. 273 Глава 24. Взаимодействие света с веществом…………………… 275 24.1. Поглощение света…………………………………………….. 275 24.2 Дисперсия света……………………………………………….. 277 24.3. Отражение и пропускание света. Окраска тел в природе…. 279 24.4. Рассеяние света……………………………………………….. 280 Глава 25. Тепловое излучение тел………………………………… 282 25.1. Теплообмен. Правило Прево………………………………… 282 25.2. Характеристики теплового излучения………………………. 283 25.3. Закон Кирхгофа……………………………………………….. 285 25.4. Законы Стефана-Больцмана и смещения Вина…………….. 286 25.5. Квантовый характер излучения…………………………….... 287 25.6. Пирометрия и пирометры……………………………………. 290 Глава 26. Корпускулярные свойства света……………………… 291 26.1. Виды фотоэлектрического эффекта. Законы внешнего фотоэффекта ………………………………………………. 291 26.2. Масса и импульс фотона…………………………………….. 297 26.3. Давление света………………………………………………... 298 26.4. Эффект Комптона …………………………………………… 299 ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ Глава 27.Основные положения квантовой механики................... 301 27.1. Модели атома Резерфорда и Бора. Противоречия классической физики………………………………………………........ 301 27.2. Корпускулярно-волновой дуализм свойств микрочастиц. Гипотеза Луи-де-Бройля …………………………………….. 305 27.3. Соотношение неопределенностей Гейзенберга……………... 306 27.4. Вероятностный характер движения частиц. Задание состояния микрочастицы. Волновая функция…………………....... 308 27.5. Уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера…………………………………………………..... 309 27.6. Частица в потенциальной яме. Квантование энергии частицы. Туннельный эффект……………………… 310 Глава 28. Физика атома……………………………………………. 315 362
Стр.362
28.1. Электрон в атоме водорода…………………………………..... 315 28.2. Квантовые числа……………………………………………….. 317 28.3. Опыт Штерна и Герлаха……………………………………..... 319 28.4. Спин электрона……………………………………………….... 321 28.5. Многоэлектронный атом. Правила распределения электронов по орбиталям. Принцип Паули ……………….... 322 28.6. Спектры излучения и поглощения атомов………………….... 325 28.7. Спонтанное и вынужденное излучение фотонов. Принцип работы квантового генератора…………………….. 327 Глава 29. Атомное ядро……………………………………………... 329 29.1. Состав ядра. Характеристики ядра…………………………..... 329 29.2. Капельная и оболочная модели ядра………………………...... 330 29.3. Ядерные силы. Механизм взаимодействия нуклонов………... 331 29.4. Масса и энергия связи ядра…………………………………..... 332 29.5. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Альфа-, бета-, гамма – излучения…………………………….. 334 29.6. Цепная ядерная реакция деления. Деление ядер урана…….... 336 29.7. Использование энергии ядерных цепных реакций. Атомная бомба. Ядерный реактор…………………………………......... 338 29.8. Проблемы развития энергетики. Свойства ионизирующих излучений……………………………………………………... 339 29.9. Термоядерные реакции. Управляемый термоядерный синтез…………………………………………………………... 340 29.10. Свойства и характеристики ионизирующих излучений…..... 341 Глава 30. Элементарные частицы………………………………… 343 30.1. Свойства элементарных частиц. Гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия………………. 343 30.2. Классификация элементарных частиц………………………... 347 30.3. Современное состояние теории элементарных частиц. Гипотеза Великого объединения………………………………...... 349 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................. 354 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................ 355 363
Стр.363

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически