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Corso di Fisica Trofimov 18a edizione. Unità fisiche

11 ° ed., Cancellato. - M .: 2006 - 560 p.

Il libro di testo (9a edizione, rivista e ampliata, 2004) si compone di sette parti, che delineano i fondamenti fisici della meccanica, fisica molecolare e termodinamica, elettricità e magnetismo, ottica, fisica quantistica di atomi, molecole e solidi, fisica atomica. nucleo e particelle elementari. Il problema della combinazione di oscillazioni meccaniche ed elettromagnetiche è stato risolto razionalmente. È stata stabilita la continuità logica e la connessione tra la fisica classica e quella moderna. Vengono fornite domande di controllo e attività per una soluzione indipendente.

Per studenti di ingegneria e specialità tecniche degli istituti di istruzione superiore.

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1. Fondamenti fisici meccanica.
Capitolo 1. Elementi di cinematica

§ 1. Modelli in meccanica. Sistema di riferimento. Traiettoria, lunghezza del percorso, vettore di spostamento

§ 2. Velocità

§ 3. Accelerazione e sue componenti

§ 4. Velocità angolare e accelerazione angolare

Compiti

Capitolo 2. Dinamica di un punto materiale e moto traslatorio di un corpo rigido Forza

§ 6. Seconda legge di Newton

§ 7. Terza legge di Newton

§ 8. Forze di attrito

§ 9. La legge di conservazione della quantità di moto. Centro di Massa

§ 10. Equazione del moto di un corpo di massa variabile

Compiti

Capitolo 3. Lavoro ed energia

§ 11. Energia, lavoro, potere

§ 12. Energie cinetiche e potenziali

§ 13. Legge di conservazione dell'energia

§ 14. Rappresentazione grafica dell'energia

§ 15. Impatto di corpi assolutamente elastici e anelastici

Compiti

Capitolo 4. Meccanica del corpo rigido

§ 16. Momento di inerzia

§ 17. Energia cinetica di rotazione

§ 18. Momento di potere. Equazione della dinamica del moto rotatorio di un corpo rigido.

§ 19. Momento di momentum e legge della sua conservazione
§ 20. Assi liberi. Giroscopio
§ 21. Deformazioni di un corpo rigido
Compiti

Capitolo 5. Gravitazione. Elementi di teoria dei campi
§ 22. Leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale
§ 23. Gravità e peso. Assenza di gravità .. 48 y 24. Il campo gravitazionale e la sua intensità
§ 25. Lavorare in un campo gravitazionale. Potenziale del campo gravitazionale
§ 26. Velocità dello spazio

§ 27. Sistemi di riferimento non inerziali. Forze d'inerzia
Compiti

Capitolo 6. Elementi di meccanica dei fluidi
§ 28. Pressione nel liquido e nel gas
§ 29. L'equazione della continuità
§ 30. Equazione di Bernoull e conseguenze da essa
§ 31. Viscosità (attrito interno). Regimi di flusso del fluido laminare e turbolento
§ 32. Metodi per determinare la viscosità
§ 33. Movimento dei corpi in liquidi e gas

Compiti
Capitolo 7. Elementi di teoria della relatività speciale (particolare)
§ 35. Postulati della teoria della relatività speciale (particolare)
§ 36. Trasformazioni di Lorentz
§ 37. Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz
Sezione 38. Intervallo tra gli eventi
§ 39. La legge fondamentale della dinamica relativistica di un punto materiale
§ 40. La legge del rapporto tra massa ed energia
Compiti

2. Fondamenti di fisica molecolare e termodinamica
Capitolo 8. Teoria cinetica molecolare dei gas ideali
§ 41. Metodi di ricerca. Leggi dei gas ideali con esperienza
§ 42. Clapeyron - Equazione di Mendeleev
§ 43. L'equazione di base della teoria cinetica molecolare dei gas ideali
§ 44. Legge di Maxwell sulla distribuzione delle molecole di gas ideali per velocità ed energie del moto termico
§ 45. Formula barometrica. Distribuzione Boltzmann
§ 46. Numero medio di collisioni e percorso libero medio delle molecole
§ 47. Sostenibilità sperimentale della teoria cinetica molecolare
§ 48. Fenomeni di trasporto in sistemi di non equilibrio termodinamico
§ 49. Vuoto e metodi per ottenerlo. Proprietà dei gas ultra-rarefatti
Compiti

Capitolo 9. Fondamenti di termodinamica.
§ 50. Il numero di gradi di libertà della molecola. La legge della distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà delle molecole
§ 51. La prima legge della termodinamica
§ 52. Lavoro del gas quando il suo volume cambia
§ 53. Capacità termica
§ 54. Applicazione della prima legge della termodinamica agli isoprocessi
§ 55. Processo adiabatico. Processo politropico
§ 57. Entropia, sua interpretazione statistica e connessione con la probabilità termodinamica
§ 58. La seconda legge della termodinamica
§ 59. Motori termici e macchine frigorifere Ciclo di Carnot e sua efficienza per gas ideale
Compiti
Capitolo 10. Gas reali, liquidi e solidi
§ 61. Equazione di Van der Waals
§ 62. Isoterme di Van der Waals e loro analisi
Sezione 63. Energia interna del gas reale
§ 64. Joule - Effetto Thomson
Sezione 65. Liquefazione dei gas
§ 66. Proprietà dei liquidi. Tensione superficiale
Sezione 67. Bagnatura
§ 68. Pressione sotto la superficie curva del liquido
§ 69. Fenomeni capillari
§ 70. Solidi. Mono e policristalli
§ 71. Tipi di solidi cristallini
§ 72. Difetti nei cristalli
§ 75. Transizioni di fase del primo e del secondo tipo
§ 76. Diagramma di stato. Punto triplo
Compiti

3. Elettricità e magnetismo
Capitolo 11. Elettrostatica
Sezione 77. Legge di conservazione della carica elettrica
Sezione 78. Legge di Coulomb
§ 79. Campo elettrostatico. Intensità del campo elettrostatico
§ 80. Principio di sovrapposizione di campi elettrostatici. Campo di dipolo
§ 81. Teorema di Gauss per un campo elettrostatico nel vuoto
§ 82. Applicazione del teorema di Gauss al calcolo di alcuni campi elettrostatici nel vuoto
§ 83. Circolazione del vettore dell'intensità del campo elettrostatico
§ 84. Potenziale del campo elettrostatico
§ 85. Tensione come gradiente di potenziale. Superfici equipotenziali
§ 86. Calcolo della differenza di potenziale dall'intensità di campo
§ 87. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici
§ 88. Polarizzazione. L'intensità del campo nel dielettrico
§ 89. Miscelazione elettrica. Teorema di Gauss per il campo elettrostatico in un dielettrico
§ 90. Condizioni all'interfaccia tra due mezzi dielettrici
§ 91. Ferroelettrico
§ 92. Conduttori in un campo elettrostatico
§ 93. Capacità elettrica di un conduttore isolato
§ 94. Condensatori
§ 95. Energia di un sistema di cariche, un conduttore solitario e un condensatore. Energia del campo elettrostatico
Compiti
Capitolo 12. Corrente elettrica continua
§ 96. Corrente elettrica, forza e densità di corrente
Sezione 97. Forze esterne. Forza e tensione elettromotrice
§ 98. Legge di Ohm. Resistenza del conduttore

Sezione 99 lavoro e potere Legge Joule-Lenz
§ 100. Legge di Ohm per una sezione non uniforme di una catena
§ 101. Regole di Kirchhoff per le catene ramificate
Compiti
Capitolo 13. Correnti elettriche in metalli, vuoto e gas
§ 104. Funzione di lavoro degli elettroni dal metallo
§ 105. Fenomeni di emissione e loro applicazione
§ 106. Ionizzazione dei gas. Scarico di gas non autosufficiente
§ 107. Scarico di gas autonomo e relativi tipi
§ 108. Plasma e sue proprietà
Compiti

Capitolo 14. Campo magnetico.
§ 109. Campo magnetico e sue caratteristiche
§ 110. Legge di Bio - Savart - Laplace e sua applicazione al calcolo del campo magnetico
Sezione 111. Legge di Ampere. Interazione di correnti parallele
§ 112. Costante magnetica. Unità di induzione magnetica e intensità del campo magnetico
§ 113. Il campo magnetico di una carica in movimento
§ 114. L'azione di un campo magnetico su una carica in movimento
§ 115. Movimento di particelle cariche in un campo magnetico
§ 117. Effetto Hall
§ 118. Circolazione del vettore B del campo magnetico nel vuoto
§ 119. Campi magnetici di un solenoide e di un toroide
§ 121. Interventi sullo spostamento di un conduttore e di un circuito con una corrente in un campo magnetico
Compiti

Capitolo 15. Induzione elettromagnetica
§ 122. Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica (esperimenti di Faraday
§ 123. Legge di Faraday e sua derivazione dalla legge di conservazione dell'energia
§ 125. Correnti parassite (correnti di Foucault
§ 126. Induttanza del circuito. Autoinduzione
§ 127. Correnti durante l'apertura e la chiusura di un circuito
§ 128. Mutua induzione
§ 129. Transformers
§130. Energia del campo magnetico
cottage
Capitolo 16. Proprietà magnetiche della materia
§ 131. Momenti magnetici di elettroni e atomi
§ 132. Fondo e paramagnetismo
§ 133. Magnetizzazione. Campo magnetico nella materia
§ 134. Condizioni all'interfaccia tra due magneti
§ 135. Ferromagneti e loro proprietà

§ 136. La natura del ferromagnetismo
Compiti
Capitolo 17. Fondamenti della teoria di Maxwell per lo zero elettromagnetico
§ 137. Campo elettrico a vortice
Sezione 138. Corrente di polarizzazione
§ 139. Equazioni di Maxwell per il campo elettromagnetico

4. Oscillazioni e onde.
Capitolo 18. Vibrazioni meccaniche ed elettromagnetiche
§ 140. Vibrazioni armoniche e loro caratteristiche
§ 141. Vibrazioni armoniche meccaniche
§ 142. Oscillatore armonico. Pendoli primaverili, fisici e matematici
§ 144. Aggiunta di oscillazioni armoniche della stessa direzione e della stessa frequenza. Beats
§ 145. Aggiunta di vibrazioni mutuamente perpendicolari
§ 146. Equazione differenziale delle oscillazioni smorzate libere (meccaniche ed elettromagnetiche) e sua soluzione. Auto-oscillazioni
§ 147. Equazione differenziale delle oscillazioni forzate (meccaniche ed elettromagnetiche) e sua soluzione
§ 148. Ampiezza e fase delle oscillazioni forzate (meccaniche ed elettromagnetiche). Risonanza
§ 149. Corrente alternata
§ 150. Risonanza delle tensioni
§ 151. Risonanza delle correnti
§ 152. Potenza assegnata nel circuito a corrente alternata
Compiti

Capitolo 19. Onde elastiche.
§ 153. Processi ondulatori. Onde longitudinali e trasversali
§ 154. L'equazione di un'onda viaggiante. Velocità di fase. Equazione delle onde

§ 155. Il principio di sovrapposizione. Velocità di gruppo
§ 156. Interferenza delle onde
§ 157. Onde stazionarie
§ 158. Onde sonore
§ 159. Effetto Doppler in acustica
Sezione 160. Ultrasuoni e sua applicazione

Compiti

Capitolo 20. Onde elettromagnetiche.
§ 161. Produzione sperimentale di onde elettromagnetiche
§ 162. L'equazione differenziale di un'onda elettromagnetica

§ 163. Energia delle onde elettromagnetiche. Impulso elettromagnetico

§ 164. Radiazione del dipolo. Applicazione delle onde elettromagnetiche
Compiti

5. Ottica. La natura quantistica della radiazione.

Capitolo 21. Elementi di ottica geometrica ed elettronica.
§ 165. Leggi fondamentali dell'ottica. Riflessione completa
§ 166. Lenti sottili. Immagine di oggetti che utilizzano lenti
§ 167. Aberrazioni (errori) dei sistemi ottici
§ 168. Grandezze fotometriche di base e loro unità
Compiti
Capitolo 22. Interferenza della luce
§ 170. Sviluppo di idee sulla natura della luce
§ 171. Coerenza e monocromaticità delle onde luminose
§ 172. Interferenza della luce
§ 173. Metodi per osservare l'interferenza della luce
§ 174. Interferenza della luce in film sottili
§ 175. Applicazione dell'interferenza della luce
Capitolo 23. Diffrazione della luce
§ 177. Metodo delle zone di Fresnel. Propagazione rettilinea della luce
§ 178. Diffrazione di Fresnel su un foro rotondo e disco
§ 179. Diffrazione di Fraunhofer su una fenditura
§ 180. Diffrazione di Fraunhofer su reticolo di diffrazione
§ 181. Reticolo spaziale. Dispersione di luce
§ 182. Diffrazione su un reticolo spaziale. La formula di Wolfe: Braggs
§ 183. Risoluzione dei dispositivi ottici
§ 184. Il concetto di olografia
Compiti

Capitolo 24. Interazione delle onde elettromagnetiche con la materia.
§ 185. Dispersione della luce
§ 186. Teoria elettronica della dispersione della luce
§ 188. Effetto Doppler
§ 189. Vavilov - Radiazione Cherenkov

Compiti
Capitolo 25. Polarizzazione della luce
§ 190. Luce naturale e polarizzata
§ 191. Polarizzazione della luce durante la riflessione e la rifrazione al confine di due dielettrici
§ 192. Doppia rifrazione
§ 193. Prismi polarizzanti e polaroid
§ 194. Analisi della luce polarizzata

§ 195. Anisotropia ottica artificiale
§ 196. Rotazione del piano di polarizzazione

Compiti

Capitolo 26. Natura quantistica della radiazione.
§ 197. Radiazione termica e sue caratteristiche.

§ 198. Legge di Kirchhoff
§ 199. Leggi di Stefan - Boltzmann e spostamento di Vin

§ 200. Formule di Rayleigh-Jeans e Planck.
§ 201. Pirometria ottica. Fonti di luce termica
§ 203. Equazione di Einstein per l'effetto fotoelettrico esterno. Conferma sperimentale delle proprietà quantistiche della luce
§ 204. Applicazione dell'effetto foto
§ 205. Massa e quantità di moto di un fotone. Pressione leggera
§ 206. Effetto Compton e sua teoria elementare
§ 207. L'unità delle proprietà corpuscolari e ondulatorie della radiazione elettromagnetica
Compiti

6. Elementi di fisica quantistica

Capitolo 27. Teoria di Bohr dell'atomo di idrogeno.

§ 208. Modelli dell'atomo di Thomson e Rutherford
§ 209. Spettro lineare dell'atomo di idrogeno
§ 210. Postulati di Bohr
§ 211. Esperimenti di Frank a Hertz
§ 212. Lo spettro dell'atomo di idrogeno secondo Bohr

Compiti

Capitolo 28. Elementi di meccanica quantistica
§ 213. Dualismo onde corpuscolari delle proprietà della materia
§ 214. Alcune proprietà delle onde di de Broglie
§ 215. Rapporto di incertezze
§ 216. Funzione d'onda e suo significato statistico
§ 217. Equazione generale di Schrödinger. Equazione di Schrödinger per stati stazionari
§ 218. Il principio di causalità nella meccanica quantistica
§ 219. Moto di una particella libera
§ 222. Oscillatore armonico lineare nella meccanica quantistica
Compiti
Capitolo 29. Elementi di fisica moderna delle molecole t degli atomi
§ 223. L'atomo di idrogeno nella meccanica quantistica
§ 224. Combustione L di un elettrone in un atomo di idrogeno
§ 225. Lo spin dell'elettrone. Numero quantico di rotazione
§ 226. Il principio di indistinguibilità di particelle identiche. Fermioni e bosoni
Mendeleev
§ 229. Spettri di raggi X.
§ 231. Spettri molecolari. Diffusione della luce Raman
§ 232. Assorbimento, emissione spontanea e stimolata
(laser
Compiti
Capitolo 30. Elementi di statistica quantistica
§ 234. Statistiche quantistiche. Spazio delle fasi. Funzione di distribuzione
§ 235. Il concetto di statistica quantistica Bose - Einstein e Fermi - Dirac
§ 236. Gas di elettroni degenerato nei metalli
§ 237. Il concetto di teoria quantistica della capacità termica. Phonols
§ 238. Conclusioni della teoria quantistica della conducibilità elettrica dei metalli
! Effetto Josephson
Compiti
Capitolo 31. Elementi di fisica dello stato solido
§ 240. Il concetto di teoria delle bande dei solidi
§ 241. Metalli, dielettrici e semiconduttori secondo la teoria delle bande
§ 242. Conduttività intrinseca dei semiconduttori
§ 243. Conduttività dell'impurità dei semiconduttori
§ 244. Fotoconduttività dei semiconduttori
§ 245. Luminescenza dei solidi
§ 246. Contatto di due metalli secondo la teoria delle bande
§ 247. Fenomeni termoelettrici e loro applicazione
§ 248. Rettifica al contatto metallo-semiconduttore
§ 250. Diodi semiconduttori e triodi (transistor
Compiti

7. Elementi di fisica del nucleo atomico e particelle elementari.

Capitolo 32. Elementi di fisica del nucleo atomico.

§ 252. Difetto di massa ed energia di legame, nucleo

§ 253. Spin del nucleo e suo momento magnetico

§ 254. Forze nucleari. Modelli del kernel

§ 255. Radiazioni radioattive e suoi tipi Regole di spostamento

§ 257. Leggi del decadimento

§ 259. Radiazione gamma e sue proprietà.

§ 260. Assorbimento risonante della radiazione γ (effetto Mössbauer

§ 261. Metodi di osservazione e registrazione di radiazioni e particelle radioattive

§ 262. Reazioni nucleari e loro principali tipi

§ 263. Positron. /\u003e - Decadimento. Acquisizione elettronica

§ 265. Reazione di fissione nucleare
§ 266. Reazione a catena della fissione
§ 267. Concetto di energia nucleare
§ 268. Reazione di fusione di nuclei atomici. Il problema delle reazioni termonucleari controllate
Compiti
Capitolo 33. Elementi di fisica delle particelle elementari
§ 269. Radiazione cosmica
§ 270. Muoni e loro proprietà
§ 271. Mesoni e loro proprietà
§ 272. Tipi di interazioni delle particelle elementari
§ 273. Particelle e antiparticelle
§ 274. Iperoni. La stranezza e la parità delle particelle elementari
§ 275. Classificazione delle particelle elementari. Quark
Compiti
Leggi e formule fondamentali
1. Fondamenti fisici della meccanica
2. Fondamenti di fisica molecolare e termodinamica
4. Oscillazioni e onde
5. Ottica. La natura quantistica della radiazione
6. Elementi di fisica quantistica di atomi, molecole e solidi

7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari
Indice dei soggetti

5a ed., Cancellato. - M .: 2006 - 352 p.

Il libro in forma sintetica e accessibile presenta materiale su tutte le sezioni del programma del corso "Fisica" - dalla meccanica alla fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari. Per studenti universitari. Utile per rivedere il materiale trattato e preparare esami in università, scuole tecniche, college, scuole, dipartimenti preparatori e corsi.

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SOMMARIO
Prefazione 3
Introduzione 4
Soggetto di fisica 4
Collegamento della fisica con altre scienze 5
1. BASE FISICA DELLA MECCANICA 6
Meccanica e sua struttura 6
Capitolo 1. Elementi di cinematica 7
Modelli in meccanica. Equazioni cinematiche del moto di un punto materiale. Traiettoria, lunghezza del percorso, vettore di spostamento. Velocità. Accelerazione e sue componenti. Velocità angolare. Accelerazione angolare.
Capitolo 2 Dinamica di un punto materiale e moto traslatorio di un corpo rigido 14
La prima legge di Newton. Peso. Energia. Seconda e terza legge di Newton. Legge di conservazione dell'impulso. La legge del moto del centro di massa. Forze di attrito.
Capitolo 3. Lavoro ed energia 19
Lavoro, energia, potere. Energia cinetica e potenziale. La connessione tra forza conservativa ed energia potenziale. Piena energia. Legge di conservazione dell'energia. Rappresentazione grafica dell'energia. Impatto assolutamente resiliente. Colpo assolutamente anelastico
Capitolo 4. Meccanica del corpo rigido 26
Momento d'inerzia. Teorema di Steiner. Momento di potere. Energia cinetica di rotazione. Equazione della dinamica del moto rotatorio di un corpo rigido. Momento di quantità di moto e legge della sua conservazione. Deformazioni di un solido. Legge di Hooke. Relazione tra sforzo e stress.
Capitolo 5. Gravitazione. Elementi di teoria dei campi 32
La legge di gravitazione universale. Caratteristiche del campo gravitazionale. Lavora nel campo gravitazionale. La relazione tra il potenziale del campo gravitazionale e la sua forza. Velocità dello spazio. Forze d'inerzia.
Capitolo 6. Elementi di meccanica dei fluidi 36
Pressione in liquido e gas. Equazione di continuità. L'equazione di Bernoulli. Alcune applicazioni dell'equazione di Bernoulli. Viscosità (attrito interno). Regimi di flusso dei fluidi.
Capitolo 7. Elementi della teoria della relatività speciale 41
Principio meccanico di relatività. Le trasformazioni di Galileo. Postula SRT. Trasformazioni di Lorentz. Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz (1). Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz (2). L'intervallo tra gli eventi. La legge fondamentale delle dinamiche relativistiche. Energia nelle dinamiche relativistiche.
2. FONDAMENTI DI FISICA MOLECOLARE E TERMODINAMICA 48
Capitolo 8. Teoria molecolare-articolare dei gas ideali 48
Sezioni di fisica: fisica molecolare e termodinamica. Metodo di ricerca della termodinamica. Scale di temperatura. Gas perfetto. Le leggi di Boyle-Marie-otga, Avogadro, Dalton. Legge di Gay Lussac. Equazione di Clapeyron-Mendeleev. L'equazione di base della teoria cinetica molecolare. Legge di Maxwell sulla distribuzione della velocità delle molecole di gas ideali. Formula barometrica. Distribuzione Boltzmann. Percorso libero medio delle molecole. Alcuni esperimenti che confermano MKT. Fenomeni di trasporto (1). Fenomeni di trasporto (2).
Capitolo 9. Fondamenti di termodinamica 60
Energia interna. Il numero di gradi di libertà. La legge sulla distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà delle molecole. La prima legge della termodinamica. Il gas funziona quando il suo volume cambia. Calore specifico (1). Calore specifico (2). Applicazione della prima legge della termodinamica agli isoprocessi (1). Applicazione della prima legge della termodinamica agli isoprocessi (2). Processo adiabatico. Processo circolare (ciclo). Processi reversibili e irreversibili. Entropia (1). Entropia (2). La seconda legge della termodinamica. Motore termico. Teorema di Karno. Macchina di refrigerazione. Ciclo di Carnot.
Capitolo 10. Gas reali, liquidi e solidi 76
Forze ed energia potenziale delle interazioni intermolecolari. Equazione di Van der Waals (equazione di stato per gas reali). Isoterme di Van der Waals e loro analisi (1). Isoterme di Van der Waals e loro analisi (2). Energia interna del gas reale. Liquidi e loro descrizione. Tensione superficiale dei liquidi. Bagnare. Fenomeni capillari. Solidi: cristallini e amorfi. Mono e policristalli. Caratteristica cristallografica dei cristalli. Tipi di cristallo in base all'attributo fisico. Difetti nei cristalli. Evaporazione, sublimazione, fusione e cristallizzazione. Transizioni di fase. Diagramma di stato. Punto triplo. Analisi del diagramma di stato sperimentale.
3. ELETTRICITÀ ED ELETTROMAGNETISMO 94
Capitolo 11. Elettrostatica 94
Carica elettrica e sue proprietà. Legge di conservazione della carica. Legge di Coulomb. Intensità del campo elettrostatico. Linee di intensità del campo elettrostatico. Flusso vettoriale di tensione. Principio di sovrapposizione. Campo di dipolo. Teorema di Gauss per un campo elettrostatico nel vuoto. Applicazione del teorema di Gauss al calcolo dei campi nel vuoto (1). Applicazione del teorema di Gauss al calcolo dei campi nel vuoto (2). Circolazione del vettore dell'intensità del campo elettrostatico. Potenziale del campo elettrostatico. Differenza di potenziale. Principio di sovrapposizione. La connessione tra tensione e potenziale. Superfici equipotenziali. Calcolo della differenza di potenziale dall'intensità di campo. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici. Polarizzazione. L'intensità del campo nel dielettrico. Spostamento elettrico. Teorema di Gauss per un campo in un dielettrico. Condizioni all'interfaccia tra due mezzi dielettrici. Conduttori in un campo elettrostatico. Capacità elettrica. Condensatore piatto. Collegamento dei condensatori alle batterie. Energia di un sistema di cariche e di un conduttore solitario. Energia di un condensatore carico. L'energia del campo elettrostatico.
Capitolo 12. Corrente elettrica continua 116
Corrente elettrica, forza e densità di corrente. Forze esterne. Forza elettromotrice (EMF). Voltaggio. Resistenza dei conduttori. Legge di Ohm per una sezione ad asta singola in un circuito chiuso. Lavoro e potenza della corrente. Legge di Ohm per una sezione non uniforme di un circuito (legge di Ohm generalizzata (OZO)). Regole di Kirchhoff per catene ramificate.
Capitolo 13. Correnti elettriche nei metalli, nel vuoto e nei gas 124
La natura degli attuali vettori in metalli. La teoria classica della conducibilità elettrica dei metalli (1). La teoria classica della conducibilità elettrica dei metalli (2). Funzione di lavoro degli elettroni dai metalli. Fenomeni di emissione. Ionizzazione dei gas. Scarico di gas non autosufficiente. Scarico del gas autonomo.
Capitolo 14. Campo magnetico 130
Descrizione del campo magnetico. Le principali caratteristiche del campo magnetico. Linee di induzione magnetica. Principio di sovrapposizione. Legge di Bio-Savart-Laplace e sua applicazione. Legge di Ampere. Interazione di correnti parallele. Costante magnetica. Unità B e H. Il campo magnetico di una carica in movimento. L'azione di un campo magnetico su una carica in movimento. Il movimento di particelle cariche in
campo magnetico. Teorema della circolazione vettoriale B. Campi magnetici del solenoide e del toroide. Flusso del vettore di induzione magnetica. Teorema di Gauss per il campo B. Lavora per spostare un conduttore e un circuito con una corrente in un campo magnetico.
Capitolo 15. Induzione elettromagnetica 142
Gli esperimenti di Faraday e le conseguenze che ne derivano. Legge di Faraday (legge dell'induzione elettromagnetica). La regola di Lenz. EMF di induzione in conduttori fissi. Rotazione del telaio in un campo magnetico. Correnti parassite. Induttanza del circuito. Autoinduzione. Correnti durante l'apertura e la chiusura di un circuito. Mutua induzione. Transformers. L'energia del campo magnetico.
Capitolo 16. Proprietà magnetiche della materia 150
Momento magnetico dell'elettrone. Dia- e paramagneti. Magnetizzazione. Campo magnetico nella materia. La legge attuale totale per un campo magnetico nella materia (il teorema sulla circolazione del vettore B). Teorema di circolazione per il vettore H. Condizioni all'interfaccia tra due magneti. Ferromagneti e loro proprietà.
Capitolo 17. Fondamenti della teoria di Maxwell per il campo elettromagnetico 156
Campo elettrico a vortice. Corrente di polarizzazione (1). Corrente di polarizzazione (2). Le equazioni di Maxwell per il campo elettromagnetico.
4. OSCILLAZIONI E ONDE 160
Capitolo 18. Vibrazioni meccaniche ed elettromagnetiche 160
Oscillazioni: libere e armoniche. Periodo e frequenza delle oscillazioni. Metodo del vettore di ampiezza rotante. Vibrazioni armoniche meccaniche. Oscillatore armonico. Pendoli: primaverili e matematici. Pendolo fisico. Vibrazioni libere in un circuito oscillatorio idealizzato. Equazione delle oscillazioni elettromagnetiche per un circuito idealizzato. Aggiunta di vibrazioni armoniche della stessa direzione e della stessa frequenza. Beats. Aggiunta di vibrazioni reciprocamente perpendicolari. Oscillazioni smorzate libere e loro analisi. Oscillazioni smorzate libere di un pendolo a molla. Decremento dell'attenuazione. Oscillazioni smorzate libere in un circuito elettrico oscillatorio. Fattore di qualità del sistema oscillante. Vibrazioni meccaniche forzate. Oscillazioni elettromagnetiche forzate. Corrente alternata. Corrente attraverso il resistore. Corrente alternata che scorre attraverso una bobina con induttore L. Corrente alternata che scorre attraverso un condensatore di capacità C. Un circuito a corrente alternata contenente un resistore, un induttore e un condensatore in serie. Risonanza delle tensioni (risonanza successiva). Risonanza delle correnti (risonanza parallela). La potenza rilasciata nel circuito CA.
Capitolo 19. Onde elastiche 181
Processo ondoso. Onde longitudinali e trasversali. Onda armonica e sua descrizione. Equazione delle onde viaggianti. Velocità di fase. Equazione delle onde. Principio di sovrapposizione. Velocità di gruppo. Interferenza delle onde. Onde stazionarie. Onde sonore. Effetto Doppler in acustica. Ricezione di onde elettromagnetiche. Scala delle onde elettromagnetiche. Equazione differenziale
onde elettromagnetiche. Conseguenze della teoria di Maxwell. Vettore di densità di flusso di energia elettromagnetica (vettore Umov-Poynging). Impulso di campo elettromagnetico.
5. OTTICA. LA NATURA QUANTISTICA DELLA RADIAZIONE 194
Capitolo 20. Elementi di ottica geometrica 194
Leggi fondamentali dell'ottica. Riflessione completa. Lenti, lenti sottili, le loro caratteristiche. Formula di lenti sottili. La potenza ottica dell'obiettivo. Costruzione di immagini in lenti. Aberrazioni (errori) dei sistemi ottici. Quantità di energia in fotometria. Quantità di luce in fotometria.
Capitolo 21. Interferenza luminosa 202
Derivazione delle leggi di riflessione e rifrazione della luce basate sulla teoria ondulatoria. Coerenza e monocromaticità delle onde luminose. Interferenza leggera. Alcuni metodi per osservare l'interferenza della luce. Calcolo dello schema di interferenza da due sorgenti. Strisce di uguale pendenza (interferenza da una piastra parallela al piano). Strisce di uguale spessore (interferenza da una lastra di spessore variabile). Gli anelli di Newton. Alcune applicazioni di interferenza (1). Alcune applicazioni di interferenza (2).
Capitolo 22. Diffrazione della luce 212
Principio di Huygens-Fresnel. Metodo della zona di Fresnel (1). Metodo della zona di Fresnel (2). Diffrazione di Fresnel su un foro rotondo e un disco. Diffrazione di Fraunhofer per fenditura (1). Diffrazione di Fraunhofer alla fenditura (2). Diffrazione di Fraunhofer su reticolo di diffrazione. Diffrazione del reticolo spaziale. Criterio di Rayleigh. La risoluzione del dispositivo spettrale.
Capitolo 23. Interazione delle onde elettromagnetiche con la materia 221
Dispersione di luce. Differenze di diffrazione e spettri prismatici. Varianza normale e anormale. Teoria elettronica elementare della dispersione. Assorbimento (assorbimento) della luce. Effetto Doppler.
Capitolo 24. Polarizzazione della luce 226
Luce naturale e polarizzata. Legge di Malus. Passaggio della luce tramite due polarizzatori. Polarizzazione della luce per riflessione e rifrazione all'interfaccia di due dielettrici. Doppia rifrazione. Cristalli positivi e negativi. Prismi polarizzanti e polaroid. Piatto quarto d'onda. Analisi della luce polarizzata. Anisotropia ottica artificiale. Rotazione del piano di polarizzazione.
Capitolo 25. La natura quantistica delle radiazioni 236
Radiazione termica e sue caratteristiche. Leggi di Kirchhoff, Stefan-Boltzmann, Wien. Formule Rayleigh-Jeans e Planck. Dalla formula di Planck derivano le leggi particolari della radiazione termica. Temperature: radiazione, colore, luminosità. Caratteristica corrente-tensione dell'effetto fotoelettrico. Leggi effetto foto. Equazione di Einstein. Momento fotone. Pressione leggera. Effetto Compton. L'unità delle proprietà corpuscolari e ondulatorie della radiazione elettromagnetica.
6. ELEMENTI DELLA FISICA QUANTISTICA DEGLI ATOMI, MOLECOLITRO-SOLIDO 246
Capitolo 26. La teoria dell'atomo di idrogeno secondo Bohr 246
Modelli dell'atomo di Thomson e Rutherford. Spettro lineare dell'atomo di idrogeno. I postulati di Bohr. Esperimenti di Frank e Hertz. Spettro di Bohr di un atomo di idrogeno.
Capitolo 27. Elementi di meccanica quantistica 251
Dualismo delle onde corpuscolari delle proprietà delle sostanze. Alcune proprietà delle onde di de Broglie. Il rapporto tra incertezze. Approccio probabilistico alla descrizione delle microparticelle. Descrizione delle microparticelle utilizzando la funzione d'onda. Principio di sovrapposizione. Equazione generale di Schrödinger. Equazione di Schrödinger per stati stazionari. Moto libero delle particelle. Una particella in un "pozzo potenziale" rettangolare unidimensionale con "pareti" infinitamente alte. Potenziale barriera di forma rettangolare. Particella che passa attraverso una potenziale barriera. Effetto tunnel. Oscillatore armonico lineare in meccanica quantistica.
Capitolo 28. Elementi di fisica moderna degli atomi e delle molecole 263
L'atomo simile all'idrogeno nella meccanica quantistica. Numeri quantistici. Lo spettro dell'atomo di idrogeno. Stato ls di un elettrone in un atomo di idrogeno. Spin di un elettrone. Numero quantico di rotazione. Il principio di indistinguibilità di particelle identiche. Fermioni e bosoni. Il principio di Pauli. Distribuzione degli elettroni in un atomo per stati. Spettro di raggi X continuo (bremsstrahlung). Spettro caratteristico dei raggi X. Legge di Moseley. Molecole: legami chimici, il concetto di livelli di energia. Spettri molecolari. Assorbimento. Emissione spontanea e stimolata. Ambienti attivi. Tipi di laser. Il principio di funzionamento di un laser a stato solido. Laser a gas. Proprietà della radiazione laser.
Capitolo 29. Elementi di fisica dello stato solido 278
Teoria delle zone dei solidi. Metalli, dielettrici e semiconduttori secondo la teoria delle bande. Conduttività intrinseca dei semiconduttori. Conduttività delle impurità elettroniche (conduttività di tipo n). Conduttività delle impurità del donatore (conduttività di tipo p). Fotoconduttività dei semiconduttori. Luminescenza dei solidi. Contatto di semiconduttori elettronici e buche (giunzione pn). Conduttività della giunzione p. Diodi semiconduttori. Triodi semiconduttori (transistor).
7. ELEMENTI DELLA FISICA DEL NUCLEO ATOMICO E PARTICELLE ELEMENTARI 289
Capitolo 30. Elementi di fisica del nucleo atomico 289
Nuclei atomici e loro descrizione. Difetto di massa. Energia vincolante del nucleo. Spin del nucleo e suo momento magnetico. Avvoltoi nucleari. Modelli del kernel. Radiazioni radioattive e suoi tipi. La legge del decadimento radioattivo. Regole di spostamento. Famiglie radioattive. a-Decay. p-Decay. radiazione y e sue proprietà. Dispositivi per la registrazione di radiazioni e particelle radioattive. Contatore di scintillazione. Camera di ionizzazione a impulsi. Contatore scarico gas. Contatore di semiconduttori. La camera di Wilson. Camere di diffusione e bolle. Emulsioni fotografiche nucleari. Reazioni nucleari e loro classificazione. Positrone. P + - Decadimento. Coppie elettrone-positrone, loro annichilazione. Acquisizione elettronica. Reazioni nucleari sotto l'influenza di neutroni. Reazione di fissione nucleare. Reazione a catena della fissione. Reattori nucleari. Reazione di fusione nucleare.
Capitolo 31. Elementi di fisica delle particelle elementari 311
Radiazione cosmica. Muoni e loro proprietà. Mesoni e loro proprietà. Tipi di interazioni delle particelle elementari. Descrizione di tre gruppi di particelle elementari. Particelle e antiparticelle. Neutrini e antineutrini, i loro tipi. Iperoni. La stranezza e la parità delle particelle elementari. Caratteristiche dei leptoni e degli adroni. Classificazione delle particelle elementari. Quark.
Tavola periodica degli elementi D.I. Mendeleev 322
Leggi e formule fondamentali 324
Indice 336

11 ° ed., Cancellato. - M .: 2006 - 560 p.

Per studenti di ingegneria e specialità tecniche degli istituti di istruzione superiore.

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1. Fondamenti fisici della meccanica.
Capitolo 1. Elementi di cinematica

§ 1. Modelli in meccanica. Sistema di riferimento. Traiettoria, lunghezza del percorso, vettore di spostamento

§ 2. Velocità

§ 3. Accelerazione e sue componenti

§ 4. Velocità angolare e accelerazione angolare

Compiti

Capitolo 2. Dinamica di un punto materiale e moto traslatorio di un corpo rigido Forza

§ 6. Seconda legge di Newton

§ 7. Terza legge di Newton

§ 8. Forze di attrito

§ 9. La legge di conservazione della quantità di moto. Centro di Massa

§ 10. Equazione del moto di un corpo di massa variabile

Compiti

Capitolo 3. Lavoro ed energia

§ 11. Energia, lavoro, potere

§ 12. Energie cinetiche e potenziali

§ 13. Legge di conservazione dell'energia

§ 14. Rappresentazione grafica dell'energia

§ 15. Impatto di corpi assolutamente elastici e anelastici

Compiti

Capitolo 4. Meccanica del corpo rigido

§ 16. Momento di inerzia

§ 17. Energia cinetica di rotazione

§ 18. Momento di potere. Equazione della dinamica del moto rotatorio di un corpo rigido.

§ 19. Momento di momentum e legge della sua conservazione
§ 20. Assi liberi. Giroscopio
§ 21. Deformazioni di un corpo rigido
Compiti

§ 27. Sistemi di riferimento non inerziali. Forze d'inerzia
Compiti

Capitolo 19. Onde elastiche.
§ 153. Processi ondulatori. Onde longitudinali e trasversali
§ 154. L'equazione di un'onda viaggiante. Velocità di fase. Equazione delle onde

Compiti

Capitolo 20. Onde elettromagnetiche.
§ 161. Produzione sperimentale di onde elettromagnetiche
§ 162. L'equazione differenziale di un'onda elettromagnetica

§ 163. Energia delle onde elettromagnetiche. Impulso elettromagnetico

§ 164. Radiazione del dipolo. Applicazione delle onde elettromagnetiche
Compiti

5. Ottica. La natura quantistica della radiazione.

§ 195. Anisotropia ottica artificiale
§ 196. Rotazione del piano di polarizzazione

Compiti

Capitolo 26. Natura quantistica della radiazione.
§ 197. Radiazione termica e sue caratteristiche.

§ 198. Legge di Kirchhoff
§ 199. Leggi di Stefan - Boltzmann e spostamento di Vin

6. Elementi di fisica quantistica

Capitolo 27. Teoria di Bohr dell'atomo di idrogeno.

Compiti

7. Elementi di fisica del nucleo atomico e particelle elementari.

Capitolo 32. Elementi di fisica del nucleo atomico.

§ 252. Difetto di massa ed energia di legame, nucleo

§ 253. Spin del nucleo e suo momento magnetico

§ 254. Forze nucleari. Modelli del kernel

§ 255. Radiazioni radioattive e suoi tipi Regole di spostamento

§ 257. Leggi del decadimento

§ 259. Radiazione gamma e sue proprietà.

§ 260. Assorbimento risonante della radiazione γ (effetto Mössbauer

§ 261. Metodi di osservazione e registrazione di radiazioni e particelle radioattive

§ 262. Reazioni nucleari e loro principali tipi

§ 263. Positron. /\u003e - Decadimento. Acquisizione elettronica

7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari
Indice dei soggetti

Revisore: Professore del Dipartimento di Fisica intitolato a A.M. Fabrikant del Moscow Power Engineering Institute (Technical University) V.A. Kasyanov

ISBN 5-06-003634-0  Casa editrice State Unitary Enterprise "Higher School", 2001

Il layout originale di questa pubblicazione è di proprietà della casa editrice della scuola superiore, e la sua riproduzione (riproduzione) in qualsiasi modo senza il consenso della casa editrice è vietata.

Prefazione

Il libro di testo è scritto secondo il programma attuale del corso di fisica per specialità ingegneristiche e tecniche degli istituti di istruzione superiore ed è destinato a studenti di istituti di istruzione tecnico superiore di istruzione a tempo pieno con un numero limitato di ore in fisica, con possibilità di utilizzarlo nei corsi serali e per corrispondenza.

Un piccolo volume del libro di testo è stato ottenuto attraverso un'attenta selezione e una presentazione concisa del materiale.

Il libro è diviso in sette parti. Nella prima parte viene fornita una presentazione sistematica dei fondamenti fisici della meccanica classica e vengono considerati gli elementi della teoria della relatività speciale (particolare). La seconda parte è dedicata alle basi della fisica molecolare e della termodinamica. La terza parte si occupa di elettrostatica, corrente continua ed elettromagnetismo. Nella quarta parte, dedicata alla presentazione della teoria delle oscillazioni e della volontà, si considerano in parallelo le oscillazioni meccaniche ed elettromagnetiche, si indicano le loro somiglianze e differenze e si confrontano i processi fisici che si verificano durante le oscillazioni corrispondenti. Nella quinta parte vengono considerati gli elementi di ottica geometrica ed elettronica, ottica ondulatoria e natura quantistica della radiazione. La sesta parte è dedicata agli elementi della fisica quantistica di atomi, molecole e solidi. Nella settima parte vengono presentati gli elementi della fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari.

La presentazione del materiale è effettuata senza ingombranti calcoli matematici, la dovuta attenzione è rivolta all'essenza fisica dei fenomeni e ai concetti e alle leggi che li descrivono, nonché alla continuità della fisica moderna e classica. Tutti i dati biografici sono forniti secondo il libro "Physics" di Yu. A. Khramov (Mosca: Nauka, 1983).

Per la designazione delle quantità vettoriali in tutte le figure e nel testo, viene utilizzato il carattere in grassetto, ad eccezione delle quantità indicate da lettere greche, che per motivi tecnici sono digitate nel testo in caratteri chiari con una freccia.

L'autore esprime la sua profonda gratitudine ai colleghi e ai lettori, i cui commenti e desideri benevoli hanno contribuito al miglioramento del libro. Sono particolarmente grato al professor V.A. Kasyanov per la revisione del manuale e dei suoi commenti.

introduzione

Il soggetto della fisica e il suo rapporto con le altre scienze

Il mondo intorno a te, tutto ciò che esiste intorno a te e viene scoperto da noi attraverso le sensazioni è materia.

Una proprietà inalienabile della materia e la forma della sua esistenza è il movimento. Il movimento nel senso più ampio del termine è tutti i tipi di cambiamenti nella materia, dal semplice movimento ai processi di pensiero più complessi.

Varie forme di movimento della materia sono studiate da varie scienze, inclusa la fisica. L'argomento della fisica, come, in effetti, di qualsiasi scienza, può essere divulgato solo nel corso della sua presentazione dettagliata. È piuttosto difficile dare una definizione rigorosa dell'argomento della fisica, perché i confini tra la fisica e un certo numero di discipline correlate sono condizionati. In questa fase di sviluppo, è impossibile preservare la definizione di fisica solo come scienza della natura.

L'accademico A. F. Ioffe (1880-1960; fisico russo) * ha definito la fisica come una scienza che studia le proprietà generali e le leggi del moto della materia e del campo. È ormai generalmente accettato che le interazioni di peso siano effettuate mediante campi, ad esempio campi di forza gravitazionale, elettromagnetica, nucleare. Il campo, insieme alla materia, è una delle forme di esistenza della materia. Durante lo studio del corso si terrà conto dell'inseparabile connessione tra il campo e la sostanza, nonché la differenza nelle loro proprietà.

* Tutti i dati sono forniti secondo il libro di riferimento biografico di Yu. A. Khramov "Physics" (Mosca: Nauka, 1983).

La fisica è la scienza delle forme più semplici e allo stesso tempo più generali del moto della materia e delle loro mutue trasformazioni. Le forme di moto della materia studiate dalla fisica (meccanico, termico, ecc.) Sono presenti in tutte le forme di moto della materia superiori e più complesse (chimiche, biologiche, ecc.). Pertanto, essendo le più semplici, sono allo stesso tempo le forme più generali di movimento della materia. Le forme più elevate e più complesse di movimento della materia sono oggetto di studio in altre scienze (chimica, biologia, ecc.).

La fisica è strettamente correlata alle scienze naturali. Questa stretta relazione della fisica con altri rami delle scienze naturali, come notato dall'Accademico S.I. Vavilov (1891-1955; fisico russo e personaggio pubblico), portò al fatto che la fisica era profondamente radicata nell'astronomia, geologia, chimica, biologia e altre scienze naturali ... Di conseguenza, sono emerse numerose nuove discipline correlate, come l'astrofisica, la biofisica, ecc.

La fisica è strettamente correlata alla tecnologia e questa connessione ha un carattere a due vie. La fisica è nata dalle esigenze della tecnologia (lo sviluppo della meccanica tra gli antichi greci, ad esempio, è stato causato dalle esigenze di costruzione e equipaggiamento militare quella volta), e la tecnologia, a sua volta, determina la direzione della ricerca fisica (ad esempio, un tempo il compito di creare i motori termici più economici ha causato il rapido sviluppo della termodinamica). D'altra parte, il livello tecnico della produzione dipende dallo sviluppo della fisica. La fisica è la base per la creazione di nuovi rami della tecnologia (tecnologia elettronica, tecnologia nucleare, ecc.).

Il rapido sviluppo della fisica, il suo crescente legame con la tecnologia indicano il ruolo significativo del corso di fisica presso l'istituto tecnico: questa è la base fondamentale per la formazione teorica di un ingegnere, senza la quale il suo lavoro di successo è impossibile.

Unità fisiche

Il principale metodo di ricerca in fisica è l'esperienza - basata sulla pratica, la conoscenza sensoriale-empirica della realtà oggettiva, cioè l'osservazione dei fenomeni in studio in condizioni precisamente prese in considerazione, che consentono di seguire il corso dei fenomeni e riprodurlo molte volte quando queste condizioni si ripetono.

Per spiegare i fatti sperimentali, vengono avanzate ipotesi. Ipotesi - Questo è un presupposto scientifico avanzato per spiegare un fenomeno e che richiede una verifica sperimentale e una giustificazione teorica per diventare una teoria scientifica affidabile.

Come risultato della generalizzazione dei fatti sperimentali, nonché dei risultati dell'attività umana, leggi fisiche - leggi oggettive ricorrenti stabili che esistono in natura. Le leggi più importanti stabiliscono una relazione tra grandezze fisiche, per le quali è necessario misurare queste grandezze. La misurazione di una quantità fisica è un'azione eseguita utilizzando strumenti di misura per trovare il valore di una quantità fisica in unità accettate. Le unità di quantità fisiche possono essere scelte arbitrariamente, ma poi sorgono difficoltà quando le si confrontano. Pertanto, è consigliabile introdurre un sistema di unità che copra le unità di tutte le grandezze fisiche.

Per costruire un sistema di unità, le unità vengono scelte arbitrariamente per diverse grandezze fisiche indipendenti l'una dall'altra. Queste unità sono chiamate di base.Il resto delle quantità e le loro unità derivano dalle leggi che legano queste quantità e le loro unità con quelle principali. Si chiamano derivati.

Attualmente, il Sistema Internazionale (SI), che si basa su sette unità di base - metro, chilogrammo, secondo, ampere, kelvin, mole, candela - e due unità aggiuntive - radiante e steradiante, è obbligatorio per l'uso nella letteratura scientifica ed educativa.

Meter (m) - la lunghezza del percorso percorso dalla luce nel vuoto per 1/299792458 s.

Chilogrammo (kg) - massa pari alla massa del prototipo internazionale del chilogrammo (cilindro di platino-iridio conservato presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure di Sevres, vicino a Parigi).

Secondo (s) è il tempo pari a 9192631770 periodi di radiazione corrispondenti alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133.

Ampere (A) - la forza di una corrente costante, che, passando attraverso due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita e sezione trascurabile, situati nel vuoto a una distanza di 1 m l'uno dall'altro, creerà una forza tra questi conduttori pari a 210 - 7 N per ciascuno metro di lunghezza.

Kelvin (K) - 1 / 273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua.

Talpa (mol) - la quantità di materia in un sistema contenente lo stesso numero di elementi strutturali degli atomi è contenuta nel nuclide 12 C del peso di 0,012 kg.

Candela (cd) - intensità luminosa in una data direzione di una sorgente che emette radiazione monocromatica con una frequenza di 54010 12 Hz, la cui intensità luminosa in questa direzione è 1/683 W / sr.

Radiante (rad) - l'angolo tra due raggi di un cerchio, la lunghezza dell'arco tra i quali è uguale al raggio.

Steradiante (cf) - angolo solido con apice al centro della sfera, ritagliando sulla superficie della sfera un'area pari all'area di un quadrato con un lato uguale al raggio della sfera.

Per stabilire le unità derivate, vengono utilizzate leggi fisiche che le collegano alle unità di base. Ad esempio, dalla formula per il moto rettilineo uniforme v= s/ t (s – distanza percorsa, t - tempo) l'unità di velocità derivata è pari a 1 m / s.

1 BASE FISICA DELLA MECCANICA

Capitolo 1 Elementi di cinematica

§ 1. Modelli in meccanica. Sistema di riferimento. Traiettoria, lunghezza del percorso, vettore di spostamento

Meccanica - una parte della fisica che studia le leggi del movimento meccanico e le ragioni che causano o modificano questo movimento. Movimento meccanico è un cambiamento nel tempo nella posizione relativa dei corpi o delle loro parti.

Lo sviluppo della meccanica come scienza inizia nel 3 ° secolo. AVANTI CRISTO A.C., quando l'antico scienziato greco Archimede (287-212 a.C.) formulò la legge di equilibrio della leva e le leggi di equilibrio dei corpi galleggianti. Le leggi fondamentali della meccanica furono stabilite dal fisico e astronomo italiano G. Galilei (1564-1642) e furono infine formulate dallo scienziato inglese I. Newton (1643-1727).

Si chiama meccanica Galileo-Newton meccanica classica. Studia le leggi del moto dei corpi macroscopici, le cui velocità sono piccole rispetto alla velocità della luce c nel vuoto. Vengono studiate le leggi del moto di corpi macroscopici con velocità paragonabili alla velocità c meccanica relativistica, basato su teoria della relatività speciale, formulato da A. Einstein (1879-1955). Per descrivere il movimento di corpi microscopici (singoli atomi e particelle elementari), le leggi della meccanica classica non sono applicabili - sono sostituite dalle leggi meccanica delle balene.

Nella prima parte del nostro corso studieremo la meccanica di Galileo-Newton, ovvero considerare il moto di corpi macroscopici con velocità significativamente inferiori alla velocità c. Nella meccanica classica, il concetto di spazio e tempo, sviluppato da I. Newton e dominante nelle scienze naturali per tutto il XVII-XIX secolo, è generalmente accettato. La meccanica galileo-newtoniana considera lo spazio e il tempo come forme oggettive dell'esistenza della materia, ma isolate l'una dall'altra e dal movimento dei corpi materiali, che corrispondeva al livello di conoscenza di quel tempo.

La meccanica è divisa in tre sezioni: I) cinematica; 2) dinamica; 3) statica.

La cinematica studia il movimento dei corpi senza considerare le ragioni che causano questo movimento.

Dinamica studia le leggi del movimento dei corpi e le ragioni che causano o modificano questo movimento.

Statica studia le leggi di equilibrio di un sistema di corpi. Se si conoscono le leggi del moto dei corpi, da esse si possono stabilire le leggi dell'equilibrio. Pertanto, la fisica non considera le leggi della statica separatamente dalle leggi della dinamica.

La meccanica per descrivere il movimento dei corpi, a seconda delle condizioni di problemi specifici, utilizza diversi modelli fisici. Il modello più semplice è punto materiale - un corpo con una massa, le cui dimensioni possono essere trascurate in questo problema. Il concetto di punto materiale è astratto, ma la sua introduzione facilita la soluzione di problemi pratici. Ad esempio, studiando il moto dei pianeti in orbita attorno al Sole, si possono prendere per punti materiali.

Un corpo macroscopico arbitrario o un sistema di corpi può essere mentalmente diviso in piccole parti interagenti, ciascuna delle quali è considerata come un punto materiale. Quindi lo studio del moto di un sistema arbitrario di corpi si riduce allo studio di un sistema di punti materiali. In meccanica, si studia prima il moto di un punto materiale, quindi si procede allo studio del moto di un sistema di punti materiali.

Sotto l'influenza dei corpi l'uno sull'altro, i corpi possono deformarsi, cioè cambiare forma e dimensione. Pertanto, un altro modello viene introdotto nella meccanica: un corpo assolutamente rigido. Un corpo assolutamente rigido è un corpo che in nessun caso può deformarsi e in tutte le condizioni la distanza tra due punti (o, più precisamente, tra due particelle) di questo corpo rimane costante.

Qualsiasi movimento di un corpo rigido può essere rappresentato come una combinazione di movimenti di traslazione e rotazione. Il movimento traslatorio è un movimento in cui qualsiasi linea retta rigidamente connessa con un corpo in movimento rimane parallela alla sua posizione originale. Il movimento rotatorio è un movimento in cui tutti i punti del corpo si muovono in cerchi, i cui centri si trovano sulla stessa linea retta, chiamata asse di rotazione.

Il movimento dei corpi avviene nello spazio e nel tempo. Pertanto, per descrivere il movimento di un punto materiale, è necessario sapere in quali luoghi nello spazio si trovava questo punto e in quali momenti nel tempo ha superato questa o quella posizione.

La posizione di un punto materiale è determinata in relazione a un altro corpo scelto arbitrariamente, chiamato corpo di riferimento. Ad esso è associato un sistema di riferimento: un insieme di un sistema di coordinate e un orologio associato a un corpo di riferimento. Nel sistema di coordinate cartesiane più comunemente usato, la posizione di un punto E in un dato momento in relazione a questo sistema è caratterizzato da tre coordinate x, y e z o raggio vettore rtracciato dall'origine del sistema di coordinate a un dato punto (Fig.1).

Quando un punto materiale si sposta, le sue coordinate cambiano nel tempo. NEL caso generale il suo movimento è determinato da equazioni scalari

x \u003d x (t), y \u003d y (t), z \u003d z (t), (1.1)

equivalente all'equazione vettoriale

r = r(t). (1.2)

Vengono chiamate le equazioni (1.1) e, di conseguenza, (1.2) equazioni cinematiche movimento punto materiale.

Viene chiamato il numero di coordinate indipendenti che determinano completamente la posizione di un punto nello spazio numero di gradi di libertà... Se un punto materiale si muove liberamente nello spazio, allora, come già accennato, ha tre gradi di libertà (coordinate x, ye z), se si muove lungo una superficie, allora di due gradi di libertà, se lungo una certa linea, quindi di un grado di libertà.

Escluso t nelle equazioni (1.1) e (1.2), otteniamo l'equazione della traiettoria del punto materiale. Traiettoria movimento di un punto materiale - una linea descritta da questo punto nello spazio. A seconda della forma della traiettoria, il movimento può essere rettilineo o curvo.

Considera il movimento di un punto materiale lungo una traiettoria arbitraria (Fig. 2). Inizieremo il conto alla rovescia dal momento in cui il punto era nella posizione E.Lunghezza della sezione del percorso AB, attraversato da un punto materiale dall'inizio del tempo è chiamato lungo percorso s ed è funzione scalare tempo:  s = s(t) . Vettore r = r -r 0, disegnato dalla posizione iniziale del punto mobile alla sua posizione in un dato momento (l'incremento del raggio vettore del punto nell'intervallo di tempo considerato) viene chiamato dislocamento.

Nel moto rettilineo, il vettore di spostamento coincide con la sezione corrispondente della traiettoria e il modulo di spostamento |  r| uguale alla distanza percorsa  s.

§ 2. Velocità

Per caratterizzare il movimento di un punto materiale, viene introdotta una quantità vettoriale: la velocità, definita come rapidità movimento e il suo direzione a questo punto nel tempo.

Lascia che il punto materiale si muova lungo una traiettoria curvilinea in modo che al momento t corrisponde al vettore del raggio r 0 (Fig. 3). Per un breve periodo di tempo  t punto supererà il percorso  s e riceverà uno spostamento elementare (infinitesimale) r.

Vettore di velocità media è il rapporto tra l'incremento r del raggio vettore di un punto e l'intervallo di tempo  t:

(2.1)

La direzione del vettore velocità media coincide con la direzione di r. Con una diminuzione illimitata  t la velocità media tende al valore limite, che viene chiamato velocità istantanea v:

La velocità istantanea v, quindi, è una quantità vettoriale uguale alla derivata prima del vettore raggio del punto mobile rispetto al tempo. Poiché la secante nel limite coincide con la tangente, il vettore velocità v è diretto tangenzialmente alla traiettoria nella direzione del moto (Fig. 3). Man mano che diminuisce  t percorso  s si avvicinerà a | r | sempre di più, quindi il modulo di velocità istantanea

Quindi, il modulo della velocità istantanea è uguale alla derivata prima del percorso rispetto al tempo:

(2.2)

quando movimento irregolare - il modulo di velocità istantaneo cambia nel tempo. In questo caso, usa il valore scalare  v - velocità media movimento irregolare:

Figura. 3 ne segue che  v\u003e | v |, poiché  s \u003e | r |, e solo nel caso di moto rettilineo

Se l'espressione d s = vd t (vedi formula (2.2)) si integrano nel tempo nell'intervallo da t prima t + t, quindi troviamo la lunghezza del percorso percorso dal punto nel tempo  t:

(2.3)

quando movimento uniforme il valore numerico della velocità istantanea è costante; quindi l'espressione (2.3) assume la forma

La lunghezza del percorso attraversato dal punto nell'intervallo di tempo da t 1 a t 2 è dato dall'integrale

§ 3. Accelerazione e sue componenti

In caso di traffico irregolare, è importante sapere quanto velocemente cambia la velocità nel tempo. La quantità fisica che caratterizza il tasso di variazione della velocità in grandezza e direzione è accelerazione.

Prendere in considerazione movimento piatto, quelli. moto in cui tutti i segmenti della traiettoria del punto giacciono sullo stesso piano. Lascia che il vettore v definisca la velocità del punto E al momento t. Durante il tempo  t punto in movimento spostato in posizione NEL e ha acquisito una velocità diversa da v sia in grandezza che in direzione e uguale a v 1 \u003d v + v. Spostare il vettore v 1 nel punto E e trova v (Fig. 4).

Accelerazione media movimento irregolare nella gamma da t prima t + t è chiamata quantità vettoriale uguale al rapporto tra la variazione di velocità v e l'intervallo di tempo  t

Accelerazione istantanea a (accelerazione) di un punto materiale nel tempo t ci sarà un limite all'accelerazione media:

Pertanto, l'accelerazione a è una quantità vettoriale uguale alla derivata prima della velocità rispetto al tempo.

Decomponiamo il vettore v in due componenti. Per fare questo, dal punto E (Fig. 4) nella direzione della velocità v posticipiamo il vettore
modulo v 1. È ovvio che il vettore
, pari
, determina la variazione di velocità nel tempo  t modulo:
... Il secondo componente
del vettore v caratterizza la variazione di velocità nel tempo  t in direzione.

Componente tangenziale dell'accelerazione

cioè, è uguale alla derivata prima volta del modulo di velocità, determinando in tal modo la velocità di variazione del modulo.

Troviamo la seconda componente dell'accelerazione. Supponiamo che il punto NEL abbastanza vicino da puntare E, quindi  s può essere considerato come un arco di cerchio di un raggio r che differisce poco dalla corda AB. Quindi dalla somiglianza dei triangoli AOB e EAD segue  v n /AB \u003d v 1 / r, ma da allora AB = vt, poi

Nel limite a
ottenere
.

Dal momento che l'angolo EAD tende a zero e poiché il triangolo EAD isoscele quindi angolo ADE tra v e v n si batte per la retta. Pertanto, per i vettori v n e v sono reciprocamente perpendicolari. L'imposta come vettore di velocità è diretta tangenzialmente alla traiettoria, quindi al vettore v n , perpendicolare al vettore velocità, è diretto al centro della sua curvatura. La seconda componente dell'accelerazione, pari a

chiamato componente normale dell'accelerazione ed è diretto lungo la normale alla traiettoria fino al centro della sua curvatura (quindi è anche chiamato accelerazione centripeta).

Accelerazione completa il corpo è la somma geometrica delle componenti tangenziale e normale (Fig.5):

Così, tangenziale componente di accelerazione caratterizza tasso di variazione della velocità modulo (diretto tangenzialmente alla traiettoria), e normale componente di accelerazione - la velocità di variazione della velocità nella direzione (diretto verso il centro della curvatura del percorso).

A seconda delle componenti tangenziali e normali dell'accelerazione, il movimento può essere classificato come segue:

1)
, e n = 0 - movimento rettilineo uniforme;

2)
, e n = 0 - moto rettilineo uguale. Con questo tipo di movimento

Se il momento iniziale del tempo t 1 \u003d 0 e la velocità iniziale v \u003d v T.I. Corso fisica: [tutorial per ingegneria e tecnica ...

Istruzione metodica n. 1 per gli studenti del 1 ° anno della Facoltà di Medicina e Biologia semestre n. 1

Documento

... (2,1 m; l \u003d 10 m; 1,3 s) Letteratura: Trofimova T.I. Corso fisica: Manuale. manuale per università -18 ... velocità. (0.43) Letteratura: Trofimova T.I. Corso fisica: Manuale. manuale per le università - ... sull'impatto. () Letteratura: Trofimova T.I. Corso fisica: Manuale. manuale per le università. - ...

Nome: Corso di fisica. 1990.

Il manuale è redatto secondo il programma di fisica per studenti universitari. Consiste di sette parti, che delineano le basi fisiche della meccanica, della fisica molecolare e della termodinamica, dell'elettricità e del magnetismo, dell'ottica, della fisica quantistica degli atomi, delle molecole e dei solidi, della fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari. Il manuale stabilisce una continuità logica e una connessione tra la fisica classica e quella moderna.
Nella seconda edizione (1a 1985) sono state apportate modifiche, vengono fornite domande di controllo e compiti per una soluzione indipendente.

Il libro di testo è scritto in conformità con l'attuale programma del corso di fisica per l'ingegneria e le specialità tecniche degli istituti di istruzione superiore.
Un piccolo volume del libro di testo è stato ottenuto attraverso un'attenta selezione e una presentazione concisa del materiale.
Il libro è diviso in sette parti. Nella prima parte viene fornita una presentazione sistematica dei fondamenti fisici della meccanica classica e vengono considerati gli elementi della teoria della relatività speciale (particolare). La seconda parte è dedicata alle basi della fisica molecolare e della termodinamica. La terza parte si occupa di elettrostatica, corrente continua ed elettromagnetismo. Nella quarta parte, dedicata alla presentazione delle oscillazioni e delle onde, si considerano in parallelo le oscillazioni meccaniche ed elettromagnetiche, si indicano le loro somiglianze e differenze e si confrontano i processi fisici che si verificano durante le corrispondenti oscillazioni. Nella quinta parte vengono considerati gli elementi di ottica geometrica ed elettronica, ottica ondulatoria e natura quantistica della radiazione. La sesta parte è dedicata agli elementi della fisica quantistica di atomi, molecole e solidi. Nella settima parte vengono presentati gli elementi della fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari.

SOMMARIO
Prefazione
introduzione
Il soggetto della fisica e il suo rapporto con le altre scienze
Unità fisiche
1. Fondamenti fisici della meccanica.
Capitolo 1. Elementi di cinematica
§ 1. Modelli in meccanica. Sistema di riferimento. Traiettoria, lunghezza del percorso, vettore di spostamento
§ 2. Velocità
§ 3. Accelerazione e sue componenti
§ 4. Velocità angolare e accelerazione angolare
Compiti
Capitolo 2. Dinamica di un punto materiale e moto traslatorio di un corpo rigido Forza
§ 6. Seconda legge di Newton
§ 7. Terza legge di Newton
§ 8. Forze di attrito
§ 9. La legge di conservazione della quantità di moto. Centro di Massa
§ 10. Equazione del moto di un corpo di massa variabile
Compiti
Capitolo 3. Lavoro ed energia
§ 11. Energia, lavoro, potere
§ 12. Energie cinetiche e potenziali
§ 13. Legge di conservazione dell'energia
§ 14. Rappresentazione grafica dell'energia
§ 15. Impatto di corpi assolutamente elastici e anelastici
Compiti
Capitolo 4. Meccanica del corpo rigido
§ 16. Momento di inerzia
§ 17. Energia cinetica di rotazione
§ 18. Momento di potere. Equazione della dinamica del moto rotatorio di un corpo rigido.
§ 19. Momento di momentum e legge della sua conservazione
§ 20. Assi liberi. Giroscopio
§ 21. Deformazioni di un corpo rigido
Compiti
Capitolo 5. Gravitazione. Elementi di teoria dei campi
§ 22. Leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale
§ 23. Gravità e peso. Assenza di gravità 48 y 24. Il campo gravitazionale e la sua intensità
§ 25. Lavorare in un campo gravitazionale. Potenziale del campo gravitazionale
§ 26. Velocità dello spazio
§ 27. Sistemi di riferimento non inerziali. Forze d'inerzia
Compiti
Capitolo 6. Elementi di meccanica dei fluidi
§ 28. Pressione nel liquido e nel gas
§ 29. L'equazione della continuità
§ 30. Equazione di Bernoull e conseguenze da essa
§ 31. Viscosità (attrito interno). Regimi di flusso laminare e turbolento
§ 32. Metodi per determinare la viscosità
§ 33. Movimento dei corpi in liquidi e gas
Compiti
Capitolo 7. Elementi di teoria della relatività speciale (particolare)
§ 35. Postulati della teoria della relatività speciale (particolare)
§ 36. Trasformazioni di Lorentz
§ 37. Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz
Sezione 38. Intervallo tra gli eventi
§ 39. La legge fondamentale della dinamica relativistica di un punto materiale
§ 40. La legge del rapporto tra massa ed energia
Compiti

Capitolo 8. Teoria cinetica molecolare dei gas ideali
§ 41. Metodi di ricerca. Leggi dei gas ideali con esperienza
§ 42. Clapeyron - Equazione di Mendeleev
§ 43. L'equazione di base della teoria cinetica molecolare dei gas ideali
§ 44. Legge di Maxwell sulla distribuzione delle molecole di gas ideali per velocità ed energie del moto termico
§ 45. Formula barometrica. Distribuzione Boltzmann
§ 46. Numero medio di collisioni e percorso libero medio delle molecole
§ 47. Sostenibilità sperimentale della teoria cinetica molecolare
§ 48. Fenomeni di trasporto in sistemi di non equilibrio termodinamico
§ 49. Vuoto e metodi per ottenerlo. Proprietà dei gas ultra-rarefatti
Compiti
Capitolo 9. Fondamenti di termodinamica.
§ 50. Il numero di gradi di libertà della molecola. La legge della distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà delle molecole
§ 51. La prima legge della termodinamica
§ 52. Lavoro del gas quando si cambia il suo volume
§ 53. Capacità termica
§ 54. Applicazione della prima legge della termodinamica agli isoprocessi
§ 55. Processo adiabatico. Processo politropico
§ 57. Entropia, sua interpretazione statistica e connessione con la probabilità termodinamica
§ 58. La seconda legge della termodinamica
§ 59. Motori termici e macchine frigorifere Ciclo di Carnot e sua efficienza per il gas ideale
Compiti
Capitolo 10. Gas reali, liquidi e solidi
§ 61. Equazione di Van der Waals
§ 62. Isoterme di Van der Waals e loro analisi
Sezione 63. Energia interna del gas reale
§ 64. Joule - Effetto Thomson
Sezione 65. Liquefazione dei gas
§ 66. Proprietà dei liquidi. Tensione superficiale
Sezione 67. Bagnatura
§ 68. Pressione sotto la superficie curva del liquido
§ 69. Fenomeni capillari
§ 70. Solidi. Mono e policristalli
§ 71. Tipi di solidi cristallini
§ 72. Difetti nei cristalli
§ 75. Transizioni di fase del primo e del secondo tipo
§ 76. Diagramma di stato. Punto triplo
Compiti
3. Elettricità e magnetismo
Capitolo 11. Elettrostatica
Sezione 77. Legge di conservazione della carica elettrica
Sezione 78. Legge di Coulomb
§ 79. Campo elettrostatico. Intensità del campo elettrostatico
§ 80. Principio di sovrapposizione di campi elettrostatici. Campo di dipolo
§ 81. Teorema di Gauss per un campo elettrostatico nel vuoto
§ 82. Applicazione del teorema di Gauss al calcolo di alcuni campi elettrostatici nel vuoto
§ 83. Circolazione del vettore dell'intensità del campo elettrostatico
§ 84. Potenziale del campo elettrostatico
§ 85. Tensione come gradiente di potenziale. Superfici equipotenziali
§ 86. Calcolo della differenza di potenziale dall'intensità di campo
§ 87. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici
§ 88. Polarizzazione. L'intensità del campo nel dielettrico
§ 89. Miscelazione elettrica. Teorema di Gauss per il campo elettrostatico in un dielettrico
§ 90. Condizioni all'interfaccia tra due mezzi dielettrici
§ 91. Ferroelettrico
§ 92. Conduttori in un campo elettrostatico
§ 93. Capacità elettrica di un conduttore isolato
§ 94. Condensatori
§ 95. Energia di un sistema di cariche, un conduttore solitario e un condensatore. Energia del campo elettrostatico
Compiti
Capitolo 12. Corrente elettrica continua
§ 96. Corrente elettrica, forza e densità di corrente
Sezione 97. Forze di terze parti. Forza e tensione elettromotrice
§ 98. Legge di Ohm. Resistenza del conduttore
Sezione 99 lavoro e potere Legge Joule-Lenz
§ 100. Legge di Ohm per una sezione non uniforme di una catena
§ 101. Regole di Kirchhoff per le catene ramificate
Compiti
Capitolo 13. Correnti elettriche in metalli, vuoto e gas
§ 104. Funzione di lavoro degli elettroni dal metallo
§ 105. Fenomeni di emissione e loro applicazione
§ 106. Ionizzazione dei gas. Scarico di gas non autosufficiente
§ 107. Scarico di gas autonomo e relativi tipi
§ 108. Plasma e sue proprietà
Compiti
Capitolo 14. Campo magnetico.
§ 109. Campo magnetico e sue caratteristiche
§ 110. Legge di Bio - Savart - Laplace e sua applicazione al calcolo del campo magnetico
Sezione 111. Legge di Ampere. Interazione di correnti parallele
§ 112. Costante magnetica. Unità di induzione magnetica e intensità del campo magnetico
§ 113. Il campo magnetico di una carica in movimento
§ 114. L'azione di un campo magnetico su una carica in movimento
§ 115. Movimento di particelle cariche in un campo magnetico
§ 117. Effetto Hall
§ 118. Circolazione del vettore B del campo magnetico nel vuoto
§ 119. Campi magnetici di un solenoide e di un toroide
§ 121. Interventi sullo spostamento di un conduttore e un circuito con una corrente in un campo magnetico
Compiti
Capitolo 15. Induzione elettromagnetica
§ 122. Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica (esperimenti di Faraday
§ 123. Legge di Faraday e sua derivazione dalla legge di conservazione dell'energia
§ 125. Correnti parassite (correnti di Foucault
§ 126. Induttanza del circuito. Autoinduzione
§ 127. Correnti durante l'apertura e la chiusura di un circuito
§ 128. Mutua induzione
§ 129. Transformers
§130. Energia del campo magnetico
Compiti
Capitolo 16. Proprietà magnetiche della materia
§ 131. Momenti magnetici di elettroni e atomi
§ 132. Fondo e paramagnetismo
§ 133. Magnetizzazione. Campo magnetico nella materia
§ 134. Condizioni all'interfaccia tra due magneti
§ 135. Ferromagneti e loro proprietà
§ 136. La natura del ferromagnetismo
Compiti
Capitolo 17. Fondamenti della teoria di Maxwell per lo zero elettromagnetico
§ 137. Campo elettrico a vortice
Sezione 138. Corrente di polarizzazione
§ 139. Equazioni di Maxwell per il campo elettromagnetico
4. Oscillazioni e onde.
Capitolo 18. Vibrazioni meccaniche ed elettromagnetiche
§ 140. Vibrazioni armoniche e loro caratteristiche
§ 141. Vibrazioni armoniche meccaniche
§ 142. Oscillatore armonico. Pendoli primaverili, fisici e matematici
§ 144. Aggiunta di oscillazioni armoniche di una direzione e della stessa frequenza. Beats
§ 145. Aggiunta di vibrazioni mutuamente perpendicolari
§ 146. Equazione differenziale delle oscillazioni smorzate libere (meccaniche ed elettromagnetiche) e sua soluzione. Auto-oscillazioni
§ 147. Equazione differenziale delle oscillazioni forzate (meccaniche ed elettromagnetiche) e sua soluzione
§ 148. Ampiezza e fase delle oscillazioni forzate (meccaniche ed elettromagnetiche). Risonanza
§ 149. Corrente alternata
§ 150. Risonanza delle tensioni
§ 151. Risonanza delle correnti
§ 152. Potenza assegnata nel circuito a corrente alternata
Compiti
Capitolo 19. Onde elastiche.
§ 153. Processi ondulatori. Onde longitudinali e trasversali
§ 154. L'equazione di un'onda viaggiante. Velocità di fase. Equazione delle onde
§ 155. Il principio di sovrapposizione. Velocità di gruppo
§ 156. Interferenza delle onde
§ 157. Onde stazionarie
§ 158. Onde sonore
§ 159. Effetto Doppler in acustica
Sezione 160. Ultrasuoni e sua applicazione
Compiti
Capitolo 20. Onde elettromagnetiche.
§ 161. Produzione sperimentale di onde elettromagnetiche
§ 162. L'equazione differenziale di un'onda elettromagnetica
§ 163. Energia delle onde elettromagnetiche. Impulso elettromagnetico
§ 164. Radiazione del dipolo. Applicazione delle onde elettromagnetiche
Compiti
5. Ottica. La natura quantistica della radiazione.
Capitolo 21. Elementi di ottica geometrica ed elettronica.
§ 165. Leggi fondamentali dell'ottica. Riflessione completa
§ 166. Lenti sottili. Immagine di oggetti che utilizzano lenti
§ 167. Aberrazioni (errori) dei sistemi ottici
§ 168. Grandezze fotometriche di base e loro unità
Compiti
Capitolo 22. Interferenza della luce
§ 170. Sviluppo di idee sulla natura della luce
§ 171. Coerenza e monocromaticità delle onde luminose
§ 172. Interferenza della luce
§ 173. Metodi per osservare l'interferenza della luce
§ 174. Interferenza della luce in film sottili
§ 175. Applicazione dell'interferenza della luce
Capitolo 23. Diffrazione della luce
§ 177. Metodo delle zone di Fresnel. Propagazione rettilinea della luce
§ 178. Diffrazione di Fresnel su un foro rotondo e un disco
§ 179. Diffrazione di Fraunhofer su una fenditura
§ 180. Diffrazione di Fraunhofer su reticolo di diffrazione
§ 181. Reticolo spaziale. Dispersione di luce
§ 182. Diffrazione su un reticolo spaziale. La formula di Wolfe: Braggs
§ 183. Risoluzione dei dispositivi ottici
§ 184. Il concetto di olografia
Compiti
Capitolo 24. Interazione delle onde elettromagnetiche con la materia.
§ 185. Dispersione della luce
§ 186. Teoria elettronica della dispersione della luce
§ 188. Effetto Doppler
§ 189. Vavilov - Radiazione Cherenkov
Compiti
Capitolo 25. Polarizzazione della luce
§ 190. Luce naturale e polarizzata
§ 191. Polarizzazione della luce durante la riflessione e la rifrazione al confine di due dielettrici
§ 192. Doppia rifrazione
§ 193. Prismi polarizzanti e polaroid
§ 194. Analisi della luce polarizzata
§ 195. Anisotropia ottica artificiale
§ 196. Rotazione del piano di polarizzazione
Compiti
Capitolo 26. Natura quantistica della radiazione.
§ 197. Radiazione termica e sue caratteristiche.
§ 198. Legge di Kirchhoff
§ 199. Leggi di Stefan - Boltzmann e spostamento di Vin
§ 200. Formule di Rayleigh-Jeans e Planck.
§ 201. Pirometria ottica. Fonti di luce termica
§ 203. Equazione di Einstein per l'effetto fotoelettrico esterno. Conferma sperimentale delle proprietà quantistiche della luce
§ 204. Applicazione dell'effetto foto
§ 205. Massa e quantità di moto di un fotone. Pressione leggera
§ 206. Effetto Compton e sua teoria elementare
§ 207. L'unità delle proprietà corpuscolari e ondulatorie della radiazione elettromagnetica
Compiti
6. Elementi di fisica quantistica
Capitolo 27. La teoria dell'atomo di idrogeno secondo Bohr.
§ 208. Modelli dell'atomo di Thomson e Rutherford
§ 209. Spettro lineare dell'atomo di idrogeno
§ 210. Postulati di Bohr
§ 211. Esperimenti di Frank a Hertz
§ 212. Lo spettro dell'atomo di idrogeno secondo Bohr
Compiti
Capitolo 28. Elementi di meccanica quantistica
§ 213. Dualismo onde corpuscolari delle proprietà della materia
§ 214. Alcune proprietà delle onde di de Broglie
§ 215. Rapporto di incertezze
§ 216. Funzione d'onda e suo significato statistico
§ 217. Equazione generale di Schrödinger. Equazione di Schrödinger per stati stazionari
§ 218. Il principio di causalità nella meccanica quantistica
§ 219. Moto di una particella libera
§ 222. Oscillatore armonico lineare nella meccanica quantistica
Compiti
Capitolo 29. Elementi di fisica moderna delle molecole t degli atomi
§ 223. L'atomo di idrogeno nella meccanica quantistica
§ 224. Combustione L di un elettrone in un atomo di idrogeno
§ 225. Lo spin dell'elettrone. Numero quantico di rotazione
§ 226. Il principio di indistinguibilità di particelle identiche. Fermioni e bosoni
Mendeleev
§ 229. Spettri di raggi X.
§ 231. Spettri molecolari. Diffusione della luce Raman
§ 232. Assorbimento, emissione spontanea e stimolata
(laser
Compiti
Capitolo 30. Elementi di statistica quantistica
§ 234. Statistiche quantistiche. Spazio delle fasi. Funzione di distribuzione
§ 235. Concetto di statistica quantistica di Bose - Einstein e Fermi - Dirac
§ 236. Gas di elettroni degenerato nei metalli
§ 237. Il concetto di teoria quantistica della capacità termica. Phonols
§ 238. Conclusioni della teoria quantistica della conducibilità elettrica dei metalli per effetto Josephson
Compiti
Capitolo 31. Elementi di fisica dello stato solido
§ 240. Il concetto di teoria delle bande dei solidi
§ 241. Metalli, dielettrici e semiconduttori secondo la teoria delle bande
§ 242. Conduttività intrinseca dei semiconduttori
§ 243. Conduttività dell'impurità dei semiconduttori
§ 244. Fotoconduttività dei semiconduttori
§ 245. Luminescenza dei solidi
§ 246. Contatto di due metalli secondo la teoria delle bande
§ 247. Fenomeni termoelettrici e loro applicazione
§ 248. Rettifica al contatto metallo-semiconduttore
§ 250. Diodi semiconduttori e triodi (transistor
Compiti
7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari.
Capitolo 32. Elementi di fisica del nucleo atomico.
§ 252. Difetto di massa ed energia di legame, nucleo
§ 253. Spin del nucleo e suo momento magnetico
§ 254. Forze nucleari. Modelli del kernel
§ 255. Radiazioni radioattive e suoi tipi Regole di spostamento
§ 257. Leggi del decadimento
§ 259. Radiazione gamma e sue proprietà
§ 260. Assorbimento risonante della radiazione γ (effetto Mössbauer)
§ 261. Metodi di osservazione e registrazione di radiazioni e particelle radioattive
§ 262. Reazioni nucleari e loro principali tipi
§ 263. Positron. Decadimento. Acquisizione elettronica
§ 265. Reazione di fissione nucleare
§ 266. Reazione a catena della fissione
§ 267. Concetto di energia nucleare
§ 268. Reazione di fusione di nuclei atomici. Il problema delle reazioni termonucleari controllate
Compiti
Capitolo 33. Elementi di fisica delle particelle elementari
§ 269. Radiazione cosmica
§ 270. Muoni e loro proprietà
§ 271. Mesoni e loro proprietà
§ 272. Tipi di interazioni delle particelle elementari
§ 273. Particelle e antiparticelle
§ 274. Iperoni. La stranezza e la parità delle particelle elementari
§ 275. Classificazione delle particelle elementari. Quark
Compiti
Leggi e formule fondamentali
1. Fondamenti fisici della meccanica
2. Fondamenti di fisica molecolare e termodinamica
4. Oscillazioni e onde
5. Ottica. La natura quantistica della radiazione
6. Elementi di fisica quantistica di atomi, molecole e solidi
7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari
Indice dei soggetti

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