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Corso di fisica Trofimova 18a edizione. Unità di grandezze fisiche

11a edizione, cancellata. - M.: 2006.- 560 p.

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

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

Formato: pdf/zip (11- ed., 2006, 560 pp.)

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1. Nozioni di base fisiche meccanica.
Capitolo 1. Elementi di cinematica

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

§ 2. Velocità

§ 3. L'accelerazione e le sue componenti

§ 4. Velocità angolare e accelerazione angolare

Compiti

Capitolo 2. Dinamiche 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. 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, potenza

§ 12. Energie cinetiche e potenziali

§ 13. Legge di conservazione dell'energia

§ 14. Rappresentazione grafica dell'energia

§ 15. Impatto dei corpi assolutamente elastici e anelastici

Compiti

Capitolo 4. Meccanica dei solidi

§ 16. Momento d'inerzia

§ 17. Energia cinetica di rotazione

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

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

Capitolo 5. Gravità. Elementi di teoria dei campi
§ 22. Le leggi di Keplero. Legge di gravità
§ 23. Gravità e peso. Assenza di gravità.. 48 y 24. Il campo gravitazionale e la sua intensità
§ 25. Lavoro in campo gravitazionale. Potenziale del campo gravitazionale
§ 26. Velocità spaziali

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

Capitolo 6. Elementi di meccanica dei fluidi
§ 28. Pressione nei liquidi e nei gas
§ 29. Equazione di continuità
§ 30. Equazione di Bernoulli e conseguenze da essa
§ 31. Viscosità (attrito interno). Regimi di flusso di fluidi laminari e turbolenti
§ 32. Metodi per determinare la viscosità
§ 33. Movimento dei corpi nei liquidi e nei gas

Compiti
Capitolo 7. Elementi di teoria speciale (particolare) della relatività
§ 35. Postulati della teoria speciale (particolare) della relatività
§ 36. Trasformazioni di Lorentz
§ 37. Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz
§ 38. Intervallo tra gli eventi
§ 39. 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 sperimentali dei gas ideali
§ 42. Equazione di Clapeyron-Mendeleev
§ 43. Equazione fondamentale della teoria cinetica molecolare dei gas ideali
§ 44. Legge di Maxwell sulla distribuzione delle molecole di un gas ideale in funzione delle velocità e delle energie del moto termico
§ 45. Formula barometrica. Distribuzione di Boltzmann
§ 46. Numero medio di collisioni e cammino libero medio delle molecole
§ 47. Fondamento sperimentale della teoria cinetica molecolare
§ 48. Fenomeni di trasporto in sistemi termodinamicamente non in equilibrio
§ 49. Vuoto e metodi per ottenerlo. Proprietà dei gas ultrararefatti
Compiti

Capitolo 9. Fondamenti di termodinamica.
§ 50. Numero di gradi di libertà di una molecola. Legge della distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà delle molecole
§ 51. Prima legge della termodinamica
§ 52. Lavoro del gas quando varia 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. Seconda legge della termodinamica
§ 59. Macchine termiche e macchine frigorifere Ciclo di Carnot e suo rendimento per un 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
§ 63. Energia interna del gas reale
§ 64. Effetto Joule-Thomson
§ 65. Liquefazione dei gas
§ 66. Proprietà dei liquidi. Tensione superficiale
§ 67. Bagnare
§ 68. Pressione sotto una superficie curva di un liquido
§ 69. Fenomeni capillari
§ 70. Solidi. Mono e policristalli
§ 71. Tipi di solidi cristallini
§ 72. Difetti dei cristalli
§ 75. Transizioni di fase del primo e del secondo genere
§ 76. Diagramma di stato. Punto triplo
Compiti

3. Elettricità e magnetismo
Capitolo 11. Elettrostatica
§ 77. Legge di conservazione della carica elettrica
§ 78. Legge di Coulomb
§ 79. Campo elettrostatico. Intensità del campo elettrostatico
§ 80. Principio di sovrapposizione dei campi elettrostatici. Campo dipolare
§ 81. Teorema di Gauss per il 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. La tensione come gradiente potenziale. Superfici equipotenziali
§ 86. Calcolo della differenza potenziale dall'intensità del campo
§ 87. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici
§ 88. Polarizzazione. Intensità di campo in un dielettrico
§ 89. Miscelazione elettrica. Teorema di Gauss per il campo elettrostatico in un dielettrico
§ 90. Condizioni all'interfaccia tra due mezzi dielettrici
§ 91. Ferroelettrici
§ 92. Conduttori in campo elettrostatico
§ 93. Capacità elettrica di un conduttore solitario
§ 94. Condensatori
§ 95. Energia di un sistema di cariche, di un conduttore isolato e di un condensatore. Energia del campo elettrostatico
Compiti
Capitolo 12. Corrente elettrica continua
§ 96. Corrente elettrica, intensità e densità di corrente
§ 97. Forze di terzi. Forza elettromotiva e tensione
§ 98. Legge di Ohm. Resistenza del conduttore

§ 99. Lavoro e potere. Legge di Joule-Lenz
§ 100. Legge di Ohm per una sezione non uniforme del circuito
§ 101. Regole di Kirchhoff per le catene ramificate
Compiti
Capitolo 13. Correnti elettriche nei metalli, nel vuoto e nei gas
§ 104. Funzione lavoro degli elettroni che lasciano un metallo
§ 105. Fenomeni di emissione e loro applicazione
§ 106. Ionizzazione dei gas. Scarico di gas non autosufficiente
§ 107. Scarica autosostenuta di gas e sue tipologie
§ 108. Plasma e sue proprietà
Compiti

Capitolo 14. Campo magnetico.
§ 109. Campo magnetico e sue caratteristiche
§ 110. Legge di Biot-Savart-Laplace e sua applicazione al calcolo del campo magnetico
§ 111. Legge di Ampere. Interazione di correnti parallele
§ 112. Costante magnetica. Unità di induzione magnetica e intensità del campo magnetico
§ 113. Campo magnetico di una carica in movimento
§ 114. Effetto 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. Lavoro sullo spostamento di un conduttore e di un circuito con 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 d'anello. Autoinduzione
§ 127. Correnti all'apertura e alla chiusura di un circuito
§ 128. Mutua induzione
§ 129. Trasformatori
§130. Energia del campo magnetico
dacie
Capitolo 16. Proprietà magnetiche della materia
§ 131. Momenti magnetici degli elettroni e degli atomi
§ 132. DNA e paramagnetismo
§ 133. Magnetizzazione. Campo magnetico nella materia
§ 134. Condizioni all'interfaccia tra due magneti
§ 135. Ferromagneti e loro proprietà

§ 136. Natura del ferromagnetismo
Compiti
Capitolo 17. Fondamenti della teoria di Maxwell per il campo elettromagnetico
§ 137. Vortice campo elettrico
§ 138. Corrente di spostamento
§ 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 a molla, fisici e matematici
§ 144. Aggiunta di vibrazioni armoniche della stessa direzione e della stessa frequenza. Batte
§ 145. Aggiunta di oscillazioni mutuamente perpendicolari
§ 146. Equazione differenziale delle oscillazioni libere smorzate (meccaniche ed elettromagnetiche) e sua soluzione. Autooscillazioni
§ 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 dello stress
§ 151. Risonanza delle correnti
§ 152. Potenza rilasciata nel circuito a corrente alternata
Compiti

Capitolo 19. Onde elastiche.
§ 153. Processi ondulatori. Onde longitudinali e trasversali
§ 154. Equazione delle onde viaggianti. 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
§ 160. Ultrasuoni e sua applicazione

Compiti

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

§ 163. Energia delle onde elettromagnetiche. Impulso del campo elettromagnetico

§ 164. Radiazione dipolare. Applicazioni delle onde elettromagnetiche
Compiti

5. Ottica. Natura quantistica della radiazione.

Capitolo 21. Elementi di ottica geometrica ed elettronica.
§ 165. Leggi fondamentali dell'ottica. Riflessione totale
§ 166. Lenti sottili. Immagine di oggetti utilizzando lenti
§ 167. Aberrazioni (errori) dei sistemi ottici
§ 168. Grandezze fotometriche fondamentali e loro unità
Compiti
Capitolo 22. Interferenza della luce
§ 170. Sviluppo delle 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 nelle pellicole sottili
§ 175. Applicazione dell'interferenza luminosa
Capitolo 23. Diffrazione della luce
§ 177. Metodo della zona di Fresnel. Propagazione rettilinea della luce
§ 178. Diffrazione di Fresnel mediante un foro rotondo e un disco
§ 179. Diffrazione di Fraunhofer mediante una singola fenditura
§ 180. Diffrazione di Fraunhofer mediante reticolo di diffrazione
§ 181. Reticolo spaziale. Dispersione di luce
§ 182. Diffrazione mediante reticolo spaziale. Formula di Wulff-Bragg
§ 183. Risoluzione degli strumenti 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. Radiazione Vavilov-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. Birifrangenza
§ 193. Prismi polarizzatori 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. La radiazione termica e sue caratteristiche.

§ 198. Legge di Kirchhoff
§ 199. Leggi di Stefan-Boltzmann e spostamenti di Wien

§ 200. Formule di Rayleigh-Jeans e Planck.
§ 201. Pirometria ottica. Sorgenti luminose termiche
§ 203. Equazione di Einstein per l'effetto fotoelettrico esterno. Conferma sperimentale delle proprietà quantistiche della luce
§ 204. Applicazione dell'effetto fotoelettrico
§ 205. Massa e quantità di moto del fotone. Leggera pressione
§ 206. L'effetto Compton e la sua teoria elementare
§ 207. 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 di riga dell'atomo di idrogeno
§ 210. I postulati di Bohr
§ 211. Esperimenti di Frank in Hertz
§ 212. Spettro dell'atomo di idrogeno secondo Bohr

Compiti

Capitolo 28. Elementi di meccanica quantistica
§ 213. Dualità onda-corpuscolo delle proprietà della materia
§ 214. Alcune proprietà delle onde di de Broglie
§ 215. Relazione di incertezza
§ 216. Funzione d'onda e suo significato statistico
§ 217. Equazione generale di Schrödinger. Equazione di Schrödinger per gli stati stazionari
§ 218. Il principio di causalità nella meccanica quantistica
§ 219. Movimento di una particella libera
§ 222. Oscillatore armonico lineare nella meccanica quantistica
Compiti
Capitolo 29. Elementi di fisica moderna degli atomi e delle molecole
§ 223. L'atomo di idrogeno nella meccanica quantistica
§ 224. Stato L dell'elettrone in un atomo di idrogeno
§ 225. Spin dell'elettrone. Numero quantico di spin
§ 226. Il principio di indistinguibilità delle particelle identiche. Fermioni e bosoni
Mendeleev
§ 229. Spettri dei raggi X
§ 231. Spettri molecolari. Diffusione Raman
§ 232. Assorbimento, radiazione spontanea e stimolata
(laser
Compiti
Capitolo 30. Elementi di statistica quantistica
§ 234. Statistica quantistica. Spazio delle fasi. Funzione di distribuzione
§ 235. Il concetto di statistica quantistica di Bose - Einstein e Fermi - Dirac
§ 236. Gas di elettroni degenerati nei metalli
§ 237. Il concetto della teoria quantistica della capacità termica. Fonoli
§ 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 delle 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 applicazioni
§ 248. Rettifica al contatto metallo-semiconduttore
§ 250. Diodi e triodi a semiconduttore (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, nuclei

§ 253. Spin nucleare e suo momento magnetico

§ 254. Forze nucleari. Modelli del kernel

§ 255. Radiazione radioattiva e sue tipologie Regole di spostamento

§ 257. Leggi del decadimento

§ 259. La radiazione gamma e le sue proprietà.

§ 260. Assorbimento risonante della radiazione y (effetto Mossbauer

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

§ 262. Reazioni nucleari e loro principali tipologie

§ 263. Positrone. /> -Disintegrazione. Cattura elettronica

§ 265. Reazione di fissione nucleare
§ 266. Reazione a catena di fissione
§ 267. Nozione di energia nucleare
§ 268. Reazione di sintesi dei nuclei atomici. Il problema delle reazioni termonucleari controllate
Compiti
Capitolo 33. Elementi di fisica delle particelle
§ 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. Stranezza e parità delle particelle elementari
§ 275. Classificazione delle particelle elementari. Quark
Compiti
Leggi fondamentali e formule
1. Fondamenti fisici della meccanica
2. Fondamenti di fisica molecolare e termodinamica
4. Oscillazioni e onde
5. Ottica. Natura quantistica della radiazione
6. Elementi di fisica quantistica degli atomi, delle molecole e dei solidi

7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari
Indice degli argomenti

5a edizione, cancellata. - M.: 2006.- 352 pag.

Il libro presenta in forma concisa e accessibile materiale su tutte le sezioni del programma del corso di fisica, dalla meccanica alla fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari. Per studenti universitari. Utile per il ripasso degli argomenti trattati e per la preparazione agli esami nelle università, istituti tecnici, istituti superiori, scuole, dipartimenti e corsi preparatori.

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SOMMARIO
Prefazione 3
Introduzione 4
Materia di fisica 4
Collegamento della fisica con altre scienze 5
1. FONDAMENTI FISICI 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 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. Forza. Seconda e terza legge di Newton. Legge di conservazione della quantità di moto. Legge del moto del centro di massa. Forze di attrito.
Capitolo 3. Lavoro ed energia 19
Lavoro, energia, potere. Energia cinetica e potenziale. Relazione tra forza conservativa ed energia potenziale. Piena energia. Legge di conservazione dell'energia. Rappresentazione grafica dell'energia. Impatto assolutamente elastico. Impatto assolutamente anelastico
Capitolo 4. Meccanica dei solidi 26
Momento d'inerzia. Il teorema di Steiner. Momento di potere. Energia cinetica di rotazione. Equazione della dinamica del moto rotatorio di un corpo rigido. Momento angolare e legge della sua conservazione. Deformazioni di un corpo solido. La legge di Hooke. Relazione tra deformazione e stress.
Capitolo 5. Gravità. Elementi di teoria dei campi 32
La legge di gravitazione universale. Caratteristiche del campo gravitazionale. Lavorare in un campo gravitazionale. Relazione tra il potenziale del campo gravitazionale e la sua intensità. Velocità cosmiche. Forze d'inerzia.
Capitolo 6. Elementi di meccanica dei fluidi 36
Pressione nei liquidi e nei gas. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli. Alcune applicazioni dell'equazione di Bernoulli. Viscosità (attrito interno). Regimi di flusso dei fluidi.
Capitolo 7. Elementi della teoria speciale della relatività 41
Principio meccanico della relatività. Le trasformazioni di Galileo. Postulati della SRT. Trasformazioni di Lorentz. Corollari dalle trasformazioni di Lorentz (1). Corollari dalle trasformazioni di Lorentz (2). Intervallo tra gli eventi. Legge fondamentale della dinamica relativistica. Energia nella dinamica relativistica.
2. FONDAMENTI DI FISICA MOLECOLARE E TERMODINAMICA 48
Capitolo 8. Teoria cinetica molecolare dei gas ideali 48
Sezioni di fisica: fisica molecolare e termodinamica. Metodo di ricerca termodinamica. Scale di temperatura. Gas ideale. Leggi di Boyle-Marie-Otga, Avogadro, Dalton. Legge di Gay-Lussac. Equazione di Clapeyron-Mendeleev. Equazione base della teoria cinetica molecolare. Legge di Maxwell sulla distribuzione della velocità delle molecole di gas ideali. Formula barometrica. Distribuzione di Boltzmann. Cammino libero medio delle molecole. Alcuni esperimenti che confermano l'MCT. Fenomeni di trasferimento (1). Fenomeni di trasferimento (2).
Capitolo 9. Fondamenti di Termodinamica 60
Energia interna. Numero di gradi di libertà. La legge sulla distribuzione uniforme dell'energia attraverso i gradi di libertà delle molecole. La prima legge della termodinamica. Il lavoro di un gas quando varia il suo volume. Capacità termica (1). Capacità termica (2). Applicazione del primo principio della termodinamica agli isoprocessi (1). Applicazione del primo principio della termodinamica agli isoprocessi (2). Processo adiabatico. Processo circolare (ciclo). Processi reversibili e irreversibili. Entropia (1). Entropia (2). Seconda legge della termodinamica. Motore termico. Teorema di Carnot. Macchina di refrigerazione. Ciclo di Carnot.
Capitolo 10. Gas reali, liquidi e solidi 76
Forze ed energia potenziale dell'interazione intermolecolare. Equazione di Van der Waals (equazione di stato dei 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 cristalli in base alle caratteristiche fisiche. Difetti nei cristalli. Evaporazione, sublimazione, fusione e cristallizzazione. Transizioni di fase. Diagramma di stato. Punto triplo. Analisi del diagramma di fase sperimentale.
3. ELETTRICITÀ ED ELETTROMAGNETISMO 94
Capitolo 11. Elettrostatica 94
Carica elettrica e sue proprietà. Legge di conservazione della carica. La legge di Coulomb. Intensità del campo elettrostatico. Linee di intensità del campo elettrostatico. Flusso del vettore di tensione. Principio di sovrapposizione. Campo dipolare. Teorema di Gauss per il 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. Il rapporto tra tensione e potenziale. Superfici equipotenziali. Calcolo della differenza potenziale dall'intensità del campo. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici. Polarizzazione. Intensità di campo in un dielettrico. Polarizzazione elettrica. Teorema di Gauss per il 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. Energia del campo elettrostatico.
Capitolo 12. Corrente elettrica continua 116
Corrente elettrica, intensità e densità di corrente. Forze esterne. Forza elettromotrice (EMF). Voltaggio. Resistenza del conduttore. Legge di Ohm per una sezione omogenea in un circuito chiuso. Lavoro e potenza attuale. Legge di Ohm per una sezione non uniforme di un circuito (legge di Ohm generalizzata (GLO)). Regole di Kirchhoff per le catene ramificate.
Capitolo 13. Correnti elettriche nei metalli, nel vuoto e nei gas 124
La natura dei portatori di corrente nei metalli. Teoria classica della conducibilità elettrica dei metalli (1). Teoria classica della conducibilità elettrica dei metalli (2). La funzione lavoro degli elettroni che lasciano i 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. Caratteristiche fondamentali del campo magnetico. Linee di induzione magnetica. Principio di sovrapposizione. Legge Biot-Savart-Laplace e sua applicazione. Legge di Ampere. Interazione di correnti parallele. Costante magnetica. Unità B e N. Campo magnetico di una carica in movimento. L'effetto di un campo magnetico su una carica in movimento. Movimento di particelle cariche all'interno
campo magnetico. Teorema sulla circolazione del vettore B. Campi magnetici del solenoide e del toroide. Flusso vettoriale di induzione magnetica. Teorema di Gauss per il campo B. Lavoro sullo spostamento di un conduttore e di un circuito percorso da corrente in un campo magnetico.
Capitolo 15. Induzione elettromagnetica 142
Gli esperimenti di Faraday e le conseguenze da essi. Legge di Faraday (legge dell'induzione elettromagnetica). Regola di Lenz. Fem di induzione in conduttori stazionari. Rotazione del telaio in un campo magnetico. Correnti parassite. Induttanza del circuito. Autoinduzione. Correnti all'apertura e alla chiusura di un circuito. Induzione reciproca. Trasformatori. Energia del campo magnetico.
Capitolo 16. Proprietà magnetiche della materia 150
Momento magnetico degli elettroni. Dia- e paramagneti. Magnetizzazione. Campo magnetico nella materia. La legge della corrente totale per il campo magnetico nella materia (teorema sulla circolazione del vettore B). Teorema sulla circolazione del 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). Equazioni di Maxwell per il campo elettromagnetico.
4. OSCILLAZIONI E ONDE 160
Capitolo 18. Vibrazioni meccaniche ed elettromagnetiche 160
Vibrazioni: libere e armoniche. Periodo e frequenza delle oscillazioni. Metodo del vettore dell'ampiezza rotante. Vibrazioni armoniche meccaniche. Oscillatore armonico. Pendoli: molla e matematica. Pendolo fisico. Oscillazioni libere in un circuito oscillatorio idealizzato. Equazione delle oscillazioni elettromagnetiche per un circuito idealizzato. Somma di vibrazioni armoniche della stessa direzione e della stessa frequenza. Battere. Somma di vibrazioni reciprocamente perpendicolari. Oscillazioni libere smorzate e loro analisi. Oscillazioni libere e smorzate di un pendolo a molla. Decremento dell'attenuazione. Oscillazioni libere smorzate in un circuito oscillatorio elettrico. Fattore di qualità del sistema oscillatorio. Vibrazioni meccaniche forzate. Oscillazioni elettromagnetiche forzate. Corrente alternata. Corrente attraverso un resistore. Corrente alternata che scorre attraverso una bobina di induttanza L. Corrente alternata che scorre attraverso un condensatore di capacità C. Un circuito di corrente alternata contenente un resistore, un induttore e un condensatore collegati in serie. Risonanza di tensione (risonanza in serie). Risonanza delle correnti (risonanza parallela). Potenza rilasciata in un circuito a corrente alternata.
Capitolo 19. Onde elastiche 181
Processo ondulatorio. 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. Ricevere onde elettromagnetiche. Scala delle onde elettromagnetiche. Equazione differenziale
onde elettromagnetiche. Conseguenze della teoria di Maxwell. Vettore di densità del flusso di energia elettromagnetica (vettore di Umov-Poinging). Impulso del campo elettromagnetico.
5. OTTICA. NATURA QUANTISTICA DELLA RADIAZIONE 194
Capitolo 20. Elementi di ottica geometrica 194
Leggi fondamentali dell'ottica. Riflessione totale. Lenti, lenti sottili, loro caratteristiche. Formula di lenti sottili. 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 della luce 202
Derivazione delle leggi di riflessione e rifrazione della luce basate sulla teoria ondulatoria. Coerenza e monocromaticità delle onde luminose. Interferenza della luce. Alcuni metodi per osservare l'interferenza della luce. Calcolo della figura di interferenza da due sorgenti. Strisce di uguale inclinazione (interferenza da una piastra piano-parallela). Strisce di uguale spessore (interferenza di una lastra di spessore variabile). Anelli di Newton. Alcune applicazioni dell'interferenza (1). Alcune applicazioni dell'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 mediante un foro circolare e un disco. Diffrazione di Fraunhofer mediante fenditura (1). Diffrazione di Fraunhofer mediante fenditura (2). Diffrazione di Fraunhofer mediante reticolo di diffrazione. Diffrazione mediante reticolo spaziale. Criterio di Rayleigh. Risoluzione del dispositivo spettrale.
Capitolo 23. Interazione delle onde elettromagnetiche con la materia 221
Dispersione della luce. Differenze di diffrazione e spettri prismatici. Dispersione normale e anomala. Teoria elementare della dispersione degli elettroni. Assorbimento (assorbimento) della luce. Effetto Doppler.
Capitolo 24. Polarizzazione della luce 226
Luce naturale e polarizzata. Legge di Malus. Passaggio della luce attraverso due polarizzatori. Polarizzazione della luce durante la riflessione e la rifrazione al confine di due dielettrici. Birifrangenza. Cristalli positivi e negativi. Prismi polarizzanti e polaroid. Record del quarto d'onda. Analisi della luce polarizzata. Anisotropia ottica artificiale. Rotazione del piano di polarizzazione.
Capitolo 25. Natura quantistica della radiazione 236
Radiazione termica e sue caratteristiche. Leggi di Kirchhoff, Stefan-Boltzmann, Wien. Formule di Rayleigh-Jeans e Planck. Derivare leggi particolari della radiazione termica dalla formula di Planck. Temperature: radiazione, colore, luminosità. Caratteristiche corrente-tensione dell'effetto fotoelettrico. Leggi dell'effetto fotoelettrico. L'equazione di Einstein. Momento fotonico. Leggera pressione. Effetto Compton. Unità delle proprietà corpuscolari e ondulatorie della radiazione elettromagnetica.
6. ELEMENTI DI FISICA QUANTISTICA DI ATOMI, MOLECOLE-CORPI SOLIDI 246
Capitolo 26. Teoria di Bohr dell'atomo di idrogeno 246
Modelli dell'atomo di Thomson e Rutherford. Spettro lineare di un atomo di idrogeno. I postulati di Bohr. Esperimenti di Frank e Hertz. Spettro di Bohr dell'atomo di idrogeno.
Capitolo 27. Elementi di meccanica quantistica 251
Dualismo onda-particella delle proprietà della materia. Alcune proprietà delle onde di de Broglie. Rapporto di incertezza. Approccio probabilistico alla descrizione delle microparticelle. Descrizione delle microparticelle mediante la funzione d'onda. Principio di sovrapposizione. Equazione generale di Schrödinger. Equazione di Schrödinger per gli stati stazionari. Movimento di una particella libera. Una particella in un "pozzo potenziale" rettangolare unidimensionale con "pareti" infinitamente alte. Barriera potenziale di forma rettangolare. Passaggio di una particella attraverso una barriera di potenziale. Effetto tunnel. Oscillatore armonico lineare in meccanica quantistica.
Capitolo 28. Elementi di fisica moderna degli atomi e delle molecole 263
Atomo simile all'idrogeno nella meccanica quantistica. Numeri quantistici. Spettro di un atomo di idrogeno. Stato ls di un elettrone in un atomo di idrogeno. Spin dell'elettrone. Numero quantico di spin. Il principio di indistinguibilità di particelle identiche. Fermioni e bosoni. Principio di Pauli. Distribuzione degli elettroni in un atomo secondo gli stati. Spettro di raggi X continuo (bremsstrahlung). Spettro caratteristico dei raggi X. Legge di Moseley. Molecole: legami chimici, concetto di livelli energetici. Spettri molecolari. Assorbimento. Emissione spontanea e stimolata. Mezzi attivi. Tipi di laser. 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 bande dei solidi. Metalli, dielettrici e semiconduttori secondo la teoria delle bande. Conduttività intrinseca dei semiconduttori. Conduttività delle impurità elettroniche (conduttività di tipo i). Conduttività delle impurità del donatore (conduttività di tipo p). Fotoconduttività dei semiconduttori. Luminescenza dei solidi. Contatto tra semiconduttori elettroni e lacune (giunzione pn). Conduttività della giunzione p-i. Diodi semiconduttori. Triodi a semiconduttore (transistor).
7. ELEMENTI DI FISICA DEL NUCLEO ATOMICO E DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 289
Capitolo 30. Elementi di fisica del nucleo atomico 289
Nuclei atomici e loro descrizione. Difetto di massa. Energia di legame nucleare. Spin nucleare e suo momento magnetico. Filtrazioni nucleari. Modelli di kernel. Radiazione radioattiva e sue tipologie. Legge del decadimento radioattivo. Regole di compensazione. Famiglie radioattive. a-Decomposizione. decadimento p. y-Radiazione e sue proprietà. Dispositivi di registrazione radiazione radioattiva e particelle. Contatore di scintillazioni. Camera di ionizzazione a impulsi. Contatore di scarico del gas. Contatore di semiconduttori. Camera di Wilson. Camere a diffusione e a bolle. Emulsioni fotografiche nucleari. Reazioni nucleari e loro classificazione. Positrone. P+-Decomposizione. Coppie elettrone-positrone, loro annichilazione. Cattura elettronica. Reazioni nucleari sotto l'influenza dei neutroni. Reazione di fissione nucleare. Reazione a catena di fissione. Reattori nucleari. La reazione di fusione dei nuclei atomici.
Capitolo 31. Elementi di fisica delle particelle 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, loro tipologie. Iperoni. Stranezza e parità delle particelle elementari. Caratteristiche dei leptoni e degli adroni. Classificazione delle particelle elementari. Quark.
Tavola periodica degli elementi di D. I. Mendeleev 322
Leggi fondamentali e formule 324
Indice delle materie 336

11a edizione, cancellata. - M.: 2006.- 560 p.

Per gli 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 spostamento

§ 2. Velocità

§ 3. L'accelerazione e le 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. 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, potenza

§ 12. Energie cinetiche e potenziali

§ 13. Legge di conservazione dell'energia

§ 14. Rappresentazione grafica dell'energia

§ 15. Impatto dei corpi assolutamente elastici e anelastici

Compiti

Capitolo 4. Meccanica dei solidi

§ 16. Momento d'inerzia

§ 17. Energia cinetica di rotazione

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

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

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

3. Elettricità e magnetismo
Capitolo 11. Elettrostatica
§ 77. Legge di conservazione della carica elettrica
§ 78. Legge di Coulomb
§ 79. Campo elettrostatico. Intensità del campo elettrostatico
§ 80. Principio di sovrapposizione dei campi elettrostatici. Campo dipolare
§ 81. Teorema di Gauss per il 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. La tensione come gradiente potenziale. Superfici equipotenziali
§ 86. Calcolo della differenza potenziale dall'intensità del campo
§ 87. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici
§ 88. Polarizzazione. Intensità di campo in un dielettrico
§ 89. Miscelazione elettrica. Teorema di Gauss per il campo elettrostatico in un dielettrico
§ 90. Condizioni all'interfaccia tra due mezzi dielettrici
§ 91. Ferroelettrici
§ 92. Conduttori in campo elettrostatico
§ 93. Capacità elettrica di un conduttore solitario
§ 94. Condensatori
§ 95. Energia di un sistema di cariche, di un conduttore isolato e di un condensatore. Energia del campo elettrostatico
Compiti
Capitolo 12. Corrente elettrica continua
§ 96. Corrente elettrica, intensità e densità di corrente
§ 97. Forze di terzi. Forza e tensione elettromotrice
§ 98. Legge di Ohm. Resistenza del conduttore

§ 136. Natura del ferromagnetismo
Compiti
Capitolo 17. Fondamenti della teoria di Maxwell per il campo elettromagnetico
§ 137. Campo elettrico vorticoso
§ 138. Corrente di spostamento
§ 139. Equazioni di Maxwell per il campo elettromagnetico

Capitolo 19. Onde elastiche.
§ 153. Processi ondulatori. Onde longitudinali e trasversali
§ 154. Equazione delle onde viaggianti. Velocità di fase. Equazione delle onde

Compiti

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

§ 163. Energia delle onde elettromagnetiche. Impulso del campo elettromagnetico

§ 164. Radiazione dipolare. Applicazioni delle onde elettromagnetiche
Compiti

5. Ottica. Natura quantistica della radiazione.

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

Compiti

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

§ 198. Legge di Kirchhoff
§ 199. Leggi di Stefan-Boltzmann e spostamenti di Wien

6. Elementi di fisica quantistica

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

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, nuclei

§ 253. Spin nucleare e suo momento magnetico

§ 254. Forze nucleari. Modelli del kernel

§ 255. Radiazione radioattiva e sue tipologie Regole di spostamento

§ 257. Leggi del decadimento

§ 259. La radiazione gamma e le sue proprietà.

§ 260. Assorbimento risonante della radiazione y (effetto Mossbauer

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

§ 262. Reazioni nucleari e loro principali tipologie

§ 263. Positrone. /> -Disintegrazione. Cattura elettronica

7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari
Indice degli argomenti

Revisore: Professore del Dipartimento di Fisica intitolato a A. M. Fabrikant, Istituto di Ingegneria Energetica di Mosca (Università Tecnica) V. A. Kasyanov

ISBN 5-06-003634-0  Impresa Unitaria Statale “Casa Editrice “Scuola Superiore”, 2001

Il layout originale di questa pubblicazione è di proprietà della casa editrice "Scuola Superiore" e ne è vietata la riproduzione (riproduzione) in qualsiasi modo senza il consenso della casa editrice.

Prefazione

Il libro di testo è scritto in conformità con l'attuale curriculum del corso di fisica Per specialità ingegneristiche e tecniche degli istituti di istruzione superiore ed è destinato agli studenti a tempo pieno di istituti di istruzione tecnica superiore con un numero limitato di ore in fisica, con possibilità di utilizzo nei corsi serali e per corrispondenza.

Piccolo volume sussidio didattico ottenuto attraverso un'attenta selezione e una presentazione concisa del materiale.

Il libro è composto da sette parti. La prima parte fornisce una presentazione sistematica dei fondamenti fisici della meccanica classica, ed esamina anche gli elementi della teoria speciale (particolare) della relatività. La seconda parte è dedicata ai fondamenti della fisica molecolare e della termodinamica. La terza parte studia l'elettrostatica, la corrente elettrica continua e l'elettromagnetismo. Nella quarta parte, dedicata alla presentazione della teoria delle oscillazioni e della volontà, le oscillazioni meccaniche ed elettromagnetiche vengono considerate in parallelo, vengono indicate le loro somiglianze e differenze e vengono confrontati i processi fisici che si verificano durante le oscillazioni corrispondenti. La quinta parte esamina gli elementi di ottica geometrica ed elettronica, di ottica ondulatoria e della natura quantistica della radiazione. La sesta parte è dedicata agli elementi di fisica quantistica di atomi, molecole e solidi. La settima parte delinea gli elementi della fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari.

Il materiale è presentato senza complicati calcoli matematici; la dovuta attenzione è prestata all'essenza fisica dei fenomeni e ai concetti e alle leggi che li descrivono, nonché alla continuità della fisica moderna e classica. Tutte le informazioni biografiche sono fornite secondo il libro di Yu A. Khramov “Fisici” (M.: Nauka, 1983).

Il carattere grassetto viene utilizzato per indicare le quantità vettoriali in tutte le figure e nel testo, ad eccezione delle quantità indicate con lettere greche, che per motivi tecnici vengono digitate in un carattere chiaro con una freccia nel testo.

L'autore esprime profonda gratitudine ai colleghi e ai lettori, i cui gentili commenti e auguri hanno contribuito al miglioramento del libro. Sono particolarmente grato al professor V. A. Kasyanov per aver rivisto il manuale e i commenti che ha fatto.

introduzione

Il tema della fisica e la sua connessione con le altre scienze

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

Una proprietà integrale della materia e la forma della sua esistenza è il movimento. Il movimento nel senso ampio del termine comprende 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 del resto di qualsiasi scienza, può essere rivelato solo se presentato in dettaglio. È abbastanza difficile dare una definizione rigorosa della materia fisica, perché i confini tra la fisica e un certo numero di discipline correlate sono arbitrari. A questo stadio di sviluppo è impossibile mantenere la definizione di fisica soltanto come scienza della natura.

L'accademico A.F. Ioffe (1880-1960; fisico russo)* definì la fisica come una scienza che studia le proprietà generali e le leggi del movimento della materia e dei campi. È ormai generalmente accettato che le interazioni avvengano attraverso campi di forza gravitazionale, elettromagnetico e nucleare. Il campo, insieme alla materia, è una delle forme di esistenza della materia. L'inestricabile connessione tra campo e materia, così come la differenza nelle loro proprietà, verrà presa in considerazione nel corso del corso.

*Tutti i dati sono forniti secondo il libro di riferimento biografico di Yu A. Khramov “Fisici” (M.: Nauka, 1983).

La fisica è la scienza delle forme più semplici e allo stesso tempo più generali del movimento della materia e delle loro reciproche trasformazioni. Le forme di movimento della materia studiate dalla fisica (meccanica, termica, ecc.) sono presenti in tutte le forme di movimento della materia più elevate e complesse (chimiche, biologiche, ecc.). Esse quindi, essendo le più semplici, sono allo stesso tempo le forme più generali di movimento della materia. Forme di movimento della materia più elevate e complesse sono oggetto di studio di altre scienze (chimica, biologia, ecc.).

La fisica è strettamente correlata alle scienze naturali. Questa stretta connessione della fisica con altri rami delle scienze naturali, come notato dall'accademico S. I. Vavilov (1891-1955; fisico russo e personaggio pubblico), ha portato al fatto che la fisica ha radici profonde nell'astronomia, nella geologia, nella chimica, nella biologia e in altri rami della scienza naturale. scienze. Di conseguenza, sono emerse una serie di nuove discipline correlate, come l’astrofisica, la biofisica, ecc.

La fisica è strettamente connessa alla tecnologia e questa connessione è bidirezionale. La fisica nasce dalle esigenze della tecnologia (lo sviluppo della meccanica presso gli antichi greci, ad esempio, fu causato dalle esigenze di costruzione e equipaggiamento militare di quel tempo) 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 causò 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 ritmo di sviluppo della fisica e il suo crescente legame con la tecnologia indicano il ruolo significativo del corso di fisica al college: questa è la base fondamentale per la formazione teorica di un ingegnere, senza la quale il suo lavoro di successo è impossibile.

Unità di grandezze fisiche

Il principale metodo di ricerca in fisica è l'esperimento: conoscenza sensoriale-empirica della realtà oggettiva basata sulla pratica, cioè l'osservazione dei fenomeni studiati in condizioni attentamente considerate, che consente di monitorare il corso dei fenomeni e riprodurlo molte volte quando queste condizioni si ripetono.

Vengono avanzate ipotesi per spiegare fatti sperimentali. Ipotesi- è un presupposto scientifico avanzato per spiegare un fenomeno e richiede verifica sperimentale e giustificazione teorica per diventare una teoria scientifica affidabile.

Come risultato della generalizzazione dei fatti sperimentali, nonché dei risultati dell'attività umana, leggi fisiche- modelli oggettivi ripetuti e stabili che esistono in natura. Le leggi più importanti stabiliscono la relazione tra grandezze fisiche, per cui è necessario misurare tali quantità. La misurazione di una grandezza fisica è un'azione eseguita utilizzando strumenti di misura per trovare il valore di una grandezza fisica in unità accettate. Le unità delle quantità fisiche possono essere scelte arbitrariamente, ma poi sorgeranno difficoltà nel confrontarle. 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 selezionate arbitrariamente per diverse quantità fisiche indipendenti l'una dall'altra. Queste unità sono chiamate quelli principali. Le restanti quantità e le loro unità derivano dalle leggi che collegano queste quantità e le loro unità con quelle fondamentali. Si chiamano derivati.

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

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

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

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

Ampere(A) - l'intensità di una corrente costante che, passando attraverso due conduttori diritti 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 ogni metro di lunghezza.

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

Neo(mol) - la quantità di sostanza in un sistema contenente lo stesso numero di elementi strutturali quanti sono gli atomi contenuti nel nuclide 12 C con una massa 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 energetica in questa direzione è 1/683 W/sr.

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

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

Per stabilire le unità derivate si utilizzano leggi fisiche che le collegano alle unità di base. Ad esempio, dalla formula del moto lineare uniforme v= S/ T (S – distanza percorsa, T - tempo) l'unità di velocità derivata è pari a 1 m/s.

1 FONDAMENTI FISICI DELLA MECCANICA

Capitolo 1 Elementi di cinematica

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

Meccanica- parte della fisica che studia le leggi del movimento meccanico e le ragioni che causano o modificano questo movimento. Movimento meccanico- questo 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 e., quando l'antico scienziato greco Archimede (287-212 a.C.) formulò la legge dell'equilibrio della leva e le leggi dell'equilibrio dei corpi galleggianti. Le leggi fondamentali della meccanica furono stabilite dal fisico e astronomo italiano G. Galileo (1564-1642) e 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. Si stanno studiando le leggi del moto dei corpi macroscopici con velocità paragonabili alla velocità c meccanica relativistica, basato su teoria speciale della relatività, formulato da A. Einstein (1879-1955). Per descrivere il movimento 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 galileo-newtoniana, cioè la meccanica galileiana-newtoniana. considerare il movimento di corpi macroscopici a velocità significativamente inferiori alla velocità c. Nella meccanica classica, il concetto di spazio e tempo, sviluppato da I. Newton e dominante nelle scienze naturali nel corso dei secoli XVII-XIX, è generalmente accettato. La meccanica di Galileo-Newton 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 determinano tale movimento.

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

Statica studia le leggi dell'equilibrio di un sistema di corpi. Se si conoscono le leggi del movimento 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 utilizza diversi metodi per descrivere il movimento dei corpi a seconda delle condizioni di compiti specifici. modelli fisici. Il modello più sempliceÈ punto materiale- un corpo con 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, quando studi il movimento dei pianeti nelle orbite attorno al Sole, puoi prenderli per punti materiali.

Un corpo macroscopico arbitrario o un sistema di corpi può essere diviso mentalmente in piccole parti interagenti, ciascuna delle quali è considerata come un punto materiale. Allora 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 movimento di un punto materiale, per poi passare allo studio del movimento di un sistema di punti materiali.

Sotto l'influenza reciproca dei corpi, i corpi possono deformarsi, cioè cambiare forma e dimensione. Pertanto, nella meccanica viene introdotto un altro modello: un corpo assolutamente rigido. Un corpo assolutamente rigido è un corpo che in nessun caso può essere deformato 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 movimento traslatorio e rotatorio. Il moto di traslazione è un movimento in cui qualsiasi linea retta rigidamente connessa a un corpo in movimento rimane parallela alla sua posizione originale. Il moto rotatorio è un movimento in cui tutti i punti del corpo si muovono su circoli, i cui centri giacciono su una 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 dello spazio si trovava questo punto e in quali momenti del tempo ha superato questa o quella posizione.

La posizione di un punto materiale è determinata in relazione ad un altro corpo scelto arbitrariamente, chiamato corpo di riferimento. Ad esso è associato un sistema di riferimento: un insieme di sistemi di coordinate e orologi associati al corpo di riferimento. Nel sistema di coordinate cartesiane, quello utilizzato più spesso, la posizione di un punto UN in un dato momento nel tempo rispetto a questo sistema è caratterizzato da tre coordinate X, sì E z o raggio vettore R, disegnato dall'origine del sistema di coordinate a un dato punto (Fig. 1).

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

x = x(t), y = y(t), z = 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, y E z), se si muove lungo una certa superficie, allora con due gradi di libertà, se lungo una certa linea, allora con 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.

Consideriamo il movimento di un punto materiale lungo una traiettoria arbitraria (Fig. 2). Inizieremo a contare il tempo dal momento in cui il punto era in posizione UN. Lunghezza della sezione della traiettoria AB, percorso da un punto materiale dall'inizio del conteggio del tempo lunghezza del percorso S ed è funzione scalare tempo:  S = S(T) .Vettore R = R -R 0 tracciato dalla posizione iniziale del punto in movimento alla sua posizione in un dato momento (incremento del raggio vettore del punto nel periodo di tempo considerato) viene chiamato in movimento.

Nel moto rettilineo il vettore spostamento coincide con la corrispondente sezione della traiettoria e il modulo spostamento | R| pari alla distanza percorsa  S.

§ 2. Velocità

Per caratterizzare il movimento di un punto materiale, viene introdotta una quantità vettoriale: la velocità, che è definita come rapidità movimento e il suo direzione in un dato momento.

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

Vettore velocità mediaè chiamato 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 r. Con riduzione illimitata  T la velocità media tende ad un valore limite chiamato velocità istantanea v:

La velocità istantanea v è quindi una grandezza vettoriale pari alla derivata prima del raggio vettore del punto in movimento rispetto al tempo. Poiché la secante nel limite coincide con la tangente, il vettore velocità v è diretto tangente alla traiettoria nella direzione del moto (Fig. 3). Al diminuire di  T percorso  S si avvicinerà sempre più a |r|, quindi al valore assoluto della velocità istantanea

Pertanto il valore assoluto della velocità istantanea è pari alla derivata prima del percorso rispetto al tempo:

(2.2)

A movimento irregolare - il modulo della velocità istantanea cambia nel tempo. In questo caso utilizziamo la quantità scalare  v - velocità media movimento irregolare:

Dalla fig. 3 ne consegue che  v> |v|, poiché  S> |r|, e solo nel caso di moto rettilineo

Se espressione d S = v D T (vedi formula (2.2)) integrare nel tempo che va da T Prima T + T, quindi troviamo la lunghezza del percorso percorso dall'istante  T:

(2.3)

Quando moto uniforme il valore numerico della velocità istantanea è costante; allora l'espressione (2.3) assumerà la forma

La lunghezza del percorso percorso da un punto durante il periodo di tempo da T 1 a T 2, data dall'integrale

§ 3. L'accelerazione e le sue componenti

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

Consideriamo movimento piatto, quelli. un movimento in cui tutte le parti della traiettoria di un punto giacciono sullo stesso piano. Lascia che il vettore v specifichi la velocità del punto UN in un determinato momento T. Durante il tempo  T il punto mobile si è spostato in posizione IN e acquisì una velocità diversa da v sia in modulo che in direzione e pari a v 1 = v + v. Spostiamo il vettore v 1 sul punto UN e trovare v (Fig. 4).

Accelerazione media movimento irregolare nell'intervallo da T Prima T + Tè una quantità vettoriale pari al rapporto tra la variazione di velocità v e l'intervallo di tempo  T

Accelerazione istantanea e (accelerazione) di un punto materiale in un dato momento T ci sarà un limite di accelerazione media:

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

Scomponiamo il vettore v in due componenti. Per farlo dal punto UN(Fig. 4) nella direzione della velocità v tracciamo il vettore
, modulo pari a v 1. Ovviamente, il vettore
, pari
, determina la variazione della velocità nel tempo  T modulo:
. La seconda componente
il vettore v caratterizza la variazione di velocità nel tempo  T in direzione.

Componente tangenziale dell'accelerazione

cioè è uguale alla derivata prima rispetto al tempo del modulo di velocità, determinando così la velocità di variazione della velocità nel modulo.

Troviamo la seconda componente dell'accelerazione. Supponiamo che il punto IN abbastanza vicino al punto UN, quindi  S può essere considerato un arco di cerchio di un certo raggio r, non molto diverso da una corda AB. Quindi dalla somiglianza dei triangoli AOB E EAD dovrebbe  v N /AB = v 1 /r, ma poiché AB = vT, Quello

Nel limite a
noi abbiamo
.

Da , angolo EAD tende a zero, e poiché il triangolo EAD isoscele, quindi l'angolo ADE tra v e v N aspira all'immediatezza. Pertanto, quando i vettori v N e v risultano reciprocamente perpendicolari. Imposta poiché il vettore velocità è diretto tangenzialmente alla traiettoria, quindi il vettore v N, perpendicolare al vettore velocità, è diretto verso il centro della sua curvatura. La seconda componente dell'accelerazione, pari a

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

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

COSÌ, tangenziale caratterizza la componente di accelerazione velocità di variazione della velocità modulo(diretto tangenzialmente alla traiettoria), e normale componente di accelerazione - velocità di cambio di velocità in direzione(diretto verso il centro di curvatura della traiettoria).

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

1)
, UN N = 0 - moto rettilineo uniforme;

2)
, UN N = 0 - moto rettilineo uniforme. Con questo tipo di movimento

Se l'ora iniziale T 1 = 0 e la velocità iniziale v = v T.I. BENE fisici: [libro di testo di ingegneria...

Linea guida n. 1 per gli studenti del 1° anno della Facoltà di Medicina e Biologia, semestre n. 1

Documento

... (2,1 m; l=10 m; 1,3 s) Letteratura: Trofimova T.I. BENE fisici: Manuale. manuale per le università.-18...velocità. (0.43) Letteratura: Trofimova T.I. BENE fisici: Manuale. manuale per le università. - ...all'impatto. () Letteratura: Trofimova T.I. BENE fisici: Manuale. manuale per le università.- ...

Nome: Corso di fisica. 1990.

Il manuale è redatto in conformità con il programma di fisica per studenti universitari. Si compone di sette parti, che delineano i fondamenti fisici della meccanica, fisica molecolare e termodinamica, elettricità e magnetismo, ottica, fisica quantistica degli atomi, delle molecole e dei solidi, fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari. Il manuale stabilisce la continuità logica e il collegamento tra la fisica classica e quella moderna.
La seconda edizione (1a 1985) è stata modificata e contiene domande di prova e compiti per la soluzione indipendente.

Il libro di testo è scritto in conformità con l'attuale programma del corso di fisica per le specialità ingegneristiche e tecniche degli istituti di istruzione superiore.
Il piccolo volume del libro di testo è ottenuto attraverso un'attenta selezione e una presentazione concisa del materiale.
Il libro è composto da sette parti. La prima parte fornisce una presentazione sistematica dei fondamenti fisici della meccanica classica, ed esamina anche gli elementi della teoria speciale (particolare) della relatività. La seconda parte è dedicata ai fondamenti della fisica molecolare e della termodinamica. La terza parte studia l'elettrostatica, la corrente elettrica continua e l'elettromagnetismo. Nella quarta parte, dedicata alla presentazione delle oscillazioni e delle onde, vengono considerate in parallelo le oscillazioni meccaniche ed elettromagnetiche, vengono indicate le loro somiglianze e differenze e vengono confrontati i processi fisici che si verificano durante le oscillazioni corrispondenti. La quinta parte esamina gli elementi di ottica geometrica ed elettronica, di ottica ondulatoria e della natura quantistica della radiazione. La sesta parte è dedicata agli elementi di fisica quantistica di atomi, molecole e solidi. La settima parte delinea gli elementi della fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari.

SOMMARIO
Prefazione
introduzione
Il tema della fisica e la sua connessione con le altre scienze
Unità di grandezze fisiche
1. Fondamenti fisici della meccanica.
Capitolo 1. Elementi di cinematica
§ 1. Modelli in meccanica. Sistema di riferimento. Traiettoria, lunghezza del percorso, vettore spostamento
§ 2. Velocità
§ 3. L'accelerazione e le 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. 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, potenza
§ 12. Energie cinetiche e potenziali
§ 13. Legge di conservazione dell'energia
§ 14. Rappresentazione grafica dell'energia
§ 15. Impatto dei corpi assolutamente elastici e anelastici
Compiti
Capitolo 4. Meccanica dei solidi
§ 16. Momento d'inerzia
§ 17. Energia cinetica di rotazione
§ 18. Momento di forza. Equazione della dinamica del moto rotatorio di un corpo rigido.
§ 19. Momento angolare e legge della sua conservazione
§ 20. Assi liberi. Giroscopio
§ 21. Deformazioni di un corpo solido
Compiti
Capitolo 5. Gravità. Elementi di teoria dei campi
§ 22. Le leggi di Keplero. Legge di gravità
§ 23. Gravità e peso. Assenza di gravità 48 y 24. Campo gravitazionale e sua intensità
§ 25. Lavoro in campo gravitazionale. Potenziale del campo gravitazionale
§ 26. Velocità spaziali
§ 27. Sistemi di riferimento non inerziali. Forze d'inerzia
Compiti
Capitolo 6. Elementi di meccanica dei fluidi
§ 28. Pressione nei liquidi e nei gas
§ 29. Equazione di continuità
§ 30. Equazione di Bernoulli e conseguenze da essa
§ 31. Viscosità (attrito interno). Regimi di flusso di fluidi laminari e turbolenti
§ 32. Metodi per determinare la viscosità
§ 33. Movimento dei corpi nei liquidi e nei gas
Compiti
Capitolo 7. Elementi di teoria speciale (particolare) della relatività
§ 35. Postulati della teoria speciale (particolare) della relatività
§ 36. Trasformazioni di Lorentz
§ 37. Conseguenze delle trasformazioni di Lorentz
§ 38. Intervallo tra gli eventi
§ 39. 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 sperimentali dei gas ideali
§ 42. Equazione di Clapeyron-Mendeleev
§ 43. Equazione fondamentale della teoria cinetica molecolare dei gas ideali
§ 44. Legge di Maxwell sulla distribuzione delle molecole di un gas ideale in funzione delle velocità e delle energie del moto termico
§ 45. Formula barometrica. Distribuzione di Boltzmann
§ 46. Numero medio di collisioni e cammino libero medio delle molecole
§ 47. Fondamento sperimentale della teoria cinetica molecolare
§ 48. Fenomeni di trasporto in sistemi termodinamicamente non in equilibrio
§ 49. Vuoto e metodi per ottenerlo. Proprietà dei gas ultrararefatti
Compiti
Capitolo 9. Fondamenti di termodinamica.
§ 50. Numero di gradi di libertà di una molecola. Legge della distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà delle molecole
§ 51. Prima legge della termodinamica
§ 52. Lavoro del gas quando varia 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. Seconda legge della termodinamica
§ 59. Macchine termiche e macchine frigorifere Ciclo di Carnot e suo rendimento per un 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
§ 63. Energia interna del gas reale
§ 64. Effetto Joule-Thomson
§ 65. Liquefazione dei gas
§ 66. Proprietà dei liquidi. Tensione superficiale
§ 67. Bagnare
§ 68. Pressione sotto una superficie curva di un liquido
§ 69. Fenomeni capillari
§ 70. Solidi. Mono e policristalli
§ 71. Tipi di solidi cristallini
§ 72. Difetti dei cristalli
§ 75. Transizioni di fase del primo e del secondo genere
§ 76. Diagramma di stato. Punto triplo
Compiti
3. Elettricità e magnetismo
Capitolo 11. Elettrostatica
§ 77. Legge di conservazione carica elettrica
§ 78. Legge di Coulomb
§ 79. Campo elettrostatico. Intensità del campo elettrostatico
§ 80. Principio di sovrapposizione dei campi elettrostatici. Campo dipolare
§ 81. Teorema di Gauss per il 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. La tensione come gradiente potenziale. Superfici equipotenziali
§ 86. Calcolo della differenza potenziale dall'intensità del campo
§ 87. Tipi di dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici
§ 88. Polarizzazione. Intensità di campo in un dielettrico
§ 89. Miscelazione elettrica. Teorema di Gauss per il campo elettrostatico in un dielettrico
§ 90. Condizioni all'interfaccia tra due mezzi dielettrici
§ 91. Ferroelettrici
§ 92. Conduttori in campo elettrostatico
§ 93. Capacità elettrica di un conduttore solitario
§ 94. Condensatori
§ 95. Energia di un sistema di cariche, di un conduttore isolato e di un condensatore. Energia del campo elettrostatico
Compiti
Capitolo 12. Corrente elettrica continua
§ 96. Corrente elettrica, intensità e densità di corrente
§ 97. Forze di terzi. Forza e tensione elettromotrice
§ 98. Legge di Ohm. Resistenza del conduttore
§ 99. Lavoro e potere. Legge di Joule-Lenz
§ 100. Legge di Ohm per una sezione non uniforme del circuito
§ 101. Regole di Kirchhoff per le catene ramificate
Compiti
Capitolo 13. Correnti elettriche nei metalli, nel vuoto e nei gas
§ 104. Funzione lavoro degli elettroni che lasciano un metallo
§ 105. Fenomeni di emissione e loro applicazione
§ 106. Ionizzazione dei gas. Scarico di gas non autosufficiente
§ 107. Scarica autosostenuta di gas e sue tipologie
§ 108. Plasma e sue proprietà
Compiti
Capitolo 14. Campo magnetico.
§ 109. Campo magnetico e sue caratteristiche
§ 110. Legge di Biot-Savart-Laplace e sua applicazione al calcolo del campo magnetico
§ 111. Legge di Ampere. Interazione di correnti parallele
§ 112. Costante magnetica. Unità di induzione magnetica e intensità del campo magnetico
§ 113. Campo magnetico di una carica in movimento
§ 114. Effetto 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. Lavoro sullo spostamento di un conduttore e di un circuito con 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 d'anello. Autoinduzione
§ 127. Correnti all'apertura e alla chiusura di un circuito
§ 128. Mutua induzione
§ 129. Trasformatori
§130. Energia del campo magnetico
Compiti
Capitolo 16. Proprietà magnetiche della materia
§ 131. Momenti magnetici degli elettroni e degli atomi
§ 132. DNA e paramagnetismo
§ 133. Magnetizzazione. Campo magnetico nella materia
§ 134. Condizioni all'interfaccia tra due magneti
§ 135. Ferromagneti e loro proprietà
§ 136. Natura del ferromagnetismo
Compiti
Capitolo 17. Fondamenti della teoria di Maxwell per il campo elettromagnetico
§ 137. Campo elettrico vorticoso
§ 138. Corrente di spostamento
§ 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 a molla, fisici e matematici
§ 144. Aggiunta di vibrazioni armoniche della stessa direzione e della stessa frequenza. Batte
§ 145. Aggiunta di oscillazioni mutuamente perpendicolari
§ 146. Equazione differenziale delle oscillazioni libere smorzate (meccaniche ed elettromagnetiche) e sua soluzione. Autooscillazioni
§ 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 dello stress
§ 151. Risonanza delle correnti
§ 152. Potenza rilasciata nel circuito a corrente alternata
Compiti
Capitolo 19. Onde elastiche.
§ 153. Processi ondulatori. Onde longitudinali e trasversali
§ 154. Equazione delle onde viaggianti. 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
§ 160. Ultrasuoni e sua applicazione
Compiti
Capitolo 20. Onde elettromagnetiche.
§ 161. Produzione sperimentale di onde elettromagnetiche
§ 162. Equazione differenziale di un'onda elettromagnetica
§ 163. Energia delle onde elettromagnetiche. Impulso del campo elettromagnetico
§ 164. Radiazione dipolare. Applicazioni delle onde elettromagnetiche
Compiti
5. Ottica. Natura quantistica della radiazione.
Capitolo 21. Elementi di ottica geometrica ed elettronica.
§ 165. Leggi fondamentali dell'ottica. Riflessione totale
§ 166. Lenti sottili. Immagine di oggetti utilizzando lenti
§ 167. Aberrazioni (errori) dei sistemi ottici
§ 168. Grandezze fotometriche fondamentali e loro unità
Compiti
Capitolo 22. Interferenza della luce
§ 170. Sviluppo delle 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 nelle pellicole sottili
§ 175. Applicazione dell'interferenza luminosa
Capitolo 23. Diffrazione della luce
§ 177. Metodo della zona di Fresnel. Propagazione rettilinea della luce
§ 178. Diffrazione di Fresnel mediante un foro rotondo e un disco
§ 179. Diffrazione di Fraunhofer mediante una singola fenditura
§ 180. Diffrazione di Fraunhofer mediante reticolo di diffrazione
§ 181. Reticolo spaziale. Dispersione di luce
§ 182. Diffrazione mediante reticolo spaziale. Formula di Wulff-Bragg
§ 183. Risoluzione degli strumenti 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. Radiazione Vavilov-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. Birifrangenza
§ 193. Prismi polarizzatori 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. La radiazione termica e sue caratteristiche.
§ 198. Legge di Kirchhoff
§ 199. Leggi di Stefan-Boltzmann e spostamenti di Wien
§ 200. Formule di Rayleigh-Jeans e Planck.
§ 201. Pirometria ottica. Sorgenti luminose termiche
§ 203. Equazione di Einstein per l'effetto fotoelettrico esterno. Conferma sperimentale delle proprietà quantistiche della luce
§ 204. Applicazione dell'effetto fotoelettrico
§ 205. Massa e quantità di moto del fotone. Leggera pressione
§ 206. L'effetto Compton e la sua teoria elementare
§ 207. 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 di riga dell'atomo di idrogeno
§ 210. I postulati di Bohr
§ 211. Esperimenti di Frank in Hertz
§ 212. Spettro dell'atomo di idrogeno secondo Bohr
Compiti
Capitolo 28. Elementi di meccanica quantistica
§ 213. Dualità onda-corpuscolo delle proprietà della materia
§ 214. Alcune proprietà delle onde di de Broglie
§ 215. Relazione di incertezza
§ 216. Funzione d'onda e suo significato statistico
§ 217. Equazione generale di Schrödinger. Equazione di Schrödinger per gli stati stazionari
§ 218. Il principio di causalità nella meccanica quantistica
§ 219. Movimento di una particella libera
§ 222. Oscillatore armonico lineare nella meccanica quantistica
Compiti
Capitolo 29. Elementi di fisica moderna degli atomi e delle molecole
§ 223. L'atomo di idrogeno nella meccanica quantistica
§ 224. Stato L dell'elettrone in un atomo di idrogeno
§ 225. Spin dell'elettrone. Numero quantico di spin
§ 226. Il principio di indistinguibilità delle particelle identiche. Fermioni e bosoni
Mendeleev
§ 229. Spettri dei raggi X
§ 231. Spettri molecolari. Diffusione Raman
§ 232. Assorbimento, radiazione spontanea e stimolata
(laser
Compiti
Capitolo 30. Elementi di statistica quantistica
§ 234. Statistica quantistica. Spazio delle fasi. Funzione di distribuzione
§ 235. Il concetto di statistica quantistica di Bose - Einstein e Fermi - Dirac
§ 236. Gas di elettroni degenerati nei metalli
§ 237. Il concetto della teoria quantistica della capacità termica. Fonoli
§ 238. Conclusioni della teoria quantistica della conduttività elettrica dei metalli basata sull'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 delle 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 applicazioni
§ 248. Rettifica al contatto metallo-semiconduttore
§ 250. Diodi e triodi a semiconduttore (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, nuclei
§ 253. Spin nucleare e suo momento magnetico
§ 254. Forze nucleari. Modelli del kernel
§ 255. Radiazione radioattiva e sue tipologie Regole di spostamento
§ 257. Leggi del decadimento
§ 259. La radiazione gamma e le sue proprietà
§ 260. Assorbimento risonante della radiazione y (effetto Mossbauer)
§ 261. Metodi di osservazione e registrazione delle radiazioni e delle particelle radioattive
§ 262. Reazioni nucleari e loro principali tipologie
§ 263. Positrone. Decadimento. Cattura elettronica
§ 265. Reazione di fissione nucleare
§ 266. Reazione a catena di fissione
§ 267. Nozione di energia nucleare
§ 268. Reazione di sintesi dei nuclei atomici. Il problema delle reazioni termonucleari controllate
Compiti
Capitolo 33. Elementi di fisica delle particelle
§ 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. Stranezza e parità delle particelle elementari
§ 275. Classificazione delle particelle elementari. Quark
Compiti
Leggi fondamentali e formule
1. Fondamenti fisici della meccanica
2. Fondamenti di fisica molecolare e termodinamica
4. Oscillazioni e onde
5. Ottica. Natura quantistica della radiazione
6. Elementi di fisica quantistica degli atomi, delle molecole e dei solidi
7. Elementi di fisica del nucleo atomico e delle particelle elementari
Indice degli argomenti

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