จบ
Physics Trofimov รุ่นที่ 18 วิชาฟิสิกส์และความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์อื่น

Physics Trofimov รุ่นที่ 18 วิชาฟิสิกส์และความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์อื่น

TI. Trofimova

ดี

ฟิสิกส์

ฉบับที่เจ็ด โปรเฟสเซอร์

Rที่แนะนำเอ็มกระทรวงศึกษาธิการ

RออสเซียนFการพัฒนาในฐานะเครื่องช่วยสอน

สำหรับวิศวกรรม- คุณสมบัติทางเทคนิค

สถาบันอุดมศึกษา

บัณฑิตวิทยาลัย

2003

ผู้ตรวจทาน: ศาสตราจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ตั้งชื่อตาม น. ผู้ผลิตของมอสโก สถาบันพลังงาน (มหาวิทยาลัยเทคนิค) V. A. Kasyanov

ISBN 5-06-003634-0

Federal State Unitary Enterprise "สำนักพิมพ์" โรงเรียนมัธยม ", 2003

เลย์เอาต์ดั้งเดิมของสิ่งพิมพ์นี้เป็นทรัพย์สินของสำนักพิมพ์ Vysshaya Shkola และห้ามทำซ้ำ (ทำซ้ำ) ไม่ว่าด้วยวิธีใดโดยไม่ได้รับความยินยอมจากผู้จัดพิมพ์

คำนำ

ตำรานี้เขียนขึ้นตามโปรแกรมปัจจุบันของหลักสูตรฟิสิกส์สำหรับวิศวกรรมและความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคที่สูงขึ้น สถาบันการศึกษาและมีไว้สำหรับนักเรียนของสถาบันการศึกษาด้านเทคนิคที่สูงขึ้น แบบฟอร์มรายวันการฝึกวิชาฟิสิกส์ในจำนวนจำกัด โดยสามารถนำไปใช้ได้ในตอนเย็นและ ไม่อยู่การเรียนรู้.

หนังสือเรียนเล่มเล็กทำได้โดยการเลือกอย่างระมัดระวังและการนำเสนอเนื้อหาที่กระชับ

หนังสือเล่มนี้ประกอบด้วยเจ็ดส่วน ส่วนแรกนำเสนออย่างเป็นระบบ รากฐานทางกายภาพกลศาสตร์คลาสสิกตลอดจนองค์ประกอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (ส่วนตัว) ส่วนที่สองอุทิศให้กับพื้นฐานของฟิสิกส์ระดับโมเลกุลและอุณหพลศาสตร์ ส่วนที่สามเกี่ยวข้องกับไฟฟ้าสถิต กระแสไฟฟ้าตรง และแม่เหล็กไฟฟ้า ภาคที่ 4 นำเสนอทฤษฎีการสั่นและคลื่น กลศาสตร์ และ การสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพิจารณาแบบคู่ขนานระบุความเหมือนและความแตกต่างและเปรียบเทียบกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างการแกว่งที่สอดคล้องกัน ส่วนที่ห้าเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิตและอิเล็กทรอนิกส์ ทัศนศาสตร์คลื่น และธรรมชาติของควอนตัมของการแผ่รังสี ส่วนที่หกมีไว้สำหรับองค์ประกอบของฟิสิกส์ควอนตัมของอะตอมโมเลกุลและ ของแข็ง. ส่วนที่เจ็ดสรุปองค์ประกอบทางฟิสิกส์ของนิวเคลียสอะตอมและอนุภาคมูลฐาน

การนำเสนอเนื้อหาดำเนินไปโดยไม่มีการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ยุ่งยาก โดยให้ความสนใจแก่สาระสำคัญทางกายภาพของปรากฏการณ์ แนวคิดและกฎหมายที่อธิบายสิ่งเหล่านี้ ตลอดจนความต่อเนื่องของฟิสิกส์สมัยใหม่และคลาสสิก ข้อมูลชีวประวัติทั้งหมดได้รับตามหนังสือโดย Yu. A. Kramov "Physics" (M.: Nauka, 1983)

สำหรับการกำหนดปริมาณเวกเตอร์ในตัวเลขทั้งหมดและในข้อความ จะใช้ตัวหนา ยกเว้นปริมาณที่ระบุด้วยตัวอักษรกรีก ซึ่งพิมพ์ในข้อความในรูปแบบแสงพร้อมลูกศรเพื่อเหตุผลทางเทคนิค

ผู้เขียนขอแสดงความขอบคุณอย่างสุดซึ้งต่อเพื่อนร่วมงานและผู้อ่าน ซึ่งข้อคิดเห็นและข้อเสนอแนะที่กรุณาช่วยปรับปรุงหนังสือ ฉันรู้สึกขอบคุณเป็นพิเศษกับศาสตราจารย์ V. A. Kasyanov สำหรับการทบทวนตำราเรียนและความคิดเห็นของเขา

การแนะนำ

วิชาฟิสิกส์และความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ

โลกรอบตัวคุณ ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราและเรารับรู้ผ่านความรู้สึกล้วนมีความสำคัญ

การเคลื่อนที่เป็นสมบัติสำคัญของสสารและรูปแบบการมีอยู่ของมัน การเคลื่อนไหวในความหมายกว้างของคำคือการเปลี่ยนแปลงในสสารทุกประเภท ตั้งแต่การกระจัดอย่างง่ายไปจนถึงกระบวนการคิดที่ซับซ้อนที่สุด

วิทยาศาสตร์ต่างๆ ศึกษาการเคลื่อนที่ของสสารในรูปแบบต่างๆ รวมทั้งฟิสิกส์ วิชาฟิสิกส์ตามที่เป็นจริงของวิทยาศาสตร์ใด ๆ สามารถเปิดเผยได้ก็ต่อเมื่อนำเสนอในรายละเอียดเท่านั้น มันค่อนข้างยากที่จะให้คำจำกัดความที่เข้มงวดของวิชาฟิสิกส์เพราะขอบเขตระหว่างฟิสิกส์และสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องจำนวนหนึ่งนั้นไม่มีกฎเกณฑ์ ในขั้นของการพัฒนานี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะคงนิยามของฟิสิกส์ว่าเป็นศาสตร์แห่งธรรมชาติเท่านั้น

นักวิชาการ A.F. Ioffe (1880-1960; นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย) นิยามฟิสิกส์ว่าเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาคุณสมบัติทั่วไปและกฎการเคลื่อนที่ของสสารและสนาม ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดเกิดขึ้นจากสนาม เช่น สนามโน้มถ่วง สนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามแรงนิวเคลียร์ ทุ่งพร้อมกับสสารเป็นหนึ่งในรูปแบบการดำรงอยู่ของมารดา ความเชื่อมโยงที่แยกไม่ออกระหว่างเขตข้อมูลและสสาร ตลอดจนความแตกต่างในคุณสมบัติของพวกมัน จะได้รับการพิจารณาในขณะที่หลักสูตรดำเนินไป

ฟิสิกส์เป็นศาสตร์แห่งความเรียบง่ายที่สุดและในขณะเดียวกันก็เป็นรูปแบบทั่วไปที่สุดของการเคลื่อนที่ของสสารและการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของสสาร รูปแบบของการเคลื่อนที่ของสสารที่ศึกษาโดยฟิสิกส์ (ทางกล ความร้อน ฯลฯ) มีอยู่ในรูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารที่สูงกว่าและซับซ้อนกว่าทั้งหมด (เคมี ชีวภาพ ฯลฯ) ดังนั้นสิ่งที่ง่ายที่สุดจึงเป็นรูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารทั่วๆ ไปในเวลาเดียวกัน รูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารที่สูงกว่าและซับซ้อนกว่านั้นเป็นหัวข้อของการศึกษาวิทยาศาสตร์อื่นๆ (เคมี ชีววิทยา ฯลฯ)

ฟิสิกส์มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ การเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดของฟิสิกส์กับสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ตามที่นักวิชาการ S. I. Vavilov (1891-1955; นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียและบุคคลสาธารณะ) ตั้งข้อสังเกต นำไปสู่ความจริงที่ว่าฟิสิกส์ได้เติบโตขึ้นเป็นดาราศาสตร์ ธรณีวิทยา เคมี ชีววิทยา และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ด้วย รากที่ลึกที่สุด. . เป็นผลให้เกิดสาขาวิชาใหม่ที่เกี่ยวข้องขึ้น เช่น ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ชีวฟิสิกส์ เป็นต้น

ฟิสิกส์ยังเชื่อมโยงกับเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และการเชื่อมต่อนี้มีลักษณะสองทาง ฟิสิกส์เติบโตจากความต้องการของเทคโนโลยี (เช่น การพัฒนากลศาสตร์ของชาวกรีกโบราณเกิดจากความต้องการในการก่อสร้างและ อุปกรณ์ทางทหารในขณะนั้น) และเทคโนโลยีก็กำหนดทิศทางของการวิจัยทางกายภาพ (เช่น ครั้งหนึ่งงานสร้างเครื่องยนต์ความร้อนที่ประหยัดที่สุดทำให้เกิดการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุณหพลศาสตร์) ในทางกลับกัน ระดับการผลิตทางเทคนิคขึ้นอยู่กับการพัฒนาของฟิสิกส์ ฟิสิกส์เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างสาขาเทคโนโลยีใหม่ (เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ ฯลฯ)

การพัฒนาฟิสิกส์อย่างรวดเร็ว ความสัมพันธ์ที่เพิ่มขึ้นกับเทคโนโลยีบ่งบอกถึงบทบาทสำคัญของหลักสูตรฟิสิกส์ในวิทยาลัยเทคนิค: นี่เป็นพื้นฐานพื้นฐานสำหรับการฝึกอบรมเชิงทฤษฎีของวิศวกร โดยที่กิจกรรมที่ประสบความสำเร็จของเขาจะเป็นไปไม่ได้

อีหน่วยของการวัดทางกายภาพ

วิธีการวิจัยหลักทางฟิสิกส์คือ ประสบการณ์- บนพื้นฐานของการปฏิบัติ ความรู้ทางประสาทสัมผัส-เชิงประจักษ์ของความเป็นจริงเชิงวัตถุ กล่าวคือ การสังเกตปรากฏการณ์ภายใต้การศึกษาภายใต้เงื่อนไขที่นำมาพิจารณาอย่างแม่นยำ ซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบเส้นทางของปรากฏการณ์และทำซ้ำซ้ำเมื่อเงื่อนไขเหล่านี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก

มีการเสนอสมมติฐานเพื่ออธิบายข้อเท็จจริงจากการทดลอง

สมมติฐาน- นี่เป็นข้อสันนิษฐานทางวิทยาศาสตร์ที่หยิบยกมาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์และต้องมีการตรวจสอบการทดลองและการให้เหตุผลทางทฤษฎีเพื่อที่จะกลายเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อถือได้

จากการสรุปข้อเท็จจริงเชิงทดลอง เช่นเดียวกับผลกิจกรรมของผู้คน กฎทางกายภาพ- รูปแบบวัตถุประสงค์การทำซ้ำที่มั่นคงซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ กฎหมายที่สำคัญที่สุดกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณทางกายภาพ ซึ่งจำเป็นต้องวัดปริมาณเหล่านี้ การวัด ปริมาณทางกายภาพเป็นการกระทำโดยใช้เครื่องมือวัดเพื่อหาค่าของปริมาณทางกายภาพในหน่วยที่ยอมรับ สามารถเลือกหน่วยของปริมาณทางกายภาพได้โดยพลการ แต่ก็ยากขึ้นในการเปรียบเทียบ ดังนั้นจึงแนะนำให้แนะนำระบบของหน่วยที่ครอบคลุมหน่วยของปริมาณทางกายภาพทั้งหมด

ในการสร้างระบบของหน่วย หน่วยต่างๆ จะถูกเลือกโดยพลการสำหรับปริมาณทางกายภาพที่เป็นอิสระหลายอย่าง หน่วยเหล่านี้เรียกว่า ขั้นพื้นฐาน.ปริมาณและหน่วยที่เหลือได้มาจากกฎหมายเกี่ยวกับปริมาณเหล่านี้และ หน่วยกับคนหลักๆ เรียกว่า อนุพันธ์

ปัจจุบันมีความจำเป็นสำหรับใช้ในทางวิทยาศาสตร์เช่นเดียวกับใน วรรณกรรมการศึกษาระบบสากล (SI) ซึ่งมีพื้นฐานมาจากหน่วยพื้นฐานเจ็ดหน่วย ได้แก่ เมตร กิโลกรัม วินาที แอมแปร์ เคลวิน โมล แคนเดลา และหน่วยเพิ่มเติมอีกสองหน่วย - เรเดียนและสเตอเรเดียน

เมตร(m) คือความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศใน 1/299792458 วินาที กิโลกรัม(กก.) - มวลเท่ากับมวลของต้นแบบสากลของกิโลกรัม (กระบอกแพลตตินัม - อิริเดียมที่เก็บไว้ที่สำนักชั่งน้ำหนักและมาตรการระหว่างประเทศใน Sevres ใกล้ปารีส)

ที่สอง(s) - เวลาเท่ากับ 9 192631770 คาบการแผ่รังสีที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์สองระดับของสถานะพื้นดินของอะตอมซีเซียม-133

กระแสไฟ(A) - ความแรงของกระแสที่ไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งเมื่อผ่านตัวนำเส้นตรงคู่ขนานสองเส้นที่มีความยาวอนันต์และส่วนตัดขวางเล็กน้อยซึ่งอยู่ในสุญญากาศที่ระยะห่าง 1 เมตรจากกันและกันจะสร้างแรงระหว่างตัวนำเหล่านี้เท่ากับ 2⋅10 -7 N สำหรับความยาวแต่ละเมตร

เคลวิน(K) - 1/273.16 ส่วนหนึ่งของอุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกของจุดสามจุดของน้ำ

ตุ่น(โมล) - ปริมาณของสารในระบบที่มีองค์ประกอบโครงสร้างมากเท่ากับที่มีอะตอมในนิวไคลด์ 12 C ที่มีมวล 0.012 กก.

แคนเดลา(cd) - ความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่เปล่งรังสีเอกรงค์ด้วยความถี่ 540 "10 12 Hz ความเข้มของพลังงานซึ่งในทิศทางนี้คือ 1/683 W / sr

เรเดียน(rad) - มุมระหว่างรัศมีสองวงของวงกลม ความยาวของส่วนโค้งระหว่างซึ่งเท่ากับรัศมี

สเตอเรเดียน(cp) - มุมทึบที่มีจุดยอดอยู่ตรงกลางของทรงกลม ตัดออกจากพื้นผิวของทรงกลมพื้นที่เท่ากับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านเท่ากับรัศมีของทรงกลม

ในการสร้างหน่วยที่ได้รับจะใช้กฎทางกายภาพที่เชื่อมต่อกับหน่วยพื้นฐาน เช่น จากสูตรการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ v=st (ส- ระยะทางที่เดินทาง t- เวลา) หน่วยความเร็วที่ได้รับคือ 1 m/s

ฉบับที่ 11 สเตอร์. - อ.: 2549.- 560 น.

ตำรา (ฉบับที่ 9 แก้ไขและขยาย 2547) ประกอบด้วยเจ็ดส่วนซึ่งสรุปพื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์ฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์ไฟฟ้าและแม่เหล็กทัศนศาสตร์ฟิสิกส์ควอนตัมของอะตอม โมเลกุลและของแข็ง นิวเคลียสฟิสิกส์อะตอมและระดับประถมศึกษา อนุภาค คำถามเกี่ยวกับการรวมการสั่นทางกลและทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการแก้ไขอย่างมีเหตุผล ความต่อเนื่องทางตรรกะและการเชื่อมต่อระหว่างฟิสิกส์คลาสสิกและฟิสิกส์สมัยใหม่ได้รับการจัดตั้งขึ้น มีคำถามควบคุมและงานสำหรับการแก้ปัญหาที่เป็นอิสระ

สำหรับนักศึกษาสาขาวิศวกรรมศาสตร์และเทคนิคพิเศษของสถาบันอุดมศึกษา

รูปแบบ: pdf/zip (11- e ed., 2006, 560s.)

ขนาด: 6 MB

ดาวน์โหลด:

RGhost

1. พื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์
บทที่ 1 องค์ประกอบของจลนศาสตร์

§ 1. แบบจำลองในกลศาสตร์ ระบบอ้างอิง วิถี, ความยาวเส้นทาง, เวกเตอร์การกระจัด

§ 2. ความเร็ว

§ 3 การเร่งความเร็วและส่วนประกอบ

§ 4. ความเร็วเชิงมุมและความเร่งเชิงมุม

งาน

บทที่ 2 พลวัต จุดวัสดุและการเคลื่อนที่แบบแปลนของร่างกายที่แข็งกระด้าง

§ 6. กฎข้อที่สองของนิวตัน

§ 7. กฎข้อที่สามของนิวตัน

§ 8. แรงเสียดทาน

§ 9 กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม ศูนย์กลางของมวล

§ 10. สมการการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีมวลแปรผัน

งาน

บทที่ 3 งานและพลังงาน

§ 11. พลังงานงานกำลัง

§ 12. พลังงานจลน์และศักยภาพ

§ 13 กฎการอนุรักษ์พลังงาน

§ 14. การแสดงกราฟิกของพลังงาน

§ 15. ผลกระทบของร่างกายที่ยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่นอย่างยิ่ง

งาน

บทที่ 4

§ 16. โมเมนต์ความเฉื่อย

§ 17. พลังงานจลน์ของการหมุน

§ 18. โมเมนต์ของแรง สมการไดนามิกของการเคลื่อนที่แบบหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง

§ 19 โมเมนตัมเชิงมุมและกฎการอนุรักษ์
§ 20. เพลาอิสระ ไจโรสโคป
§ 21. การเสียรูปของร่างกายที่แข็ง
งาน

บทที่ 5 องค์ประกอบของทฤษฎีสนาม
§ 22. กฎของเคปเลอร์ กฎแรงโน้มถ่วง
§ 23. แรงโน้มถ่วงและน้ำหนัก ไร้น้ำหนัก.. 48 y 24. สนามโน้มถ่วงและความเข้มของมัน
§ 25. ทำงานในสนามโน้มถ่วง ศักย์สนามโน้มถ่วง
§ 26. ความเร็วจักรวาล

§ 27 กรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย แรงเฉื่อย
งาน

บทที่ 6
§ 28. ความดันในของเหลวและก๊าซ
§ 29. สมการความต่อเนื่อง
§ 30. สมการและผลที่ตามมาของเบอร์นูลล์
§ 31. ความหนืด (แรงเสียดทานภายใน) ระบบการไหลแบบลามินาร์และแบบปั่นป่วน
§ 32. วิธีการกำหนดความหนืด
§ 33. การเคลื่อนที่ของร่างกายในของเหลวและก๊าซ

งาน
บทที่ 7
§ 35. สมมุติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (ส่วนตัว)
§ 36. การแปลงลอเรนซ์
§ 37. ผลที่ตามมาของการแปลงลอเรนซ์
§ 38. ช่วงเวลาระหว่างเหตุการณ์
§ 39. กฎพื้นฐานของพลวัตเชิงสัมพันธ์ของจุดวัสดุ
§ 40. กฎความสัมพันธ์ของมวลและพลังงาน
งาน

2. พื้นฐานของฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์
บทที่ 8 ก๊าซในอุดมคติ
§ 41. วิธีการวิจัย กฎหมายที่มีประสบการณ์ ก๊าซในอุดมคติ
§ 42. สมการของ Clapeyron - Mendeleev
§ 43. สมการพื้นฐานของทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์ของก๊าซในอุดมคติ
§ 44. กฎของ Maxwell เกี่ยวกับการกระจายโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติตามความเร็วและพลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน
§ 45 สูตรความกดอากาศ การกระจาย Boltzmann
§ 46. จำนวนการชนเฉลี่ยและเส้นทางโมเลกุลอิสระเฉลี่ย
§ 47. การพิสูจน์การทดลองของทฤษฎีโมเลกุล-จลนศาสตร์
§ 48 ปรากฏการณ์การขนส่งในระบบที่ไม่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์
§ 49. ดูดฝุ่นและวิธีการได้มา คุณสมบัติของก๊าซหายากพิเศษ
งาน

บทที่ 9 พื้นฐานของอุณหพลศาสตร์
§ 50 จำนวนองศาอิสระของโมเลกุล กฎการกระจายพลังงานที่สม่ำเสมอเหนือระดับความอิสระของโมเลกุล
§ 51. กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์
§ 52. การทำงานของแก๊สที่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร
§ 53. ความจุความร้อน
§ 54. การใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับไอโซโพรเซส
§ 55. กระบวนการอะเดียแบติก กระบวนการโพลีทรอปิก
§ 57. เอนโทรปีการตีความทางสถิติและการเชื่อมต่อกับความน่าจะเป็นทางอุณหพลศาสตร์
§ 58. กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
§ 59. เครื่องยนต์ทำความร้อนและตู้เย็น วงจร Carnot และประสิทธิภาพของแก๊สในอุดมคติ
งาน
บทที่ 10
§ 61. สมการ Van der Waals
§ 62. ไอโซเทอร์ม Van der Waals และการวิเคราะห์
§ 63. พลังงานภายในของก๊าซจริง
§ 64 เอฟเฟกต์ Joule-Thomson
§ 65. การทำให้เหลวของก๊าซ
§ 66. คุณสมบัติของของเหลว แรงตึงผิว
§ 67. การเปียก
§ 68. ความดันใต้พื้นผิวโค้งของของเหลว
§ 69. ปรากฏการณ์เส้นเลือดฝอย
§ 70. ร่างกายที่เป็นของแข็ง โมโน- และโพลีคริสตัล
§ 71. ประเภทของของแข็งผลึก
§ 72. ข้อบกพร่องในผลึก
§ 75. การเปลี่ยนเฟสของประเภทที่หนึ่งและสอง
§ 76. แผนภาพสถานะ ทริปเปิ้ลพอยต์
งาน

3. ไฟฟ้าและแม่เหล็ก
บทที่ 11
§ 77. กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
§ 78. กฎของคูลอมบ์
§ 79. สนามไฟฟ้าสถิต ความแรงของสนามไฟฟ้าสถิต
§ 80. หลักการทับซ้อนของสนามไฟฟ้าสถิต สนามไดโพล
§ 81. ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนามไฟฟ้าสถิตในสุญญากาศ
§ 82. การใช้ทฤษฎีบทเกาส์ในการคำนวณสนามไฟฟ้าสถิตในสุญญากาศ
§ 83. การไหลเวียนของเวกเตอร์ความเข้มสนามไฟฟ้าสถิต
§ 84. ศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิต
§ 85. ความตึงเครียดเป็นความลาดชันที่อาจเกิดขึ้น พื้นผิวเทียบเท่า
§ 86. การคำนวณความต่างศักย์จากความแรงของสนาม
§ 87. ประเภทของไดอิเล็กทริก โพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริก
§ 88. โพลาไรซ์ ความแรงของสนามในไดอิเล็กตริก
§ 89. การผสมด้วยไฟฟ้า ทฤษฎีบทเกาส์สำหรับสนามไฟฟ้าสถิตในไดอิเล็กตริก
§ 90. เงื่อนไขที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่ออิเล็กทริกสองตัว
§ 91. เฟอร์โรอิเล็กทริก
§ 92. ตัวนำในสนามไฟฟ้าสถิต
§ 93. ความจุไฟฟ้าของตัวนำเดี่ยว
§ 94. ตัวเก็บประจุ
§ 95. พลังงานของระบบประจุ, ตัวนำเดี่ยวและตัวเก็บประจุ พลังงานสนามไฟฟ้าสถิต
งาน
บทที่ 12
§ 96. กระแสไฟฟ้ากำลังและความหนาแน่นกระแส
§ 97. กองกำลังภายนอก แรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า
§ 98. กฎของโอห์ม ความต้านทานตัวนำ

§ 99. งานและกำลัง กฎหมายจูล-เลนซ์
§ 100 กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของลูกโซ่
§ 101. กฎของ Kirchhoff สำหรับวงจรแยก
งาน
บทที่ 13
§ 104. ฟังก์ชั่นการทำงานของอิเล็กตรอนจากโลหะ
§ 105. ปรากฏการณ์การปล่อยมลพิษและการประยุกต์ใช้
§ 106. ไอออนไนซ์ของก๊าซ การปล่อยก๊าซที่ไม่ยั่งยืน
§ 107. การปล่อยก๊าซอิสระและประเภทของมัน
§ 108. พลาสม่าและคุณสมบัติของมัน
งาน

บทที่ 14
§ 109. สนามแม่เหล็กและลักษณะของมัน
§ 110. Law Biot - Savart - Laplace และการประยุกต์ใช้ในการคำนวณสนามแม่เหล็ก
§ 111. กฎของแอมแปร์ ปฏิกิริยาของกระแสคู่ขนาน
§ 112. ค่าคงที่แม่เหล็ก หน่วยของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและความแรงของสนามแม่เหล็ก
§ 113. สนามแม่เหล็กของประจุที่เคลื่อนที่
§ 114. การกระทำของสนามแม่เหล็กกับประจุที่เคลื่อนที่
§ 115. การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็ก
§ 117. ฮอลล์เอฟเฟกต์
§ 118. การไหลเวียนของเวกเตอร์ B ของสนามแม่เหล็กในสุญญากาศ
§ 119. สนามแม่เหล็กของโซลินอยด์และวงแหวน
§ 121. ทำงานเกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายตัวนำและวงจรนำกระแสในสนามแม่เหล็ก
งาน

บทที่ 15
§ 122 ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (การทดลองของฟาราเดย์
§ 123 กฎของฟาราเดย์และที่มาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน
§ 125. กระแสน้ำวน (กระแสฟูโกต์
§ 126. การเหนี่ยวนำของวงจร การเหนี่ยวนำตนเอง
§ 127. กระแสเมื่อเปิดและปิดวงจร
§ 128. การเหนี่ยวนำร่วมกัน
§ 129. หม้อแปลง
§130. พลังงานสนามแม่เหล็ก
dachas
บทที่ 16
§ 131. โมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนและอะตอม
§ 132. DNA- และ paramagnetism
§ 133. การสะกดจิต สนามแม่เหล็กในสสาร
§ 134. เงื่อนไขที่ส่วนต่อประสานระหว่างแม่เหล็กสองตัว
§ 135 Ferromagnets และคุณสมบัติของมัน

§ 136. ธรรมชาติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
งาน
บทที่ 17
§ 137 สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน
§ 138. การกระจัดในปัจจุบัน
§ 139. สมการของแมกซ์เวลล์สำหรับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

4. การสั่นและคลื่น
บทที่ 18
§ 140. การสั่นของฮาร์มอนิกและลักษณะของมัน
§ 141. การสั่นสะเทือนฮาร์มอนิกทางกล
§ 142. ออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิก ลูกตุ้มสปริง กายภาพ และคณิตศาสตร์
§ 144. เพิ่มการสั่นฮาร์มอนิกของทิศทางเดียวกันและความถี่เดียวกัน เต้น
§ 145. การเพิ่มการสั่นสะเทือนในแนวตั้งฉากร่วมกัน
§ 146. สมการเชิงอนุพันธ์ของการสั่นแบบแดมเปอร์อิสระ (เครื่องกลและแม่เหล็กไฟฟ้า) และสารละลาย ตัวเองสั่น
§ 147. สมการเชิงอนุพันธ์ของการแกว่งบังคับ (เครื่องกลและแม่เหล็กไฟฟ้า) และวิธีแก้ปัญหา
§ 148. แอมพลิจูดและเฟสของการสั่นแบบบังคับ (เครื่องกลและแม่เหล็กไฟฟ้า) เสียงก้อง
§ 149. กระแสสลับ
§ 150. การสะท้อนความเครียด
§ 151. เสียงสะท้อนของกระแส
§ 152. กำลังที่ปล่อยออกมาในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ
งาน

บทที่ 19
§ 153. กระบวนการของคลื่น คลื่นตามยาวและตามขวาง
§ 154. สมการของคลื่นเดินทาง ความเร็วเฟส สมการคลื่น

§ 155. หลักการซ้อนทับ ความเร็วกลุ่ม
§ 156. การรบกวนของคลื่น
§ 157. คลื่นนิ่ง
§ 158. คลื่นเสียง
§ 159. เอฟเฟกต์ Doppler ในเสียง
§ 160 อัลตราซาวนด์และการประยุกต์ใช้

งาน

บทที่ 20
§ 161 การทดลองผลิตคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
§ 162 สมการเชิงอนุพันธ์ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

§ 163 พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แรงกระตุ้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

§ 164. การแผ่รังสีของไดโพล การประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
งาน

5. เลนส์ ธรรมชาติควอนตัมของรังสี

บทที่ 21. องค์ประกอบของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิตและอิเล็กทรอนิกส์
§ 165. กฎพื้นฐานของทัศนศาสตร์ การสะท้อนทั้งหมด
§ 166 เลนส์บาง ภาพวัตถุที่ใช้เลนส์
§ 167 ความคลาดเคลื่อน (ข้อผิดพลาด) ของระบบออปติคัล
§ 168. ปริมาณโฟโตเมตริกพื้นฐานและหน่วยของพวกมัน
งาน
บทที่ 22
§ 170. การพัฒนาความคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง
§ 171 การเชื่อมโยงกันและเอกรงค์ของคลื่นแสง
§ 172. การรบกวนของแสง
§ 173 วิธีการสังเกตการรบกวนของแสง
§ 174 การรบกวนของแสงในฟิล์มบาง
§ 175. การประยุกต์ใช้การรบกวนของแสง
บทที่ 23
§ 177 วิธีการของโซนเฟรส การแพร่กระจายของแสงเป็นเส้นตรง
§ 178. การเลี้ยวเบนของเฟรสโดยรูกลมและดิสก์
§ 179 Fraunhofer การเลี้ยวเบนหนึ่งช่อง
§ 180 การเลี้ยวเบน Fraunhofer บนตะแกรงเลี้ยวเบน
§ 181. ตาข่ายเชิงพื้นที่ กระเจิงแสง
§ 182. การเลี้ยวเบนบนโครงตาข่ายอวกาศ สูตร Wolfe-Braggs
§ 183 ความละเอียดของอุปกรณ์ออปติคัล
§ 184. แนวคิดของภาพสามมิติ
งาน

บทที่ 24. ปฏิกิริยาของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสาร
§ 185. การกระจายของแสง
§ 186 ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ของการกระจายแสง
§ 188 เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์
§ 189. รังสี Vavilov-Cherenkov

งาน
บทที่ 25
§ 190 แสงธรรมชาติและโพลาไรซ์
§ 191 โพลาไรเซชันของแสงระหว่างการสะท้อนและการหักเหของแสงที่ขอบเขตของไดอิเล็กทริกสองตัว
§ 192. การหักเหสองครั้ง
§ 193. ปริซึมโพลาไรซ์และโพลารอยด์
§ 194. การวิเคราะห์แสงโพลาไรซ์

§ 195. แอนไอโซโทรปีเชิงแสงประดิษฐ์
§ 196. การหมุนของระนาบโพลาไรเซชัน

งาน

บทที่ 26 ธรรมชาติควอนตัมของรังสี
มาตรา 197 รังสีความร้อนและลักษณะของมัน

§ 198. กฎหมายของ Kirchhoff
§ 199. กฎหมายของ Stefan-Boltzmann และการเคลื่อนย้าย Wien

§ 200 สูตรของ Rayleigh-Jeans และ Planck
§ 201. การวัดแสงด้วยแสง แหล่งกำเนิดแสงความร้อน
§ 203 สมการของ Einstein สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอก การทดลองยืนยันคุณสมบัติควอนตัมของแสง
§ 204. การประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์ตาแมว
§ 205. มวลและโมเมนตัมของโฟตอน ความดันเบา
§ 206. เอฟเฟกต์คอมป์ตันและทฤษฎีเบื้องต้น
§ 207 เอกภาพของคุณสมบัติเม็ดเลือดและคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
งาน

6. องค์ประกอบของฟิสิกส์ควอนตัม

บทที่ 27. ทฤษฎีอะตอมไฮโดรเจนของบอร์

§ 208. แบบจำลองอะตอมโดย Thomson และ Rutherford
§ 209. เส้นสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน
§ 210. สมมติฐานของบอร์
§ 211. การทดลองของแฟรงค์ในเฮิรตซ์
§ 212. สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนตามBohr

งาน

บทที่ 28
§ 213 ความเป็นคู่ของ Corpuscular-wave ของคุณสมบัติของสสาร
§ 214. คุณสมบัติบางอย่างของคลื่นเดอ Broglie
§ 215. ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอน
§ 216. ฟังก์ชันเวฟและความหมายทางสถิติ
§ 217 สมการชโรดิงเงอร์ทั่วไป สมการชโรดิงเงอร์สำหรับสถานะนิ่ง
§ 218 หลักการของเวรกรรมใน กลศาสตร์ควอนตัม
§ 219. การเคลื่อนที่ของอนุภาคอิสระ
§ 222 ออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกเชิงเส้นในกลศาสตร์ควอนตัม
งาน
บทที่ 29
§ 223 อะตอมไฮโดรเจนในกลศาสตร์ควอนตัม
§ 224. L-state ของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน
§ 225. การหมุนของอิเล็กตรอน หมุนหมายเลขควอนตัม
§ 226 หลักการแยกไม่ออกของอนุภาคที่เหมือนกัน Fermions และ bosons
เมนเดเลเยฟ
§ 229 สเปกตรัมเอ็กซ์เรย์
§ 231. สเปกตรัมโมเลกุล รามันกระเจิงแสง
§ 232. การดูดซึม การปล่อยตามธรรมชาติและกระตุ้น
(เลเซอร์
งาน
บทที่ 30
§ 234 สถิติควอนตัม พื้นที่เฟส ฟังก์ชันการกระจาย
§ 235 แนวคิดของสถิติควอนตัม Bose-Einstein และ Fermi-Dirac
§ 236. เสื่อมสภาพของก๊าซอิเล็กตรอนในโลหะ
§ 237 แนวคิดของ ทฤษฎีควอนตัมความจุความร้อน. ฟอนอล
§ 238 บทสรุปของทฤษฎีควอนตัมของการนำไฟฟ้าของโลหะ
! โจเซฟ เอฟเฟค
งาน
บทที่ 31
§ 240 แนวคิดของทฤษฎีโซนของของแข็ง
§ 241 โลหะไดอิเล็กทริกและเซมิคอนดักเตอร์ตามทฤษฎีโซน
§ 242. ค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงของเซมิคอนดักเตอร์
§ 243 การนำสิ่งเจือปนของเซมิคอนดักเตอร์
§ 244. การนำแสงของเซมิคอนดักเตอร์
§ 245 การเรืองแสงของของแข็ง
§ 246 การสัมผัสของโลหะสองชนิดตามทฤษฎีวงดนตรี
§ 247 ปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกและการใช้งาน
§ 248 การแก้ไขที่หน้าสัมผัสเซมิคอนดักเตอร์โลหะ
§ 250. เซมิคอนดักเตอร์ไดโอดและไตรโอด (ทรานซิสเตอร์
งาน

7. องค์ประกอบของฟิสิกส์ของนิวเคลียสอะตอมและอนุภาคมูลฐาน

บทที่ 32

§ 252. ความบกพร่องของมวลและพลังงานยึดเหนี่ยว, นิวเคลียส

§ 253. การหมุนของนิวเคลียสและโมเมนต์แม่เหล็ก

§ 254 กองกำลังนิวเคลียร์ โมเดลเคอร์เนล

§ 255. รังสีกัมมันตภาพรังสีและประเภทของกฎการกระจัด

§ 257 ความสม่ำเสมอของการสลายตัว

§ 259 รังสีแกมมาและคุณสมบัติของมัน

§ 260. การดูดซับเรโซแนนซ์ของรังสี y (เอฟเฟกต์Mössbauer

§ 261. วิธีการสังเกตและการลงทะเบียนรังสีและอนุภาคกัมมันตภาพรังสี

§ 262 ปฏิกิริยานิวเคลียร์และประเภทหลัก

§ 263 โพซิตรอน /> -การสลายตัว. การจับอิเล็กทรอนิกส์

§ 265. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน
§ 266 ปฏิกิริยาลูกโซ่ของการแยกตัว
§ 267 แนวคิดของพลังงานนิวเคลียร์
§ 268 ปฏิกิริยาของการหลอมรวมของนิวเคลียสของอะตอม ปัญหาการควบคุมปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์
งาน
บทที่ 33
§ 269. รังสีคอสมิก
§ 270 Muons และคุณสมบัติของมัน
§ 271 Mesons และคุณสมบัติของมัน
§ 272. ประเภทของปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐาน
§ 273 อนุภาคและปฏิปักษ์
§ 274 ไฮเปอร์รอน ความแปลกและความเท่าเทียมกันของอนุภาคมูลฐาน
§ 275 การจำแนกประเภทของอนุภาคมูลฐาน ควาร์ก
งาน
กฎหมายและสูตรพื้นฐาน
1. พื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์
2. พื้นฐานของฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์
4. การสั่นและคลื่น
5. เลนส์ ธรรมชาติควอนตัมของรังสี
6. องค์ประกอบของฟิสิกส์ควอนตัมของอะตอม โมเลกุล และของแข็ง

7. องค์ประกอบของฟิสิกส์ของนิวเคลียสอะตอมและอนุภาคมูลฐาน
ดัชนีหัวเรื่อง

ผู้ตรวจสอบ: ศาสตราจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ตั้งชื่อตาม A.M. Fabrikant แห่งสถาบันวิศวกรรมพลังงานมอสโก (มหาวิทยาลัยเทคนิค) V. A. Kasyanov

ISBN 5-06-003634-0  รัฐรวมวิสาหกิจ "สำนักพิมพ์" โรงเรียนมัธยม ", 2001

คำนำ

ตำราเรียนเขียนตามโปรแกรมปัจจุบันของหลักสูตรฟิสิกส์ สำหรับสาขาวิศวกรรมศาสตร์และเทคนิคพิเศษของสถาบันการศึกษาระดับอุดมศึกษาและมีไว้สำหรับนักเรียนของสถาบันการศึกษาด้านเทคนิคระดับสูงของการศึกษาเต็มเวลาที่มีจำนวนชั่วโมงในวิชาฟิสิกส์ที่ จำกัด โดยมีความเป็นไปได้ที่จะใช้ในตอนเย็นและรูปแบบการศึกษาทางจดหมาย

หนังสือเล่มนี้ประกอบด้วยเจ็ดส่วน ในส่วนแรกจะนำเสนออย่างเป็นระบบเกี่ยวกับพื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์คลาสสิกและพิจารณาองค์ประกอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (โดยเฉพาะ) ด้วย ส่วนที่สองอุทิศให้กับพื้นฐานของฟิสิกส์ระดับโมเลกุลและอุณหพลศาสตร์ ส่วนที่สามเกี่ยวข้องกับไฟฟ้าสถิต กระแสไฟฟ้าตรง และแม่เหล็กไฟฟ้า ในส่วนที่สี่ ซึ่งอุทิศให้กับการอธิบายทฤษฎีการสั่นและเจตจำนง การสั่นทางกลและทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการพิจารณาแบบคู่ขนาน ความเหมือนและความแตกต่างถูกระบุ และกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างการแกว่งที่สอดคล้องกันจะถูกเปรียบเทียบ ส่วนที่ห้าเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิตและอิเล็กทรอนิกส์ ทัศนศาสตร์คลื่น และธรรมชาติของควอนตัมของการแผ่รังสี ส่วนที่หกมีไว้สำหรับองค์ประกอบของฟิสิกส์ควอนตัมของอะตอม โมเลกุล และของแข็ง ส่วนที่เจ็ดสรุปองค์ประกอบทางฟิสิกส์ของนิวเคลียสอะตอมและอนุภาคมูลฐาน

บทนำ

วิชาฟิสิกส์และความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์อื่น

โลกรอบตัวคุณ ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวคุณ และเราค้นพบผ่านความรู้สึกล้วนมีความสำคัญ

นักวิชาการ A.F. Ioffe (1880-1960; นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย)* ให้คำจำกัดความฟิสิกส์ว่าเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาคุณสมบัติทั่วไปและกฎการเคลื่อนที่ของสสารและสนาม ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดเกิดขึ้นจากสนาม เช่น สนามโน้มถ่วง สนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามแรงนิวเคลียร์ สนามพร้อมกับสสารเป็นหนึ่งในรูปแบบของการดำรงอยู่ของสสาร ความเชื่อมโยงที่แยกไม่ออกระหว่างเขตข้อมูลและสสาร ตลอดจนความแตกต่างในคุณสมบัติของพวกมัน จะได้รับการพิจารณาในขณะที่หลักสูตรดำเนินไป

*ข้อมูลทั้งหมดได้รับตามคู่มือชีวประวัติ "ฟิสิกส์" ของ Yu. A. Khramov (M.: Nauka, 1983)

ฟิสิกส์ยังเชื่อมโยงกับเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และการเชื่อมต่อนี้มีลักษณะสองทาง ฟิสิกส์เติบโตจากความต้องการของเทคโนโลยี (เช่น การพัฒนากลศาสตร์ของชาวกรีกโบราณเกิดจากความต้องการของการก่อสร้างและอุปกรณ์ทางทหารในสมัยนั้น) และในทางกลับกัน เทคโนโลยีก็กำหนดทิศทางของการวิจัยทางกายภาพ (สำหรับ ตัวอย่างเช่น ครั้งหนึ่งงานสร้างเครื่องยนต์ความร้อนที่ประหยัดที่สุดทำให้เกิดการพัฒนาทางอุณหพลศาสตร์อย่างรุนแรง) ในทางกลับกัน ระดับการผลิตทางเทคนิคขึ้นอยู่กับการพัฒนาของฟิสิกส์ ฟิสิกส์เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างสาขาเทคโนโลยีใหม่ (เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ ฯลฯ)

หน่วยของปริมาณทางกายภาพ

วิธีหลักของการวิจัยทางฟิสิกส์คือประสบการณ์ - จากการปฏิบัติ ความรู้ทางประสาทสัมผัส - เชิงประจักษ์ของความเป็นจริงเชิงวัตถุ กล่าวคือ การสังเกตปรากฏการณ์ที่ศึกษาภายใต้เงื่อนไขที่นำมาพิจารณาอย่างแม่นยำ ซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบเส้นทางของปรากฏการณ์และทำซ้ำได้เมื่อ เงื่อนไขเหล่านี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก

มีการเสนอสมมติฐานเพื่ออธิบายข้อเท็จจริงจากการทดลอง สมมติฐาน- นี่เป็นข้อสันนิษฐานทางวิทยาศาสตร์ที่หยิบยกมาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์และต้องมีการตรวจสอบการทดลองและการให้เหตุผลทางทฤษฎีเพื่อที่จะกลายเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อถือได้

จากการสรุปข้อเท็จจริงเชิงทดลอง เช่นเดียวกับผลกิจกรรมของผู้คน กฎทางกายภาพ- รูปแบบวัตถุประสงค์การทำซ้ำที่มั่นคงซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ กฎหมายที่สำคัญที่สุดกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณทางกายภาพ ซึ่งจำเป็นต้องวัดปริมาณเหล่านี้ การวัดปริมาณทางกายภาพเป็นการกระทำโดยใช้เครื่องมือวัดเพื่อหาค่าของปริมาณทางกายภาพในหน่วยที่ยอมรับ สามารถเลือกหน่วยของปริมาณทางกายภาพได้โดยพลการ แต่จะมีปัญหาในการเปรียบเทียบ ดังนั้นจึงแนะนำให้แนะนำระบบของหน่วยที่ครอบคลุมหน่วยของปริมาณทางกายภาพทั้งหมด

ในการสร้างระบบของหน่วย หน่วยต่างๆ จะถูกเลือกโดยพลการสำหรับปริมาณทางกายภาพที่เป็นอิสระหลายอย่าง หน่วยเหล่านี้เรียกว่า ขั้นพื้นฐาน.ปริมาณและหน่วยที่เหลือได้มาจากกฎหมายที่เชื่อมโยงปริมาณเหล่านี้กับหน่วยกับปริมาณหลัก เรียกว่า อนุพันธ์

ปัจจุบัน International System (SI) มีผลบังคับใช้ในวรรณคดีทางวิทยาศาสตร์และการศึกษา ซึ่งอิงตามหน่วยพื้นฐาน 7 หน่วย ได้แก่ เมตร กิโลกรัม วินาที แอมแปร์ เคลวิน โมล แคนเดลา และหน่วยเพิ่มเติมอีก 2 หน่วย ได้แก่ เรเดียนและสเตอเรเดียน

เมตร(m) คือความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศใน 1/299792458 วินาที

กิโลกรัม(กก.) - มวลเท่ากับมวลของต้นแบบสากลของกิโลกรัม (กระบอกแพลตตินัม - อิริเดียมที่เก็บไว้ที่สำนักชั่งน้ำหนักและมาตรการระหว่างประเทศใน Sevres ใกล้ปารีส)

ที่สอง(s) - เวลาเท่ากับ 9192631770 คาบการแผ่รังสีที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์สองระดับของสถานะพื้นดินของอะตอมซีเซียม-133

กระแสไฟ(A) - ความแรงของกระแสที่ไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งเมื่อผ่านตัวนำเส้นตรงคู่ขนานสองเส้นที่มีความยาวอนันต์และส่วนตัดขวางเล็กน้อยซึ่งอยู่ในสุญญากาศที่ระยะห่าง 1 เมตรจากกันและกันจะสร้างแรงระหว่างตัวนำเหล่านี้เท่ากับ 210 - 7 N สำหรับความยาวแต่ละเมตร

เคลวิน(K) - 1/273.16 ส่วนหนึ่งของอุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกของจุดสามจุดของน้ำ

แคนเดลา(cd) - ความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่เปล่งรังสีเอกรงค์ที่มีความถี่ 54010 12 เฮิรตซ์ ความเข้มของพลังงานการส่องสว่างซึ่งในทิศทางนี้คือ 1/683 W/sr

สเตอเรเดียน(cp) - มุมทึบที่มีจุดยอดอยู่ตรงกลางของทรงกลม ตัดพื้นที่บนพื้นผิวของทรงกลมเท่ากับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านเท่ากับรัศมีของทรงกลม

ในการสร้างหน่วยที่ได้รับจะใช้กฎทางกายภาพที่เชื่อมต่อกับหน่วยพื้นฐาน เช่น จากสูตรการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ วี= ส/ t (ส – ระยะทางที่เดินทาง, t - เวลา) หน่วยความเร็วที่ได้รับคือ 1 m/s

1 พื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์

บทที่ 1 องค์ประกอบของจลนศาสตร์

§ 1. แบบจำลองในกลศาสตร์ ระบบอ้างอิง วิถี, ความยาวเส้นทาง, เวกเตอร์การกระจัด

กลศาสตร์- ส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษากฎการเคลื่อนที่ของกลไกและสาเหตุที่ทำให้เกิดหรือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวนี้ การเคลื่อนไหวทางกล- นี่คือการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปในตำแหน่งสัมพัทธ์ของร่างกายหรือส่วนต่างๆ ของร่างกาย

การพัฒนากลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์เริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 3 BC e. เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ อาร์คิมิดีส (287-212 ปีก่อนคริสตกาล) ได้กำหนดกฎสมดุลของคันโยกและกฎแห่งความสมดุลของวัตถุลอยน้ำ กฎพื้นฐานของกลศาสตร์ได้รับการจัดตั้งขึ้นโดยนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี จี. กาลิเลโอ (1564-1642) และในที่สุดก็กำหนดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ I. Newton (1643-1727)

กลศาสตร์กาลิเลโอ-นิวตันเรียกว่า กลศาสตร์คลาสสิกศึกษากฎการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดมหึมาซึ่งมีความเร็วน้อยเมื่อเทียบกับความเร็วแสง c ในสุญญากาศ ศึกษากฎการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดมหึมาที่มีความเร็วเทียบได้กับความเร็ว c กลศาสตร์สัมพัทธภาพขึ้นอยู่กับ ทฤษฎีพิเศษสัมพัทธภาพคิดค้นโดย A. Einstein (1879-1955) เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ (อะตอมและอนุภาคมูลฐานแต่ละอะตอม) กฎของกลศาสตร์คลาสสิกนั้นใช้ไม่ได้ - กฎเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยกฎหมาย กลศาสตร์ปลาวาฬ

ในส่วนแรกของหลักสูตร เราจะศึกษากลศาสตร์กาลิเลโอ-นิวตัน กล่าวคือ พิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดมหึมาที่มีความเร็วต่ำกว่าความเร็ว c มาก ในกลศาสตร์คลาสสิก แนวคิดของอวกาศและเวลาซึ่งพัฒนาโดย I. Newton และมีอำนาจเหนือวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในช่วงศตวรรษที่ 17-19 เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป กลไกของกาลิเลโอ-นิวตันถือว่าอวกาศและเวลาเป็นรูปแบบวัตถุประสงค์ของการมีอยู่ของสสาร แต่แยกจากกันและจากการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งสอดคล้องกับระดับความรู้ของเวลานั้น

กลศาสตร์แบ่งออกเป็นสามส่วน: I) จลนศาสตร์; 2) พลวัต; 3) คงที่

จลนศาสตร์ศึกษาการเคลื่อนที่ของร่างกายโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุที่กำหนดการเคลื่อนไหวนี้

พลวัตศึกษากฎการเคลื่อนที่ของร่างกายและสาเหตุที่ทำให้เกิดหรือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวนี้

วิชาว่าด้วยวัตถุศึกษากฎแห่งความสมดุลของระบบร่างกาย หากรู้กฎการเคลื่อนที่ของร่างกายก็สามารถกำหนดกฎแห่งความสมดุลได้ ดังนั้น ฟิสิกส์จึงไม่พิจารณากฎของสถิตย์แยกจากกฎของพลวัต

กลศาสตร์อธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกายขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของงานเฉพาะใช้แตกต่างกัน แบบจำลองทางกายภาพรูปแบบที่ง่ายที่สุดคือ จุดวัสดุ- ร่างกายที่มีมวลซึ่งขนาดในปัญหานี้สามารถละเลยได้ แนวคิดของประเด็นที่เป็นนามธรรมนั้นเป็นนามธรรม แต่บทนำช่วยอำนวยความสะดวกในการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติ ตัวอย่างเช่น เมื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ เราสามารถนำพวกมันไปพิจารณาจุดที่เป็นวัตถุได้

ร่างกายขนาดมหึมาตามอำเภอใจหรือระบบของร่างกายสามารถแบ่งออกเป็นส่วน ๆ ที่มีปฏิสัมพันธ์กันซึ่งแต่ละส่วนถือเป็นประเด็นสำคัญ จากนั้นการศึกษาการเคลื่อนที่ของระบบตามอำเภอใจของร่างกายจะลดลงเหลือการศึกษาระบบจุดวัสดุ ในกลศาสตร์ อันดับแรกจะศึกษาการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุหนึ่งจุด จากนั้นจึงศึกษาการเคลื่อนที่ของระบบจุดวัสดุ

ภายใต้อิทธิพลของร่างกายที่มีต่อกัน ร่างกายสามารถเสียรูปได้ กล่าวคือ เปลี่ยนรูปร่างและขนาด ดังนั้นจึงมีการแนะนำโมเดลอื่นในกลไก - ร่างกายที่แข็งแรงอย่างยิ่ง ร่างกายที่แข็งกระด้างอย่างยิ่งคือร่างกายที่ไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้ไม่ว่าในกรณีใดและภายใต้เงื่อนไขทั้งหมดระยะห่างระหว่างจุดสองจุด (หรือแม่นยำกว่าระหว่างสองอนุภาค) ของร่างกายนี้ยังคงที่

การเคลื่อนไหวใด ๆ ของวัตถุที่แข็งกระด้างสามารถแสดงเป็นการผสมผสานระหว่างการเคลื่อนที่เชิงแปลและการหมุน การเคลื่อนที่แบบแปลนแปลคือการเคลื่อนไหวที่เส้นตรงใดๆ ที่เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ยังคงขนานกับตำแหน่งเดิม การเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนไหวที่ทุกจุดของร่างกายเคลื่อนที่ไปตามวงกลมซึ่งมีจุดศูนย์กลางอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน เรียกว่าแกนหมุน

การเคลื่อนไหวของร่างกายเกิดขึ้นในอวกาศและเวลา ดังนั้น ในการอธิบายการเคลื่อนที่ของจุดวัตถุ จำเป็นต้องรู้ว่าจุดนี้อยู่ที่ใดในอวกาศและจุดใดจุดหนึ่งผ่านตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในช่วงเวลาใด

ตำแหน่งของจุดวัสดุถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับวัตถุอื่นๆ ที่ถูกเลือกโดยพลการ ซึ่งเรียกว่าเนื้อหาอ้างอิง ระบบอ้างอิงเชื่อมโยงกับมัน - ชุดของระบบพิกัดและนาฬิกาที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาอ้างอิง ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนที่ใช้กันมากที่สุด ตำแหน่งของจุด แต่ในช่วงเวลาที่กำหนดเกี่ยวกับระบบนี้มีสามพิกัด x, y และ zหรือรัศมีเวกเตอร์ rดึงจากจุดกำเนิดของระบบพิกัดไปยังจุดที่กำหนด (รูปที่ 1)

เมื่อจุดวัสดุเคลื่อนที่ พิกัดจะเปลี่ยนไปตามกาลเวลา ในกรณีทั่วไป การเคลื่อนที่ถูกกำหนดโดยสมการสเกลาร์

x = x(เสื้อ), y = y(เสื้อ), z = z(เสื้อ), (1.1)

เทียบเท่ากับสมการเวกเตอร์

r = r(t). (1.2)

สมการ (1.1) และตาม (1.2) เรียกว่า สมการจลนศาสตร์การเคลื่อนไหว จุดวัสดุ

จำนวนพิกัดอิสระที่กำหนดตำแหน่งของจุดในอวกาศอย่างสมบูรณ์เรียกว่า จำนวนองศาอิสระ. หากจุดวัตถุเคลื่อนที่อย่างอิสระในอวกาศ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว จุดนั้นจะมีอิสระสามองศา (พิกัด x, yและ z) ถ้ามันเคลื่อนไปตามพื้นผิวบางอย่าง แล้วโดยอิสระสององศา ถ้าไปตามเส้นบางเส้น ก็ด้วยระดับความเป็นอิสระหนึ่งระดับ

ไม่รวม tในสมการ (1.1) และ (1.2) เราได้สมการเส้นทางของจุดวัสดุ วิถีการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ - เส้นที่อธิบายโดยจุดนี้ในอวกาศ การเคลื่อนไหวอาจเป็นเส้นตรงหรือโค้งขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถี

พิจารณาการเคลื่อนที่ของจุดวัตถุตามวิถีโคจรตามอำเภอใจ (รูปที่ 2) มาเริ่มนับเวลากันตั้งแต่ตอนที่จุดอยู่ในตำแหน่ง แต่.ความยาวส่วนวิถี เอบีผ่านจุดวัตถุตั้งแต่เวลาเริ่มต้นเรียกว่า ความยาวเส้นทาง สและคือ ฟังก์ชันสเกลาร์เวลา:  ส = ส(t) .เวกเตอร์ r = r -r 0 ดึงจากตำแหน่งเริ่มต้นของจุดเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งในช่วงเวลาที่กำหนด (การเพิ่มรัศมีเวกเตอร์ของจุดในช่วงเวลาที่พิจารณา) เรียกว่า ย้าย.

ด้วยการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง เวกเตอร์การกระจัดจะตรงกับส่วนที่สอดคล้องกันของวิถีโคจรและโมดูลัสการกระจัด | r| เท่ากับระยะทางที่เดินทาง  ส.

§ 2. ความเร็ว

ในการอธิบายลักษณะการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ จะมีการแนะนำปริมาณเวกเตอร์ - ความเร็ว ซึ่งถูกกำหนดเป็น ความรวดเร็วการเคลื่อนไหวตลอดจน ทิศทางณ เวลานี้.

ให้จุดวัตถุเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรโค้งเพื่อว่า ณ ขณะหนึ่ง tมันสอดคล้องกับเวกเตอร์รัศมี r 0 (รูปที่ 3) ในช่วงเวลาสั้นๆ  tจุดจะผ่านเส้นทาง  สและจะได้รับการกระจัดระดับประถมศึกษา (เล็กไม่ จำกัด )

เวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยคืออัตราส่วนของการเพิ่มขึ้น r ของรัศมี-เวกเตอร์ของจุดต่อช่วงเวลา  t:

(2.1)

ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของ r ด้วยการลดลงอย่างไม่จำกัดใน  tความเร็วเฉลี่ยจะมีค่าจำกัดซึ่งเรียกว่า ความเร็วทันที v:

ความเร็วชั่วขณะ v จึงเป็นปริมาณเวกเตอร์เท่ากับอนุพันธ์อันดับหนึ่งของเวกเตอร์รัศมีของจุดเคลื่อนที่เทียบกับเวลา เนื่องจากเซแคนต์เกิดขึ้นพร้อมกับแทนเจนต์ในขีดจำกัด เวกเตอร์ความเร็ว v ถูกนำในแนวสัมผัสไปยังวิถีโคจรในทิศทางของการเคลื่อนที่ (รูปที่ 3) เมื่อ  ลดลง tเส้นทาง  สจะเข้าใกล้ |r| มากขึ้น ดังนั้นโมดูลของความเร็วทันที

ดังนั้น โมดูลของความเร็วทันทีจึงเท่ากับอนุพันธ์อันดับแรกของเส้นทางเทียบกับเวลา:

(2.2)

ที่ การเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ -โมดูลัสความเร็วชั่วขณะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ในกรณีนี้ ให้ใช้ค่าสเกลาร์  วี - ความเร็วเฉลี่ยการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ:

จากรูป 3 มันตามมาว่า  วี> |v| เพราะ  ส> |r| และเฉพาะกรณีการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเท่านั้น

ถ้านิพจน์d ส = วี d t (ดูสูตร (2.2)) รวมเมื่อเวลาผ่านไปภายในช่วงของ tก่อน t + tแล้วเราจะหาความยาวของเส้นทางที่เดินทางโดยจุดในเวลา  t:

(2.3)

เมื่อไร การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอค่าตัวเลขของความเร็วชั่วขณะนั้นคงที่ จากนั้นนิพจน์ (2.3) ใช้รูปแบบ

ความยาวของเส้นทางที่เดินทางโดยจุดในช่วงเวลาจาก t 1 ถึง t 2 ถูกกำหนดโดยปริพันธ์

§ 3 การเร่งความเร็วและส่วนประกอบ

ในกรณีของการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าความเร็วเปลี่ยนแปลงเร็วแค่ไหนเมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณทางกายภาพที่กำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในค่าสัมบูรณ์และทิศทางคือ อัตราเร่ง.

พิจารณา การเคลื่อนไหวแบบแบน,เหล่านั้น. การเคลื่อนที่ซึ่งทุกส่วนของวิถีโคจรของจุดอยู่ในระนาบเดียวกัน ให้เวกเตอร์ v กำหนดความเร็วของจุด แต่ในขณะนั้น t. ในช่วงเวลา  tย้ายจุดย้ายไปยังตำแหน่ง ที่และได้รับความเร็วที่แตกต่างจาก v ทั้งในโมดูลัสและทิศทาง และเท่ากับ v 1 = v + v ย้ายเวกเตอร์ v 1 ไปยังจุด แต่และหา v (รูปที่ 4)

อัตราเร่งเฉลี่ยการเคลื่อนไหวไม่สม่ำเสมอในช่วงเวลาจาก tก่อน t + tเรียกว่า ปริมาณเวกเตอร์ เท่ากับอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความเร็ว v ต่อช่วงเวลา  t

อัตราเร่งทันที a (ความเร่ง) ของจุดวัสดุ ณ เวลา tจะมีขีดจำกัดความเร่งเฉลี่ย:

ดังนั้น ความเร่ง a เป็นปริมาณเวกเตอร์เท่ากับอนุพันธ์อันดับหนึ่งของความเร็วเทียบกับเวลา

เราแยกเวกเตอร์ v ออกเป็นสองส่วน สำหรับสิ่งนี้จากจุด แต่(รูปที่ 4) ในทิศทางของความเร็ว v เราพลอตเวกเตอร์
, โมดูโลเท่ากับ v 1 . เห็นได้ชัดว่าเวกเตอร์
, เท่ากัน
, กำหนดการเปลี่ยนแปลงของความเร็วเมื่อเวลาผ่านไป  t โมดูโล:
. องค์ประกอบที่สอง
vector v แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของความเร็วเมื่อเวลาผ่านไป t ต่อ.

องค์ประกอบสัมผัสของการเร่งความเร็ว

กล่าวคือ เท่ากับอนุพันธ์ครั้งแรกของโมดูลัสของความเร็ว จึงกำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงของโมดูลัสความเร็ว

มาหาองค์ประกอบที่สองของการเร่งความเร็วกัน มาว่ากันตรงประเด็น ที่ใกล้ถึงจุดนั้นแล้ว แต่,ดังนั้น  สถือเป็นส่วนโค้งของวงกลมที่มีรัศมีบางเส้น r ไม่ต่างจากคอร์ดมากนัก เอบี.จากความคล้ายคลึงของรูปสามเหลี่ยม AOBและ EAD ตามมา  วี น /AB = v 1 /r แต่เนื่องจาก AB = วีt, แล้ว

ในขีด จำกัด ที่
เราได้รับ
.

เนื่องจาก มุม EADมีแนวโน้มเป็นศูนย์ และเนื่องจากรูปสามเหลี่ยม EADหน้าจั่ว แล้วก็มุม ADEระหว่าง v และ v นมีแนวโน้มที่จะตรง ดังนั้น สำหรับเวกเตอร์ v นและ v ตั้งฉากกัน ภาษีเนื่องจากเวกเตอร์ความเร็วมุ่งตรงไปยังวิถีโคจร จากนั้นเวกเตอร์ v นตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วมุ่งตรงไปที่ศูนย์กลางของความโค้ง องค์ประกอบที่สองของการเร่งความเร็ว เท่ากับ

เรียกว่า องค์ประกอบปกติของการเร่งความเร็วและมุ่งไปตามเส้นปกติสู่วิถีสู่ศูนย์กลางของความโค้งของมัน (ซึ่งเป็นเหตุให้เรียกอีกอย่างว่า ความเร่งสู่ศูนย์กลาง).

อัตราเร่งเต็มที่ body คือผลรวมทางเรขาคณิตขององค์ประกอบสัมผัสและองค์ประกอบปกติ (รูปที่ 5):

ดังนั้น, สัมผัสลักษณะองค์ประกอบการเร่งความเร็ว อัตราการเปลี่ยนแปลงโมดูโลความเร็ว(มุ่งตรงไปยังวิถีโคจร) และ ปกติองค์ประกอบการเร่งความเร็ว - อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในทิศทาง(มุ่งตรงไปยังศูนย์กลางความโค้งของวิถี)

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบสัมผัสและปกติของการเร่งความเร็ว การเคลื่อนที่สามารถจำแนกได้ดังนี้:

1)
, เอ น = 0 - การเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรง

2)
, เอ น = 0 - การเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรง ด้วยการเคลื่อนไหวแบบนี้

ถ้าเวลาเริ่มต้น t 1 =0 และความเร็วเริ่มต้น v = v TI ดี ฟิสิกส์: [กวดวิชาสำหรับงานวิศวะ...

แนวปฏิบัติครั้งที่ 1 สำหรับนักศึกษาชั้นปีที่ 1 คณะแพทยศาสตร์และชีววิทยา ภาคเรียนที่ 1

เอกสาร

... (2.1m; l=10m; 1.3s) วรรณกรรม: Trofimova TI. ดี ฟิสิกส์: พ.ร.บ. เบี้ยเลี้ยง ม.-18 ...ความเร็ว. (0.43) วรรณคดี: Trofimova TI. ดี ฟิสิกส์: พ.ร.บ. เบี้ยเลี้ยง ม.ปลาย.- ...เมื่อกระทบ. () วรรณกรรม: Trofimova TI. ดี ฟิสิกส์: พ.ร.บ. เบี้ยเลี้ยงมหาวิทยาลัย.- ...

บทนำ
วิชาฟิสิกส์และความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์อื่น
“ สสารเป็นหมวดหมู่เชิงปรัชญาสำหรับการกำหนดความเป็นจริงตามวัตถุประสงค์ซึ่ง ... แสดงโดยความรู้สึกของเราที่มีอยู่อย่างอิสระจากมัน” (Lenin V.I. Poli. sobr. soch. T. 18. P. 131)
การเคลื่อนที่เป็นสมบัติสำคัญของสสารและรูปแบบการมีอยู่ของมัน การเคลื่อนไหวในความหมายกว้างของคำคือการเปลี่ยนแปลงในสสารทุกประเภท ตั้งแต่การกระจัดอย่างง่ายไปจนถึงกระบวนการคิดที่ซับซ้อนที่สุด “การเคลื่อนไหว ซึ่งพิจารณาในความหมายทั่วไปที่สุดของคำ กล่าวคือ เข้าใจว่าเป็นวิถีแห่งการดำรงอยู่ของสสาร เป็นคุณลักษณะที่มีอยู่ในสสาร รวบรวมการเปลี่ยนแปลงและกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในจักรวาล ตั้งแต่การเคลื่อนไหวธรรมดาไปจนถึงการคิด” ( Engels F. Dialectics of nature - K¦ Marx, F. Engels, Op. 2nd ed., vol. 20, p. 391)
วิทยาศาสตร์ต่างๆ ศึกษาการเคลื่อนที่ของสสารในรูปแบบต่างๆ รวมทั้งฟิสิกส์ วิชาฟิสิกส์ตามที่เป็นจริงของวิทยาศาสตร์ใด ๆ สามารถเปิดเผยได้ก็ต่อเมื่อนำเสนอในรายละเอียดเท่านั้น มันค่อนข้างยากที่จะให้คำจำกัดความที่เข้มงวดของวิชาฟิสิกส์เพราะขอบเขตระหว่างฟิสิกส์และสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องจำนวนหนึ่งนั้นไม่มีกฎเกณฑ์ ในขั้นของการพัฒนานี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะคงนิยามของฟิสิกส์ว่าเป็นศาสตร์แห่งธรรมชาติเท่านั้น
นักวิชาการ A.F. Ioffe (1880 - 1960; นักฟิสิกส์โซเวียต) นิยามฟิสิกส์ว่าเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาคุณสมบัติทั่วไปและกฎการเคลื่อนที่ของสสารและสนาม ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดเกิดขึ้นจากสนาม เช่น สนามโน้มถ่วง สนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามแรงนิวเคลียร์ สนามพร้อมกับสสารเป็นหนึ่งในรูปแบบของการดำรงอยู่ของสสาร ความเชื่อมโยงที่แยกไม่ออกระหว่างเขตข้อมูลและสสาร ตลอดจนความแตกต่างในคุณสมบัติของพวกมัน จะได้รับการพิจารณาในขณะที่หลักสูตรดำเนินไป
ฟิสิกส์เป็นศาสตร์แห่งความเรียบง่ายที่สุดและในขณะเดียวกันก็เป็นรูปแบบทั่วไปที่สุดของการเคลื่อนที่ของสสารและการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของสสาร รูปแบบของการเคลื่อนที่ของสสารที่ศึกษาโดยฟิสิกส์ (ทางกล ความร้อน ฯลฯ) มีอยู่ในรูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารที่สูงกว่าและซับซ้อนกว่าทั้งหมด (เคมี ชีวภาพ ฯลฯ) ดังนั้นสิ่งที่ง่ายที่สุดจึงเป็นรูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารทั่วๆ ไปในเวลาเดียวกัน รูปแบบการเคลื่อนที่ของสสารที่สูงกว่าและซับซ้อนกว่านั้นเป็นหัวข้อของการศึกษาวิทยาศาสตร์อื่นๆ (เคมี ชีววิทยา ฯลฯ)
ฟิสิกส์มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ตามที่นักวิชาการ S.I. Vavilov (1891-1955; นักฟิสิกส์โซเวียตและบุคคลสาธารณะ) กล่าวว่าการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างฟิสิกส์กับสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ได้นำไปสู่ความจริงที่ว่าฟิสิกส์ได้เติบโตขึ้นเป็นดาราศาสตร์ ธรณีวิทยา เคมี ชีววิทยา และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ด้วย รากที่ลึกที่สุด เป็นผลให้มีสาขาวิชาใหม่ที่เกี่ยวข้องจำนวนหนึ่งเกิดขึ้น เช่น ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ธรณีฟิสิกส์ เคมีกายภาพ, ชีวฟิสิกส์ เป็นต้น
ฟิสิกส์เชื่อมโยงกับเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และการเชื่อมต่อนี้เป็นแบบสองทาง ฟิสิกส์เติบโตจากความต้องการของเทคโนโลยี (เช่น การพัฒนากลศาสตร์ของชาวกรีกโบราณเกิดจากความต้องการของการก่อสร้างและอุปกรณ์ทางทหารในสมัยนั้น) และในทางกลับกัน เทคโนโลยีก็กำหนดทิศทางของการวิจัยทางกายภาพ (สำหรับ ตัวอย่างเช่น ครั้งหนึ่งงานสร้างเครื่องยนต์ความร้อนที่ประหยัดที่สุดทำให้เกิดการพัฒนาทางอุณหพลศาสตร์อย่างรุนแรง) ในทางกลับกัน ระดับการผลิตทางเทคนิคขึ้นอยู่กับการพัฒนาของฟิสิกส์ ฟิสิกส์เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างสาขาเทคโนโลยีใหม่ (เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีนิวเคลียร์ ฯลฯ)
ฟิสิกส์มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับปรัชญา การค้นพบครั้งสำคัญในสาขาฟิสิกส์ เช่น กฎการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอนในฟิสิกส์ปรมาณู ฯลฯ ได้เกิดขึ้นและเป็นฉากการต่อสู้ที่เฉียบขาดระหว่างวัตถุนิยมกับอุดมคตินิยม ข้อสรุปทางปรัชญาที่ถูกต้องจากการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ในสาขาฟิสิกส์ได้ยืนยันบทบัญญัติหลักของลัทธิวัตถุนิยมแบบวิภาษเสมอ ดังนั้นการศึกษาการค้นพบเหล่านี้และการวางนัยทั่วไปทางปรัชญาจึงมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของโลกทัศน์ทางวิทยาศาสตร์
การพัฒนาฟิสิกส์อย่างรวดเร็วความสัมพันธ์ที่เพิ่มขึ้นกับเทคโนโลยีบ่งบอกถึงบทบาทคู่ของหลักสูตรฟิสิกส์ในสถาบันการศึกษาระดับสูง "ในด้านหนึ่งนี่เป็นพื้นฐานพื้นฐานสำหรับการฝึกอบรมเชิงทฤษฎีของวิศวกรโดยที่เขา กิจกรรมที่ประสบความสำเร็จนั้นเป็นไปไม่ได้ ในทางกลับกัน นี่คือการก่อตัวของทัศนะวิภาษ-วัตถุนิยมและวิทยาศาสตร์-อเทวนิยม

หน่วยของปริมาณทางกายภาพ
วิธีหลักของการวิจัยทางฟิสิกส์คือประสบการณ์ - ความรู้ทางประสาทสัมผัส - เชิงประจักษ์ของความเป็นจริงเชิงวัตถุตามการปฏิบัติเช่นการสังเกตปรากฏการณ์ภายใต้การศึกษาภายใต้เงื่อนไขที่คำนึงถึงอย่างแม่นยำซึ่งทำให้สามารถติดตามปรากฏการณ์และทำซ้ำได้เมื่อ เงื่อนไขเหล่านี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก
มีการเสนอสมมติฐานเพื่ออธิบายข้อเท็จจริงจากการทดลอง สมมติฐานคือสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ที่หยิบยกมาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์และต้องมีการตรวจสอบการทดลองและเหตุผลทางทฤษฎีเพื่อที่จะกลายเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อถือได้
อันเป็นผลมาจากการสรุปข้อเท็จจริงการทดลองตลอดจนผลของกิจกรรมของผู้คนทางกายภาพ
กฎหมายแคล - รูปแบบวัตถุประสงค์ซ้ำที่มั่นคงซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ กฎหมายที่สำคัญที่สุดกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณทางกายภาพ ซึ่งจำเป็นต้องวัดปริมาณเหล่านี้ การวัดปริมาณทางกายภาพเป็นการกระทำโดยใช้เครื่องมือวัดเพื่อหาค่าของปริมาณทางกายภาพในหน่วยที่ยอมรับ สามารถเลือกหน่วยของปริมาณทางกายภาพได้โดยพลการ แต่จะมีปัญหาในการเปรียบเทียบ ดังนั้นจึงแนะนำให้แนะนำระบบของหน่วยที่ครอบคลุมหน่วยของปริมาณทางกายภาพทั้งหมดและช่วยให้คุณใช้งานได้
ในการสร้างระบบของหน่วย หน่วยต่างๆ จะถูกเลือกโดยพลการสำหรับปริมาณทางกายภาพที่เป็นอิสระหลายอย่าง หน่วยเหล่านี้เรียกว่าพื้นฐาน ปริมาณและหน่วยที่เหลือได้มาจากกฎหมายที่เชื่อมโยงปริมาณเหล่านี้กับปริมาณหลัก พวกเขาเรียกว่าอนุพันธ์

ในสหภาพโซเวียตตามมาตรฐานของรัฐ (GOST 8.417 - 81) ระบบระหว่างประเทศ (SI) มีผลบังคับใช้ซึ่งขึ้นอยู่กับหน่วยพื้นฐานเจ็ดหน่วย - เมตร, กิโลกรัม, วินาที, แอมแปร์, เคลวิน, โมล, แคนเดลา - และ เพิ่มอีกสองอัน - เรเดียน และ สเตอเรเดียน .
เมตร (m) คือความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศใน 1/299,792,458 วินาที
กิโลกรัม (กก.) เป็นมวลเท่ากับมวลของต้นแบบสากลของกิโลกรัม (กระบอกแพลตตินัม-อิริเดียมที่เก็บไว้ที่สำนักชั่งน้ำหนักและมาตรการระหว่างประเทศในเซเวร์ ใกล้กรุงปารีส)
วินาที (s) เป็นเวลาเท่ากับ 9,192,631,770 คาบของการแผ่รังสีที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์สองระดับของสถานะพื้นของอะตอมซีเซียม-133
แอมแปร์ (A) - ความแรงของกระแสที่ไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งเมื่อผ่านตัวนำตรงคู่ขนานสองตัวที่มีความยาวอนันต์และส่วนตัดขวางเล็กน้อยซึ่งอยู่ในสุญญากาศที่ระยะห่าง 1 เมตรจากกันและกันจะสร้างแรงระหว่างตัวนำเหล่านี้เท่ากัน ถึง 2 10-7 N สำหรับความยาวแต่ละเมตร
เคลวิน (K) - 1/273.16 ของอุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกของจุดสามจุดของน้ำ
โมล (โมล) - ปริมาณของสารในระบบที่มีองค์ประกอบโครงสร้างมากเท่ากับที่มีอะตอมในนิวไคลด์ | 2C ที่มีมวล 0.012 กก.
Candela (cd) - ความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่เปล่งรังสีเอกรงค์ด้วยความถี่ 540-1012 Hz ความเข้มของพลังงานการส่องสว่างซึ่งในทิศทางนี้คือ 1/683 W / sr
เรเดียน (rad) - มุมระหว่างรัศมีสองรัศมีของวงกลม ความยาวของส่วนโค้งระหว่างซึ่งเท่ากับรัศมี
Steradian (sr) - มุมทึบที่มีจุดยอดอยู่ตรงกลางของทรงกลมตัดพื้นที่บนพื้นผิวของทรงกลมเท่ากับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านเท่ากับรัศมีของทรงกลม
ในการสร้างหน่วยที่ได้รับจะใช้กฎทางกายภาพที่เชื่อมต่อกับหน่วยพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น จากสูตรการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ v \u003d s / t (s คือระยะทางที่เดินทาง i คือเวลา) หน่วยความเร็วที่ได้รับคือ 1 m / s
มิติของปริมาณทางกายภาพคือนิพจน์ในหน่วยพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น จากกฎข้อที่สองของนิวตัน เราจะได้มิติของแรง
โดยที่ M คือมิติของมวล L คือมิติของความยาว T คือมิติของเวลา
มิติของความเท่าเทียมกันทางกายภาพทั้งสองส่วนจะต้องเหมือนกัน เนื่องจากกฎทางกายภาพไม่สามารถขึ้นอยู่กับการเลือกหน่วยของปริมาณทางกายภาพ
จากนี้ไป คุณสามารถตรวจสอบความถูกต้องของสูตรทางกายภาพที่ได้รับ (เช่น เมื่อแก้ปัญหา) ตลอดจนกำหนดมิติของปริมาณทางกายภาพ

พื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์
กลศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษารูปแบบของการเคลื่อนไหวทางกลและสาเหตุที่ทำให้เกิดหรือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวนี้ การเคลื่อนไหวทางกลคือการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในตำแหน่งสัมพัทธ์ของร่างกายหรือส่วนต่างๆ ของร่างกาย
การพัฒนากลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์เริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 3 BC e. เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ อาร์คิมิดีส (287 - 212 ปีก่อนคริสตกาล) ได้กำหนดกฎแห่งความสมดุลของคันโยกและกฎแห่งความสมดุลของวัตถุลอยน้ำ กฎพื้นฐานของกลศาสตร์ได้รับการจัดตั้งขึ้นโดยนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี จี. กาลิเลโอ (1564 - 1642) และในที่สุดก็กำหนดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ I. Newton (1643 - 1727)
กลศาสตร์ของกาลิเลโอ - นิวตันเรียกว่ากลศาสตร์คลาสสิก ศึกษากฎการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดมหภาคที่มีความเร็วน้อยเมื่อเทียบกับความเร็วแสงในสุญญากาศ กฎการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดมหภาคที่มีความเร็วเทียบได้กับ c ได้รับการศึกษาโดยกลศาสตร์สัมพัทธภาพตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษซึ่งกำหนดโดย A. Einstein (1879 - 1955) เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ (อะตอมเดี่ยวและอนุภาคมูลฐาน) กฎของกลศาสตร์แบบคลาสสิกนั้นใช้ไม่ได้ - กฎเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยกฎของกลศาสตร์ควอนตัม
ในส่วนแรกของหลักสูตร เราจะจัดการกับกลไกของกาลิเลโอ - นิวตัน กล่าวคือ เราจะพิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดมหภาคด้วยความเร็วที่น้อยกว่าความเร็ว c มาก ในกลศาสตร์คลาสสิก แนวคิดของอวกาศและเวลาซึ่งพัฒนาโดย I. Newton และมีอำนาจเหนือวิทยาศาสตร์ธรรมชาติในช่วงศตวรรษที่ 17 - 19 เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป กลศาสตร์ของกาลิเลโอ - นิวตันถือว่าอวกาศและเวลาเป็นรูปแบบวัตถุประสงค์ของการมีอยู่ของสสาร แต่แยกจากกันและจากการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งสอดคล้องกับระดับความรู้ของเวลานั้น
เนื่องจากคำอธิบายเกี่ยวกับกลไกเป็นภาพและคุ้นเคย และด้วยความช่วยเหลือดังกล่าว จึงสามารถอธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างได้ในศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์บางคนเริ่มลดปรากฏการณ์ทั้งหมดลงเหลือเพียงปรากฏการณ์ทางกล มุมมองนี้สอดคล้องกับวัตถุนิยมเชิงกลไกเชิงปรัชญา อย่างไรก็ตาม การพัฒนาต่อไปของฟิสิกส์แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างไม่สามารถลดลงเป็นรูปแบบการเคลื่อนที่ที่ง่ายที่สุด - กลไกได้ วัตถุนิยมแบบกลไกต้องหลีกทางให้วัตถุนิยมวิภาษวิธี ซึ่งพิจารณาการเคลื่อนที่ของสสารประเภททั่วไปมากกว่า และคำนึงถึงความหลากหลายของโลกแห่งความเป็นจริงด้วย
กลศาสตร์แบ่งออกเป็นสามส่วน: 1) จลนศาสตร์; 2) พลวัต; 3) คงที่
จลนศาสตร์ศึกษาการเคลื่อนที่ของร่างกายโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุที่กำหนดการเคลื่อนไหวนี้
พลวัตศึกษากฎการเคลื่อนที่ของร่างกายและสาเหตุที่ทำให้เกิดหรือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวนี้
สถิตยศาสตร์ศึกษากฎแห่งความสมดุลของระบบร่างกาย หากรู้กฎการเคลื่อนที่ของร่างกายก็สามารถกำหนดกฎแห่งความสมดุลได้ ดังนั้น ฟิสิกส์จึงไม่พิจารณากฎของสถิตย์แยกจากกฎของพลวัต

ครั้งที่ 5, สเตอร์. - อ.: 2549.- 352 น.

หนังสือในรูปแบบที่กระชับและเข้าถึงได้นำเสนอเนื้อหาในทุกส่วนของหลักสูตร "ฟิสิกส์" ตั้งแต่กลศาสตร์ไปจนถึงฟิสิกส์ของนิวเคลียสของอะตอมและอนุภาคมูลฐาน สำหรับนักศึกษามหาวิทยาลัย เป็นประโยชน์ในการทำซ้ำเนื้อหาที่ครอบคลุมและในการเตรียมสอบในมหาวิทยาลัย, โรงเรียนเทคนิค, วิทยาลัย, โรงเรียน, แผนกเตรียมการและหลักสูตรต่างๆ

รูปแบบ: djvu/zip

ขนาด: 7.45 Mb

ดาวน์โหลด:

RGhost

สารบัญ
คำนำ 3
บทนำ 4
วิชาฟิสิกส์4
ความเชื่อมโยงของฟิสิกส์กับศาสตร์อื่นๆ 5
1. พื้นฐานทางกายภาพของกลศาสตร์6
กลศาสตร์และโครงสร้าง 6
บทที่ 1 องค์ประกอบของจลนศาสตร์ 7
แบบจำลองในกลศาสตร์ สมการจลนศาสตร์ของการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ วิถี ความยาวของเส้นทาง เวกเตอร์การกระจัด ความเร็ว. การเร่งความเร็วและส่วนประกอบ ความเร็วเชิงมุม. การเร่งความเร็วเชิงมุม
บทที่ 2 พลวัตของจุดวัสดุและการเคลื่อนที่เชิงแปลของวัตถุแข็งกระด้าง 14
กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน น้ำหนัก. ความแข็งแกร่ง. กฎข้อที่สองและสามของนิวตัน กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม กฎการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางมวล แรงเสียดทาน
บทที่ 3 งานและพลังงาน 19
งาน พลังงาน พลังงาน. พลังงานจลน์และศักย์ ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังอนุรักษ์กับพลังงานศักย์ พลังงานเต็มเปี่ยม กฎการอนุรักษ์พลังงาน การแสดงกราฟิกของพลังงาน ตียืดหยุ่นอย่างแน่นอน ผลกระทบที่ไม่ยืดหยุ่นอย่างยิ่ง
บทที่ 4 กลศาสตร์ของแข็ง 26
โมเมนต์ความเฉื่อย ทฤษฎีบทของสไตเนอร์ ช่วงเวลาแห่งพลัง พลังงานจลน์ของการหมุน สมการไดนามิกของการเคลื่อนที่แบบหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง โมเมนตัมเชิงมุมและกฎการอนุรักษ์ การเสียรูปของร่างกายที่แข็งกระด้าง กฎของฮุค ความสัมพันธ์ระหว่างความเครียดและความเครียด
บทที่ 5 องค์ประกอบของทฤษฎีสนาม 32
กฎความโน้มถ่วงสากล ลักษณะของสนามโน้มถ่วง ทำงานในสนามโน้มถ่วง ความสัมพันธ์ระหว่างศักยภาพของสนามโน้มถ่วงกับความเข้มของมัน ความเร็วของพื้นที่ แรงเฉื่อย.
บทที่ 6 องค์ประกอบของกลศาสตร์ของไหล 36
ความดันในของเหลวและก๊าซ สมการความต่อเนื่อง สมการเบอร์นูลลี การประยุกต์ใช้สมการเบอร์นูลลีบางส่วน ความหนืด (แรงเสียดทานภายใน) ระบบการไหลของของไหล
บทที่ 7 องค์ประกอบของสัมพัทธภาพพิเศษ 41
หลักการทางกลของสัมพัทธภาพ การเปลี่ยนแปลงของกาลิเลียน รฟท. การแปลงแบบลอเรนซ์ ผลที่ตามมาจากการแปลงแบบลอเรนซ์ (1) ผลที่ตามมาจากการแปลงแบบลอเรนซ์ (2) ช่วงเวลาระหว่างเหตุการณ์ กฎพื้นฐานของพลวัตเชิงสัมพัทธภาพ พลังงานในพลวัตเชิงสัมพัทธภาพ
2. พื้นฐานของฟิสิกส์โมเลกุลและเทอร์โมไดนามิกส์ 48
บทที่ 8
สาขาวิชาฟิสิกส์: ฟิสิกส์ระดับโมเลกุลและอุณหพลศาสตร์ วิธีการศึกษาอุณหพลศาสตร์ เครื่องชั่งน้ำหนักอุณหภูมิ แก๊สในอุดมคติ กฎของ Boyle-Marie-otga, Avogadro, Dalton กฎของเกย์-ลูสแซก สมการ Clapeyron-Mendeleev สมการพื้นฐานของทฤษฎีโมเลกุล-จลนศาสตร์ กฎของแมกซ์เวลล์ว่าด้วยการกระจายโมเลกุลของแก๊สในอุดมคติเหนือความเร็ว สูตรความกดอากาศ การกระจายของ Boltzmann หมายถึงเส้นทางอิสระของโมเลกุล การทดลองบางอย่างยืนยัน MKT ปรากฏการณ์การถ่ายโอน (1). ปรากฏการณ์การถ่ายโอน (2).
บทที่ 9 พื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ 60
กำลังภายใน. จำนวนองศาอิสระ กฎหมายว่าด้วยการกระจายพลังงานอย่างสม่ำเสมอเหนือระดับความอิสระของโมเลกุล กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ งานที่ทำโดยแก๊สเมื่อปริมาตรเปลี่ยนแปลง ความจุความร้อน (1). ความจุความร้อน (2) การประยุกต์กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์กับไอโซโพรเซส (1) การประยุกต์กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์กับไอโซโพรเซส (2) กระบวนการอะเดียแบติก กระบวนการแบบวงกลม (รอบ) กระบวนการย้อนกลับและย้อนกลับไม่ได้ เอนโทรปี (1). เอนโทรปี (2). กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เครื่องยนต์ระบายความร้อน ทฤษฎีบทของคาร์โน เครื่องทำความเย็น. วงจรการ์โนต์
บทที่ 10 ก๊าซ ของเหลว และของแข็งจริง 76
แรงและพลังงานศักย์ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล สมการ Van der Waals (สมการสถานะของก๊าซจริง) Van der Waals isotherms และการวิเคราะห์ (1) ไอโซเทอร์ม Van der Waals และการวิเคราะห์ (2) พลังงานภายในของก๊าซจริง ของเหลวและคำอธิบาย แรงตึงผิวของของเหลว เปียก ปรากฏการณ์เส้นเลือดฝอย ของแข็ง: ผลึกและอสัณฐาน โมโน- และโพลีคริสตัล สัญลักษณ์ Crystallographic ของคริสตัล ประเภทของผลึกตามลักษณะทางกายภาพ ข้อบกพร่องในคริสตัล การระเหย การระเหิด การหลอมเหลว และการตกผลึก การเปลี่ยนเฟส แผนภาพสถานะ จุดสามจุด. การวิเคราะห์แผนภาพสถานะการทดลอง
3. ไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า 94
บทที่ 11 ไฟฟ้าสถิต 94
ประจุไฟฟ้าและคุณสมบัติของมัน กฎการอนุรักษ์ประจุ กฎของคูลอมบ์ ความเข้มของสนามไฟฟ้าสถิต เส้นความแรงของสนามไฟฟ้าสถิต การไหลของเวกเตอร์ความตึงเครียด หลักการทับซ้อน สนามไดโพล ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนามไฟฟ้าสถิตในสุญญากาศ การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทเกาส์กับการคำนวณสนามในสุญญากาศ (1) การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทเกาส์กับการคำนวณสนามในสุญญากาศ (2) การไหลเวียนของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้าสถิต ศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิต ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น หลักการทับซ้อน ความสัมพันธ์ระหว่างความตึงเครียดและศักยภาพ พื้นผิวที่เท่ากัน การคำนวณความต่างศักย์จากความแรงของสนาม ประเภทของไดอิเล็กทริก โพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริก โพลาไรซ์ ความแรงของสนามในไดอิเล็กทริก การกระจัดไฟฟ้า ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนามในไดอิเล็กทริก เงื่อนไขที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่ออิเล็กทริกสองตัว ตัวนำในสนามไฟฟ้าสถิต ความจุไฟฟ้า ตัวเก็บประจุแบบแบน การเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับแบตเตอรี่ พลังงานของระบบประจุและตัวนำเดี่ยว พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุ พลังงานของสนามไฟฟ้าสถิต
บทที่ 12
กระแสไฟฟ้า ความแรง และความหนาแน่นกระแส กองกำลังบุคคลที่สาม แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) แรงดันไฟฟ้า. ความต้านทานตัวนำ กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันในวงจรปิด งานและกระแสไฟ. กฎของโอห์มสำหรับส่วนลูกโซ่ที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (กฎของโอห์มทั่วไป (GEO)) กฎของ Kirchhoff สำหรับโซ่แบบแยก
บทที่ 13 กระแสไฟฟ้าในโลหะ สุญญากาศ และก๊าซ 124
ลักษณะของตัวพาปัจจุบันในโลหะ ทฤษฎีคลาสสิกของการนำไฟฟ้าของโลหะ (1). ทฤษฎีคลาสสิกของการนำไฟฟ้าของโลหะ (2). ฟังก์ชั่นการทำงานของอิเล็กตรอนจากโลหะ ปรากฏการณ์การปล่อย ไอออไนซ์ของก๊าซ การปล่อยก๊าซที่ไม่ยั่งยืน การปล่อยก๊าซอิสระ
บทที่ 14. สนามแม่เหล็ก 130
คำอธิบายของสนามแม่เหล็ก ลักษณะพื้นฐานของสนามแม่เหล็ก เส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก หลักการทับซ้อน กฎหมาย Biot-Savart-Laplace และการประยุกต์ใช้ กฎของแอมแปร์ ปฏิกิริยาของกระแสคู่ขนาน ค่าคงที่แม่เหล็ก หน่วย B และ H สนามแม่เหล็กของประจุที่เคลื่อนที่ การกระทำของสนามแม่เหล็กต่อประจุที่เคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุใน
สนามแม่เหล็ก. ทฤษฎีบทการหมุนเวียนเวกเตอร์ B. สนามแม่เหล็กของโซลินอยด์และโทรอยด์ ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนาม B. ทำงานกับการเคลื่อนที่ของตัวนำและวงจรที่มีกระแสไหลในสนามแม่เหล็ก
บทที่ 15. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า 142
การทดลองและผลที่ตามมาของฟาราเดย์ กฎของฟาราเดย์ (กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า) กฎของเลนซ์ EMF ของการเหนี่ยวนำในตัวนำคงที่ การหมุนของกรอบในสนามแม่เหล็ก กระแสน้ำวน. การเหนี่ยวนำแบบวนซ้ำ การเหนี่ยวนำตนเอง กระแสไฟเมื่อเปิดและปิดวงจร การเหนี่ยวนำร่วมกัน หม้อแปลงไฟฟ้า พลังงานของสนามแม่เหล็ก
บทที่ 16. สมบัติทางแม่เหล็กของสสาร 150
โมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอน Dia- และพาราแมกเนติก การสะกดจิต สนามแม่เหล็กในเรื่อง กฎกระแสรวมของสนามแม่เหล็กในสสาร (ทฤษฎีบทการไหลเวียนของเวกเตอร์ B) ทฤษฎีบทการหมุนเวียนของเวกเตอร์ H เงื่อนไขที่ส่วนต่อประสานระหว่างแม่เหล็กสองตัว Ferromagnets และคุณสมบัติของพวกเขา
บทที่ 17
สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน อคติปัจจุบัน (1). อคติปัจจุบัน (2). สมการของแมกซ์เวลล์สำหรับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
4. ความผันผวนและคลื่น 160
บทที่ 18. การสั่นสะเทือนทางกลและแม่เหล็กไฟฟ้า 160
การสั่นสะเทือน: ฟรีและฮาร์โมนิก ระยะเวลาและความถี่ของการแกว่ง วิธีเวกเตอร์แอมพลิจูดแบบหมุน การสั่นสะเทือนฮาร์มอนิกทางกล ออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิก ลูกตุ้ม: ฤดูใบไม้ผลิและคณิตศาสตร์ ลูกตุ้มทางกายภาพ ฟรีการสั่นสะเทือนในวงจรออสซิลเลเตอร์ในอุดมคติ สมการของการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับเส้นชั้นความสูงในอุดมคติ เพิ่มการสั่นฮาร์มอนิกของทิศทางเดียวกันและความถี่เดียวกัน เต้น การเพิ่มเติมของการแกว่งในแนวตั้งฉากร่วมกัน ออสซิลเลชันแดมฟรีและการวิเคราะห์ ฟรีการสั่นของลูกตุ้มสปริง การลดลงของการลดทอน การสั่นแบบแดมเปอร์อิสระในวงจรออสซิลเลเตอร์ไฟฟ้า ปัจจัยด้านคุณภาพของระบบออสซิลเลเตอร์ แรงสั่นสะเทือนทางกลบังคับ การสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าบังคับ กระแสสลับ. กระแสผ่านตัวต้านทาน กระแสสลับที่ไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ L กระแสสลับที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ C วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีตัวต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุต่อแบบอนุกรม เรโซแนนซ์แรงดัน (เรโซแนนซ์แบบอนุกรม) เสียงสะท้อนของกระแส (เสียงสะท้อนแบบขนาน) กำลังไฟฟ้าที่จัดสรรในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ
บทที่ 19 คลื่นยืดหยุ่น 181
กระบวนการของคลื่น คลื่นตามยาวและตามขวาง คลื่นฮาร์มอนิกและคำอธิบาย สมการคลื่นการเดินทาง ความเร็วเฟส สมการคลื่น หลักการทับซ้อน ความเร็วของกลุ่ม คลื่นรบกวน คลื่นนิ่ง. คลื่นเสียง. เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ในเสียง รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มาตราส่วนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สมการเชิงอนุพันธ์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ผลพวงจากทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ เวกเตอร์ความหนาแน่นฟลักซ์พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (เวกเตอร์ Umov-Poinging) แรงกระตุ้นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
5. แว่นสายตา ควอนตัมธรรมชาติของการแผ่รังสี 194
บทที่ 20. องค์ประกอบของทัศนศาสตร์เรขาคณิต 194
กฎพื้นฐานของทัศนศาสตร์ สะท้อนเต็ม. เลนส์, เลนส์บาง, ลักษณะเฉพาะ สูตรเลนส์บาง พลังแสงของเลนส์ การสร้างภาพในเลนส์ ความคลาดเคลื่อน (ข้อผิดพลาด) ของระบบออปติคัล ปริมาณพลังงานในการวัดแสง ปริมาณแสงในการวัดแสง
บทที่ 21 การรบกวนของแสง 202
ที่มาของกฎการสะท้อนและการหักเหของแสงตามทฤษฎีคลื่น การเชื่อมโยงกันและเอกรงค์ของคลื่นแสง การรบกวนของแสง วิธีการบางอย่างในการสังเกตการรบกวนของแสง การคำนวณรูปแบบการรบกวนจากสองแหล่ง แถบที่มีความลาดเอียงเท่ากัน (การรบกวนจากเพลตขนานระนาบ) แถบที่มีความหนาเท่ากัน (การรบกวนจากแผ่นที่มีความหนาแปรผัน) วงแหวนของนิวตัน การรบกวนการใช้งานบางอย่าง (1) การรบกวนการใช้งานบางอย่าง (2)
บทที่ 22 การเลี้ยวเบนของแสง 212
หลักการของไฮเกนส์-เฟรสเนล วิธีเฟรสโซน (1). วิธีเฟรสโซน (2) การเลี้ยวเบนของเฟรสเนลโดยรูกลมและดิสก์ Fraunhofer การเลี้ยวเบนโดยกรีด (1) การเลี้ยวเบน Fraunhofer โดยกรีด (2) Fraunhofer การเลี้ยวเบนบนตะแกรงเลี้ยวเบน การเลี้ยวเบนบนตะแกรงเชิงพื้นที่ เกณฑ์เรย์ลี ความละเอียดของอุปกรณ์สเปกตรัม
บทที่ 23. ปฏิกิริยาของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสาร 221
การกระจายตัวของแสง ความแตกต่างของการเลี้ยวเบนและสเปกตรัมปริซึม การกระจายแบบปกติและผิดปกติ ทฤษฎีการกระจายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น การดูดซึม (การดูดกลืน) ของแสง ดอปเปลอร์เอฟเฟกต์
บทที่ 24 โพลาไรเซชันของแสง 226
แสงธรรมชาติและโพลาไรซ์ กฎของมาลุส การส่องผ่านของแสงผ่านโพลาไรเซอร์สองตัว โพลาไรเซชันของแสงระหว่างการสะท้อนและการหักเหของแสงที่ส่วนต่อประสานของไดอิเล็กทริกสองตัว การหักเหของแสงสองครั้ง ผลึกบวกและลบ ปริซึมโพลาไรซ์และโพลารอยด์ บันทึกคลื่นไตรมาส การวิเคราะห์แสงโพลาไรซ์ แอนไอโซโทรปีเชิงแสงประดิษฐ์ การหมุนของระนาบโพลาไรซ์
บทที่ 25 ธรรมชาติควอนตัมของการแผ่รังสี 236
การแผ่รังสีความร้อนและลักษณะของมัน กฎหมายของ Kirchhoff, Stefan-Boltzmann, Wien สูตร Rayleigh-Jeans และ Planck ได้มาจากกฎเฉพาะของพลังค์ของการแผ่รังสีความร้อน อุณหภูมิ: รังสี สี ความสว่าง ลักษณะโวลต์แอมแปร์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก กฎของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก สมการของไอน์สไตน์ โมเมนตัมของโฟตอน แรงดันไฟ. คอมป์ตันเอฟเฟค เอกภาพของสมบัติทางร่างกายและคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
6. องค์ประกอบของฟิสิกส์ควอนตัมของอะตอมและโมเลกุลที่เป็นของแข็ง 246
บทที่ 26 ทฤษฎีของบอร์ของอะตอมไฮโดรเจน 246
แบบจำลองอะตอมโดยทอมสันและรัทเธอร์ฟอร์ด สเปกตรัมเชิงเส้นของอะตอมไฮโดรเจน สมมุติฐานของบอร์ การทดลองโดยแฟรงค์และเฮิรตซ์ สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนตามบอร์
บทที่ 27. องค์ประกอบของกลศาสตร์ควอนตัม 251
Corpuscular-wave dualism ของคุณสมบัติของสสาร คุณสมบัติบางประการของคลื่นเดอบรอกลี ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอน แนวทางความน่าจะเป็นในการอธิบายอนุภาคขนาดเล็ก คำอธิบายของอนุภาคขนาดเล็กโดยใช้ฟังก์ชันคลื่น หลักการทับซ้อน สมการชโรดิงเงอร์ทั่วไป สมการชโรดิงเงอร์สำหรับสถานะนิ่ง การเคลื่อนที่ของอนุภาคอิสระ อนุภาคใน "บ่อที่มีศักยภาพ" ทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้ามิติเดียวที่มี "กำแพง" สูงอย่างไม่มีที่สิ้นสุด อุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นของรูปทรงสี่เหลี่ยม การผ่านของอนุภาคผ่านสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้น เอฟเฟกต์อุโมงค์ ลิเนียร์ฮาร์มอนิกออสซิลเลเตอร์ในกลศาสตร์ควอนตัม
บทที่ 28. องค์ประกอบของฟิสิกส์สมัยใหม่ของอะตอมและโมเลกุล 263
อะตอมคล้ายไฮโดรเจนในกลศาสตร์ควอนตัม ตัวเลขควอนตัม สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน ls-สถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน การหมุนของอิเล็กตรอน หมุนหมายเลขควอนตัม หลักการแยกแยะอนุภาคที่เหมือนกันไม่ได้ Fermions และโบซอน หลักการของเปาลี การกระจายอิเล็กตรอนในอะตอมตามสถานะ เอ็กซ์เรย์สเปกตรัมต่อเนื่อง (bremsstrahlung) สเปกตรัมเอ็กซ์เรย์ที่มีลักษณะเฉพาะ กฎของมอสลีย์ โมเลกุล: พันธะเคมี, แนวความคิดเรื่องระดับพลังงาน สเปกตรัมโมเลกุล การดูดซึม การปล่อยก๊าซธรรมชาติและบังคับ สภาพแวดล้อมที่ใช้งาน ประเภทของเลเซอร์ หลักการทำงานของเลเซอร์โซลิดสเตต เลเซอร์แก๊ส คุณสมบัติของรังสีเลเซอร์
บทที่ 29. องค์ประกอบของโซลิดสเตทฟิสิกส์ 278
ทฤษฎีโซนของของแข็ง โลหะ ไดอิเล็กทริก และเซมิคอนดักเตอร์ในทฤษฎีโซน ค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงของสารกึ่งตัวนำ การนำสิ่งเจือปนทางอิเล็กทรอนิกส์ (การนำไฟฟ้าแบบ n) การนำสิ่งเจือปนของผู้บริจาค (การนำไฟฟ้าแบบ p) การนำแสงของสารกึ่งตัวนำ การเรืองแสงของของแข็ง หน้าสัมผัสของสารกึ่งตัวนำแบบอิเล็กทรอนิกส์และแบบรู (จุดเชื่อมต่อ pn) การนำ p-and-junction ไดโอดสารกึ่งตัวนำ ไตรโอดสารกึ่งตัวนำ (ทรานซิสเตอร์)
7. องค์ประกอบของฟิสิกส์ของอนุภาคนิวเคลียสและองค์ประกอบพื้นฐาน 289
บทที่ 30
นิวเคลียสของอะตอมและคำอธิบาย ข้อบกพร่องของมวล พลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส การหมุนของนิวเคลียสและโมเมนต์แม่เหล็ก นิวเคลียร์ซึม. โมเดลเคอร์เนล กัมมันตภาพรังสีและชนิดของมัน กฎการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี กฎการกระจัด ครอบครัวกัมมันตภาพรังสี เอ-การสลายตัว. p-สลาย รังสี y และคุณสมบัติของมัน อุปกรณ์สำหรับขึ้นทะเบียนรังสีและอนุภาคกัมมันตภาพรังสี ตัวนับการเรืองแสงวาบ ห้องไอออไนซ์แบบพัลซ์ เคาน์เตอร์ปล่อยก๊าซ เคาน์เตอร์เซมิคอนดักเตอร์ ห้องวิลสัน ห้องกระจายและฟอง อิมัลชันถ่ายภาพนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์และการจำแนกประเภท โพซิตรอน. P + - การสลายตัว คู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอน การทำลายล้าง การดักจับแบบอิเล็กทรอนิกส์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายใต้การกระทำของนิวตรอน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชัน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ปฏิกิริยาการรวมตัวของนิวเคลียสของอะตอม
บทที่ 31
รังสีคอสมิก Muons และคุณสมบัติของพวกเขา Mesons และคุณสมบัติของพวกเขา ประเภทของปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐาน คำอธิบายของอนุภาคมูลฐานสามกลุ่ม อนุภาคและปฏิปักษ์ นิวตริโนและแอนตินิวตริโน ประเภทของพวกมัน ไฮเปอร์ ความแปลกและความเท่าเทียมกันของอนุภาคมูลฐาน ลักษณะของเลปตอนและฮาดรอน การจำแนกประเภทของอนุภาคมูลฐาน ควาร์ก.
ระบบธาตุของ D.I. Mendeleev 322
กฎและสูตรพื้นฐาน 324
ดัชนี 336