книги из ГПНТБ / Китайгородский А.И. Введение в физику учеб. пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений

Предисловие

ко второму изданию

Ю

Ч А С Т Ь I

МЕХАНИЧЕСКОЕ И ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ

Г л а в а

1.

Основной

закон

механики

И

§ 1.

Кинематика

И

§ 2.

Силы

механики

17

§

3.

Основной закон

19

§

4.

Приложение основного закона механики к ускоренному пря­

22

§

5.

молинейному движению

•

Приложение основного закона механики к движению по окруж­

25

ности

§

6.

Влияние вращения Земли на механические явления

30

§

7.

Какие данные необходимы для решения механической задачи?

33

§

8.

Коэффициенты

пропорциональности

в формулах физики и раз­

36

мерности физических величин

Г л а в а

2.

Механическая

энергия

38

§

9.

Работа

энергия

38

§

10.

Кинетическая

40

§

11. Потенциальная

энергия

41

§

12.

Закон сохранения механической энергии

46

§ 13. Потенциальные кривые. Равновесие

47

Г л а в а

3.

Импульс

50

§

14.

Сохранение

импульса

50

§

15.

Центр инерции

51

§

16.

Соударения

53

§ 17.

Явления отдачи

59

Г л а в а

4.

Вращение

твердого тела

62

§ 18. Кинетическая энергия вращения

62

§ 19.

Момент инерции

64

§ 20.

Работа вращения и основное уравнение вращения

66

§21.

Момент импульса

68

§ 22.

Свободные

оси

вращения

71

§ 23.

Гироскопы

73

Г л а в а

5.

Колебания

74

§ 24.

Малые отклонения от равновесия

74

§ 25.

Частные случаи колебаний

76

§ 26.

Превращения энергии. Затухающие колебания

78

1*

3

§27.

Вынужденные

колебания

81

§ 28.

Автоколебания

одного направления

86-

§ 29.

Сложение

колебаний

88

§ 30.

Спектр колебания

перпендикулярных колебаний

91

§31. Сложение

взаимно

93

Г л а в а

6. Бегущие

волны

95

§ 32.

Распространение деформации

95

§ 33.

Возникновение

волнового движения

98

§ 34.

Волны давления и скорости колебания

100

§ 35.

Поток энергии

волн

102

§ 36.

Затухание

упругих

104

§ 37.

Интерференция

волн

106

§ 38.

Принцип Гюйгенса — Френеля. Отражение и преломление волн

108

§39.

Коэффициент

отражения

ПО

§40.

Явление Доплера

112

Г л а в а

7.

Стоячие волны

114

§41. Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

114

§42. Собственные

колебания стержней

116

§ 43.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем . . .

118

§44. Вынужденные колебания стержней и пластинок

120

§ 45.

Колебания

пьезоэлектриков

122

Г л а в а

8.

Вопросы акустики

123

§46. Объективная

и субъективная характеристики звука

123

§47. Сила и громкость звука

125

§48. Архитектурная

акустика

127

§49. Атмосферная

акустика

128

§ 50.

Действие

ультразвука

130

Г л а в а

9.

Температура

и теплота

131

§51.

Тепловое равновесие

131

§ 52.

Внутренняя

энергия

133

§53. Первое начало термодинамики

134

§ 54.

Энергия микроскопических систем

136

§55. Уравнение

состояния

137

§56. Уравнение газового состояния

139

§57. Уравнения

состояния

реальных газов

141

Г л а в а

10. Термодинамические

процессы

142

§58. Графическое

изображение процессов

142

§ 59.

Работа. Циклы

144

§60. Процессы изменения состояния газов

145

§61. Процесс Джоуля — Томсона

153

Г л а в а

11. Энтропия

154

§62. Принцип существования энтропии

154

§63. Принцип возрастания энтропии

157

§64. Принцип действия тепловой машины

159

§65. Цикл Карно. Максимальный к. п. д

161

§ 66.

Второе начало термодинамики

163

Г л а в а

12. Кинетическая

теория газов

164

§ 67.

Основные представления

164

§ 68.

Длина свободного

пробега

167

§69. Давление газа. Средняя квадратичная скорость молекул . . . .

168

§70. Внутренняя энергия

газа

171

§71. Статистическое

распределение

173

§ 72.

Закон Больцмана

174

§73.

Распределение частиц по высоте в поле тяжести

176

§74.

Распределение

молекул

по скоростям

178

§ 75.

Измерение скоростей

молекул

газа

180

§ 76.

Вероятность состояния

181

§77. Необратимые процессы с молекулярной точки зрения

183

§78. Флуктуации. Границы применения второго начала

185

Г л а в а

13. Процессы перехода

к равновесию

187

§ 79.

Диффузия

и

вязкость

187

§80.

Теплопроводность

189

§81.

Быстрота выравнивания

190

§ 82.

Стационарные

процессы

193

§83. Движение в вязкой среде

194

§ 84.

Коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности для газов

196

§85. Ультраразреженные газы

.198

Ч А С Т Ь

и

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Г л а в а

14. Электрическое

поле

200

§ 86.

Векторные характеристики электрического поля: напряжен­

200

ность и смещение

проницаемость

§87. Диэлектрическая

202

§ 88.

Законы электрического

поля

204

§ 89.

Вычисление полей простейших систем

206

§ 90.

Электрическая

энергия

216

§91.

Радиус электрона и границы классической электродинамики

219

§ 92.

Электрические

силы

220

§ 93.

Дипольный момент системы зарядов

223

§ 94.

Поляризация

изотропного диэлектрика

226

§ 95.

Поляризация

кристаллических

веществ

229

§ 96.

Ограниченные диэлектрические тела в электрическом поле . .

230

Г л а в а

15. Магнитное

поле

234

§97.

Магнитный момент

234

§98.

Сила Ампера

237

§ 99.

Сила, действующая на движущийся заряд

239

§ 100.

Магнитное поле,

создаваемое

постоянными магнитами . . .

240

§ 101.

Напряженность

магнитного поля

242

§ 102.

Взаимодействия

токов

и

магнитов

244

§ 103.

Эквивалентность

токов

и

магнитов

246

§ 104.

Вихревой характер магнитного поля

248

§ 105.

Закон электромагнитной

индукции и сила Лоренца . . . .

252

§106. Измерение магнитного поля методом индукционного толчка .

253

§ 107. Ограниченные тела в магнитном поле

256

§ 108.

Связь между магнитной проницаемостью и восприимчивостью.

259

§ 109.

Искажение магнитного поля при внесении в него магнетика

260

§ 110.

Магнитный гистерезис

263

Г л а в а

16. Электромагнитное поле.

Уравнения Максвелла . . . . . .

266

§ 111. Обобщение закона электромагнитной индукции

266

§112. Ток смещения

269

§113. Картина электромагнитного поля

272

Г л а в а

17. Энергетические превращения в электромагнитном поле . . .

274

§114. Превращения

в

цепи

постоянного тока

274

§ 115. Превращения в замкнутой цепи переменного тока

276

§ 116.

Магнитная энергия поля

278

§ 117.

Электрические

колебания

280

§ 118.

Электромагнитная

энергия

283

§ 119.

Импульс и давление электромагнитного поля

286

Г л а в а

18.

Электромагнитное

излучение

288

§ 120.

Элементарный диполь

288

§ 121. Антенна как электрический диполь

289

§ 122.

Излучение

диполя

спектр

291

§ 123.

Электромагнитный

293

§ 124. Квантовая природа излучения

295

Г л а в а

19.

Распространение

электромагнитных

волн

296

§ 125. Дисперсия и поглощение

на границе двух сред .

296

§ 126.

Поведение

электромагнитной волны

299

§ 127.

Естественный и поляризованный свет. Поляризация при

302

§ 128.

отражении

Распространение световых волн в среде с градиентом показателя

304

§ 129.

преломления

радиоволн

Распространение

307

§ 130.

Радиолокация

309

Г л а в а

20.

Интерференционные явления

312

§ 131. Сложение волн от двух источников

312

§ 132.

Когерентность

в пластинке

314

§ 133.

Интерференция

равного наклона . . .

318

§ 134.

Полосы равной

толщины

и полосы

320

§ 135. Практические применения интерференции

323

Г л а в а

21. Рассеяние

328

§ 136.

Вторичное

излучение

328

§ 137.

Дифракция волн на отверстиях . -

330

§ 138.

Система беспорядочно расположенных рассеивателей . . . .

334

§ 139. Поведение сплошной однородной среды

337

§ 140.

Рассеяние

в

неоднородной

среде

338

§ 141. Дифракционная

решетка

радиоволн

341

§ 142.

Направленные

излучатели

345

§ 142а. Голография

347

Г л а в а

22.

Дифракция рентгеновских лучей на кристалле . . . . . . .

349

§ 143.

Кристалл

как

дифракционная

решетка

349

§ 144.

Определение параметров элементарной ячейки кристалла . . .

352

§ 145. Интенсивность дифракционных лучей

353

§ 146.

Методы рентгеновского анализа

355

Г л а в а

23.

Двойное

лучепреломление

358

§ 147.

Анизотропия

поляризуемости

358

§ 148.

Распространение света в одноосных кристаллах

362

§ 149.

Поляризаторы.

Исследование

поляризационного состояния

366

§ 150.

света

пластинка между «скрещенными» николямн

Кристаллическая

368

§ 151. Двойное лучепреломление,

вызванное внешним воздействием

370

§ 152.

Оптическая

активность

активности

372

§ 153.

Принципы

теории

оптической

374

Г л а в а

24.

Теория относительности .

377

§ 154.

Основания

теории

377

§ 155.

Опытные подтверждения принципа постоянства скорости света

378

§ 156.

Время в теории

относительности

381

§ 157.

Масса

383

§ 158.

Энергия

384

§ 159.

Дефект массы

385

§160. Принцип эквивалентности и понятие об общей теории относи­

386

тельности

Г л а в а 25.

Квантовая природа поля

388

§ 161.

Фотон

эффект

388

§ 162.

Фотоэлектрический

390

§ 163.

Флуктуации светового потока

393

§ 164.

Закон Кирхгофа

394

§ 165.

Абсолютно черное тело

396

§ 166.

Теория теплового

излучения

398

§ 166а.

Стимулированное

излучение

402

§ 1666.

Люминесценция

403

Ч А С Т Ь

Ш

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Г л а в а

26.

Потоки заряженных частиц

405

§ 167. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном

405

полях

§ 168. Получение пучков заряженных частиц

408

§ 169.

Электронные

линзы

409

§ 170.

Электронный

микроскоп

412

§171. Электронные и ионные проекторы

416

§ 172. Электронно-лучевая трубка

418

§ 173.

Масс-спектрограф

420

§ 174. Ускорители заряженных частиц

422

§ 175.

Автофазировка

423

§ 176.

Синхрофазотрон. Синхротрон

425

§ 177.

Ионизованный газ

427

§ 178. Электрический разряд в газе

428

§ 178а.

Плазма

432

Г л а в а

27.

Волновые свойства микрочастиц

439

§ 179.

Дифракция электронов

439

§ 180. Основные идеи квантовой механики

440

§ 181.

Принцип неопределенности

443'

§ 182.

Потенциальный ящик

447

§ 183.

Что дает решение уравнения Шредингера

450

§ 184.

Туннельный

переход

451

Г л а в а

28.

Строение атома

452

§ 185.

Энергетические уровни атома

водорода

452

§ 186.

Квантовые числа

456

§ 187.

Электронное облако для s- и р-состояний

457

§ 188.

Принцип Паули

459

§ 189.

Отклонение атомного пучка в магнитном поле

460

§ 190.

Спин электрона

462

§ 191. Магнитные моменты атомов

464

§ 192. Периодический закон Менделеева

465

§ 193.

Ионизационные потенциалы

467

§ 194.

Спектры атомов в оптической области

468

§ 195. Атомные рентгеновские спектры

470

Г л а в а

29.

Молекула

472

§ 196.

Химическая

связь

472

§ 197.

Геометрия молекул . . . .

476

§ 198.

Электронная

оболочка молекулы

479

§ 199. Энергетические

уровни

молекул

480

§ 200.

Вращательный

спектр

молекул

482

§ 201.

Инфракрасный колебательно-вращательный спектр

485

§ 202.

Комбинационное рассеяние

света

489

§ 203.

Электронный спектр поглощения

492

§ 204.

Магнитный

резонанс

494

§ 205.

Квадрупольный

резонанс

496

§ 206.

Газовые лазеры

498

Г л а в а

30. Атомное

ядро

504

§ 207.

Экспериментальные

методы

ядерной физики

504

§ 208.

Частицы, входящие в состав ядра

512

§209. Масса и энергия атомного ядра

513

§210. Спин и магнитный момент ядра

515

§211. Силы взаимодействия нуклонов

517

§ 212.

Нуклоны

в

ядре

ядер

518

§ 213.

Спектры

атомных

20

§ 214.

Нейтрино

бета-распада

522

§ 215.

Общие закономерности химических и ядерных превращений

523

§216.

Радиоактивность

525

§217.

Ядерные

реакции

тяжелых

ядер

529

§217а.

Реакции

деления

531

§ 2176.

Цепная реакция

532

§217в. Принципы действия ядерного реактора

534

§ 217г. Искусственные радиоактивные продукты

536

§218. Термоядерные реакции

538

Г л а в а

31. Элементарные

частицы

539

§219. Термин «элементарная»

частица

539

§ 220.

Взаимодействие

быстродвижущихся электронов

540

§221.

Мезонная

теория взаимодействия нуклонов

542

§ 222.

Мезоны

теория

электрона

543

§ 223.

Релятивистская

544

§ 224.

Рождение и аннигиляция пар частиц

546

§ 225.

Частицы и античастицы

547

§ 226.

Асимметрия

элементарных частиц

549

§226а. Барионный

спектр

551

§ 2266. Кварки

554

Г л а в а

32.

Атомное строение тел

555

§ 227.

Поликристаллическое вещество и монокристаллы

555

§ 228.

Пространственная

решетка

557

§229. Выбор ячейки. Симметрия кристалла

561

§ 230.

Упаковка

частиц в

кристалле

565

§231.

Молекулярный

кристалл

567

§ 232.

Плотные

упаковки

шаров

570

§ 233.

Примеры кристаллических структур

573

§ 234.

Тепловые

колебания в кристалле

576

§ 235.

Тепловые

волны

578

§ 236.

Тепловое расширение

580

§ 237.

Дефекты

кристалла

Жидкости

582

§ 238.

Ближний порядок.

586

§ 239.

Аморфные

тела

588

§ 240.

Дальний и ближний порядок расположения атомов в спла­

589

вах

§241. Жидкие кристаллы

592

§ 242.

Полимерные вещества

593

§ 242а. Биологические

макромолекулы

595

Г л а в а

33.

Фазовые превращения

596

§ 243.

Диаграмма состояния

596

§ 244.

Фазовые

превращения

598

§ 244а.

Диаграмма состояния и свойства гелия

600

§ 245.

Условия

устойчивого состояния фазы

603

§ 246.

Метастабильные состояния . .

605

§ 247.

Превращения

газ 5± жидкость

607

§ 248.

Сжижение газов

609

§249.

Превращения

газ^±кристалл

610

§ 250.

Превращения

жидкость

q± кристалл

611

§ 251.

Превращения

кристалл

^± кристалл

614

§ 252. Диффузия в твердых телах

616

Г л а в а

34.

Деформация тел

618

§ 253.

Упругие

свойства

618

§ 254.

Пластические

свойства

619

§ 255.

Предел

прочности

621

§ 256.

Механические свойства поликристаллического материала. . .

622

§ 257.

Влияние поверхностно-активных веществ на деформацию . . .

623

§ 258.

Разрушение материалов

под действием потока частиц . . .

624

Г л а в а

35. Диэлектрики

627

§ 259. Связь между диэлектрической проницаемостью и поляризуемо­

627

§ 260.

стью молекулы

и неполярных молекул

Поляризация

полярных

629

§261.

Аддитивность молекулярной рефракции

632

§ 262.

Пиро- и

пьезоэлектрики

634

§ 262а. Сегнетоэлектрики

636

Г л а в а

36. Магнетики

637

§ 263.

Три класса магнетиков

637

§ 264.

Диамагнетизм

638

§ 265.

Парамагнетизм

640

§ 266.

Ферромагнетизм

642

Г л а в а

37. Электронное строение и свойства тел

648

§ 267.

Свободные электроны

648

§ 268.

Энергетические уровни в твердом теле

649

§ 269.

Электронный

газ

652

§ 270.

Проводимость

655

§271.

Сверхпроводимость

658

§ 272.

Полупроводники

660

§ 273.

Эмиссия

электронов

665

§ 274.

Фотоэлектрический эффект

667

§ 275.

Запирающие слои

670

§ 276.

Контактная разность потенциалов

672

§ 276а. Электролюминесценция

полупроводников

. . .

673

§ 277.

Распределение зарядов в неравномерно нагретом теле

675

§ 278.

Термоэлектродвижущая

сила

676

§ 279.

Выделение тепла в электрических цепях

678

§ 280.

Применения

термоэлектрического эффекта

680

Приложение.

Таблица формул электродинамики

681

Предметный

указатель

685