Предисловие

Настоящее учебное пособие является второй частью пособия по физике для студентов заочной формы обучения инженерно-технических специальностей университета, вышедшего под таким же названием в ЧитГУ в 2007 г.

Целью учебного пособия является содействие в организации самостоятельной работы студентов при изучении курса физики и выполнении контрольных заданий.

Учебное пособие содержит учебно-методические, справочные и информационные материалы, необходимые студенту при изучении соответствующих разделов курса физики и выполнении контрольных заданий.

В данное пособие включены учебные материалы по трем разделам курса: «Электромагнетизм», «Оптика», «Элементы атомной физики и квантовой механики. Физика твердого тела».

В пособии даны программа курса физики по изучаемым разделам, списки учебных вопросов для подготовки к зачетам и экзаменам, методические указания по решению задач, библиографический список. Каждый из разделов включает основные формулы и законы, примеры решения задач, контрольные задания.

Настоящее пособие окажется полезным для студентов заочной формы обучения при изучении курса физики и выполнении ими контрольных заданий, а также для студентов других форм обучения (дневная, дистанционная) в процессе самостоятельной работы, при подготовке к зачетам и экзаменам.

Введение

При изучении курса физики, который является теоретической основой многих инженерных дисциплин, студенту заочной формы обучения необходимо изучить самостоятельно большой объем основных теоретических сведений, физических законов, явлений, а также приобрести практические навыки по их применению при решении задач, тестов, контрольных заданий.

Настоящее учебное пособие позволяет организовать самостоятельную работу студента, и оно составлено так, чтобы облегчить эту задачу.

Пособие содержит программу курса физики в виде перечня изучаемых теоретических вопросов по основным разделам курса, а также список основных вопросов для подготовки к экзаменам и зачетам, которые даны также согласно изучаемым разделам и главам. Предлагается список основной и дополнительной учебной литературы, необходимой при изучении курса.

Приведены рекомендации и необходимые требования при выполнении студентами контрольных заданий: определены количество контрольных работ и их состав, порядок выбора варианта контрольных работ, правила оформления и др.

Пособие содержит учебные материалы по следующим разделам курса физики: «Электромагнетизм», «Оптика», «Элементы атомной физики и квантовой механики. Физика твердого тела».

Учебные материалы по каждому из этих разделов имеют одинаковую структуру:

• основные понятия, законы, формулы;

• примеры решения задач;

• контрольная работа, содержащая таблицу вариантов и условия задач.

Пособие содержит приложение, в котором приводятся справочные материалы по физике, включающие 15 таблиц.

Программа курса физики (часть 2) Электромагнетизм

Магнитное поле. Магнитная индукция. Закон Ампера. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля. Магнитное поле прямолинейного проводника с током. Магнитное поле кругового тока. Магнитный момент витка с током. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока (цир­куляция вектора магнитной индукции) для магнитного поля в вакууме и его применение к расчету магнитного поля тороида и длинного соленоида. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Принцип действия циклических ускорителей заряженных частиц. Эффект Холла. МГД-генератор. Контур с током в магнитном поле. Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея). Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции и его вывод из закона сохранения энергии. Явление самоиндукции. Индуктивность. Токи при замыкании и размыкании цепи. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.

Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов.

Типы магнетиков. Намагниченность. Микро- и макротоки. Элементарная теория диа- и парамагнетизма. Магнитная восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная прони­цаемость среды. Ферромагнетики. Опыты Столетова. Кривая намагни­чивания. Магнитный гистерезис. Точка Кюри. Домены. Спиновая при­рода ферромагнетизма.

Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме.