Заключение

Итак, изложение курса физики закончено. Начав его детальное изучение с физичес­ких основ механики, мы последовательно рассмотрели основы молекулярной физики и термодинамики, учение об электричестве и электромагнетизме, колебания и волны, оптику, элементы квантовой физики и физики твердого тела, физики ядра и элементар­ных частиц. Приведенный перечень разделов, изложенных в курсе, позволяет просле­дить логику развития физики и эволюцию ее идей, а также представить основные периоды и этапы ее становления.

Со времени выхода в свет труда И. Ньютона «Математические начала натура­льной философии» (1687), в котором он сформулировал три основных закона механики и закон всемирного тяготения, прошло более трехсот лет. За это время физика прошла путь от макроскопического уровня изучения явлений до исследования материи на уровне элементарных частиц.

Однако, несмотря на огромные успехи, которых физика достигла за это время и особенно в XX столетии, современная физика и астрофизика стоят перед целым рядом нерешенных проблем.

Например, проблемы физики плазмы — разработка методов разогрева плазмы до примерно 10⁹ К и ее удержание в течение времени, достаточного для протекания термоядерной реакции; квантовой электроники — существенное повышение к.п.д. лазе­ров, расширение диапазона длин волн лазерного излучения с плавной перестройкой по частоте и т. д.; физики твердого тела — получение материалов с наперед заданными свойствами и, в частности, с экстремальными параметрами по большому «спектру» характеристик, создание высокотемпературных сверхпроводников и т. д.; физики атомного ядра — осуществление управляемого термоядерного синтеза, поиск долгоживущих элементов с Z = 114126, предсказанных теорией, построение теории сильных взаимодействий и т.д.; физики элементарных частиц — доказательство реальности существования кварков и глюонов (частиц, осуществляющих взаимодействие между кварками), построение квантовой теории тяготения и т. д.; астрофизики — природа квазаров (мощных внегалактических источников электромагнитного излучения), при­чины вспышек сверхновых звезд, состояние материи при огромных плотностях и давлениях внутри нейтронных звезд и т.д. Поставленные проблемы требуют дальнейшего разрешения.

Оглавление

§ 78. Закон Кулона 116

В СИ коэффициент пропорциональности равен 116

Как следует из формул (79.1) и (78.1), напряженность поля точечного заряда в вакууме 117

Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора Е сквозь эту поверх­ность 117

§ 80. Принцип суперпозиции электростатических полей. Поле диполя 118

Согласно принципу суперпозиции (80.2), напряженность Е поля диполя в произ­вольной точке 119

1. Напряженность поля на продолжении оси диполя в точке А (рис. 123). Как видно из рисунка, напряженность поля диполя в точке А направлена по оси диполя и по модулю равна 119

Согласно определению диполя, l/2<<r, поэтому 119

2. Напряженность поля на перпендикуляре, восставленном к оси из его середины, в точке В (рис. 123). Точка В равноудалена от зарядов, поэтому 119

Подставив в выражение (80.5) значение (80.4), получим 119

§ 81. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме 119

§ 83. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля 123

Так как d/cos=dr, то 123

Работа при перемещении заряда Q₀ из точки 1 в точку 2 123

§ 84. Потенциал электростатического поля 124

Из формул (84.4) и (84.2) следует, что потенциал поля, создаваемого точечным зарядом Q, равен 124

Работа сил поля при перемещении заряда Q₀ из точки 1 в точку 2 может быть записана также в виде 125

Из определения градиента (12.4) и (12.6) следует, что 125

§ 87. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков 127

§ 88. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике 128

Безразмерная величина 129

§ 88. Электрическое смещение. Теореме Гаусса для электростатического поля в диэлектрике 129

Используя формулы (88.6) и (88.2), вектор электрического смещения можно выразить как 129

Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора D сквозь эту поверх­ность 130

Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике: 130

§ 90. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред 130

Заменив, согласно (89.1), проекции вектора Е проекциями вектора D, деленными на ₀, получим 131

Заменив, согласно (89.1), проекции вектора D проекциями вектора Е, умноженными на ₀, получим 131

§ 91. Сегнетоэлектрики 131

§ 92. Проводники в электростатическом поле 133

Величину 135

Используя формулу (93.1), получим, что емкость шара 135

§ 94. Конденсаторы 135

Подставив (94.6) в (94.1), получим 136

Полная емкость батареи 137

Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до , необходимо совершить работу 138

Задачи 139

Глава 12 Постоянный электрический ток 140

§ 97. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение 141

Сторонняя сила F_ст, действующая на заряд Q₀, может быть выражена как 141

Работа, совершаемая результирующей силой над зарядом Q₀ на участке 1—2, равна 141

Используя выражения (97.3) и (84.8), можем записать 141

§ 98. Закон Ома. Сопротивление проводников 142

Если сопротивление проводника R, то, используя закон Ома (98.1), получим 143

Из (99.1) и (99.2) следует, что мощность тока 143

Таким образом, используя выражения (99.4), (99.1) и (99.2), получим 143

Используя дифференциальную форму закона Ома (j=Е) и соотношение =1/, получим 144

§ 100. Закон Ома для неоднородного участка цепи 144

Из формул (100.1) и (100.2) получим 144

Учебное издание

Трофимова Таисия Ивановна

КУРС ФИЗИКИ

Редактор

Г. Н. Чернышева

Художественный редактор

Ю. Э. Иванова

Художник

В. А. Маслов

Технический редактор

Л. А. Овчинникова

Корректор

Г. И. Кострикова

Оператор

С. Р. Луковенкова

ЛР № 010146 от 25.12.96. Изд. № ФМ-217

Подписано в печать с готовых диапозитивов

20.03.2000. Формат 70xl00¹/₁₆. Бум. газетная

Гарнитура «Литературная». Печать офсетная

Объем: 44,20 усл. печ. л., 44,20 усл. кр.-отт., 43,41

уч.-изд. л. Тираж 10000 экз. Заказ № 60

ГУП «Издательство «Высшая школа», 101430,

Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14

Факс: 200-03-01, 200-06-87

E-mail: V-Shkola@g23.relcom.ru http://www.v-shkola.ru

Набрано на персональном компьютере издательства

Отпечатано с готовых диапозитивов

в ГУП ИПК «Ульяновский Дом печати», 432601,

г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14

Трофимова Т. И.

Т70 Курс физики: Учеб. пособие для вузов. — 7-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2001. — 542 с.: ил.

ISBN 5-06-003634-0

Курс отвечает программе по физике для студентов инженерно-технических специальностей вузов. Он состоит из семи частей, в которых излагаются физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики, электричества и магнетизма, оптики, квантовой физики атомов, молекул и твердых тел, физики атомного ядра и элементарных частиц. Рационально решен вопрос об объединении механических и электромагнитных колебаний. Устанавливается логическая преемственность и связь между классической и современной физикой. Приведены контрольные вопросы и задачи для самосто­ятельного решения.

Шестое издание вышло в 2000 г.

Для студентов инженерно-технических специальностей высших учебных заведений.

УДК 53

ББК 22.3