- •Часть I
- •011500 «Геология и геохимия горючих ископаемых»
- •012500 «География»
- •020802 «Природопользование»
- •Содержание
- •Предисловие
- •Лекция № 1 Физические основы механики. Важнейшие этапы истории физики. Физические модели. Введение в курс.
- •Размерность физических величин.
- •Система единиц измерения си:
- •Механика.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 2 Кинематика поступательного прямолинейного и криволинейного движений.
- •Существует два способа описания движения тела (точки): векторный способ и координатный.
- •Криволинейное движение.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 3 Динамика поступательного движения. Закон сохранения импульса.
- •Силы в механике
- •Закон сохранения импульса
- •Вопросы для самоподготовки
- •Кинематика вращательного движения.
- •А) Момент силы: Рассмотрим движение тела, имеющее ось вращения о1о2, под действием произвольной силы f.
- •Б) Момент инерции:
- •3.Диск – относительно оси симметрии:
- •5. Прямой тонкий стержень – относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину:
- •Векторное произведение радиуса-вектора I-той материальной точки на ее импульс называется моментом импульса I-той материальной точки:
- •Законы динамики вращательного движения.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 5 Энергия и работа. Виды механической энергии. Закон сохранения и превращения механической энергии.
- •I. Понятие энергии, работы, мощности.
- •II. Работа силы при вращательном движении
- •III. Энергия механического движения.
- •Если твердое тело одновременно участвует в двух движениях: поступательном со скоростью и вращательном со скоростью , то
- •IV. Закон сохранения механической энергии.
- •Соударение двух тел
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 6. Классическая и Специальная теория относительности. Взаимосвязь энергии и массы.
- •1.Инерциальные системы. Принцип относительности в классической механике Ньютона.
- •I постулат.
- •2. Специальная теория относительности Эйнштейна.
- •3. Следствия из преобразований Лоренца.
- •1) Длина тел в разных системах отсчета.
- •2) Замедление течения времени.
- •Парадокс близнецов.
- •4. Релятивистский закон сложения скоростей.
- •5. Элементы релятивистской динамики.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 7
- •Механика жидкостей и газов.
- •Вязкость жидкости. Уравнение Бернулли.
- •Раздел физики, в котором рассматривают законы равновесия и движения жидких и газообразных тел, а также их взаимодействие с твердыми телами, называют гидроаэромеханикой.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 8 Механика твердых тел. Закон Гука.
- •Диаграмма напряжений.
- •Электрический заряд. Закон Кулона
- •Закон Кулона
- •Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции
- •Силовые линии
- •Вопросы для самоподготовки
- •Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле
- •Связь между напряженностью и потенциалом.
- •Циркуляция вектора напряженности.
- •Эквипотенциальные поверхности.
- •Поток вектора напряженности через поверхность. Теорема Остроградского-Гаусса.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 11 Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы и их применение.
- •Проводник во внешнем электрическом поле.
- •Электроемкость
- •Конденсаторы и их применение
- •Энергия и плотность энергии заряженного конденсатора
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 12 Электрическое поле в диэлектриках.
- •Поле внутри диэлектрика. Объемные и поверхностные связанные заряды.
- •Свойства вектора р. Связь σ` и ρ` с вектором р.
- •Сегнетоэлектрики
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 13 Характеристики и законы постоянного тока
- •1. Понятие об электрическом токе
- •2. Сила и плотность тока
- •3. Закон Ома для однородного участка цепи
- •4. Закон Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
- •Электродвижущая сила (эдс) источника. Закон Ома для участка цепи, содержащего эдс
- •Закон Ома для замкнутой цепи
- •Последовательное соединение проводников.
- •Параллельное соединение проводников
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция 14 Электрический ток в металлах и полупроводниках
- •Электрический ток в полупроводниках
- •1. Собственная и примесная проводимость полупроводников
- •2. Образование p-n-перехода
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция 15 Электрический ток в электролитах. Законы Фарадея для электролиза. Электрический ток в газах. Виды разряда.
- •1. Электролитическая диссоциация
- •2. Проводимость электролитов
- •3. Законы Фарадея для электролиза.
- •4. Техническое применение электролиза
- •Несамостоятельный и самостоятельный разряды в газе. Виды разрядов. Применение газовых разрядов
- •1. Процессы ионизации и рекомбинации. Несамостоятельный и самостоятельный разряды в газе
- •2. Виды разрядов. Применение газовых разрядов
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 16 Магнитное поле в вакууме.
- •Основные характеристики магнитно поля.
- •Закон Био – Савара – Лапласа.
- •Магнитное поле в центре кругового тока
- •Магнитное поле прямого тока
- •Сила Лоренца. Сила Ампера
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лекция № 17 Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Магнитная проницаемость. Ферромагнетики.
- •Понятие о диа-, пара- и ферромагнетиках. Доменная структура магнетиков
- •Магнитный гистерезис. Точка Кюри
- •2. Самоиндукция и взаимоиндукция
- •3. Энергия и плотность энергии магнитного поля
- •Вопросы для самоподготовки
- •Вопросы к коллоквиуму № 1. Вопросы к коллоквиумам
- •Список литературы
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет»)
С.А.Тишкова, А.М.Лихтер
Механика,
электричество и магнетизм
Часть I
курс лекций
для студентов, обучающихся по специальностям
011500 «Геология и геохимия горючих ископаемых»
012500 «География»
020802 «Природопользование»
Издательский дом «Астраханский университет»
2011
ББК
Рецензент(ы): Заведующая кафедры естественнонаучных дисциплин АИСИ, к.т.н. Евсина Елена Михайловна, доцент кафедры общей физики АГУ, к.п.н. Алыкова Ольга Михайловна
Курс лекций «Механика, электричество и магнетизм» / сост. С.А.Тишкова, А.М. Лихтер – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2011. – 114 с.
Пособие содержит лекции по курсу общей физики для студентов, обучающихся на геолого-географическом факультете университетов. В первой части представлены лекции по механике, электричеству и магнетизму, перечень вопросов для самостоятельной работы студентов и коллоквиумов. Пособие рекомендуется как дополнение к основному учебнику по курсу общей физики.
© С.А.Тишкова, А.М. Лихтер,
сост., 2011
Содержание
Предисловие………………………………………………….. 4
Лекция № 1…………………………………………………… 5
Лекция № 2…………………………………………………… 10
Лекция № 3…………………………………………………… 15
Лекция № 4…………………………………………………… 21
Лекция № 5…………………………………………………… 27
Лекция № 6…………………………………………………… 35
Лекция № 7…………………………………………………… 45
Лекция № 8…………………………………………………… 51
Лекция № 9…………………………………………………… 54
Лекция № 10………………………………………………….. 60
Лекция № 11………………………………………………….. 68
Лекция № 12………………………………………………….. 74
Лекция № 13………………………………………………….. 79
Лекция № 14………………………………………………….. 86
Лекция № 15………………………………………………….. 92
Лекция № 16………………………………………………….. 97
Лекция № 17………………………………………………….. 104
Лекция № 18………………………………………………….. 108
Вопросы коллоквиумов……………………………………… 112
Литература……………………………………………………. 114
Предисловие
Данный курс лекций разработан для студентов геолого-географического факультета университетов. Курс общей физики для нефизических специальностей вузов должен быть не только фундаментальным, но и носить профильный характер. Профилизация при этом заключается в иллюстрациях применения физики в геологии, географии. Сочетание фундаментализации и профилизации в рамках ограниченности лекционных часов – одна из особенностей данного курса. С целью приближения «теоретической» науки к повседневной жизни в курсе даны примеры, которые могут вызвать особый интерес молодого читателя.
Общий курс физики должен обеспечить будущему специалисту основу его теоретической подготовки, позволяющей ориентироваться в современной научной и технической информации.
Курс лекций составлен в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и требованиями к минимальному содержанию и уровню подготовки выпускников по специальностям: 011500 – «Геология и геохимия горючих ископаемых», квалификация «геолог-нефтяник»; 012500 «География», квалификация «географ»; 020802 «Природопользование», квалификация «Эколог-природопользователь».
Содержание данного курса в соответствии со стандартом: Физические основы механики; электричество и магнетизм; физика колебаний и волн; квантовая физика; статистическая физика и термодинамика.
Структура курса общей физики:
1 семестр. Физические основы механики. Электричество и магнетизм.
2 семестр. Физика колебаний и волн. Квантовая физика. Статистическая физика и термодинамика.
