- •Физика за 2011 год
- •Семестр)
- •Магнетизм
- •Электромагнитная индукция.
- •Колебания и волны. Оптика.
- •Квантовая физика.
- •Ядерная физика
- •Физическая картина мира.
- •1. Электромагнетизм
- •1.1. Магнитная индукция движущегося заряда.
- •1.2. Закон Био – Савара - Лапласа и его применение к расчёту магнитного поля прямого и кругового токов
- •1.3. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции для магнитного поля. Поле соленоида
- •1.4. Проводник и контур с током в магнитном поле. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле
- •1.5. Магнитное поле в веществе
- •1.5.1. Намагничивание вещества. Вектор намагниченности. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции вектора для магнитного поля в веществе
- •1.5.2. Магнитные моменты электрона и атома.
- •1.6. Примеры решения задач по электромагнетизму
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •2. Электромагнитная индукция
- •2.1. Законы электромагнитной индукции
- •1. Подвижный контур в стационарном магнитном поле.
- •2. Неподвижный контур в переменном магнитном поле
- •2.2. Явление самоиндукции. Индуктивность соленоида
- •Полный магнитный поток при этом будет
- •2.3. Расчёт токов при замыкании и размыкании цепей с индуктивностью
- •1. Исчезновение тока при размыкании цепи
- •2. Установление тока при замыкании цепи
- •2.4. Взаимная индукция
- •2.5. Энергия магнитного поля
- •2.6. Примеры решения задач по законам электромагнитной индукции
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •3. Основы теории максвелла для электромагнитного поля
- •4. Колебания и волны
- •4.1. Механические колебания и волны
- •4.1.1. Гармонические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний
- •4.1.2. Энергия гармонического колебания
- •4.1.3. Математический и физический маятники
- •4.1.4. Сложение гармонических колебаний одного направления. Биения
- •4.1.5. Сложение взаимно перпендикулярных
- •Рассмотрим частные случаи:
- •4.1.6. Затухающие колебания и их характеристики
- •4.1.7. Вынужденные колебания. Резонанс
- •4.1.8. Распространение волн в упругих средах. Уравнение бегущей волны
- •4.1.9. Стоячие волны
- •4.2. Электромагнитные колебания и волны
- •4.2.1. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания
- •4.2.2. Затухающие колебания и их характеристики
- •4.2.3. Вынужденные колебания в контуре. Резонанс
- •4.2.4. Электромагнитные волны
- •4.3. Примеры решения задач по колебаниям и волнам
- •Решение
- •Решение
- •Уравнение результирующего колебания запишется в виде:
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •5. Волновая оптика
- •5.1. Световая волна. Когерентность и монохроматичность световых волн
- •5.2. Интерференция света
- •5.2.1. Условия максимума и минимума интерференции
- •5.2.2. Способы получения когерентных световых волн а) Метод зеркал Френеля
- •Б) Бипризма Френеля
- •5.2.3. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников
- •5.2.4. Интерференция в тонких пленках
- •5.2.5. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона
- •5.2.6. Применение интерференции a) Интерферометры
- •Б) Просветление оптики
- •5.3. Дифракция света
- •5.3.1. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •5.3.2. Прямолинейное распространение света. Метод зон Френеля
- •5.3.3. Дифракция Френеля на круглом отверстии
- •5.3.4. Дифракция Френеля на круглом диске
- •5.3.5. Дифракция плоской волны (дифракция Фраунгофера) на узкой щели
- •5.3.6. Дифракция Фраунгофера на решётке
- •5.3.7. Дифракция на пространственной (объёмной) решётке
- •5.4. Поляризация света
- •5.4.1. Естественный свет и различные типы поляризованного света
- •5.4.2. Поляризация при отражении и преломлении
- •5.4.3. Поляризация при двойном лучепреломлении
- •5.5. Примеры решения задач по волновой оптике
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •6. Квантовая оптика
- •6.1. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа
- •6.2. Спектр и законы излучения абсолютно чёрного тела
- •6.3. Фотоэффект
- •6.4. Масса и импульс фотона. Давление света
- •6.5. Эффект Комптона
- •6.6. Примеры решения задач по квантовой оптике
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •7.2. Соотношение неопределенностей
- •7.3. Уравнение Шредингера
- •7.4. Движение свободной частицы
- •7.5. Частица в потенциальной яме
- •7.6. Прохождение микрочастицы через потенциальный барьер
- •7.7. Атом водорода в квантовой механике
- •7.8. Спектр атома водорода
- •7.9. Многоэлектронные атомы. Рентгеновские спектры
- •7.10. Понятие о квантовых генераторах.
- •7.11. Примеры решения задач по квантовой механике и физике атома
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •8. Основы физики ядра
- •8.1. Основные свойства и строение ядра
- •8.2. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
- •8.3. Ядерные реакции
- •8.4. Примеры решения задач по ядерной физике
- •Решение
- •Решение
- •9. Элементарные частицы
- •10. Задачи для контрольных заданий
- •Варианты контрольных заданий
- •Заключение
- •Приложения
- •Вычитание векторов
- •Скалярное произведение двух векторов
- •Векторное произведение двух векторов
- •Производная и дифференциал
- •Правила вычисления дифференциалов
- •Элементы интегрального исчисления Интегрирование – действие обратное дифференцированию
- •Неопределенный интеграл
- •Некоторые астрономические величины
- •Кривые намагничивания ферромагнетиков
- •Основные физические постоянные
- •Библиографический список
- •Оглавление введение...…….............................................................3
- •3. Основы теории максвелла для
- •7. Основы квантовой механики и физики
- •8. Основы физики ядра……………….………….…187
- •Элементарные частицы......................................196
- •10. Задачи для контрольных заданий…….......199
- •Учебное издание
- •Краткий курс физики
- •Часть 2
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
Библиографический список
1. Краткий курс физики: Ч. 1: Механика. Молекулярная физика. Электродинамика: учеб.пособие [электронный ресурс] / А.Г.Москаленко, М.Н. Гаршина, И.А. Сафонов, Т.Л. Тураева. Воронеж: ФГБОВПО ”Воронежский государственный технический университет”, 2011. 231 с.
2. Савельев И.В. Курс физики/И.В. Савельев М.: Наука, 1989. Т.1-3.
3. Детлаф А.А. Курс физики/ А. А. Детлаф, Б.М. Яворский М.:Высш. шк., 1989.
4. Берклеевский курс физики. М.: Наука, 1975-1977.Т. 1-5.
5. Фейман. Лекции по физике/ Фейман М.: Мир, 1977. Вып. 1-10.
6. Сивухин Д.В. Общий курс физики/ Д.В. Сивухин. М.: Наука, 1977 - 1986. Т.1-5.
7. Дмитриева В.Ф. Основы физики/ В.Ф.Дмитриева, В.Л. Прокофьев М.: Высшая школа, 2001.
8. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма/ И.Е. Иродов. М.: Высш. шк.,1983.
9. Яворский Б.М. Справочник по физике/ Б.М.Яворский, А.А. Детлаф. М.: Наука, 1985.
Оглавление введение...…….............................................................3
1. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ…………………….…………..….6
1.1 Магнитная индукция движущегося заряда.
Взаимодействие движущихся зарядов. Сила
Лоренца………………………….……………………….....6
1.2. Закон Био - Савара - Лапласа и его применение
к расчёту магнитного поля прямого и кругового
токов….……………………………………………...……...8
1.3. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции
для магнитного поля. Поле соленоида… …..….....……12
1.4. Проводник и контур с током в магнитном поле.
Работа по перемещению проводника и контура
с током в магнитном поле………..………………………16
1.5. Магнитное поле в веществе..............................................20
1.5.1 Намагничивание вещества. Вектор намагничен-
ности. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции
вектора для магнитного поля в веществе…….....20
1.5.2. Магнитные моменты электрона и атома.
Атом в магнитном поле……...………………...……23
1.5.3. Диа -, пара - и ферромагнетики.…...……………..26
1.6. Примеры решения задач по электромагнетизму.........…30
2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ .….…………..…41
2.1. Законы электромагнитной индукции.…...….….......……41
2.2. Явление самоиндукции. Индуктивность
соленоида...…...............................…………..…………...44
2.3. Расчёт токов при замыкании и размыкании
цепей с индуктивностью……………….….………...….45
2.4. Взаимная индукция.…............….…………………...…..47
2.5. Энергия магнитного поля….…….......……….................49
2.6. Примеры решения задач по законам
электромагнитной индукции………….....……………………50
3. Основы теории максвелла для
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ…......…...…...…...…..54
4. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ…………….…….………...……56
4.1. Механические колебания и волны.................................56
4.1.1. Гармонические колебания. Дифференциальное
уравнение гармонических колебаний......…....…...56
4.1.2. Энергия гармонического колебания.......................57
4.1.3. Математический и физический маятники ….....…58
4.1.4. Сложение гармонических колебаний одного
направления. Биения ..........................................…....61
4.1.5. Сложение взаимно перпендикулярных
колебаний. Фигуры Лиссажу ...........……………….64
4.1.6 Затухающие колебания и их характеристики..........66
4.1.7. Вынужденные колебания. Резонанс…..…...............68
4.1.8. Распространение волн в упругих средах.
Уравнение бегущей волны…..…….………………..70
4.1.9. Стоячие волны...…....…....….……...…………….....73
4.2. Электромагнитные колебания и волны.………………75
4.2.1. Колебательный контур. Свободные электро-
магнитные колебания………...……...……………...75
4.2.2. Затухающие колебания и их характеристики……..77
4.2.3. Вынужденные колебания в контуре. Резонанс....…78
4.2.4. Электромагнитные волны……… ………...…...…..84
4.3. Примеры решения задач по колебаниям и волнам…………………………………....………....……...…86
5. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА…………...………………………...96
5.1.Световая волна. Когерентность и монохроматичность
световых волн …………………..….……………………96
5.2. Интерференция света….………………………….….….98
5.2.1. Условия максимума и минимума
интерференции………………………………………98
5.2.2. Способы получения когерентных световых
волн….....………………………….……………….100
5.2.3. Расчет интерференционной картины от двух
когерентных источников……………….…………..101
5.2.4. Интерференция в тонких пленках………………...103
5.2.5. Полосы равной тощины. Кольца Ньютона.........…105
5.2.6. Применение интерференции……….……..………108
5.3. Дифракция света…..……………………..……………110
5.3.1. Принцип Гюйгенса-Френеля…….…..…...……….110
5.3.2. Прямолинейное распространение света.
Метод зон Френеля….....……...………….……….111
5.3.3. Дифракция Френеля на круглом отверстии..….....113
5.3.4. Дифракция Френеля на круглом диске….…....…114
5.3.5. Дифракция плоской волны (дифракция
Фраунгофера) на узкой щели.…….…….……..…116
5.3.6. Дифракция Фраунгофера на решетке....................118
5.3.7. Дифракция на пространственной (объёмной)
решётке……...…..….………………………………122
5.4. Поляризация света..….…….….……...……….……… 123
5.4.1. Естественный свет и различные типы
поляризованного света…...…….…………………123
5.4.2. Поляризация при отражении и преломлении……125
5.4.3. Поляризация при двойном лучепреломлении…...126
5.5. Примеры решения задач по волновой оптике.…..….130
6. КВАНТОВАЯ ОПТИКА ..….……………………………142
6.1. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа……..………….143
6.2. Спектр и законы излучения абсолютно
чёрного тела.....…………………………………………145
6.3. Фотоэффект ……….....………………….……………...148
6.4. Масса и импульс фотона. Давление света…..….…….152
6.5. Эффект Комптона...…..………..…..…………………...153
6.6. Примеры решения задач по квантовой оптике….…....154