- •Тема 1. Електричне поле 7
- •1.1. Фізика і її зв’язок з іншими науками і технікою.
- •Тема 2. Постійний струм 27
- •Тема 3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція 53
- •3.4. Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної
- •Тема 4. Електромагнітні коливання і хвилі 72
- •4.4. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і
- •4.5. Передача і перетворенняя змінного струму.
- •1.1. Фізика і її зв’язок з іншими
- •Основні поняття теорії фізики
- •1.1.3. Фізичні величини та їх вимірювання
- •1.1.4. Фізичні поняття, закони і теорії
- •1.1.5. Зв'язок фізики з іншими науками і технікою
- •1.2.2. Заряд і поле. Поле як вид матерії
- •1.2.3. Взаємодія заряджених тіл. Закон кулона
- •1.2.4. Напруженість електричного поля
- •1.2.5. Графічне відображення електричного поля
- •1.3.2. Теорема остроградського - гаусса
- •1.3.3. Застосування теореми остроградського - гаусса
- •2. Напруженість електричного поля рівномірно зарядженої сферичної поверхні.
- •1.4.2. Потенціал електричного поля. Різниця потенціалів (напруга). Еквіпотенціальні поверхні
- •1.4.3. Різниця потенціалів (напруга). Еквіпотенціальні поверхні
- •1.5.2. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків
- •1.5.3. Особливості деяких діелектриків
- •1.6. Електроємнсь. Конденсатори. З'єднання конденсаторів
- •1.6.1. Електроємність провідника
- •1.6.2. Конденсатори та їх застосування
- •1.6.3. З’єднання конденсаторів
- •Тема 2. Постійний струм
- •2.1. Постійний струм. Опір. Закон ома
- •2.1.1. Електричний струм. Основні характеристики електричного струму
- •2.1.2. Закон ома для ділянки кола. Опір
- •2.1.3. Сторонні сили. Джерело електричного струму
- •2.1.4. Закон ом а для будь-якої ділянки і для повного кола
- •2.2. Правила кірхгофа
- •2.2.1. Розгалуження струму. Правила кірхгофа
- •2.2.2. Вимірювання сили струму. Розширення меж вимірювання амперметра.
- •2.2.3. Вимірювання напруги. Розширення меж вимірювання вольтметра.
- •2.3. Робота і потужність струму. Закон джоуля-ленца
- •2.3.1. Робота постійного електричного струму
- •2.3.2. Потужність постійного електричного струму
- •2.3.3. Теплова дія електричного струму. Закон джоуля - ленца
- •2.4. Електропровідність твердих тіл
- •2.4.1. Електричний струм в металах
- •2.4.2. Залежність опору металів від температури. Надпровдність
- •2.4.3. Поняття про квантову теорію провідності твердих тіл
- •2.5. Електричний струм в напівпровідниках
- •2.5.1. Будова й електричні властивості напівпровідників
- •2.5.2. Власна й домішкова провідність напівпровідників
- •2.5.3. Електронно-дірковий перехід
- •2.6. Термоелектричні і контактні явища
- •2.6.1. Робота виходу
- •2.6.2. Контактна різниця потенціалів. Закони вольта
- •2.6.3. Термоелектричні явища
- •2.7. Електричний струм в рідинах і газах
- •2.7.1. Електричний струм в рідинах
- •2.7.2. Електричний струм в газах
- •2.7.3. Поняття про плазму
- •2.7.4. Термоелектронна емісія
- •Тема 3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція
- •3.1. Магнітне поле і його характеристики. Закон ампера
- •3.1.1. Магнітне поле і його характеристики
- •3.1.2. Дія магнітного поля на електричний струм. Сила ампера
- •3.1.3. Магнітне поле постійного електричного струму. Закон біо - савара - лапласа
- •3.1.4. Взаємодія двох прямих струмів
- •3.2. Дія електричного і магнітного полів на рухомий заряд
- •3.2.1. Дія магнітного поля на рухому заряджену частинку. Сила лоренца
- •3.2.2. Рух електрона в однорідному магнітному полі
- •3.2.3. Еффект холла
- •4.3. Магнітні властивості речовин
- •3.3.1. Магнетики 1 їх намагнічування
- •3.3.2. Магнітне поле в магнетиках. Діамагнетики і парамагнетики
- •3.3.3. Феромагнетики та їх властивості
- •3.3.4. Магнітні матеріали I їх застосування
- •3.4. Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції
- •3.4.1. Потік магнітної індукції (магнітний потік)
- •3.4.2. Електромагнітна індукція. Досліди фарадея
- •3.4.3. Закон ленца
- •3.4.4. Основний закон електромагнітної індукції
- •3.5. Самоіндукція. Взаємна індукція. Енергія магнітного поля струму
- •3.5.1. Явище самоіндукції. Індуктивність контуру
- •3.5.2. Явище взаємної індукції
- •3.5.3. Енергія магнітного поля струму.
- •Тема 4. Електромагнітні коливання і хвилі
- •4.1. Вільні електромагнітні коливання
- •4.1.1. Коливальний контур. Власні електричні коливання
- •4.1.2. Затухаючі електричні коливання
- •4.2. Вимушені електромагніні коливання.
- •4.2.1. Вимушені електромагніні коливання
- •4.2.2. Автоколивання
- •4.2.3. Енератор незатухаючих коливань
- •4.3. Змінний струм, його характеристики і добування
- •4.3.1. Змінний електричний струм. Добування змінного струму
- •4.3.2. Діючі значення сили змінного струму і напруги
- •4.3.3. Зсув фаз між струмом 1 напругою
- •4.4. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю. Резонанс
- •4.4.1. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю. Резонанс
- •4.4.2. Електричний резонанс
- •4.4.3. Робота і потужність змінного струму
- •4.5. Передача і перетворенняя змінного струму. Трансформатор. Електричні станції
- •4.5.1. Передача змінного струму
- •4.5.2. Перетворення змінного струму. Трансформатор
- •4.5.3. Електричні станції
- •4.6. Електромагнітні хвилі (частина 1)
- •4.6.1. Досліди г. Герца
- •4.6.2. Винайдення радіо
- •4.6.3. Принципи радіозвязку
- •4.7. Електромагнітні хвилі (частина 2)
- •4.7.1. Інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання
- •4.7.2. Рентгенівське випромінювання
- •4.7.3. Шкала електромагнітних хвиль
- •Про автора
- •18000, М. Черкаси, вул. Смілянська, 2
1.1. Фізика і її зв’язок з іншими
НАУКАМИ І ТЕХНІКОЮ. ОСНОВНІ УЯВЛЕННЯ ПРО МАТЕРІЮ
План лекції
Предмет фізики і загальні методи наукового пізнання
Основні поняття теорії фізики
1.1.3. Фізичні величини та їх вимірювання
1.1.4. Фізичні поняття, закони і теорії
1.1.5. Зв’язок фізики з іншими науками і технікою
ПРЕДМЕТ ФІЗИКИ І ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ
Фізика існує не як наука для науки. Життя вимагає від людини не стільки споглядання природи, скільки активного втручання в перебіг процесів природи з тим, щоб змінювати і спрямовувати їх на користь людині. За висловом відомого російського фізика М.О.Умова, мета природознавства полягає в тому, щоб встановлювати владу людини над енергією, часом і простором. Фізика займає чільне місце серед природничих наук і істотно впливає на розвиток виробничих сил суспільства.
Для вивчення фізичних явищ і закономірностей, яким вони підлягають, використовують: метод спостереження явища в природному вигляді; метод експерименту, коли явище штучно відтворюється в лабораторних умовах; метод теоретичного узагальнення даних спостереження й експерименту. Наприклад, методом спостереження було вивчено закономірності руху планет у Сонячній системі; методом експерименту встановлено закони вільного падіння тіл; існування електромагнітних хвиль уперше було передбачено теоретичними узагальненнями Максвелла.
В цілому всі згадані методи дослідження перебувають у взаємному зв'язку і доповнюють один одного, повсякчас збагачуються новими ідеями і технічними засобами.
Пізнання природи - складний процес, що пролягає від спостереження явищ природи, лабораторних і технічних дослідів до аналізу, побудови моделі і окреслення закономірності перебігу явища; критерієм істинності здобутків наукового пізнання є їх узгодження з практикою.
Основні поняття теорії фізики
Фізика вивчає найпростіші і найбільш загальні властивості матерії та форми її існування. Під матерією розуміють усе те, що реально існує поза нашою свідомістю і що може сприйматися нашими органами чуття безпосередньо чи за допомогою приладів. Відчуття тепла або холоду, звуку, світла тощо є нашими реакціями на навколишню дійсність.
У фізиці розрізняють два види матерії: речовину і поле. Проте цим не вичерпується поняття матерії як філософської категорії, яким користуються для означення об'єктивної реальності у всесвіті, яка копіюється, фотографується, відображується нашими відчуттями, існуючи незалежно від них.
Увесь розвиток науки стверджує, що матерія перебуває у вічному і безперервному русі. Під рухом розуміють будь-яку зміну, яка відбувається з матерією, починаючи від простого переміщення тіла в просторі і кінчаючи мисленням. Геологія вказує на безперервні зміни земної кори, біологія - на розвиток живих організмів, астрономія - на рухи і зміни небесних тіл і т.д. Усі явища в природі є не що інше, як прояви різних рухів матерії. Матерію не можна уявити без руху так само, як і рух без матерії. Рух є формою буття матерії; спокій має відносний характер, він є окремим випадком руху.
Природничі науки вивчають різні види рухів. Фізика вивчає механічні, теплові, електричні, світлові, внутрішньоатомні рухи; такі властивості матерії, як інертність, тяжіння і т.п., які притаманні живим і неживим тілам природи.
Різні явища в природі відбуваються в певній послідовності і мають більшу або меншу тривалість, тобто безперервні зміни і розвиток матерії відбуваються в часі. По суті, відлік часу можливий завдяки змінам у природі: тільки в такому разі якусь подію можна взяти за початок відліку часу і вказати на послідовність певних змін, що відбулися пізніше. Тривалість деякого процесу беремо за одиницю часу і через порівняння з нею вимірюємо час - тривалість інших процесів. Якби припинилися всякі зміни в природі, то поняття часу зникло б. Зміни в природі відбуваються не тільки в часі, а й у просторі. Різні матеріальні об'єкти мають певну просторову протяжність, певним способом розміщуються один відносно одного. Зміни в природі зумовлюють зміни в протяжності і взаємному розміщенні тіл. Простір, як і час, не має змісту без матерії і її руху. Тому рух, простір і час називають формами існування матерії.
Колись простір і час розглядали як незалежні «вмістилища» матеріальних об'єктів. Але з розвитком науки ці метафізичні пощади були спростовані. Ще в XIX ст. М.І.Лобачевський передбачав, що геометричні властивості простору повинні залежати від наявності матеріальних об'єктів і характеру їх рухів. У XX ст. це довів А.Ейнштейн у теорії відносності. Він показав, що простір і час становлять загальний чотиривимірний континуум матеріального світу; простір і час взаємозв'язані, змінюються при переході від однієї системи відліку до іншої, залежать від швидкості руху матеріальних систем. Теорія відносності доводить, що згаданий чотиривимірний простір відмінний від евклідового, він характеризується певною кривизною і властивостями, залежними від характеру руху та густини маси матеріального світу.