Довідник з фізики для інженерів та студентів вищих навчальних закладів

У довіднику подано визначення основних фізичних понять, коротко сформульовано фізичні закони і суть явищ, які ці закони описують, наведено математичні поняття, необхідні для користування довідником. Це видання суттєво перероблене з урахуванням нових досягнень фізичної науки і чинної програми курсу фізики у вищих навчальних закладах. Для працівників інженерно-технічного профілю, студентів і аспірантів вищих навчальних закладів, викладачів вищої та середньої школи, а також для усіх, хто цікавиться фізикою

Зміст

ПЕРЕДМОВА
Р о з д і л I
Фізичні основи класичної механіки

Г л а в а 1. Кінематика матеріальної точки і абсолютно твердого тіла
1. Попередні поняття
2. Швидкість точки
3. Прискорення точки
4. Кінематика твердого тіла
5. Абсолютний, відносний і переносний рухи
6. Деякі випадки додавання рухів твердого тіла

Г л а в а 2. Динаміка поступального руху
1. Перший закон Ньютона
2. Сила
3. Маса тіла
4. Другий закон Ньютона
5. Третій закон Ньютона
6. Закон зміни імпульсу
7. Закон збереження імпульсу
8. Рух тіла змінної маси
9. Механічний принцип відносності
10. Закон всесвітнього тяжіння
11. Гравітаційне поле
12. Зовнішнє тертя
13. Рух у неінерціальних системах відліку

Г л а в а 3. Робота і механічна енергія
1. Енергія
2. Робота
3. Потенціальні поля і сили. Силова функція
4. Механічна енергія
5. Закон збереження механічної енергії
6. Удар

Г л а в а 4. Динаміка обертального руху
1. Момент інерції
2. Момент імпульсу
3. Закон зміни моменту імпульсу
4. Закон збереження моменту імпульсу
5. Рух під дією центральних сил
6. Гіроскоп

Г л а в а 5. Основи аналітичної механіки
1. Основні поняття й означення
2. Рівняння Лагранжа другого роду
3. Функція Гамільтона. Канонічні рівняння Гамільтона
4. Поняття про варіаційні принципи механіки
5. Канонічні перетворення
6. Закони збереження

Г л а в а 6. Механічні коливання
1. Основні поняття
2. Малі коливання системи, що має один ступінь вільності
3. Малі коливання системи з декількома ступенями вільності
4. Коливання нелінійної системи, що має один ступінь вільності

Р о з д і л II
Основи термодинаміки і молекулярної фізики

Г л а в а 1. Основні поняття

Г л а в а 2. Закони ідеальних газів
1. Ідеальні гази
2. Суміші ідеальних газів

Г л а в а 3. Перший закон термодинаміки
1. Внутрішня енергія та ентальпія
2. Робота і теплота
3. Теплоємність
4. Перший закон термодинаміки
5. Прості термодинамічні процеси ідеальних газів

Г л а в а 4. Другий і третій закони термодинаміки
1. Оборотні і необоротні процеси
2. Колові процеси (цикли). Цикл Карно
3. Другий закон термодинаміки
4. Ентропі
5. Основне співвідношення термодинаміки
6. Характеристичні функції і термодинамічні потенціали
7. Основні диференціальні рівняння термодинаміки
8. Діаграма s–Т
9. Багатокомпонентні і багатофазні системи. Умови термодинамічної рівноваги
10. Хімічна рівновага
11. Третій закон термодинаміки

Г л а в а 5. Кінетична теорія газів
1. Основне рівняння кінетичної теорії газів
2. Закон розподілу молекул за швидкостями
3. Середня довжина вільного пробігу молекул
4. Явища перенесення у газах
5. Властивості розріджених газів

Г л а в а 6. Елементи статистичної фізики
1. Вступ
2. Ймовірність стану системи. Середні значення фізичних величин
3. Розподіл Гіббса
4. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями вільності
5. Розподіл Максвелла—Больцмана
6. Квантова статистика
7. Квантові розподіли Бозе—Ейнштейна та Фермі—Дірака
8. Вироджений газ
9. Теплоємності одноатомних і двохатомних газів
10. Статистичний зміст другого закону термодинаміки
11. Флуктуації
12. Вплив флуктуацій на чутливість вимірювальних приладів
13. Електричні флуктуації в радіоапаратурі
14. Броунівський рух

Г л а в а 7. Реальні гази і пара
1. Рівняння стану реальних газів
2. Сили міжмолекулярної взаємодії в газах
3. Дроселювання газів. Ефект Джоуля—Томсона
4. Ізотерми реальних газів. Пара. Критичний стан речовини
5. Зрідження газів

Г л а в а 8. Рідини
1. Загальні властивості і будова рідин
2. Властивості поверхневого шару рідини
3. Змочування. Капілярні явища
4. Випаровування і кипіння рідин
5. Властивості розведених розчинів
6. Надтекучість (надлеткість) гелію

Г л а в а 9. Кристалічні тверді тіла
1. Загальні властивості і будова твердих тіл
2. Теплове розширення твердих тіл
3. Теплопровідність твердих тіл
4. Теплоємність твердих тіл
5. Фазові перетворення твердих тіл
6. Адсорбція
7. Пружні властивості твердих тіл

Р о з д і л III
Основи гідроаеромеханіки

Г л а в а 1. Гідроаеростатика
1. Вступ
2. Гідроаеростатика

Г л а в а 2. Кінематика рідини і газу
1. Основні поняття
2. Рівняння неперервності

Г л а в а 3. Гідроаеродинаміка
1. Рівняння руху ідеальної і в’язкої рідин
2. Рівняння енергії
3. Елементи теорії розмірностей і теорії подібності
4. Рух тіл у рідині. Примежовий шар
5. Рух рідин у трубах

Р о з д і л IV
Електрика і магнетизм

Г л а в а 1. Електростатика
1. Основні поняття. Закон Кулона
2. Електричне поле. Напруженість поля
3. Електричне зміщення. Теорема Гаусса—Остроградського для потоку зміщення
4. Потенціал електростатичного поля
5. Провідники в електростатичному полі
6. Електроємність
7. Діелектрики в електричному полі
8. Сегнетоелектрики. П’єзоелектричний ефект
9. Енергія зарядженого провідника й електричного поля

Г л а в а 2. Постійний електричний струм у металах
1. Основні поняття й означення
2. Електронна теорія провідності
3. Закони постійного струму
4. Правила Кірхгофа

Г л а в а 3. Електричний струм у рідинах і газах
1. Провідність рідин. Електролітична дисоціація
2. Закони електролізу
3. Дискретність електричного заряду
4. Закон Ома для струму в рідинах
5. Електропровідність газів
6. Несамостійний газовий розряд
7. Самостійний газовий розряд
8. Поняття про плазму

Г л а в а 4. Електричний струм у напівпровідниках
1. Власна провідність напівпровідників
2. Домішкова провідність напівпровідників
3. Явище Холла в металах і напівпровідниках

Г л а в а 5. Контактні, термоелектричні та емісійні явища
1. Контактні явища в металах. Закони Вольти
2. Контактні явища в напівпровідниках
3. Термоелектричні явища в металах і напівпровідниках
4. Емісійні явища в металах

Г л а в а 6. Магнітне поле постійного струму
1. Магнітне поле. Закон Ампера
2. Закон Біо—Савара—Лапласа
3. Найпростіші магнітні поля струмів
4. Дія магнітного поля на провідники зі струмами. Взаємодія провідників
5. Закон повного струму. Магнітні кола
6. Робота переміщення провідника зі струмом у магнітному полі

Г л а в а 7. Рух заряджених частинок в електричному і магнітному полях
1. Сила Лоренца
2. Питомий заряд частинок. Мас-спектрографія
3. Прискорювачі заряджених частинок
4. Основи електронної оптики

Г л а в а 8. Електромагнітна індукція
1. Основний закон електромагнітної індукції
2. Вихрові індукційні струми
3. Явище самоіндукції
4. Взаємна індукція
5. Енергія магнітного поля електричного струму

Г л а в а 9. Магнітні властивості речовини
1. Магнітні моменти електронів та атомів
2. Класифікація магнетиків
3. Діамагнетизм
4. Парамагнетизм
5. Магнітне поле у магнетиках
6. Феромагнетизм
7. Надпровідність

Г л а в а 10. Електромагнітні коливання
1. Коливальний контур
2. Вимушені електромагнітні коливання

Г л а в а 11. Основи електродинаміки нерухомих середовищ
1. Загальна характеристика теорії Максвелла
2. Перше рівняння Максвелла
3. Струм зміщення. Друге рівняння Максвелла
4. Повна система рівнянь Максвелла для електромагнітного поля
5. Розв’язування рівнянь Максвелла методом потенціалів, що запізнюються
6. Закони збереження в електромагнітному полі
7. Основні положення електромагнітної теорії. Система рівнянь Лоренца
8. Усереднювання рівнянь мікрополя

Г л а в а 12. Основи магнітної гідродинаміки
1. Рівняння магнітної гідродинаміки
2. Хвилі магнітогідродинаміки
3. Розриви й ударні хвилі

Г л а в а 13. Основи спеціальної теорії відносності
1. Принцип відносності Ейнштейна
2. Інтервал
3. Перетворення Лоренца і їхні наслідки
4. Перетворення швидкості і прискорення
5. Релятивістська динаміка
6. Перетворення Лоренца для електромагнітного поля
7. Ефект Доплера для електромагнітних хвиль

Р о з д і л V
Хвильові процеси

Г л а в а 1. Основи акустики
1. Вступ
2. Швидкість поширення звукових хвиль (швидкість звуку)
3. Хвильове рівняння
4. Поздовжні синусоїдальні хвилі
5. Енергія акустичних хвиль
6. Відбивання і заломлення поздовжніх акустичних хвиль (за відсутності дифракційних явищ)
7. Стоячі хвилі
8. Ефект Доплера в акустиці
9. Поглинання і розсіювання звукових хвиль
10. Елементи фізіологічної акустики
11. Ультразвук
12. Ударні хвилі в газах

Г л а в а 2. Електромагнітні хвилі
1. Загальна характеристика
2. Випромінювання електромагнітних хвиль у вакуумі

Г л а в а 3. Проходження світла через межу двох середовищ
1. Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною
2. Відбивання і заломлення світла діелектриками
3. Поляризація світла при відбиванні і заломленні
4. Основи металооптики

Г л а в а 4. Інтерференція світла
1. Когерентні хвилі
2. Інтерференція у тонких плівках
3. Інтерференція багатьох хвиль

Г л а в а 5. Дифракція світла
1. Принцип Гюйгенса—Френеля
2. Графічне додавання амплітуд вторинних хвиль
3. Дифракція Френеля
4. Дифракція Фраунгофера
5. Дифракційні явища на багатовимірних структурах
6. Дифракція радіохвиль

Г л а в а 6. Геометрична оптика
1. Основні положення
2. Плоске дзеркало. Плоскопаралельна пластинка. Призма
3. Заломлення і відбивання на сферичній поверхні
4. Тонкі лінзи
5. Центровані оптичні системи
6. Основні оптичні прилади
7. Похибки оптичних систем
8. Роздільна здатність оптичних приладів
9. Основи фотометрії

Г л а в а 7. Поляризація світла
1. Способи отримання поляризованого світла
2. Елементи кристалооптики
3. Подвійне променезаломлення
4. Штучне подвійне променезаломлення
5. Аналіз поляризованого світла. Еліптична і колова поляризація світла
6. Інтерференція поляризованих променів
7. Обертання площини поляризації

Г л а в а 8. Молекулярна оптика
1. Дисперсія світла
2. Спектральний аналіз
3. Поглинання світла
4. Розсіювання світла

Г л а в а 9. Теплове випромінювання
1. Теплове випромінювання
2. Закони випромінювання абсолютно чорного тіла
3. Поняття про оптичну пірометрію

Г л а в а 10. Дії світла
1. Фотоелектричний ефект
2. Ефект Комптона
3. Тиск світла
4. Хімічні дії світла

Г л а в а 11. Люмінесценція
1. Класифікація процесів люмінесценції та їхнє протікання
2. Закономірності люмінесценції

Р о з д і л VI
Основи квантової механіки та атомної фізики

Г л а в а 1. Вступ у нерелятивістську квантову механіку
1. Хвильова функція
2. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
3. Лінійні самоспряжені оператори
4. Оператори динамічних змінних
5. Рівняння Шредінгера
6. Рівняння руху і закони збереження
7. Основи теорії представлень

Г л а в а 2. Найпростіші задачі нерелятивістської квантової механіки
1. Гармонічний осцилятор
2. Ротатор
3. Одновимірна прямокутна потенціальна яма
4. Тривимірна прямокутна потенціальна яма
5. Потенціальний бар’єр
6. Рух електрона в центральному кулонівському полі ядра атома (водневоподібні іони)
7. Розсіювання частинок у центральному полі сил
8. Квазікласичне наближення
9. Рух електрона у періодичному полі
10. Квантові переходи

Г л а в а 3. Атом
1. Атоми й іони з одним валентним електроном
2. Багатоелектронні атоми
3. Векторна модель атома
4. Ефект Зеємана і явища резонансу
5. Ефект Штарка у водневоподібних системах
6. Принцип Паулі. Періодична система елементів
7. Рентгенівське випромінювання

Г л а в а 4. Молекула
1. Іонні молекули
2. Атомні молекули
3. Електронні спектри молекул
4. Коливальні спектри молекул
5. Обертальні спектри молекул
6. Електронно-коливальні спектри молекул
7. Обертально-коливальні спектри молекул
8. Комбінаційні спектри молекул
9. Суцільні і дифузні спектри молекул
10. Молекулярна спектроскопія
11. Іонізація атомів і молекул

Р о з д і л VII
Основи ядерної фізики і фізики елементарних частинок

Г л а в а 1. Атомне ядро
1. Склад і розміри атомних ядер
2. Енергія зв’язку ядер. Ядерні сили
3. Магнітні й електричні властивості ядер
4. Моделі ядра

Г л а в а 2. Радіоактивність
1. Основні поняття
2. Альфа-розпад
3. Бета-розпад
4. Гамма-випромінювання
5. Проходження заряджених частинок і гамма-випромінювання через речовину

Г л а в а 3. Ядерні реакції
1. Основні поняття
2. Загальна класифікація ядерних реакцій
3. Фізичні основи ядерної енергетики

Г л а в а 4. Елементарні частинки
1. Принципи теорії
2. Фундаментальні частинки і взаємодії
3. Гравітація. Квантова електродинаміка
4. Сильна (кольорова) взаємодія
5. Слабка взаємодія
6. Електрослабка взаємодія
ДОДАТКИ
ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК