Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т. 1.

Description

Учебник составлен с учетом требований государственных образовательных стандартов для технических специальностей высших учебных заведений. Его содержательная основа соответствует базовой программе по дисциплине «Физика» для технических вузов, одобренной Президиумом Научно-технического совета Российской Федерации по высшему образованию. Настоящий учебник признан одним из победителей конкурса на создание новых учебников по общим естественнонаучным дисциплинам для высших учебных заведений (приказ Министерства общего и профессионального образования РФ № 709 от 22.03.99). Учебник предназначен для студентов технических специальностей. Он состоит из двух томов. Предисловие ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ Введение 1.1.Предмет и особенности механики 1.2.Математическая справка 1.2.1.Цилиндрическая и сферическая системы координат 1.2.2.Элементы векторной алгебры 1.2.3.Элементы математического анализа Глава 1.1.Элементы кинематики 1.3.Пространство, время. Системы отсчета 1.4.Кинематика материальной точки 1.5.Кинематика твердого тела Вопросы для самоконтроля Глава 1.2. Элементы динамики частиц 1.6.Понятие состояния механической системы 1.7.Первый закон Ньютона 1.8.Понятия силы и массы 1.9.Второй закон Ньютона. Уравнения движения 1.10.Третий закон Ньютона Вопросы для самоконтроля Глава 1.3. Законы сохранения в механике 1.11.Понятие о механической системе 1.12.Закон сохранения импульса; центр инерции 1.13.Закон сохранения момента импульса 1.14.Работа. Мощность. Кинетическая энергия 1.15.Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии 1.16.Движение частицы в консервативном силовом поле 1.17.Потенциальная энергия частицы в центральном поле 1.18.Движение частицы в центральном поле 1.19.Законы сохранения и свойства симметрии пространства–времени 1.20.Функция Гамильтона Вопросы для самоконтроля Глава 1.4. Принцип относительности в механике 1.21.Принцип относительности Галилея 1.22.Описание движения в неинерциальных системах отсчета Вопросы для самоконтроля Глава 1.5. Элементы релятивистской механики 1.23.Принцип относительности Эйнштейна 1.24.Относительность временных интервалов 1.25.Относительность пространственных интервалов 1.26.Преобразования Лоренца 1.27.Пространственно-временной интервал 1.28.Релятивистский импульс. Второй закон Ньютона 1.29.Энергия частицы 1.30.Четырехмерность пространства-времени; четырехвектор Вопросы для самоконтроля Глава 1.6. Элементы механики твердого тела 1.31.Уравнения движения и равновесия твердого тела 1.32.Уравнения движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси 1.33.Момент инерции твердого тела относительно оси 1.34.Кинетическая энергия твердого тела при вращательном движении 1.35.Гироскоп Вопросы для самоконтроля Глава 1.7. Элементы механики сплошных сред 1.36.Упругие напряжения и деформации. Закон Гука 1.37.Общие свойства жидкостей и газов 1.38.Поток вектора скороcти; уравнение непрерывности 1.39.Циркуляция векторного поля. Ротор вектора 1.40.Уравнения движения и равновесия жидкости 1.41.Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли 1.42.Стационарное течение вязкой жидкости 1.43.Законы гидродинамического подобия. Гидродинамическая неустойчивость Вопросы для самоконтроля РАЗДЕЛ 2. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ Введение 2.1. Особенности раздела «Электричество и магнетизм» 2.2. Значение учения об электромагнетизме для инженеров 2.3. Методические замечания 2.4. Сведения из теории векторных полей Глава 2.1. Электростатика 2.5. Электрический заряд 2.6. Закон Кулона 2.7. Электростатическое поле. Напряженность и потенциал 2.8. Связь между напряженностью и потенциалом 2.9. Электрическое напряжение; ЭДС 2.10. Принцип суперпозиции и его применение для расчета электростатических полей 2.11. Поле электрического диполя; мультиполи 2.12. Электростатическая теорема Гаусса–Остроградского 2.13. Уравнение Пуассона 2.14. Пример расчета электростатических полей 2.15. Проводник в электростатическом поле 2.16. Электростатическое поле в присутствии проводника 2.17. Электроемкость уединенного проводника 2.18. Коэффициенты взаимной емкости; конденсаторы 2.19. Диэлектрическая поляризация; вектор поляризации 2.20. Связь вектора поляризации с плотностью поляризационных зарядов 2.21. Поле заряженной сферы в диэлектрической среде 2.22. Вектор смещения. Постулат Максвелла 2.23. Граничные условия для электрического поля 2.24. Энергия взаимодействия электрических зарядов 2.25. Энергия электрического поля 2.26. Энергия диполя в электрическом поле 2.27. Силы в электрическом поле Вопросы для самоконтроля Глава 2.2. Постоянный электрический ток 2.28. Электрический ток 2.29. Уравнение непрерывности; условие стационарности тока 2.30. Первое правило Кирхгофа 2.31. Законы Ома и Джоуля–Ленца в локальной форме 2.32. Разряд конденсатора 2.33. Сторонние электродвижущие силы 2.34. Второе правило Кирхгофа Вопросы для самоконтроля Глава 2.3. Статическое магнитное поле в вакууме 2.35. Источники магнитного поля 2.36. Магнитное взаимодействие токов. Закон Ампера 2.37. Характеристики магнитного поля. Закон Био–Савара–Лапласа 2.38. Примеры расчета магнитного поля токов 2.39. Графическое изображение магнитного поля 2.40. Поток вектора магнитной индукции 2.41. Сила Ампера и сила Лоренца 2.42. Движение заряженной частицы в магнитном поле 2.43. Рамка с током в однородном магнитном поле 2.44. Механическая работа в магнитном поле 2.45. Циркуляция вектора магнитной индукции 2.46. Коэффициент индуктивности и взаимной индуктивности 2.47. Векторный потенциал магнитного поля Вопросы для самоконтроля Глава 2.4. Статическое магнитное поле в веществе 2.48. Намагничивание веществ. Пара-, диа- и ферромагнетики 2.49. Вектор намагничивания. Магнитный момент вещества 2.50. Связь вектора намагничивания с индукцией собственного поля 2.51. Вектор напряженности магнитного поля 2.52. Закон полного тока 2.53. Граничные условия для магнитного поля Вопросы для самоконтроля Глава 2.5. Уравнения Максвелла 2.54. Электромагнитная индукция. Два вида индукционных явлений 2.55. Законы электромагнитной индукции 2.56. Первое и второе уравнения Максвелла. Электромагнитное поле 2.57. Магнитная энергия контуров с током 2.58. Энергия магнитного поля 2.59. Силы в магнитном поле 2.60. Система уравнений Максвелла 2.61. Потенциал электромагнитного поля; уравнения Даламбера 2.62. Представление решений уравнения Даламбера в форме запаздывающих потенциалов 2.63. Относительность электрических и магнитных полей Вопросы для самоконтроля Глава 2.6. Квазистационарное электромагнитное поле 2.64. Комплексные числа и их некоторые свойства 2.65. Условие малости тока смещения 2.66. Токи Фуко 2.67. Квазистационарные явления в линейных проводниках 2.68. Переходные процессы в электрических цепях 2.69. Генератор переменного тока 2.70. Цепи переменного тока Вопросы для самоконтроля РАЗДЕЛ 3. ФИЗИКА КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН Глава 3.1. Общие представления о колебательных и волновых процессах 3.1. Колебания и волны 3.2. Математическая справка Глава 3.2. Кинематика гармонических колебаний 3.3. Гармонические колебания 3.4. Сложение колебаний 3.5. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний Вопросы для самоконтроля Глава 3.3. Гармонический осциллятор 3.6. Движение системы вблизи устойчивого состояния равновесия 3.7. Примеры гармонических осцилляторов 3.8. Свободные затухающие колебания 3.9. Связанные гармонические осцилляторы 3.10. Вынужденные колебания осциллятора 3.11. Фазовые траектории для линейных колебательных систем Вопросы для самоконтроля Глава 3.4. Нелинейные колебательные системы 3.12. Нелинейный осциллятор. Ангармонические колебания 3.13. Автоколебания 3.14. Релаксационные автоколебания Вопросы для самоконтроля Глава 3.5. Волновые процессы 3.15. Волновое уравнение. Монохроматическая волна 3.16. Дисперсия волн. Фазовая и групповая скорости 3.17. Уравнения линейной акустики. Акустические волны 3.18. Скорость акустических волн в различных средах 3.19. Взаимосвязь между характеристиками плоской акустической волны 3.20. Пример применения формул взаимосвязи между характеристиками плоской акустической волны 3.21. Плотность потока и поток энергии 3.22. Энергия акустических волн. Вектор Умова 3.23. Отражение и преломление акустических волн 3.24. Эффект Доплера для акустических волн 3.25. Ударные волны 3.26. Электромагнитные волны 3.27. Взаимосвязь между характеристиками плоской электромагнитной волны 3.28. Энергия и импульс электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга 3.29. Стоячая электромагнитная волна 3.30. Излучение диполя 3.31. Поляризация волн 3.32. Эффект Доплера для электромагнитных волн Вопросы для самоконтроля Глава 3.6. Интерференция волн 3.33. Когерентные волны. Интерференция волн от двух точечных источников 3.34. Интерференция волн от «n» вибраторов, расположенных вдоль одной прямой 3.35. Применения интерференции света. Оптические интерференционные приборы Вопросы для самоконтроля Глава 3.7. Дифракция волн 3.36. Дифракция волн. Принцип Гюйгенса–Френеля. Метод зон Френеля 3.37. Дифракция Френеля на круглом отверстии 3.38. Дифракция Фраунгофера на щели 3.39. Дифракционная решетка 3.40. Спектральное разложение. Разрешающая способность спектральных приборов 3.41. Дифракционная решетка с синусоидальной пропускаемостью 3.42. Принципы голографии 3.43. Оптическая фильтрация пространственных частот Вопросы для самоконтроля Глава 3.8. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом 3.44. Физические основы дисперсии и поглощения электромагнитных волн 3.45. Отражение и преломление электромагнитных волн 3.46. Оптическая анизотропия. Оптические свойства кристаллов 3.47. Электрооптические и магнитооптические явления 3.48. Элементы нелинейная оптики 3.49. Электромагнитные волноводы 3.50. Обращение волнового фронта. Получение сверхкоротких световых импульсов Вопросы для самоконтроля Использованная литература Предметный указатель