Общая физика. Колебания и волны (главы курса)

Description

Этот курс лекций по общей физике является результатом многолетней преподавательской деятельности доцента, кандидата физико-математических наук Е. Н. Аксеновой при работе со студентами МИФИ. Он создан по просьбе и при технической поддержке самих студентов. Отличительной особенностью этого курса является его интерактивный характер, заключающийся в том, что материал каждой темы в процессе его изложения содержит четко сформулированные качественные вопросы. Они помогают понять физические нюансы изучаемого материала и выработать личное суждение по данному вопросу, а затем сравнить его с приведенным далее правильным ответом. Кроме того, курс ставит своей целью научить читателя пользоваться изложенным материалом применительно к решению задач, построив мостик между «узнал, понял» и «могу использовать, решать». Поэтому каждый раздел содержит параграф, посвященный методике решения задач с последовательным изложением программы практических действий. Пособие предназначено для студентов вузов всех форм обучения и направлений подготовки, входящих в УГС: «Физика и астрономия», «Электроника, радиотехника и системы связи», «Электро- и теплотехника», «Физико-технические науки и технологии», «Машиностроение», «Технологии материалов», «Авиационная и ракетно-космическая техника», и других физико-математических и инженерно-технических направлений. Книга также будет полезна учителям общеобразовательных школ и учащимся физико-математических классов. I. Колебания 1. Классификация колебаний 2. Гармонические колебания 3. Получение динамического уравнения гармонического осциллятора из закона сохранения энергии 4. Конкретные задачи нахождения частот гармонических осцилляторов 5. Решение динамической задачи гармонического осциллятора 6. Энергия гармонического осциллятора 7. Векторная диаграмма 8. Биения 9. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний 10. Экскурс в математику: комплексные числа 11. Экскурс в математику: линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами 12. Затухающие колебания (общее решение) 13. Апериодический процесс 14. Логарифмический декремент затухания 15. Задачи 16. Энергия системы, совершающей свободные затухающие колебания 17. Добротность колебательной системы 18. Вынужденные колебания 19. Энергия системы, совершающей установившиеся вынужденные колебания 20. Задачи на вынужденные колебания II. Волны Введение. Классификация волн II.1. Упругие волны 1. Определения и постановка задачи 2. Плоские волны в однородной среде 3. Сферические волны 4. Цилиндрические волны 5. Затухающие волны 6. Волновое уравнение 7. Связь фазовой скорости и скорости распространения волн 8. Энергия упругой волны 9. Поток энергии упругой волны. Вектор Умова. Интенсивность 10. Стоячие волны 11. Пример сравнения бегущей и стоячей волн 12. Распределение энергии в стоячей волне 13. Эффект Доплера для упругих волн 14. Ударные волны 15. Связь интенсивности с приращением давления 16. Субъективные оценки для звуковых волн II.2. Электромагнитные волны 1. Общие понятия и предыстория 2. Волновое уравнение для электромагнитных волн 3. Плотность энергии электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга 4. Поток импульса электромагнитного поля. Давление электромагнитной волны на преграду 5. Излучение элементарного диполя. Мощность излучения (формула Лармора) 6. Типы поляризации 7. Отражение и преломление плоской волны на границе двух диэлектриков. Законы отражения и преломления света. Явление полного внутреннего отражения 8. Поляризация при отражении от поверхности диэлектрика. Угол Брюстера 9. Коэффициент отражения и пропускания плоской электромагнитной волны на границе раздела двух диэлектриков