АННОТАЦИЯ
В справочнике даны определения всех основных физических понятий, кратко сформулированы физические законы и сущность описываемых ими явлений. В нем отражены все основные разделы классической' и современной физики.
Математические, знания, необходимые для пользования справочником, не превышают объема материала, приведенного ' в «Справочнике по математике для инженеров и учащихся втузов:? И. Н. Бронштейна и К. А. Семендяева.
Справочник рассчитан на инженерно-технических работников, студентов и аспирантов вузов и втузов, преподавателей высшей и средней школы. Он может быть--использован также лицами, интересующимися физикой.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................... 12
ОТДЕЛ 1 '
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
Глава L Кинематика материальной точки • абсолютно твердого тела................. . ... . . . . 13
1. Предварительные понятия................... 13.
2. Скорость........................... iff
3. Ускорение........................... 20
4. Поступательное и вращательное движения абсолютно твердого тела. ............................. 23
5. Абсолютное, Относительное и переносное движения. ..... 27
6. Некоторые случаи сложения движений твердого' тела .... 2В
Глава 2, Динамика поступательного движения ...... 31
1. Первый закон Ньютона..........i......... 31
2. Сила.............................. 38
3. Масса............................. 36
4. Второй закон-Ньютона................ . . . . 37
5. Третий закон Ньютона.................... . 39
6. Основной закон динамики поступательного движения ..... W
7. Закон сохранения количества движения........... 41
8. Движение тела переменной массы . . . .-........., '~
9. Механический принцип относительности...........
10. Закон всемирного тяготения.................
11. Гравитационное поле ........ 7'............
12. Внешнее трение..........................
13. Движение в неинерциальннх системах отсчета ....*...«
Глава 3. Работа и механическая энергия......... 33
1. Энергия............................
2. Работа.............................
3. Мощность..........................»
4. Силовая функция...................... .
б. Механическая энергия.....................
6. Закон сохранения механической анергии...........
7. Удар. ............... Г.............
Глава 4. Динамика вращательного движения.......
1. Момент силы......,..,.,............i
2. Момент инерции....................., •
3. Момент количества движения ................,
4. Основной закон динамики вращательного движения . . . . .
5. Зт кон сохранения момента количества движения .......
И ' ' .
'Ч
м
•* ОГЛАВЛЕНИЕ
6. Движение под действием центральных сил .......... 75
7. Гироскоп........................... 79
Глава 5. Основы аналитической механики........ . 83
1. Основные понятия и определения............... 83
2. Уравнения Лагранжа второго рода.............. 85
3. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. . 86
4. Понятие о вариационных принципах механики........ 90
5. Законы сохранения..................... . 91
Глава 6. Механические колебания.............. 9в
1. Основные понятия....................... 96
2. Малые колебания системы, имеющей одну степень свободы . 100 А. Свободные колебания консервативное системы (100).
I Б. Затухающие колебания (104). В. Вынужденные колебания (106).
3. Малые колебания системы с несколькими степенями свободы 108 А. Свободные колебания консервативной fa-""—- """
. ___„__~ ^„/сиаяии консервативной системы (108).
Б. Затухающие колебания (116). В. Вынужденные колебания недпссипативной системы (117).
4. Колебания нелинейной системы, имеющей одну степень свободы.............................
А. Основные определения (120). Б. Свободные колебания консервативной системы (121). В. Свободные колебания дис-сипативной системы (122). Г. Вынужденные колебания недисси-пативной системы (124). Д. Вынужденные колебания диссипа-тивной системы (125). Е. Автоколебания (126).
ОТДЕЛ II '.
ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
Глава 1. Основные понятия................. 131
Глава 2. Законы идеальных газов............. 137 )
1. Идеальные газы........................ 137 'i
2. Смеси идеальных газов.................... 139 j
Глава 3. Первый закон термодинамики.......... 140 !
1. Внутренняя энергия и энтальпия............... 140
2. Работа и теплота ............... .....'... 143;'
3. Теплоемкость......................... 144
4. Первый закон термодинамики................. 145 ,••
5. Простейшие термодинамические процессы идеальных газов . . 149 Глава 4. Второй и третий законы термодинамики......153 ~/.
1. Обратимые и необратимые процессы............. 153
2. Круговые процессы (циклы). Цикл Кзрно........... 155
3. Второй закон термодинамики................. 161 '
4. Энтропия...........;................. 162-,:
6. Основное соотношение термодинамики............ 168 -.
6. Характеристические функции и термодинамические потенциалы 167* >!
7. Основные дифференциальные уравнения термодинамики . . . 172
8. Диаграмма s — Т....................... 178
9. Многокомпонентные и многофазные системы. Условия термодинамического равновесия . . ................. 189;:
10. Химическое равновесие . ................... 187»;
11. Третий закон термодинамики ...
ОГЛАВЛЕНИЕ 5
Глава 5. Кинетическая теория газов............ 192
1. Основное уравнение кинетической теории газов.......192
2. Закон распределения' молекул DO скоростям Максвелла .... 193
3. Средняя длина свободного пробега молекул.......... 197
4. Явления переноса в газах................... 198
5. Свойства разреженных газов................. 203
Глава 6. Элементы статистической физики ........ 204
1. Введение........................... 204
2. Вероятность состояния системы. Среднее значение физических величин..................-...-....... 205
3: Распределение Гиббса ..... ............ .... 207
4. Закон равномерного распределения энергии по степенен свободы............................ 211
5. Распределение Максвелла — Больцмана............ 211
6. Квантовая статистика...................... 213
7. Квантовые распределения Бояе—Эйнштейна и Ферми—Дирака 214
8. Вырождение газов, подчиняющихся квантовой статистике . . 217
9. Теплоемкости одноатомных и двухатомных газов....... 221
10. Статистический смысл второго начала термодинамики .... 225;
11. Флуктуации.......................... 229
12. Влияние флуктуации на чувствительность измерительных приборов .......................... ... 229
13. Электрические флуктуации в радиоаппаратуре........ 230/
14. Броуновское движение.................... 231
Глава 7. Реальные газы и пары.............. 233
1. Уравнения состояния реальных газов.......... . . . 233
2. Силы межмолекулярного взаимодействия в газах....... 235
3. Дросселирование газов. Эффект Джоуля — Томсона..... .237
4. Изотермы реальных газов. Пары. Критическое состояние вещества........................... 238
5. Сжижение газов...........'............ 240
Глава 8. Жидкости...................... 241
1. Общие свойства и строение жидкостей............ 241
2. Свойства поверхностного слоя жидкости............. 244
3. Смачивание. Капиллярные явления.............. 245
4. Испарение и кипение жидкостей............... 248
5. Свойства разбавленных растворов..........;.... 250
6. Сверхтекучесть гелия...................... 251
Глава 9. Кристаллические твердые тела.......... 253
1. Общие свойства и строение твердых тел . . ......... 253
2. Тепловое расширение твердых тел.............. 258
3. Теплопроводность твердых тел........*•....... 257
4. Теплоемкость твердых тел............. ;..... 261
5. Фазовые превращения твердых тел.............. 263
6. Адсорбция........................... 266
7. Упругие свойства твердых тел................ 267
Глава 10. Аморфные вещества............... 272
Глава 11. Полимеры..................... 277
1. Введение.......•. ................... 277
2. Распределение по молекулярный весам'............ 280
3. Геометрия линейных полимерных молекул.......... 280
4. Взаимодействия ближнего порядка.............. 282
5. Взаимодействия дальнего порядка..,..,......... 285
О ОГЛАВЛЕНИЕ
6. Разбавленные растворы полимеров.............. 2
7. Кристалличность полимеров.................. 2
8. Высокоэластичность резин................... 2
>
ОТДЕЛ III
ОСНОВЫ ГИДРОАЭРОМЕХАНИКИ
Глава 1. Гвдроаэростатвка . . ............... 2
1. Введение........................... 2
2. Гидроаэростатика . •..................... 2
Глава 2. Гидроаэродииаинкв................. 3
1. Основные -понятия....................... 3
2. Уравнение неразрывности................... 3
3. Уравнения движения жидкости................ Я
4. Уравнение анергии...................... 3
б. Элементы теория размерностей и теории подобия ...... 3
6. Движение тел в жидкости. Пограничный слой........ 3
7. Движение жидкостей в трубах...............> 3
ОТДЕЛ IV
' ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Глава I. Электростатика •.................. 3
1. 'Основные понятия. Закон Кулона............... 3
2. Электрическое поле. Напряженность поля.......... 3
3. Электрическое смещение. Теорема Остроградского — Гаусса для потока смещения...............'...... 3
4. Потенциал электростатического поля ..... ........ 3
6. Проводники в электростатическом поле. ...... .^/... 3
6. Электроемкость........................ 3
7. Диэлектрики в электрическом поле.............. 3
8. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрический эффект ....... 3
9. Энергия заряженного проводника и электрического поля. . . 3
Глава 2. Постоянный электрические ток в металлах . . . 3
1. Основные понятия и определения .. . .............. 31
2. Электронная теория проводимости,.............. 3
3. Законы постоянного тока .....'... Г .......... 3
4. Правила Кирхгофа ...;.... i............. 3
Глава 3. Электрические ток в жидкостях и газах .... 3
1. Проводимость жидкостей. Электролитическая диссоциация . . 3;
2. Законы электролиза...................... 3
3. Атомность электричества ................... 9
4. Закон Ома для тока в жидкости................ .3
б. Электропроводность газов................... 3
6. Несамостоятельный газовый разряд.............. 8
7. Самостоятельный газовый разряд, ............... 9
8. Понятие о плазме....................... S
Глава 4. Электрический ток в полупроводниках ....
1, Собственная проводимость полупроводников........
/2. Примесная проводимость полупроводников........,
-3. Явление Холла в металла! и полупроводниках......'..
U1ЛА15ЛСНИВ I
Глава б. Контактные, термоэлектрические и «тесненные
явления...............,............ 383
I. Контактные явления в металлах. Законы Вольты ...... .383
У, Контактные-явления в полупроводниках. .'........ . . 385
3 Термоэлектрические явления в металлах ........... 387
4. Термоэлектрические явления в полупроводниках ....... 389
б. Эмиссионные явления в металлах............... 389
Глава 6. Магнитное поле постоянного тока........ 398
1. Магнитное поле. Закон Ампера............... . 382
2. Закон Био — Савара — Лапласа................ 384
3. Простейшие магнитные поля токов.............. 39В
4. Действие магнитного Поля на проводники с токами. Взаимодействие проводников................'..... 402
Б. Закон полного тока. Магнитные цепи............. 403
6. Работа-перемещения проводника с током в магнитном поле . 497
Глава 7. Движение заряженных частиц в электрическом
и магнитном полях..................... 407
1. Сила Лоренца......................... МП
2. Удельный заряд частиц. Масс-спектрография ......... 409
3. Ускорители заряженных частиц................ 410
4. Основы электронной оптики................. . 413
Глава 8. Электромагнитная индукции ........... 418
1. Основной закон электромагнитной индукции .........418
2. Вихревые индукционные токи;................ '429
3. Явление самоиндукции.................... 421
4. Взаимная индукция. Трансформатор............. 426 ,
5. Энергия магнитного поля электрического тока........ 487
Глава 9. Магнитные свойства вещества .......... 428
1. Магнитные моменты электронов и атомов .,........ 42В .'
2. Классификация магнетиков.................. 431
3. Диамагнетизм......................... 433
4. Парамагнетизм...............«........ 433
5. Магнитное поле в магнетиках............... • . 435
6. Ферромагнетизм........................ 437
7. Сверхпроводимость .....:.................'442
Глава 10. Электромагнитные колебания.......... 445
1. Колебательный контур........^............ 445
2. Вынужденные электромагнитные колебания. . ........ 448
3. Электронные и полупроводниковые выпрямители и усилители 452
Глава 11. Основы электродинамики неподвижных k сред 4?ips';-
1. Общая характеристика теории Максвелла....... .'. . . 45* "'
2. Первое уравнение Максвелла .........•,.-• . . . . 480 -*
3. Ток смещения. Второе уравяенне Максвелла......... 4йуй
4. Полная система уравнений Максвелла Для электромагнитного '_' ' поля.............................. 46S '
5. Решение уравнений Максвелла методой запаздывающих потенциалов.......................... . . . 484
6. Законы сохранения в электромагнитном поле......... 4вВ
7. Основные положения электронной теории. Система ураввений Лоренца............................ 48в
8. Усреднение уравнений микрополя ............... 469
8
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 12. Основы магнитной гидродинамики....... 471
1. Уравнения магнитной гидродинамики............. 471
2. Магнитогидродинамические волны.............. 475
3. Разрывы и ударные волны.................. 477
Глава 13. Основы специальной теории относительности . 480
1. Принцип относительности Эйнштейна............. 480
2. Интерваль.................,......., . 481
3. Преобразования Лоренца и их следствия........... 484
4. Преобразование скорости................... 485
б. Четырехмерные скорость и ускорение............ 486
6. Релятивистская динамика................... 487
7. Понятие о преобразованиях Лоренца для электромагнитного поля...............;.............. 490
8. Излучение Вавилова — Черепкова............... 491
9. Явление Доплера в оптике................ . . 492
ОТДЕЛ V
ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Глава 1. Основы акустики.................. 494
1. Введение........................... 494
2. Скорость распространения звуковых воли (скорость звука). . 495
3. Волновое уравнение...................... 496
4. Продольные синусоидальные волны.............. 499
5. Энергия акустических волн.................. 502
6. Отражение и преломление продольных акустических волн . . 504
7. Стоячие волны........................ 508
8. Явление Доплера . . . . •.................. 511
9. Поглощение и рассеяние звуковых волн........... 511
10. Элементы физиологической акустики............. 513
11. Ультразвук.......................... 515
12. Ударные волны в газах.................... 517
Глава 2. Электромагнитные волны.........т • • • ^22
1. Общая характеристика •.......«...*........ 522
2. Излучение электромагнитных волн.............. 529
3. Радиосвязь, телевидение и радиолокация........... 532
Глава 3. Прохождение света через границу двух сред. . 535
1. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом .... 535
2. Отражение и преломление света диэлектриками...... . 536
3. Поляризация света при отражении и преломлении ...... 541
4. Основы шеталлооптики.....,•••••.......... 542
Глава 4. Интерференция света............... 544
1. Когерентные волны . ,.................... 544
2. Оптическая длина пути................... . 547
3. Интерференция в тонких пленках............... 548
Глава 5. Дифракция света.................. 551
1. Принцип Гюйгенса — Френеля . ................ 551
2. Графическое сложение амплитуд вторичных волн...... 553
3. Дифракция сферических волн................ • 554
4. Дифракция плоских волн , ................... 557
б. Дифракционные явления на многомерных структурах..... 563
6. Дифракция радиоволн..................... 565
7, Некоторые характеристики спектральных приборов . ..... 566
ОГЛАВЛЕНИЕ 9
Глава 6. Геометрическая оптика............. . ,568
1. Основные положения..................... 568
2. Плоское зеркало. Плоскопараллельная пластинка. Призма . . 570
3. Преломление и отражение на сферической поверхности . . . 571
4. Тонкие линзы......................... 574
б. Центрированные оптические системы............. 577
6. Основные оптические приборы................ 579
7. Погрешности оптических систем............... 582
8. Разрешающая способность оптических приборов....... 586
9. Основы фотометрии...................... 588
Глава 7. Поляризация света................. 591
1. Способы получения поляризованного света.......... 591
2. Двойное лучепреломление................... 592
3. Искусственное двойное лучепреломление........... 598
4. Анализ поляризованного света. Эллиптическая и круговая поляризация света.............. •........ 598
5. Интерференция поляризованных лучей............ 601
А. В параллельных лучах (601). Б. В сходящихся лучах (602).
6. Вращение плоскости поляризации............... 604
Глава 8. Молекулярная оптика............... 60S
1. Дисперсия света........................ 606
2. Спектральный анализ..................... , 610
3. Поглощение света................ ....... 614
4. Рассеяние света........................ 616
Глава 9. Тепловое излучение................ 619
1. Равновесное тепловое излучение ,............... 619
2. Законы излучения абсолютно черного тела.......... 622
3. Понятие об оптической пирометрии.............. 626
Глава 10. Действия света.................. 627
1. Фотоэлектрический эффект..................