Трофимов курс по физика 16 издание. Физически единици

T.I. Трофимова

ДОБРЕ

ФИЗИКА

Седмо издание, стереотипно

РПРЕПОРЪЧВАММИНИСТЪР НА ОБРАЗОВАНИЕТО

РОСИАНФЕДЕРАЦИЯ КАТО УЧЕБНО ПОМОЩНИЕ

ЗА ИНЖЕНЕРИНГ- ТЕХНИЧЕСКИ СПЕЦИАЛНОСТИ

ВИСШИ УЧЕБНИ ЗАВЕДЕНИЯ

ВИПЛАШНО УЧИЛИЩЕ

2003

Рецензент: професор в катедрата по физика на името на A.M. Производителят на Московския енергиен институт ( технически университет) В.А.Касянов

ISBN 5-06-003634-0

ФГУП "Издателство" висше училище“, 2003 г

Оригиналното оформление на тази публикация е собственост на издателство Висшая школа и нейното възпроизвеждане (възпроизвеждане) по какъвто и да е начин без съгласието на издателя е забранено.

ПРЕДГОВОР

Учебникът е написан в съответствие с действащата програма на курса по физика за инженерно-технически специалности от висшето образование образователни институциии е предназначена за студенти от висши технически учебни заведения редовно обучение с ограничен брой часове по физика, с възможност за използване вечер и формуляри за кореспонденцияизучаване на.

Малък обем на учебника беше постигнат чрез внимателен подбор и сбито представяне на материала.

Книгата е разделена на седем части. Първата част дава систематично представяне физически основи класическа механика, а също така разгледа елементите на специалната (частна) теория на относителността. Втората част е за основите молекулярна физикаи термодинамика. Третата част се занимава с електростатиката, постоянна електричествои електромагнетизъм. В четвъртата част, посветена на представянето на теорията на трептенията и вълните, се разглеждат успоредно механичните и електромагнитните трептения, посочват се и се сравняват техните прилики и разлики физически процесипротичащи със съответните колебания. В петата част се разглеждат елементите на геометричната и електронната оптика, вълновата оптика и квантовата природа на излъчването. Шестата част е посветена на елементите квантова физикаатоми, молекули и твърди вещества. В седмата част са изложени елементите от физиката на атомното ядро и елементарните частици.

Представянето на материала се извършва без тромави математически изчисления, отделено е необходимото внимание на физическата същност на явленията и понятията и законите, които ги описват, както и на приемствеността на съвременната и класическата физика. Всички биографични данни са дадени според книгата "Физика" на Ю. А. Храмов (М.: Наука, 1983).

За обозначаване на векторни количества във всички фигури и в текста се използва получер шрифт, с изключение на количествата, обозначени с гръцки букви, които по технически причини се изписват в текста със светъл шрифт със стрелка.

Авторът изказва дълбока благодарност към колегите и читателите, чиито любезни коментари и пожелания са допринесли за подобряването на книгата. Особено съм благодарен на професор V.A.Kasyanov за прегледа на ръководството и неговите коментари.

ВЪВЕДЕНИЕ

ПРЕДМЕТ НА ФИЗИКАТА И ВРЪЗКАТА Й С ДРУГИ НАУКИ

Светът около вас, всичко, което съществува около нас и е открито от нас чрез усещания, е материя.

Неразделно свойство на материята и формата на нейното съществуване е движението. Движението в най-широкия смисъл на думата е всякакъв вид промени в материята – от просто движение до най-сложните процеси на мислене.

Различни форми на движение на материята се изучават от различни науки, включително физика. Предметът на физиката, както и всяка наука, може да бъде разкрит само в хода на нейното подробно представяне. Доста трудно е да се даде строга дефиниция на предмета физика, тъй като границите между физиката и редица сродни дисциплини са условни. На този етап на развитие е невъзможно да се запази определението за физика само като наука за природата.

Академик А.Ф. Йофе (1880-1960; руски физик) определя физиката като наука, която изучава общи свойстваи законите за движение на материята и полето. Сега е общоприето, че всички взаимодействия се осъществяват с помощта на полета, например гравитационни, електромагнитни, полета ядрени сили... Полето, заедно с материята, е една от формите на съществуване на майката. Неразривната връзка между полето и веществото, както и разликата в техните свойства, ще бъдат взети предвид, докато изучавате курса.

Физиката е наука за най-простите и в същото време най-общите форми на движение на материята и техните взаимни трансформации. Изучаваните от физиката форми на движение на материята (механични, термични и др.) присъстват във всички висши и по-сложни форми на движение на материята (химични, биологични и др.). Следователно те, като най-простите, са в същото време и най-общите форми на движение на материята. По-висшите и по-сложни форми на движение на материята са предмет на изучаване в други науки (химия, биология и др.).

Физиката е тясно свързана с природните науки. Тази тясна връзка на физиката с други клонове на естествените науки, както отбелязва акад. С. И. Вавилов (1891-1955; руски физик и общественик), доведе до факта, че физиката се корени дълбоко в астрономията, геологията, химията, биологията и др. естествени науки... В резултат на това се появиха редица нови свързани дисциплини, като астрофизика, биофизика и др.

Физиката е тясно свързана с технологията и тази връзка е двупосочна. Физиката израства от нуждите на технологиите (развитието на механиката сред древните гърци, например, е предизвикано от нуждите на строителството и военна техникатова време), а технологията от своя страна определя посоката на физическите изследвания (например, едно време задачата за създаване на най-ефективни топлинни двигатели предизвика бързото развитие на термодинамиката). От друга страна, развитието на физиката зависи техническо нивопроизводство. Физиката е в основата на създаването на нови клонове на техниката (електронни технологии, ядрена технология и др.).

Бързите темпове на развитие на физиката, нарастващите й връзки с технологиите показват значителната роля на курса по физика в техническия колеж: това е основната основа за теоретичната подготовка на инженер, без която е невъзможна успешната му работа.

ЕХРАНИ С ФИЗИЧЕСКИ ЦЕННОСТИ

Основният изследователски метод във физиката е опит- базирано на практика, сетивно-емпирично познание за обективната реалност, тоест наблюдение на изучаваните явления при точно взети предвид условия, които позволяват да се проследи хода на явленията и да се възпроизвежда многократно, когато тези условия се повтарят .

За обяснение експериментални доказателствасе излагат хипотези.

Хипотезае научно предположение, предложено за обяснение на явление и изискващо проверка от опит и теоретична подготовказа да стане достоверен научна теория.

В резултат на обобщаване на експериментални факти, както и на резултатите от човешката дейност се установява физически закони - устойчиви повтарящи се обективни закони, които съществуват в природата. Най-важните закони установяват връзка между физическите величини, за които е необходимо тези величини да бъдат измерени. Измерването на физическа величина е действие, което се извършва с помощта на измервателни уреди за намиране на стойността на физическа величина в приети единици. Единици физически величинимогат да бъдат избрани произволно, но тогава възникват трудности при сравняването им. Ето защо е препоръчително да се въведе система от единици, обхващаща единиците на всички физически величини.

За да се конструира система от единици, единиците се избират произволно за няколко независими физически величини. Тези единици се наричат основен.Останалите количества и техните единици се извличат от законите, свързващи тези количества и техните единицис основните. Те се наричат производни.

В момента той е задължителен за използване в научната, както и в учебна литература System International (SI), която е изградена върху седем основни единици - метър, килограм, секунда, ампер, келвин, мол, кандела - и две допълнителни единици - радиан и стерадиан.

метър(m) - дължината на пътя, изминат от светлина във вакуум за 1/299792458 s. килограм(kg) - маса, равна на масата на международния прототип на килограма (платинено-иридиев цилиндър, съхраняван в Международното бюро за мерки и теглилки в Севър, близо до Париж).

Второ(s) - време, равно на 9 192631770 периода на излъчване, съответстващо на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133.

ампер(A) - силата на постоянен ток, който при преминаване през два успоредни праволинейни проводника с безкрайна дължина и незначително напречно сечение, разположени във вакуум на разстояние 1 m един от друг, създава сила между тези проводници, равна до 2⋅10 -7 N за всеки метър дължина.

Келвин(K) - 1 / 273,16 от термодинамичната температура на тройната точка на водата.

Молец(mol) - количеството материя в системата, съдържаща същото конструктивни елементиколко атома се съдържат в нуклида 12 C с маса 0,012 kg.

Кандела(cd) - интензитет на светлината в дадена посока на източник, излъчващ монохроматично излъчване с честота 540 "10 12 Hz, чийто светлинен интензитет в тази посока е 1/683 W / sr.

Радиан(rad) - ъгълът между два радиуса на окръжност, дължината на дъгата между които е равна на радиуса.

Стерадиан(cf) - плътен ъгъл с върха в центъра на сферата, изрязващ площта от повърхността на сферата, равна площквадрат със страна равна на радиуса на сферата.

За установяване на производни единици се използват физически закони, които ги свързват с основни единици. Например от формулата за равномерно праволинейно движение v = st (s- изминато разстояние, T- време) получената единица за скорост е равна на 1 m / s.

11-то изд., Изтрито. - М .: 2006. - 560 с.

Учебникът (9-то издание, преработено и разширено, 2004 г.) се състои от седем части, които излагат физическите основи на механиката, молекулярната физика и термодинамиката, електричеството и магнетизма, оптиката, квантовата физика на атомите, молекулите и твърдите тела, физиката на атомното ядро и елементарни частици. Въпросът за комбинирането на механични и електромагнитни трептения е рационално разрешен. Установена е логическата приемственост и връзка между класическата и съвременната физика. Дават се контролни въпроси и задачи за самостоятелно решаване.

За студенти от инженерно-технически специалности на висши учебни заведения.

Формат: pdf / zip (11- изд., 2006, 560с.)

Размерът: 6 Mb

Изтегли:

RGhost

1. Физически основи на механиката.
Глава 1. Елементи на кинематиката

§ 1. Модели в механиката. Референтна система. Траектория, дължина на пътя, вектор на преместване

§ 2. Скорост

§ 3. Ускорение и неговите компоненти

§ 4. Ъглова скорости ъглово ускорение

Задачи

Глава 2. Динамика материална точкаи транслационно движение на твърдо тяло Сила

§ 6. Втори закон на Нютон

§ 7. Трети закон на Нютон

§ 8. Сили на триене

§ 9. Закон за запазване на импулса. Център на масата

§ 10. Уравнение на движението на тяло с променлива маса

Задачи

Глава 3. Работа и енергия

§ 11. Енергия, работа, мощност

§ 12. Кинетична и потенциална енергия

§ 13. Закон за запазване на енергията

§ 14. Графично представяне на енергията

§ 15. Удар на абсолютно еластични и нееластични тела

Задачи

Глава 4. Механика на твърдото тяло

§ 16. Инерционен момент

§ 17. Кинетична енергия на въртене

§ 18. Момент на мощност. Уравнение на динамиката на въртеливото движение на твърдо тяло.

§ 19. Момент на импулса и законът за неговото запазване
§ 20. Свободни оси. Жироскоп
§ 21. Деформации на твърдо тяло
Задачи

Глава 5. Гравитация. Елементи на теорията на полето
§ 22. Законите на Кеплер. Законът за всемирното притегляне
§ 23. Гравитация и тегло. Безтегловност .. 48 y 24. Гравитационното поле и неговата интензивност
§ 25. Работа в гравитационно поле. Потенциал на гравитационното поле
Раздел 26. Космически скорости

§ 27. Неинерционни референтни системи. Инерционни сили
Задачи

Глава 6. Елементи на механиката на флуидите
§ 28. Налягане в течност и газ
§ 29. Уравнението на непрекъснатостта
§ 30. Уравнението на Бернул и последствията от него
§ 31. Вискозитет ( вътрешно триене). Режими на ламинарен и турбулентен флуиден поток
§ 32. Методи за определяне на вискозитета
§ 33. Движение на тела в течности и газове

Задачи
Глава 7. Елементи на специалната (частна) теория на относителността
§ 35. Постулати на специалната (частната) теория на относителността
§ 36. Преобразувания на Лоренц
§ 37. Последици от преобразованията на Лоренц
Раздел 38. Интервал между събитията
§ 39. Основен закон на релативистката динамика на материална точка
§ 40. Законът за връзката на масата и енергията
Задачи

2. Основи на молекулярната физика и термодинамиката
Глава 8. Молекулярно-кинетична теория на идеалните газове
§ 41. Методи на изследване. Опитни закони за идеалния газ
§ 42. Уравнение на Клапейрон - Менделеев
§ 43. Основното уравнение на молекулярно-кинетичната теория на идеалните газове
§ 44. Законът на Максуел за разпределението на идеалните газови молекули по скорости и енергии на топлинно движение
§ 45. Барометрична формула. Разпределение на Болцман
§ 46. Среден брой сблъсъци и среден свободен път на молекулите
§ 47. Експериментално обосноваване на молекулярно-кинетична теория
§ 48. Транспортни явления в термодинамично неравновесни системи
§ 49. Вакуум и методи за получаването му. Свойства на ултра-редките газове
Задачи

Глава 9. Основи на термодинамиката.
§ 50. Броят на степените на свобода на молекулата. Законът за равномерното разпределение на енергията по степените на свобода на молекулите
§ 51. Първият закон на термодинамиката
§ 52. Работа на газа при промяна на обема му
§ 53. Топлинен капацитет
§ 54. Прилагане на първия закон на термодинамиката към изопроцесите
§ 55. Адиабатен процес. Политропен процес
§ 57. Ентропия, нейната статистическа интерпретация и връзка с термодинамичната вероятност
§ 58. Вторият закон на термодинамиката
§ 59. Топлинни двигатели и хладилни машини Цикъл на Карно и неговата ефективност за идеален газ
Задачи
Глава 10. Реални газове, течности и твърди тела
§ 61. Уравнение на Ван дер Ваалс
§ 62. Изотерми на Ван дер Ваалс и техният анализ
Раздел 63. Вътрешна енергия на реалния газ
§ 64. Ефект на Джаул-Томсън
Раздел 65. Втечняване на газове
§ 66. Свойства на течностите. Повърхностно напрежение
Раздел 67. Намокряне
§ 68. Налягане под извитата повърхност на течността
§ 69. Капилярни явления
§ 70. Твърди тела. Моно- и поликристали
§ 71. Видове кристални твърди вещества
§ 72. Дефекти в кристалите
§ 75. Фазови преходи от първи и втори вид
§ 76. Диаграма на състоянието. Тройна точка
Задачи

3. Електричество и магнетизъм
Глава 11. Електростатика
Раздел 77. Закон за запазване на електрическия заряд
Раздел 78. Закон на Кулон
§ 79. Електростатично поле. Сила на електростатичното поле
§ 80. Принцип на суперпозиция на електростатични полета. Диполно поле
§ 81. Теорема на Гаус за електростатично поле във вакуум
§ 82. Прилагане на теоремата на Гаус при изчисляване на някои електростатични полета във вакуум
§ 83. Циркулация на вектора на интензитета на електростатичното поле
§ 84. Потенциал на електростатичното поле
§ 85. Напрежението като градиент на потенциала. Еквипотенциални повърхности
§ 86. Изчисляване на потенциалната разлика от силата на полето
§ 87. Видове диелектрици. Диелектрична поляризация
§ 88. Поляризация. Силата на полето в диелектрика
§ 89. Електрическо смесване. Теорема на Гаус за електростатичното поле в диелектрик
§ 90. Условия на границата между две диелектрични среди
§ 91. Фероелектрици
§ 92. Проводници в електростатично поле
§ 93. Електрически капацитет на изолиран проводник
§ 94. Кондензатори
§ 95. Енергия на система от заряди, самотен проводник и кондензатор. Енергия на електростатичното поле
Задачи
Глава 12. Постоянен електрически ток
§ 96. Електрически ток, сила и плътност на тока
Раздел 97. Външни сили. Електродвижеща сила и напрежение
§ 98. Закон на Ом. Съпротивление на проводника

Раздел 99 работа и мощност Закон на Джоул-Ленц
§ 100. Закон на Ом за неравномерен участък от верига
§ 101. Правила на Кирхоф за разклонени вериги
Задачи
Глава 13. Електрически токове в метали, вакуум и газове
§ 104. Работна работа на електрони от метал
§ 105. Емисионни явления и тяхното приложение
§ 106. Йонизация на газове. Несамоподдържащ се газов разряд
§ 107. Самостоятелен газов разряд и неговите видове
§ 108. Плазмата и нейните свойства
Задачи

Глава 14. Магнитно поле.
§ 109. Магнитно поле и неговите характеристики
§ 110. Закон на Био - Саварт - Лаплас и приложението му при изчисляване на магнитното поле
Раздел 111. Законът на Ампер. Взаимодействие на паралелни токове
§ 112. Магнитна константа. Единици за магнитна индукция и сила на магнитното поле
§ 113. Магнитното поле на движещ се заряд
§ 114. Действие на магнитно поле върху движещ се заряд
§ 115. Движение на заредени частици в магнитно поле
§ 117. Ефект на Хол
§ 118. Циркулация на вектора В на магнитното поле във вакуум
Раздел 119. Магнитни полетасоленоид и тороид
§ 121. Работа по преместване на проводник и верига с ток в магнитно поле
Задачи

Глава 15. Електромагнитна индукция
§ 122. Явление електромагнитна индукция(Експериментите на Фарадей
§ 123. Законът на Фарадей и неговото извеждане от закона за запазване на енергията
§ 125. Вихрови токове (токове на Фуко
§ 126. Индуктивност на веригата. Самоиндукция
§ 127. Токове при отваряне и затваряне на верига
§ 128. Взаимна индукция
Раздел 129. Трансформатори
§130. Енергия на магнитното поле
летни вили
Глава 16. Магнитни свойствавещества
§ 131. Магнитни моменти на електрони и атоми
§ 132. Дъно и парамагнетизъм
§ 133. Намагнитване. Магнитно поле в материята
§ 134. Условия на интерфейса между два магнита
§ 135. Феромагнетици и техните свойства

§ 136. Същност на феромагнетизма
Задачи
Глава 17. Основи на теорията на Максуел за електромагнитната нула
§ 137. Вихрово електрическо поле
Раздел 138. Ток на отклонение
§ 139. Уравнения на Максуел за електромагнитно поле

4. Трептения и вълни.
Глава 18. Механични и електромагнитни вибрации
§ 140. Хармонични вибрации и техните характеристики
§ 141. Механични хармонични вибрации
§ 142. Хармоничен осцилатор. Пружини, физични и математически махала
§ 144. Събиране хармонични вибрациисъщата посока и същата честота. Битове
§ 145. Събиране на взаимно перпендикулярни вибрации
Раздел 146. Диференциално уравнениесвободни затихващи трептения (механични и електромагнитни) и неговото решение. Автоколебания
§ 147. Диференциално уравнение на принудителни трептения (механични и електромагнитни) и неговото решение
§ 148. Амплитуда и фаза на принудителни трептения (механични и електромагнитни). Резонанс
§ 149. Променлив ток
§ 150. Резонанс на напреженията
§ 151. Резонанс на токове
§ 152. Мощност, разпределена във веригата за променлив ток
Задачи

Глава 19. Еластични вълни.
§ 153. Вълнови процеси. Надлъжни и напречни вълни
§ 154. Уравнение на бягаща вълна. Фазова скорост. Вълново уравнение

§ 155. Принципът на суперпозицията. Групова скорост
§ 156. Интерференция на вълните
§ 157. Стоящи вълни
Раздел 158. Звукови вълни
§ 159. Доплеров ефект в акустиката
Раздел 160. Ултразвук и неговото приложение

Задачи

Глава 20. Електромагнитни вълни.
§ 161. Експериментално производство на електромагнитни вълни
§ 162. Диференциално уравнение на електромагнитна вълна

§ 163. Енергия на електромагнитните вълни. Електромагнитен импулс

§ 164. Излъчване на дипола. Приложение на електромагнитни вълни
Задачи

5. Оптика. Квантова природарадиация.

Глава 21. Елементи на геометричната и електронната оптика.
§ 165. Основни закони на оптиката. Пълно отражение
§ 166. Тънки лещи. Изображение на обекти, използващи лещи
§ 167. Аберации (грешки) оптични системи
§ 168. Основни фотометрични величини и техните единици
Задачи
Глава 22. Интерференция на светлината
§ 170. Развитие на представите за природата на светлината
§ 171. Кохерентност и монохроматичност на светлинните вълни
§ 172. Интерференция на светлината
§ 173. Методи за наблюдение на интерференцията на светлината
§ 174. Интерференция на светлината в тънки филми
§ 175. Приложение на интерференцията на светлината
Глава 23. Дифракция на светлината
§ 177. Метод на зоните на Френел. Праволинейно разпространение на светлината
§ 178. Френелова дифракция върху кръгъл отвор и диск
§ 179. Дифракция на Фраунхофер на един процеп
§ 180. Дифракция на Фраунхофер върху дифракционна решетка
§ 181. Пространствена решетка. Разсейване на светлината
§ 182. Дифракция върху пространствена решетка. Формулата на Улф - Брагс
§ 183. Разделителна способност на оптичните устройства
§ 184. Понятието холография
Задачи

Глава 24. Взаимодействие на електромагнитните вълни с материята.
§ 185. Дисперсия на светлината
§ 186. Електронна теория на дисперсията на светлината
§ 188. Доплеров ефект
§ 189. Вавилов - Черенков радиация

Задачи
Глава 25. Поляризация на светлината
§ 190. Естествена и поляризирана светлина
§ 191. Поляризация на светлината при отражение и пречупване на границата на два диелектрика
§ 192. Двойно пречупване
§ 193. Поляризиращи призми и поляроиди
§ 194. Анализ на поляризирана светлина

§ 195. Изкуствена оптична анизотропия
§ 196. Въртене на равнината на поляризация

Задачи

Глава 26. Квантова природа на излъчването.
§ 197. Топлинно излъчване и неговите характеристики.

§ 198. Законът на Кирхоф
§ 199. Закони на Стефан – преместването на Болцман и Вин

§ 200. Формули на Рейли-Джинс и Планк.
§ 201. Оптична пирометрия. Източници на топлинна светлина
§ 203. Уравнение на Айнщайн за външния фотоефект. Експериментално потвърждение на квантовите свойства на светлината
§ 204. Приложение на фотоелектричния ефект
§ 205. Маса и импулс на фотон. Лек натиск
§ 206. Ефектът на Комптън и неговият елементарна теория
§ 207. Единството на корпускулните и вълновите свойства на електромагнитното излъчване
Задачи

6. Елементи на квантовата физика

Глава 27. Теория на Бор за водородния атом.

§ 208. Модели на атома на Томсън и Ръдърфорд
§ 209. Линеен спектър на водородния атом
§ 210. Постулатите на Бор
§ 211. Опитите на Франк в Херц
§ 212. Спектърът на водородния атом според Бор

Задачи

Глава 28. Елементи на квантовата механика
§ 213. Корпускулярно-вълнов дуализъм на свойствата на материята
§ 214. Някои свойства на вълните на дьо Бройл
§ 215. Връзка на неопределеностите
§ 216. Вълнова функция и нейното статистическо значение
Раздел 217. Общо уравнениеШрьодингер. Уравнение на Шрьодингер за стационарни състояния
§ 218. Принципът на причинността в квантовата механика
§ 219. Движение на свободна частица
§ 222. Линеен хармоничен осцилатор в квантовата механика
Задачи
Глава 29. Елементи съвременна физикаатоми t молекули
§ 223. Водородният атом в квантовата механика
§ 224. L-изгаряне на електрон във водороден атом
§ 225. Спинът на електрона. Спиново квантово число
§ 226. Принципът на неразличимостта на еднакви частици. Фермиони и бозони
Менделеев
§ 229. Рентгенови спектри
§ 231. Молекулни спектри. Раманово разсейване на светлината
§ 232. Поглъщане, спонтанно и стимулирано излъчване
(лазери
Задачи
Глава 30. Елементи на квантовата статистика
§ 234. Квантова статистика. Фазово пространство. Функция за разпределение
§ 235. Концепцията за квантовата статистика Бозе - Айнщайн и Ферми - Дирак
§ 236. Дегенериран електронен газ в метали
§ 237. Концепцията на квантовата теория на топлинния капацитет. фоноли
§ 238. Заключения от квантовата теория на електропроводимостта на металите
! Ефектът на Джоузефсън
Задачи
Глава 31. Елементи на физиката на твърдото тяло
§ 240. Концепцията за лентовата теория на твърдите тела
§ 241. Метали, диелектрици и полупроводници според лентовата теория
§ 242. Собствена проводимост на полупроводниците
§ 243. Примесна проводимост на полупроводниците
§ 244. Фотопроводимост на полупроводниците
§ 245. Луминесценция на твърди тела
§ 246. Контакт на два метала според лентовата теория
§ 247. Термоелектрични явления и тяхното приложение
§ 248. Ректификация при контакт метал-полупроводник
§ 250. Полупроводникови диоди и триоди (транзистори
Задачи

7. Елементи на физиката на атомното ядро и елементарните частици.

Глава 32. Елементи на физиката на атомното ядро.

§ 252. Дефект на масата и енергия на свързване, ядро

§ 253. Спин на ядрото и неговият магнитен момент

§ 254. Ядрени сили. Модели на ядрото

§ 255. Радиоактивно излъчванеи неговите видове Правила за изместване

§ 257. Закони на a-разпада

§ 259. Гама лъчение и неговите свойства.

§ 260. Резонансно поглъщане на γ-лъчение (ефект на Мьосбауер

§ 261. Методи за наблюдение и регистриране на радиоактивни лъчения и частици

§ 262. Ядрени реакции и техните основни видове

§ 263. Позитрон. /> - Разпад. Електронно заснемане

§ 265. Реакция на ядрено делене
Раздел 266. Верижна реакциядивизия
§ 267. Понятието за ядрена енергия
§ 268. Реакция на сливане на атомни ядра. Проблемът за контролираните термоядрени реакции
Задачи
Глава 33. Елементи на физиката на елементарните частици
§ 269. Космическо излъчване
§ 270. Мюони и техните свойства
§ 271. Мезони и техните свойства
§ 272. Видове взаимодействия на елементарните частици
§ 273. Частици и античастици
§ 274. Хиперони. Странността и четността на елементарните частици
§ 275. Класификация на елементарните частици. кварки
Задачи
Основни закони и формули
1. Физически основи на механиката
2. Основи на молекулярната физика и термодинамиката
4. Трептения и вълни
5. Оптика. Квантовата природа на радиацията
6. Елементи на квантовата физика на атоми, молекули и твърди тела

7. Елементи на физиката на атомното ядро и елементарните частици
Предметен индекс

11-то изд., Изтрито. - М .: 2006. - 560 с.

За студенти от инженерно-технически специалности на висши учебни заведения.

Формат: pdf / zip (11- изд., 2006, 560с.)

Размерът: 6 Mb

Изтегли:

RGhost

1. Физически основи на механиката.
Глава 1. Елементи на кинематиката

§ 1. Модели в механиката. Референтна система. Траектория, дължина на пътя, вектор на преместване

§ 2. Скорост

§ 3. Ускорение и неговите компоненти

§ 4. Ъглова скорост и ъглово ускорение

Задачи

Глава 2. Динамика на материална точка и транслационно движение на твърдо тяло Сила

§ 6. Втори закон на Нютон

§ 7. Трети закон на Нютон

§ 8. Сили на триене

§ 9. Закон за запазване на импулса. Център на масата

§ 10. Уравнение на движението на тяло с променлива маса

Задачи

Глава 3. Работа и енергия

§ 11. Енергия, работа, мощност

§ 12. Кинетична и потенциална енергия

§ 13. Закон за запазване на енергията

§ 14. Графично представяне на енергията

§ 15. Удар на абсолютно еластични и нееластични тела

Задачи

Глава 4. Механика на твърдото тяло

§ 16. Инерционен момент

§ 17. Кинетична енергия на въртене

§ 18. Момент на мощност. Уравнение на динамиката на въртеливото движение на твърдо тяло.

§ 27. Неинерционни референтни системи. Инерционни сили
Задачи

Глава 6. Елементи на механиката на флуидите
§ 28. Налягане в течност и газ
§ 29. Уравнението на непрекъснатостта
§ 30. Уравнението на Бернул и последствията от него
§ 31. Вискозитет (вътрешно триене). Режими на ламинарен и турбулентен флуиден поток
§ 32. Методи за определяне на вискозитета
§ 33. Движение на тела в течности и газове

Глава 14. Магнитно поле.
§ 109. Магнитно поле и неговите характеристики
§ 110. Закон на Био - Саварт - Лаплас и приложението му при изчисляване на магнитното поле
Раздел 111. Законът на Ампер. Взаимодействие на паралелни токове
§ 112. Магнитна константа. Единици за магнитна индукция и сила на магнитното поле
§ 113. Магнитното поле на движещ се заряд
§ 114. Действие на магнитно поле върху движещ се заряд
§ 115. Движение на заредени частици в магнитно поле
§ 117. Ефект на Хол
§ 118. Циркулация на вектора В на магнитното поле във вакуум
§ 119. Магнитни полета на соленоид и тороид
§ 121. Работа по преместване на проводник и верига с ток в магнитно поле
Задачи

Глава 15. Електромагнитна индукция
§ 122. Явлението на електромагнитната индукция (експерименти на Фарадей
§ 123. Законът на Фарадей и неговото извеждане от закона за запазване на енергията
§ 125. Вихрови токове (токове на Фуко
§ 126. Индуктивност на веригата. Самоиндукция
§ 127. Токове при отваряне и затваряне на верига
§ 128. Взаимна индукция
Раздел 129. Трансформатори
§130. Енергия на магнитното поле
летни вили
Глава 16. Магнитни свойства на материята
§ 131. Магнитни моменти на електрони и атоми
§ 132. Дъно и парамагнетизъм
§ 133. Намагнитване. Магнитно поле в материята
§ 134. Условия на интерфейса между два магнита
§ 135. Феромагнетици и техните свойства

4. Трептения и вълни.
Глава 18. Механични и електромагнитни вибрации
§ 140. Хармонични вибрации и техните характеристики
§ 141. Механични хармонични вибрации
§ 142. Хармоничен осцилатор. Пружини, физични и математически махала
§ 144. Събиране на хармонични трептения с една и съща посока и една и съща честота. Битове
§ 145. Събиране на взаимно перпендикулярни вибрации
§ 146. Диференциално уравнение на свободните затихващи трептения (механични и електромагнитни) и неговото решение. Автоколебания
§ 147. Диференциално уравнение на принудителни трептения (механични и електромагнитни) и неговото решение
§ 148. Амплитуда и фаза на принудителни трептения (механични и електромагнитни). Резонанс
§ 149. Променлив ток
§ 150. Резонанс на напреженията
§ 151. Резонанс на токове
§ 152. Мощност, разпределена във веригата за променлив ток
Задачи

§ 155. Принципът на суперпозицията. Групова скорост
§ 156. Интерференция на вълните
§ 157. Стоящи вълни
§ 158. Звукови вълни
§ 159. Доплеров ефект в акустиката
Раздел 160. Ултразвук и неговото приложение

Задачи

§ 163. Енергия на електромагнитните вълни. Електромагнитен импулс

§ 164. Излъчване на дипола. Приложение на електромагнитни вълни
Задачи

5. Оптика. Квантовата природа на радиацията.

Глава 21. Елементи на геометричната и електронната оптика.
§ 165. Основни закони на оптиката. Пълно отражение
§ 166. Тънки лещи. Изображение на обекти, използващи лещи
§ 167. Аберации (грешки) на оптични системи
§ 168. Основни фотометрични величини и техните единици
Задачи
Глава 22. Интерференция на светлината
§ 170. Развитие на представите за природата на светлината
§ 171. Кохерентност и монохроматичност на светлинните вълни
§ 172. Интерференция на светлината
§ 173. Методи за наблюдение на интерференцията на светлината
§ 174. Интерференция на светлината в тънки филми
§ 175. Приложение на интерференцията на светлината
Глава 23. Дифракция на светлината
§ 177. Метод на зоните на Френел. Праволинейно разпространение на светлината
§ 178. Френелова дифракция върху кръгъл отвор и диск
§ 179. Дифракция на Фраунхофер на един процеп
§ 180. Дифракция на Фраунхофер върху дифракционна решетка
§ 181. Пространствена решетка. Разсейване на светлината
§ 182. Дифракция върху пространствена решетка. Формулата на Улф - Брагс
§ 183. Разделителна способност на оптичните устройства
§ 184. Понятието холография
Задачи

§ 195. Изкуствена оптична анизотропия
§ 196. Въртене на равнината на поляризация

Задачи

Глава 26. Квантова природа на излъчването.
§ 197. Топлинно излъчване и неговите характеристики.

§ 198. Законът на Кирхоф
§ 199. Закони на Стефан – преместването на Болцман и Вин

§ 200. Формули на Рейли-Джинс и Планк.
§ 201. Оптична пирометрия. Източници на топлинна светлина
§ 203. Уравнение на Айнщайн за външния фотоефект. Експериментално потвърждение на квантовите свойства на светлината
§ 204. Приложение на фотоелектричния ефект
§ 205. Маса и импулс на фотон. Лек натиск
§ 206. Ефектът на Комптон и неговата елементарна теория
§ 207. Единството на корпускулните и вълновите свойства на електромагнитното излъчване
Задачи

6. Елементи на квантовата физика

Глава 27. Теория на Бор за водородния атом.

Задачи

Глава 28. Елементи на квантовата механика
§ 213. Корпускулярно-вълнов дуализъм на свойствата на материята
§ 214. Някои свойства на вълните на дьо Бройл
§ 215. Връзка на неопределеностите
§ 216. Вълнова функция и нейното статистическо значение
§ 217. Общо уравнение на Шрьодингер. Уравнение на Шрьодингер за стационарни състояния
§ 218. Принципът на причинността в квантовата механика
§ 219. Движение на свободна частица
§ 222. Линеен хармоничен осцилатор в квантовата механика
Задачи
Глава 29. Елементи на съвременната физика на атомите t молекули
§ 223. Водородният атом в квантовата механика
§ 224. L-изгаряне на електрон във водороден атом
§ 225. Спинът на електрона. Спиново квантово число
§ 226. Принципът на неразличимостта на еднакви частици. Фермиони и бозони
Менделеев
§ 229. Рентгенови спектри
§ 231. Молекулни спектри. Раманово разсейване на светлината
§ 232. Поглъщане, спонтанно и стимулирано излъчване
(лазери
Задачи
Глава 30. Елементи на квантовата статистика
§ 234. Квантова статистика. Фазово пространство. Функция за разпределение
§ 235. Концепцията за квантовата статистика Бозе - Айнщайн и Ферми - Дирак
§ 236. Дегенериран електронен газ в метали
§ 237. Концепцията на квантовата теория на топлинния капацитет. фоноли
§ 238. Заключения от квантовата теория на електропроводимостта на металите
! Ефектът на Джоузефсън
Задачи
Глава 31. Елементи на физиката на твърдото тяло
§ 240. Концепцията за лентовата теория на твърдите тела
§ 241. Метали, диелектрици и полупроводници според лентовата теория
§ 242. Собствена проводимост на полупроводниците
§ 243. Примесна проводимост на полупроводниците
§ 244. Фотопроводимост на полупроводниците
§ 245. Луминесценция на твърди тела
§ 246. Контакт на два метала според лентовата теория
§ 247. Термоелектрични явления и тяхното приложение
§ 248. Ректификация при контакт метал-полупроводник
§ 250. Полупроводникови диоди и триоди (транзистори
Задачи

7. Елементи на физиката на атомното ядро и елементарните частици.

Глава 32. Елементи на физиката на атомното ядро.

§ 252. Дефект на масата и енергия на свързване, ядро

§ 253. Спин на ядрото и неговият магнитен момент

§ 254. Ядрени сили. Модели на ядрото

§ 255. Радиоактивно излъчване и неговите видове Правила за изместване

§ 257. Закони на a-разпада

§ 259. Гама лъчение и неговите свойства.

§ 260. Резонансно поглъщане на γ-лъчение (ефект на Мьосбауер

§ 261. Методи за наблюдение и регистриране на радиоактивни лъчения и частици

§ 262. Ядрени реакции и техните основни видове

§ 263. Позитрон. /> - Разпад. Електронно заснемане

§ 265. Реакция на ядрено делене
§ 266. Верижна реакция на делене
§ 267. Понятието за ядрена енергия
§ 268. Реакция на сливане на атомни ядра. Проблемът за контролираните термоядрени реакции
Задачи
Глава 33. Елементи на физиката на елементарните частици
§ 269. Космическо излъчване
§ 270. Мюони и техните свойства
§ 271. Мезони и техните свойства
§ 272. Видове взаимодействия на елементарните частици
§ 273. Частици и античастици
§ 274. Хиперони. Странността и четността на елементарните частици
§ 275. Класификация на елементарните частици. кварки
Задачи
Основни закони и формули
1. Физически основи на механиката
2. Основи на молекулярната физика и термодинамиката
4. Трептения и вълни
5. Оптика. Квантовата природа на радиацията
6. Елементи на квантовата физика на атоми, молекули и твърди тела

7. Елементи на физиката на атомното ядро и елементарните частици
Предметен индекс

Рецензент: професор в катедрата по физика на името на А. М. Фабрикант на Московския енергиен институт (Технически университет) В. А. Касянов

ISBN 5-06-003634-0  Държавно унитарно предприятие „Висше училище”, 2001г

Предговор

Учебникът е написан в съответствие с действащата програма на курса по физика заинженерно-технически специалности на висши учебни заведения и е предназначен за студенти от висши технически учебни заведения с редовно обучение с ограничен брой часове по физика, с възможност за използване във вечерни и задочни курсове.

Малък обем на учебника беше постигнат чрез внимателен подбор и сбито представяне на материала.

Книгата е разделена на седем части. В първата част е дадено систематично представяне на физическите основи на класическата механика, както и елементи от специалната (частна) теория на относителността. Втората част е посветена на основите на молекулярната физика и термодинамиката. Третата част се занимава с електростатиката, постоянния ток и електромагнетизма. В четвъртата част, посветена на представянето на теорията на трептенията и волята, се разглеждат успоредно механичните и електромагнитните трептения, посочват се техните прилики и разлики и се сравняват физическите процеси, протичащи при съответните трептения. В петата част се разглеждат елементите на геометричната и електронната оптика, вълновата оптика и квантовата природа на излъчването. Шестата част е посветена на елементите на квантовата физика на атомите, молекулите и твърдите тела. В седмата част са изложени елементите от физиката на атомното ядро и елементарните частици.

Въведение

Предметът на физиката и връзката й с други науки

Светът около вас, всичко, което съществува около вас и е открито от нас чрез усещанията, е материя.

Академик А.Ф. Йофе (1880-1960; руски физик) * определи физиката като наука, която изучава общите свойства и закони на движение на материята и полето. Сега е общоприето, че взаимодействията с тежести се осъществяват с помощта на полета, например гравитационни, електромагнитни и ядрени силови полета. Полето, заедно с материята, е една от формите на съществуване на материята. Неразривната връзка между полето и веществото, както и разликата в техните свойства, ще бъдат взети предвид, докато изучавате курса.

* Всички данни са дадени според биографичния справочник на Ю. А. Храмов "Физика" (М.: Наука, 1983).

Физиката е тясно свързана с природните науки. Тази тясна връзка на физиката с други клонове на естествената наука, както отбелязва акад. С. И. Вавилов (1891-1955; руски физик и общественик), доведе до факта, че физиката има дълбоки корени в астрономията, геологията, химията, биологията и други природни науки. науки ... В резултат на това се появиха редица нови свързани дисциплини, като астрофизика, биофизика и др.

Физиката е тясно свързана с технологията и тази връзка е двупосочна. Физиката израства от нуждите на технологиите (развитието на механиката сред древните гърци, например, е предизвикано от изискванията на строителството и военното оборудване от онова време), а технологията от своя страна определя посоката на физическите изследвания (напр. Например, по едно време задачата за създаване на най-икономичните топлинни двигатели предизвика бурно развитие на термодинамиката). От друга страна, техническото ниво на производство зависи от развитието на физиката. Физиката е в основата на създаването на нови клонове на техниката (електронни технологии, ядрена технология и др.).

Физически единици

Основният изследователски метод във физиката е опитът - базиран на практика, сетивно-емпирично познание за обективната реалност, тоест наблюдение на изучаваните явления при точно взети предвид условия, които дават възможност за проследяване на хода на явленията и възпроизвеждане. много пъти, когато тези условия се повтарят.

Излагат се хипотези за обяснение на експерименталните факти. Хипотезае научно предположение, изложено за обяснение на явление и изискващо експериментална проверка и теоретична обосновка, за да се превърне в надеждна научна теория.

В резултат на обобщаване на експериментални факти, както и на резултатите от човешката дейност се установява физически закони- устойчиви повтарящи се обективни закони, които съществуват в природата. Най-важните закони установяват връзка между физическите величини, за които е необходимо тези величини да бъдат измерени. Измерването на физическа величина е действие, което се извършва с помощта на измервателни уреди за намиране на стойността на физическа величина в приети единици. Единиците за физически величини могат да бъдат избрани произволно, но тогава възникват трудности при сравняването им. Ето защо е препоръчително да се въведе система от единици, обхващаща единиците на всички физически величини.

За да се конструира система от единици, единиците се избират произволно за няколко физически величия, независими една от друга. Тези единици се наричат основен.Останалите величини и техните единици се извличат от законите, свързващи тези количества и техните единици с основните. Те се наричат производни.

В момента международната система (SI), която е изградена върху седем основни единици - метър, килограм, секунда, ампер, келвин, мол, кандела - и две допълнителни - радиан и стерадиан, е задължителна за използване в научната и учебната литература .

метър(m) - дължината на пътя, изминат от светлина във вакуум за 1/299792458 s.

килограм(kg) - маса, равна на масата на международния прототип на килограма (платинено-иридиев цилиндър, съхраняван в Международното бюро за мерки и теглилки в Севър, близо до Париж).

Второ(s) - време, равно на 9192631770 периода на излъчване, съответстващо на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133.

ампер(A) - силата на постоянен ток, който при преминаване през два успоредни праволинейни проводника с безкрайна дължина и незначително напречно сечение, разположени във вакуум на разстояние 1 m един от друг, ще създаде сила между тези проводници равно на 210 - 7 N за всеки метър дължина.

Келвин(K) - 1 / 273,16 от термодинамичната температура на тройната точка на водата.

Молец(mol) - количеството материя в система, съдържаща същия брой структурни елементи, както атомите се съдържат в 12 C нуклида с тегло 0,012 kg.

Кандела(cd) - интензитет на светлината в дадена посока на източник, излъчващ монохроматично излъчване с честота 54010 12 Hz, чийто светлинен интензитет в тази посока е 1/683 W/sr.

Радиан(rad) - ъгълът между два радиуса на окръжност, дължината на дъгата между които е равна на радиуса.

Стерадиан(cf) - плътен ъгъл с връх в центъра на сферата, изрязващ върху повърхността на сферата площ, равна на площта на квадрат със страна, равна на радиуса на сферата.

За установяване на производни единици се използват физически закони, които ги свързват с основни единици. Например от формулата за равномерно праволинейно движение v= с/ T (с – изминато разстояние, T - време) получената единица за скорост е равна на 1 m / s.

1 ФИЗИЧЕСКИ ОСНОВИ НА МЕХАНИКАТА

Глава 1 Елементи на кинематиката

§ 1. Модели в механиката. Референтна система. Траектория, дължина на пътя, вектор на преместване

механика- част от физиката, която изучава законите на механичното движение и причините, които предизвикват или променят това движение. Механично движение- това е промяна във времето в относителното положение на телата или техните части.

Развитието на механиката като наука започва през 3 век. пр.н.е пр. н. е., когато древногръцкият учен Архимед (287-212 г. пр. н. е.) формулира закона за равновесието на лоста и законите за равновесие на плаващите тела. Основните закони на механиката са установени от италианския физик и астроном Г. Галилей (1564-1642) и окончателно са формулирани от английския учен И. Нютон (1643-1727).

Механиката на Галилео-Нютон се нарича класическа механика.Изучава законите на движението на макроскопични тела, чиито скорости са малки в сравнение със скоростта на светлината c във вакуум. Изследват се законите на движение на макроскопични тела със скорости, сравними със скоростта c релативистична механика,базиран на специална теория на относителността,формулиран от А. Айнщайн (1879-1955). Да се опише движението на микроскопични тела (отделни атоми и елементарни частици) законите на класическата механика са неприложими - те се заменят със законите механика на китовете.

В първата част на нашия курс ще изучаваме механиката на Галилей-Нютон, т.е. разгледайте движението на макроскопични тела със скорости, много по-малки от скоростта c. В класическата механика концепцията за пространство и време, разработена от И. Нютон и доминираща в естествените науки през 17-19 век, е общоприета. Механиката на Галилео-Нютон разглежда пространството и времето като обективни форми на съществуване на материята, но изолирано едно от друго и от движението на материалните тела, което съответства на нивото на познанието от онова време.

Механиката е разделена на три раздела: I) кинематика; 2) динамика; 3) статика.

Кинематиката изучава движението на телата, без да отчита причините, които предизвикват това движение.

Динамикаизучава законите на движението на телата и причините, които предизвикват или променят това движение.

Статикаизучава законите на равновесието на система от тела. Ако законите за движение на телата са известни, то от тях могат да се установят и законите на равновесието. Следователно физиката не разглежда законите на статиката отделно от законите на динамиката.

Механиката за описване на движението на телата, в зависимост от условията на конкретни проблеми, използва различни физически модели.Най-простият модел е материална точка- тяло с маса, чиито размери могат да бъдат пренебрегнати в този проблем. Понятието материална точка е абстрактно, но въвеждането му улеснява решаването на практически проблеми. Например, изучавайки движението на планетите в орбити около Слънцето, човек може да ги приеме за материални точки.

Произволно макроскопично тяло или система от тела може да се раздели мислено на малки взаимодействащи части, всяка от които се разглежда като материална точка. Тогава изучаването на движението на произволна система от тела се свежда до изследване на система от материални точки. В механиката първо се изучава движението на една материална точка, а след това се пристъпва към изследване на движението на система от материални точки.

Под въздействието на телата едно върху друго телата могат да се деформират, тоест да променят формата и размера си. Затова в механиката се въвежда друг модел – абсолютно твърдо... Абсолютно твърдо тяло е тяло, което при никакви обстоятелства не може да се деформира и при всякакви условия разстоянието между две точки (или по-точно между две частици) на това тяло остава постоянно.

Всяко движение на твърдо тяло може да бъде представено като комбинация от транслационни и ротационни движения. Транслационното движение е движение, при което всяка права линия, твърдо свързана с движещо се тяло, остава успоредна на първоначалното си положение. Ротационното движение е движение, при което всички точки на тялото се движат в кръгове, чиито центрове лежат на една и съща права линия, наречена ос на въртене.

Движението на телата се извършва в пространството и времето. Следователно, за да се опише движението на материална точка, е необходимо да се знае на какви места в пространството се е намирала тази точка и в кои моменти от времето е преминала през това или онова положение.

Положението на материална точка се определя спрямо някакво друго, произволно избрано тяло, наречено референтно тяло. С него е свързана референтна система - набор от координатна система и часовник, свързан с референтно тяло. В най-често използваната декартова координатна система, позицията на точка Ав даден момент по отношение на тази система се характеризира с три координати х, г и zили радиус вектор rизтеглено от началото на координатната система до тази точка(Фиг. 1).

Когато материална точка се движи, нейните координати се променят с течение на времето. В общия случай движението му се определя от скаларните уравнения

x = x (t), y = y (t), z = z (t), (1.1)

еквивалентно на векторното уравнение

r = r(T). (1.2)

Уравнения (1.1) и съответно (1.2) се наричат кинематични уравнениядвижение материална точка.

Нарича се броят на независимите координати, които напълно определят положението на точка в пространството брой степени на свобода... Ако материална точка се движи свободно в пространството, тогава, както вече споменахме, тя има три степени на свобода (координати x, yи z), ако се движи по някаква повърхност, тогава с две степени на свобода, ако по определена линия, тогава с една степен на свобода.

С изключение Tв уравнения (1.1) и (1.2) получаваме уравнението на траекторията на материалната точка. Траекториядвижение на материална точка - линия, описана от тази точка в пространството. В зависимост от формата на траекторията движението може да бъде право или извито.

Да разгледаме движението на материална точка по произволна траектория (фиг. 2). Ще започнем да броим времето от момента, в който точката е била в позицията А.Дължина на сегмента на траекторията AB,изминат от материална точка от началото на времето се нарича дълъг път си е скаларна функциявреме:  с = с(T) .вектор r = r -r 0, изтеглена от началната позиция на движещата се точка до нейната позиция в даден момент (нарастването на радиус вектора на точката през разглеждания интервал от време) се нарича изместване.

При праволинейно движение векторът на преместване съвпада със съответния участък от траекторията и модула на преместване |  r| равно на изминатото разстояние  с.

§ 2. Скорост

За характеризиране на движението на материална точка се въвежда векторна величина - скоростта, която се определя като бързинадвижение и неговото посокав този момент от време.

Нека материалната точка се движи по някаква криволинейна траектория, така че в момента на времето Tтой съответства на радиус вектора r 0 (фиг. 3). За кратък период от време  Tточка ще премине пътя  си ще получи елементарно (безкрайно малко) изместване r.

Вектор на средната скоросте съотношението на увеличението r на радиус вектора на точка към интервала от време  T:

(2.1)

Посоката на вектора на средната скорост съвпада с посоката на r. С неограничено намаление  Tсредната скорост клони към пределна стойност, която се нарича моментна скорост v:

Така моментната скорост v е векторна величина, равна на първата производна на радиус вектора на движещата се точка по отношение на времето. Тъй като секансът в границата съвпада с допирателната, векторът на скоростта v е насочен тангенциално към траекторията по посока на движението (фиг. 3). Тъй като намалява  Tначин  сще се приближава | r | все повече и повече, следователно модулът на моментната скорост

Така модулът на моментната скорост е равен на първата производна на пътя по отношение на времето:

(2.2)

В неравномерно движение - моментният модул на скоростта се променя с течение на времето. В този случай скаларната стойност  v - Средната скоростнеравномерно движение:

От фиг. 3 следва, че  v> | v |, тъй като  с> | r | и само в случай на праволинейно движение

Ако изразът d с = vд T (виж формула (2.2)) интегрират във времето в рамките на Tпреди T + T, тогава намираме дължината на пътя, изминат от точката във времето  T:

(2.3)

Кога равномерно движениечислената стойност на моментната скорост е постоянна; тогава изразът (2.3) приема формата

Дължината на пътя, изминат от точката във времевия интервал от T 1 до T 2 се дава от интеграла

§ 3. Ускорение и неговите компоненти

В случай на неравномерен трафик е важно да знаете колко бързо се променя скоростта с течение на времето. Физическата величина, която характеризира скоростта на промяна на скоростта по големина и посока е ускорение.

Обмисли плоско движение,тези. движение, при което всички сегменти от траекторията на точка лежат в една и съща равнина. Нека векторът v дефинира скоростта на точката Ав момента T. През времето  Tдвижещата се точка е преместена на позиция Vи придоби скорост, различна от v както по големина, така и по посока и равна на v 1 = v + v. Преместете вектора v 1 до точката Аи намерете v (фиг. 4).

Средно ускорениенеравномерно движение в диапазона от Tпреди T + Tсе нарича векторна величина, равна на отношението на промяната в скоростта v към интервала от време  T

Моментално ускорение(ускорение) на материална точка в момента Tще има ограничение за средното ускорение:

По този начин ускорението a е векторна величина, равна на първата производна на скоростта по отношение на времето.

Нека разложим вектора v на две компоненти. За да направите това, от точката А(фиг. 4) по посока на скоростта v отлагаме вектора
по модул в 1. Очевидно векторът
, равни
, определя промяната в скоростта във времето  T по модул:
... Вторият компонент
вектор v характеризира промяната на скоростта във времето  T към.

Тангенциална компонента на ускорението

т.е. тя е равна на първата производна по време на модула на скоростта, като по този начин се определя скоростта на промяна на скоростта по модул.

Нека намерим втория компонент на ускорението. Да приемем, че точката Vдостатъчно близо, за да посочи А,следователно  сможе да се счита за дъга на окръжност с някакъв радиус r, която се различава малко от хордата AB.След това от подобието на триъгълниците AOBи ЕАД следва  v н /AB = v 1 / r, но тъй като AB = vT, тогава

В лимита при
получи
.

Тъй като ъгълът ЕАДклони към нула, а тъй като триъгълникът ЕАДравнобедрен след това ъгъл ADEмежду v и v нсе стреми към прякото. Следователно за векторите v ни v са взаимно перпендикулярни. Данъкът като вектор на скоростта е насочен тангенциално към траекторията, тогава векторът v нперпендикулярно на вектора на скоростта е насочено към центъра на неговата кривина. Вторият компонент на ускорението, равен на

Наречен нормален компонент на ускорениетои е насочена по нормалата към траекторията към центъра на нейната кривина (следователно се нарича още центростремително ускорение).

Пълно ускорениетялото е геометричната сума от тангенциалната и нормалната компоненти (фиг. 5):

Така, тангенциалнакомпонент на ускорението характеризира скорост на промяна на скоростта по модул(насочен тангенциално към траекторията), и нормалнокомпонент на ускорението - скоростта на промяна на скоростта в посоката(насочена към центъра на кривината на траекторията).

В зависимост от тангенциалните и нормалните компоненти на ускорението, движението може да се класифицира, както следва:

1)
, а н = 0 - праволинейно равномерно движение;

2)
, а н = 0 - праволинейно равно движение. С този вид движение

Ако началният момент на времето T 1 = 0 и началната скорост v = v T.I. добре физика: [урокза инженерство...

Методическо указание No1 за студенти 1 курс на Медико-биологически факултет семестър No1

документ

... (2,1m; l = 10m; 1,3s) Литература: Трофимова T.I. добре физика: Учебник. ръководство за университети.-18 ... скорост. (0,43) Литература: Трофимова T.I. добре физика: Учебник. ръководство за университети - ... за въздействието. () Литература: Трофимова T.I. добре физика: Учебник. ръководство за университети. - ...