دوره فیزیک تروفیموف ویرایش شانزدهم. واحدهای فیزیکی

T.I. تروفیمووا

خوب

فیزیک

چاپ هفتم، کلیشه ای

آرتوصیه شدهموزارت آموزش و پرورش

آراوسیانافEDERATION به عنوان یک کمک آموزشی

برای مهندسی- تخصص های فنی

موسسات آموزش عالی

مدرسه فارغ التحصیل

2003

داور: استاد گروه فیزیک به نام ع.م. سازنده موسسه مهندسی برق مسکو ( دانشگاه فنی) V.A.Kasyanov

شابک 5-06-003634-0

FSUE "انتشارات خانه" دانشکده تحصیلات تکمیلی"، 2003

صفحه آرایی اصلی این نشریه متعلق به انتشارات ویشایا شکلا بوده و تکثیر (تکثیر) آن به هر نحوی بدون رضایت ناشر ممنوع می باشد.

پیش گفتار

کتاب درسی مطابق با برنامه جاری درس فیزیک برای رشته های مهندسی و فنی بالاتر نوشته شده است. موسسات آموزشیو برای دانشجویان مؤسسات آموزش عالی فنی آموزش تمام وقت با ساعات محدود فیزیک با امکان استفاده در عصر و عصر در نظر گرفته شده است. فرم های مکاتباتیادگیری.

حجم کمی از کتاب درسی با انتخاب دقیق و ارائه مختصر مطالب به دست آمد.

کتاب به هفت بخش تقسیم شده است. بخش اول یک ارائه سیستماتیک ارائه می دهد پایه های فیزیکی مکانیک کلاسیک، و همچنین عناصر نظریه نسبیت خاص (خاص) را در نظر گرفت. بخش دوم در مورد اصول است فیزیک مولکولیو ترمودینامیک بخش سوم به الکترواستاتیک ثابت می پردازد برقو الکترومغناطیس در بخش چهارم که به ارائه نظریه نوسانات و امواج اختصاص دارد، نوسانات مکانیکی و الکترومغناطیسی به صورت موازی در نظر گرفته شده، شباهت ها و تفاوت های آنها نشان داده شده و مقایسه می شود. فرآیندهای فیزیکیبا نوسانات مربوطه رخ می دهد. در قسمت پنجم عناصر اپتیک هندسی و الکترونیکی، اپتیک موجی و ماهیت کوانتومی تابش در نظر گرفته شده است. قسمت ششم به عناصر اختصاص دارد فیزیک کوانتوماتم ها، مولکول ها و جامدات. بخش هفتم عناصر فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی را بیان می کند.

ارائه مطالب بدون محاسبات ریاضی دست و پا گیر انجام می شود، توجه لازم به ماهیت فیزیکی پدیده ها و مفاهیم و قوانینی که آنها را توصیف می کنند و همچنین به تداوم فیزیک مدرن و کلاسیک می شود. تمام داده های بیوگرافی بر اساس کتاب "فیزیک" توسط یو. ا.خراموف (مسکو: ناوکا، 1983) ارائه شده است.

برای تعیین کمیت های برداری در تمام شکل ها و در متن، از تایپ پررنگ استفاده می شود، به استثنای کمیت هایی که با حروف یونانی نشان داده شده اند، که به دلایل فنی، در متن با حروف روشن با فلش تایپ می شوند.

نویسنده از همکاران و خوانندگانی که نظرات و آرزوهای محبت آمیز آنها به بهبود کتاب کمک کرده است، تشکر می کند. من به ویژه از پروفسور V.A.Kasyanov برای بررسی کتابچه راهنمای کاربر و نظرات وی سپاسگزارم.

معرفی

موضوع فیزیک و ارتباط آن با سایر علوم

دنیای اطراف شما، هر چیزی که در اطراف ما وجود دارد و توسط ما از طریق احساسات کشف می شود، ماده است.

خاصیت لاینفک ماده و شکل وجودی آن حرکت است. حرکت به معنای وسیع کلمه، انواع تغییرات در ماده است - از حرکت ساده تا پیچیده ترین فرآیندهای تفکر.

اشکال مختلف حرکت ماده توسط علوم مختلف از جمله فیزیک مورد مطالعه قرار می گیرد. موضوع فیزیک، در واقع، هر علمی، تنها در جریان ارائه دقیق آن آشکار می شود. ارائه یک تعریف دقیق از موضوع فیزیک بسیار دشوار است، زیرا مرزهای بین فیزیک و تعدادی از رشته های مرتبط مشروط هستند. در این مرحله از توسعه، حفظ تعریف فیزیک فقط به عنوان علم طبیعت غیرممکن است.

آکادمیسین A.F. Ioffe (1880-1960؛ فیزیکدان روسی) فیزیک را به عنوان علمی که مطالعه می کند تعریف کرد. خواص عمومیو قوانین حرکت ماده و میدان. در حال حاضر به طور کلی پذیرفته شده است که تمام فعل و انفعالات با استفاده از میدان ها، به عنوان مثال، میدان های گرانشی، الکترومغناطیسی، انجام می شود. نیروهای هسته ای... میدان در کنار ماده یکی از صورت های وجودی مادر است. ارتباط ناگسستنی بین رشته و ماده و همچنین تفاوت در خصوصیات آنها با مطالعه درس مورد توجه قرار می گیرد.

فیزیک علم ساده ترین و در عین حال کلی ترین اشکال حرکت ماده و دگرگونی های متقابل آنهاست. اشکال حرکت ماده مورد مطالعه فیزیک (مکانیکی، حرارتی و غیره) در تمام اشکال حرکتی بالاتر و پیچیده تر ماده (شیمیایی، بیولوژیکی و غیره) وجود دارد. بنابراین، آنها که ساده ترین هستند، در عین حال عمومی ترین اشکال حرکت ماده هستند. اشکال بالاتر و پیچیده تر حرکت ماده موضوع مطالعه سایر علوم (شیمی، زیست شناسی و غیره) است.

فیزیک ارتباط نزدیکی با علوم طبیعی دارد. این ارتباط نزدیک فیزیک با سایر شاخه های علوم طبیعی، همانطور که توسط آکادمیسین S.I. Vavilov (1891-1955؛ فیزیکدان و شخصیت عمومی روسی) اشاره کرد، منجر به این واقعیت شد که فیزیک عمیقاً در نجوم، زمین شناسی، شیمی، زیست شناسی و دیگران ریشه دارد. علوم طبیعی... در نتیجه تعدادی از رشته های مرتبط جدید مانند اخترفیزیک، بیوفیزیک و غیره پدید آمدند.

فیزیک ارتباط نزدیکی با فناوری دارد و این ارتباط ماهیتی دو طرفه دارد. فیزیک ناشی از نیازهای تکنولوژی بود (مثلاً توسعه مکانیک در میان یونانیان باستان به دلیل نیازهای ساخت و ساز و تجهیزات نظامیدر آن زمان) و فناوری به نوبه خود جهت تحقیقات فیزیکی را تعیین می کند (به عنوان مثال، در یک زمان وظیفه ایجاد اقتصادی ترین موتورهای حرارتی باعث توسعه سریع ترمودینامیک شد). از سوی دیگر، توسعه فیزیک بستگی دارد سطح فنیتولید فیزیک مبنای ایجاد شاخه های جدید فناوری (تکنولوژی الکترونیک، فناوری هسته ای و ...) است.

سرعت سریع توسعه فیزیک، پیوندهای رو به رشد آن با فناوری نشان دهنده نقش مهم دوره فیزیک در دانشکده فنی است: این پایه اساسی برای آموزش نظری یک مهندس است که بدون آن کار موفقیت آمیز او غیرممکن است.

Eغذاهای ارزش های فیزیکی

روش اصلی تحقیق در فیزیک است یک تجربه- بر اساس تمرین، دانش حسی-تجربی از واقعیت عینی، یعنی مشاهده پدیده های مورد مطالعه در شرایطی که دقیقاً در نظر گرفته شده است، که امکان پیگیری سیر پدیده ها و بازتولید آن را به دفعات در صورت تکرار این شرایط ممکن می سازد. .

برای توضیح شواهد تجربیفرضیه هایی مطرح می شود.

فرضیهیک فرض علمی است که برای توضیح یک پدیده مطرح می شود و نیاز به تأیید با تجربه دارد پیش زمینه ی نظریتا معتبر شود نظریه علمی.

در نتیجه تعمیم حقایق تجربی و همچنین نتایج فعالیت های انسانی مشخص می شود قوانین فیزیکی - قوانین عینی تکرارشونده پایدار که در طبیعت وجود دارد. مهمترین قوانین بین کمیت های فیزیکی رابطه برقرار می کنند که برای آن اندازه گیری این کمیت ها ضروری است. اندازه گیری یک کمیت فیزیکی عملی است که با کمک ابزار اندازه گیری برای یافتن مقدار یک کمیت فیزیکی در واحدهای پذیرفته شده انجام می شود. واحدها مقادیر فیزیکیمی توان خودسرانه انتخاب کرد، اما پس از آن مشکلاتی در مقایسه آنها ایجاد می شود. بنابراین، توصیه می شود سیستمی از واحدها معرفی شود که واحدهای همه کمیت های فیزیکی را پوشش می دهد.

برای ساختن یک سیستم از واحدها، واحدها به طور دلخواه برای چند کمیت فیزیکی مستقل انتخاب می شوند. این واحدها نامیده می شوند پایه ای.بقیه کمیت ها و واحدهای آنها از قوانین مرتبط کننده این کمیت ها و آنها به دست می آیند واحدهابا اصلی ترین ها آنها نامیده می شوند مشتقات

در حال حاضر، استفاده از آن در علم و همچنین در داخل الزامی است ادبیات آموزشیسیستم بین المللی (SI) که بر روی هفت واحد اصلی - متر، کیلوگرم، ثانیه، آمپر، کلوین، مول، کندلا - و دو واحد اضافی - رادیان و استرادیان ساخته شده است.

متر(m) - طول مسیری که نور در خلاء طی می کند 1/299792458 ثانیه. کیلو گرم(کیلوگرم) - جرم برابر با جرم نمونه اولیه بین المللی کیلوگرم (سیلندر پلاتین-ایریدیوم ذخیره شده در دفتر بین المللی وزن ها و اندازه گیری ها در Sevres، نزدیک پاریس).

دومین(s) - زمان برابر با 9 192631770 دوره تابش مربوط به انتقال بین دو سطح فوق ظریف از حالت پایه اتم سزیم-133 است.

آمپر(الف) - قدرت جریان ثابت که هنگام عبور از دو هادی مستطیل موازی با طول بی نهایت و مقطع ناچیز که در خلاء در فاصله 1 متر از یکدیگر قرار دارند، بین این هادی ها نیرویی برابر ایجاد می کند. تا 2⋅10 -7 نیوتن برای هر متر طول.

کلوین(K) - 1 / 273.16 دمای ترمودینامیکی نقطه سه گانه آب.

پروانه(مول) - مقدار ماده در سیستم حاوی همان عناصر ساختاریچند اتم در هسته 12 C با جرم 0.012 کیلوگرم وجود دارد.

کاندلا(cd) - شدت نور در یک جهت معین از منبعی که تابش تک رنگ با فرکانس 540 "10 12 هرتز ساطع می کند، که شدت نور آن در این جهت 1/683 W / sr است.

رادیان(راد) - زاویه بین دو شعاع یک دایره که طول قوس بین آنها برابر با شعاع است.

استرادیان(cf) - زاویه جامد با راس در مرکز کره، برش منطقه از سطح کره، مساحت مساویمربعی با ضلع برابر با شعاع کره.

برای ایجاد واحدهای مشتق شده، از قوانین فیزیکی استفاده می شود که آنها را با واحدهای اساسی مرتبط می کند. به عنوان مثال، از فرمول حرکت خطی مستقیم یکنواخت v = st (s- مسافت طی شده، تی- زمان) واحد سرعت به دست آمده برابر با 1 متر بر ثانیه است.

چاپ یازدهم، پاک شده. - م .: 2006.- 560 ص.

کتاب درسی (ویرایش نهم، اصلاح شده و بزرگ شده، 2004) شامل هفت بخش است که مبانی فیزیکی مکانیک، فیزیک مولکولی و ترمودینامیک، الکتریسیته و مغناطیس، اپتیک، فیزیک کوانتومی اتم ها، مولکول ها و جامدات، فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی موضوع ترکیب نوسانات مکانیکی و الکترومغناطیسی به طور منطقی حل شده است. پیوستگی و ارتباط منطقی بین فیزیک کلاسیک و مدرن برقرار شده است. سوالات کنترلی و وظایف برای راه حل مستقل داده شده است.

برای دانشجویان رشته های مهندسی و فنی موسسات آموزش عالی.

قالب: pdf / zip (11- ویرایش، 2006، 560s.)

اندازه: 6 مگابایت

دانلود:

RGhost

1. مبانی فیزیکی مکانیک.
فصل 1. عناصر سینماتیک

§ 1. مدل ها در مکانیک. سیستم مرجع مسیر، طول مسیر، بردار جابجایی

§ 2. سرعت

§ 3. شتاب و اجزای آن

§ 4. سرعت زاویهایو شتاب زاویه ای

وظایف

فصل 2. دینامیک نقطه مادیو حرکت انتقالی نیروی جسم صلب

§ 6. قانون دوم نیوتن

§ 7. قانون سوم نیوتن

§ 8. نیروهای اصطکاک

§ 9. قانون بقای تکانه. مرکز جرم

§ 10. معادله حرکت جسمی با جرم متغیر

وظایف

فصل 3. کار و انرژی

§ 11. انرژی، کار، قدرت

§ 12. انرژی های جنبشی و بالقوه

§ 13. قانون بقای انرژی

§ 14. نمایش گرافیکی انرژی

§ 15. ضربه اجسام کاملاً کشسان و غیر کشسان

وظایف

فصل 4. مکانیک بدن صلب

§ 16. لحظه اینرسی

§ 17. انرژی جنبشی چرخش

§ 18. لحظه قدرت. معادله دینامیک حرکت چرخشی یک جسم صلب.

§ 19. لحظه تکانه و قانون حفظ آن
§ 20. محورهای آزاد. ژیروسکوپ
§ 21. تغییر شکل های یک بدن صلب
وظایف

فصل 5. جاذبه. عناصر نظریه میدان
§ 22. قوانین کپلر. قانون جاذبه جهانی
§ 23. جاذبه و وزن. بی وزنی .. 48 y 24. میدان گرانشی و شدت آن
§ 25. کار در میدان گرانشی. پتانسیل میدان گرانشی
بخش 26. سرعت های فضایی

§ 27. چارچوب های مرجع غیر اینرسی. نیروهای اینرسی
وظایف

فصل 6. عناصر مکانیک سیالات
§ 28. فشار در مایع و گاز
§ 29. معادله تداوم
§ 30. معادله برنول و پیامدهای آن
§ 31. ویسکوزیته ( اصطکاک داخلی). رژیم های جریان سیال آرام و متلاطم
§ 32. روش های تعیین ویسکوزیته
§ 33. حرکت اجسام در مایعات و گازها

وظایف
فصل 7. عناصر نظریه نسبیت خاص (خاص).
§ 35. اصول نظریه نسبیت خاص (خاص).
§ 36. تبدیلات لورنتس
§ 37. پیامدهای تحولات لورنتس
بخش 38. فاصله بین رویدادها
§ 39. قانون اساسی پویایی نسبیتی یک نقطه مادی
§ 40. قانون رابطه جرم و انرژی
وظایف

2. مبانی فیزیک مولکولی و ترمودینامیک
فصل 8. نظریه مولکولی-سینتیکی گازهای ایده آل
§ 41. روش تحقیق. قوانین گاز ایده آل را تجربه کرد
§ 42. معادله کلاپیرون - مندلیف
§ 43. معادله اساسی نظریه مولکولی-سینتیکی گازهای ایده آل
§ 44. قانون ماکسول در مورد توزیع مولکول های گاز ایده آل بر اساس سرعت ها و انرژی های حرکت حرارتی
§ 45. فرمول فشارسنجی. توزیع بولتزمن
§ 46. میانگین تعداد برخوردها و میانگین میانگین مسیر آزاد مولکولها
§ 47. اثبات تجربی نظریه جنبشی مولکولی
§ 48. پدیده های حمل و نقل در سیستم های ترمودینامیکی غیرتعادلی
§ 49. خلاء و روشهای به دست آوردن آن. خواص گازهای فوق کمیاب
وظایف

فصل 9. مبانی ترمودینامیک.
§ 50. تعداد درجات آزادی مولکول. قانون توزیع یکنواخت انرژی بر درجات آزادی مولکولها
§ 51. قانون اول ترمودینامیک
§ 52. کار گاز هنگام تغییر حجم آن
§ 53. ظرفیت حرارتی
§ 54. کاربرد قانون اول ترمودینامیک در فرآیندهای ایزو
§ 55. فرآیند آدیاباتیک. فرآیند پلی تروپیک
§ 57. آنتروپی، تفسیر آماری و ارتباط آن با احتمال ترمودینامیکی
§ 58. قانون دوم ترمودینامیک
§ 59. موتورهای حرارتی و ماشین های برودتی چرخه کارنو و کارایی آن برای گاز ایده آل
وظایف
فصل 10. گازها، مایعات و جامدات واقعی
§ 61. معادله واندروالس
§ 62. ایزوترمهای واندروالس و تحلیل آنها
بخش 63. انرژی داخلی گاز واقعی
§ 64. اثر ژول تامسون
بند 65. مایع سازی گازها
§ 66. خواص مایعات. کشش سطحی
بند 67. خیس شدن
§ 68. فشار زیر سطح منحنی مایع
§ 69. پدیده های مویرگی
§ 70. جامدات. مونو و پلی کریستال
§ 71. انواع جامدات کریستالی
§ 72. نقص در کریستال
§ 75. انتقال فاز از نوع اول و دوم
§ 76. نمودار حالت. نقطه سه گانه
وظایف

3. الکتریسیته و مغناطیس
فصل 11. الکترواستاتیک
بند 77. قانون پایستگی بار الکتریکی
بخش 78. قانون کولمب
§ 79. میدان الکترواستاتیک. قدرت میدان الکترواستاتیک
§ 80. اصل برهم نهی میدان های الکترواستاتیک. میدان دوقطبی
§ 81. قضیه گاوس برای میدان الکترواستاتیک در خلاء
§ 82. کاربرد قضیه گاوس در محاسبه برخی میدان های الکترواستاتیک در خلاء
§ 83. گردش بردار شدت میدان الکترواستاتیک
§ 84. پتانسیل میدان الکترواستاتیک
§ 85. تنش به عنوان یک گرادیان پتانسیل. سطوح هم پتانسیل
§ 86. محاسبه اختلاف پتانسیل از شدت میدان
§ 87. انواع دی الکتریک. پلاریزاسیون دی الکتریک
§ 88. قطبی شدن. قدرت میدان در دی الکتریک
§ 89. اختلاط الکتریکی. قضیه گاوس برای میدان الکترواستاتیک در دی الکتریک
§ 90. شرایط در رابط بین دو رسانه دی الکتریک
§ 91. فروالکتریک
§ 92. رساناها در یک میدان الکترواستاتیک
§ 93. ظرفیت الکتریکی یک هادی منزوی
§ 94. خازن ها
§ 95. انرژی یک سیستم بارها، یک هادی منفرد و یک خازن. انرژی میدان الکترواستاتیک
وظایف
فصل 12. جریان الکتریکی مستقیم
§ 96. جریان الکتریکی، قدرت و چگالی جریان
بند 97. نیروهای خارج از کشور. نیروی محرکه الکتریکی و ولتاژ
§ 98. قانون اهم. مقاومت هادی

بند 99 کار و قدرت قانون ژول لنز
§ 100. قانون اهم برای بخش غیر یکنواخت یک زنجیره
§ 101. قوانین Kirchhoff برای زنجیره های شاخه دار
وظایف
فصل 13. جریان های الکتریکی در فلزات، خلاء و گازها
§ 104. عملکرد کار الکترون ها از فلز
§ 105. پدیده های انتشار و کاربرد آنها
§ 106. یونیزاسیون گازها. تخلیه گاز غیر خود نگهدار
§ 107. تخلیه گاز خوددار و انواع آن
§ 108. پلاسما و خواص آن
وظایف

فصل 14. میدان مغناطیسی.
§ 109. میدان مغناطیسی و ویژگی های آن
§ 110. قانون بیو - ساوارت - لاپلاس و کاربرد آن در محاسبه میدان مغناطیسی
بند 111. قانون آمپر. برهمکنش جریان های موازی
§ 112. ثابت مغناطیسی. واحدهای القای مغناطیسی و قدرت میدان مغناطیسی
§ 113. میدان مغناطیسی یک بار متحرک
§ 114. عمل میدان مغناطیسی بر بار متحرک
§ 115. حرکت ذرات باردار در میدان مغناطیسی
§ 117. جلوه هال
§ 118. گردش بردار B میدان مغناطیسی در خلاء
بخش 119. میدانهای مغناطیسیشیر برقی و حلقوی
§ 121. روی حرکت یک هادی و مدار با جریان در میدان مغناطیسی کار کنید
وظایف

فصل 15. القای الکترومغناطیسی
§ 122. پدیده القای الکترومغناطیسی(آزمایشات فارادی
§ 123. قانون فارادی و اشتقاق آن از قانون بقای انرژی
§ 125. جریان های گردابی (جریان های فوکو
§ 126. اندوکتانس مدار. خود القایی
§ 127. جریان در هنگام باز و بسته شدن مدار
§ 128. استقراء متقابل
بند 129. ترانسفورماتورها
§130. انرژی میدان مغناطیسی
کلبه های تابستانی
فصل 16. خواص مغناطیسیمواد
§ 131. گشتاورهای مغناطیسی الکترون ها و اتم ها
§ 132. پایین و پارامغناطیس
§ 133. مغناطیس. میدان مغناطیسی در ماده
§ 134. شرایط در سطح مشترک بین دو آهنربا
§ 135. فرومغناطیس ها و خواص آنها

§ 136. ماهیت فرومغناطیس
وظایف
فصل 17. مبانی نظریه ماکسول برای صفر الکترومغناطیسی
§ 137. میدان الکتریکی گرداب
بند 138. جریان بایاس
§ 139. معادلات ماکسول برای میدان الکترومغناطیسی

4. نوسانات و امواج.
فصل 18. ارتعاشات مکانیکی و الکترومغناطیسی
§ 140. ارتعاشات هارمونیک و خصوصیات آنها
§ 141. ارتعاشات هارمونیک مکانیکی
§ 142. نوسان ساز هارمونیک. فنر، آونگ های فیزیکی و ریاضی
§ 144. اضافه ارتعاشات هارمونیکهمان جهت و همان فرکانس می زند
§ 145. افزودن ارتعاشات متقابل عمود بر هم
بخش 146. معادله دیفرانسیلنوسانات میرایی آزاد (مکانیکی و الکترومغناطیسی) و حل آن. خود نوسانات
§ 147. معادله دیفرانسیل نوسانات اجباری (مکانیکی و الکترومغناطیسی) و حل آن
§ 148. دامنه و فاز نوسانات اجباری (مکانیکی و الکترومغناطیسی). طنین
§ 149. جریان متناوب
§ 150. رزونانس تنش ها
§ 151. طنین جریان
§ 152. توان تخصیص یافته در مدار جریان متناوب
وظایف

فصل 19. امواج الاستیک.
§ 153. فرآیندهای موجی. امواج طولی و عرضی
§ 154. معادله یک موج سیر. سرعت فاز معادله موج

§ 155. اصل برهم نهی. سرعت گروه
§ 156. تداخل موج
§ 157. امواج ایستاده
بخش 158. امواج صوتی
§ 159. اثر داپلر در آکوستیک
بند 160. سونوگرافی و کاربرد آن

وظایف

فصل 20. امواج الکترومغناطیسی.
§ 161. تولید آزمایشی امواج الکترومغناطیسی
§ 162. معادله دیفرانسیل یک موج الکترومغناطیسی

§ 163. انرژی امواج الکترومغناطیسی. پالس الکترومغناطیسی

§ 164. تشعشع دوقطبی. کاربرد امواج الکترومغناطیسی
وظایف

5. اپتیک. طبیعت کوانتومیتابش - تشعشع.

فصل 21. عناصر اپتیک هندسی و الکترونیکی.
§ 165. قوانین اساسی اپتیک. بازتاب کامل
§ 166. لنزهای نازک. تصویر اجسام با استفاده از لنز
§ 167. انحرافات (اشتباهات) سیستم های نوری
§ 168. کمیت های فتومتریک پایه و واحدهای آنها
وظایف
فصل 22. تداخل نور
§ 170. توسعه ایده ها در مورد ماهیت نور
§ 171. پیوستگی و تک رنگی امواج نور
§ 172. تداخل نور
§ 173. روشهای مشاهده تداخل نور
§ 174. تداخل نور در لایه های نازک
§ 175. اعمال تداخل نور
فصل 23. پراش نور
§ 177. روش مناطق فرنل. انتشار نور مستقیم
§ 178. پراش فرنل روی سوراخ و دیسک گرد
§ 179. پراش فراونهوفر در یک شکاف
§ 180. پراش فراونهوفر روی توری پراش
§ 181. شبکه فضایی. پراکندگی نور
§ 182. پراش در یک شبکه فضایی. فرمول وولف - براگز
§ 183. وضوح دستگاه های نوری
§ 184. مفهوم هولوگرافی
وظایف

فصل 24. برهمکنش امواج الکترومغناطیسی با ماده.
§ 185. پراکندگی نور
§ 186. نظریه الکترونیکی پراکندگی نور
§ 188. اثر داپلر
§ 189. واویلف - تابش چرنکوف

وظایف
فصل 25. قطبش نور
§ 190. نور طبیعی و قطبی شده
§ 191. قطبش نور در هنگام بازتاب و شکست در مرز دو دی الکتریک
§ 192. شکست مضاعف
§ 193. منشورهای قطبی و پلاروئیدها
§ 194. تحلیل نور پلاریزه

§ 195. ناهمسانگردی نوری مصنوعی
§ 196. چرخش صفحه قطبش

وظایف

فصل 26. ماهیت کوانتومی تابش.
§ 197. تشعشعات حرارتی و خصوصیات آن.

§ 198. قانون کیرشهوف
§ 199. قوانین استفان - بولتزمن و جابجایی وین

§ 200. فرمول های جین ریلی و پلانک.
§ 201. پیرومتری نوری. منابع نور حرارتی
§ 203. معادله انیشتین برای اثر فوتوالکتریک خارجی. تایید تجربی خواص کوانتومی نور
§ 204. کاربرد اثر فوتوالکتریک
§ 205. جرم و تکانه فوتون. فشار سبک
§ 206. اثر کامپتون و آن نظریه ابتدایی
§ 207. وحدت خواص جسمی و موجی تابش الکترومغناطیسی
وظایف

6. عناصر فیزیک کوانتومی

فصل 27. نظریه بور در مورد اتم هیدروژن.

§ 208. مدل های اتم تامسون و رادرفورد
§ 209. طیف خطی اتم هیدروژن
§ 210. اصول بور
§ 211. آزمایشات فرانک در هرتز
§ 212. طیف اتم هیدروژن طبق بور

وظایف

فصل 28. عناصر مکانیک کوانتومی
§ 213. دوگانه انگاری موجی جسمی خواص ماده
§ 214. برخی از خواص امواج دو بروگلی
§ 215. رابطه عدم قطعیت ها
§ 216. تابع موج و معنای آماری آن
بخش 217. معادله کلیشرودینگر معادله شرودینگر برای حالت های ساکن
§ 218. اصل علیت در مکانیک کوانتومی
§ 219. حرکت یک ذره آزاد
§ 222. نوسان ساز هارمونیک خطی در مکانیک کوانتومی
وظایف
فصل 29. عناصر فیزیک مدرنمولکول های اتم t
§ 223. اتم هیدروژن در مکانیک کوانتومی
§ 224. L-احتراق یک الکترون در اتم هیدروژن
§ 225. اسپین الکترون. عدد کوانتومی را بچرخانید
§ 226. اصل عدم تشخیص ذرات یکسان. فرمیون ها و بوزون ها
مندلیف
§ 229. طیف اشعه ایکس
§ 231. طیف مولکولی. پراکندگی نور رامان
§ 232. جذب، انتشار خود به خود و تحریک شده
(لیزر
وظایف
فصل 30. عناصر آمار کوانتومی
§ 234. آمار کوانتومی. فضای فاز. تابع توزیع
§ 235. مفهوم آمار کوانتومی بوز - انیشتین و فرمی - دیراک
§ 236. گاز الکترونی منحط در فلزات
§ 237. مفهوم نظریه کوانتومی ظرفیت گرمایی. فونول ها
§ 238. نتیجه گیری از نظریه کوانتومی هدایت الکتریکی فلزات
! اثر جوزفسون
وظایف
فصل 31. عناصر فیزیک حالت جامد
§ 240. مفهوم نظریه نواری جامدات
§ 241. فلزات، دی الکتریک ها و نیمه هادی ها بر اساس نظریه باند
§ 242. هدایت ذاتی نیمه هادی ها
§ 243. هدایت ناخالصی نیمه هادی ها
§ 244. رسانایی نوری نیمه هادی ها
§ 245. درخشندگی جامدات
§ 246. تماس دو فلز بر اساس نظریه نوار
§ 247. پدیده های ترموالکتریک و کاربرد آنها
§ 248. یکسوسازی در تماس فلز-نیمه هادی
§ 250. دیودها و تریودهای نیمه هادی (ترانزیستورها
وظایف

7. عناصر فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی.

فصل 32. عناصر فیزیک هسته اتم.

§ 252. نقص جرم و انرژی اتصال، هسته

§ 253. چرخش هسته و گشتاور مغناطیسی آن

§ 254. نیروهای هسته ای. مدل های هسته

§ 255. تشعشعات رادیواکتیوو انواع آن قوانین جابجایی

§ 257. قوانین a-decay

§ 259. تابش گاما و خواص آن.

§ 260. جذب تشدید تابش γ (اثر Mössbauer

§ 261. روشهای مشاهده و ثبت تشعشعات رادیواکتیو و ذرات

§ 262. واکنش های هسته ای و انواع اصلی آنها

§ 263. پوزیترون. /> - زوال. ضبط الکترونیکی

§ 265. واکنش شکافت هسته ای
بخش 266. واکنش زنجیره ایتقسیم
§ 267. مفهوم انرژی هسته ای
§ 268. واکنش همجوشی هسته های اتمی. مشکل واکنش های حرارتی کنترل شده
وظایف
فصل 33. عناصر فیزیک ذرات بنیادی
§ 269. تشعشعات کیهانی
§ 270. میون ها و خواص آنها
§ 271. مزونها و خواص آنها
§ 272. انواع برهمکنش ذرات بنیادی
§ 273. ذرات و ضد ذرات
§ 274. Hyperones. عجیب بودن و برابری ذرات بنیادی
§ 275. طبقه بندی ذرات بنیادی. کوارک ها
وظایف
قوانین و فرمول های اساسی
1. مبانی فیزیکی مکانیک
2. مبانی فیزیک مولکولی و ترمودینامیک
4. نوسانات و امواج
5. اپتیک. ماهیت کوانتومی تابش
6. عناصر فیزیک کوانتومی اتم ها، مولکول ها و جامدات

7. عناصر فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی
فهرست موضوعی

چاپ یازدهم، پاک شده. - م .: 2006.- 560 ص.

برای دانشجویان رشته های مهندسی و فنی موسسات آموزش عالی.

قالب: pdf / zip (11- ویرایش، 2006، 560s.)

اندازه: 6 مگابایت

دانلود:

RGhost

1. مبانی فیزیکی مکانیک.
فصل 1. عناصر سینماتیک

§ 1. مدل ها در مکانیک. سیستم مرجع مسیر، طول مسیر، بردار جابجایی

§ 2. سرعت

§ 3. شتاب و اجزای آن

§ 4. سرعت زاویه ای و شتاب زاویه ای

وظایف

فصل 2. دینامیک نقطه مادی و حرکت انتقالی نیروی جسم صلب

§ 6. قانون دوم نیوتن

§ 7. قانون سوم نیوتن

§ 8. نیروهای اصطکاک

§ 9. قانون بقای تکانه. مرکز جرم

§ 10. معادله حرکت جسمی با جرم متغیر

وظایف

فصل 3. کار و انرژی

§ 11. انرژی، کار، قدرت

§ 12. انرژی های جنبشی و بالقوه

§ 13. قانون بقای انرژی

§ 14. نمایش گرافیکی انرژی

§ 15. ضربه اجسام کاملاً کشسان و غیر کشسان

وظایف

فصل 4. مکانیک بدن صلب

§ 16. لحظه اینرسی

§ 17. انرژی جنبشی چرخش

§ 18. لحظه قدرت. معادله دینامیک حرکت چرخشی یک جسم صلب.

§ 19. لحظه تکانه و قانون حفظ آن
§ 20. محورهای آزاد. ژیروسکوپ
§ 21. تغییر شکل های یک بدن صلب
وظایف

فصل 5. جاذبه. عناصر نظریه میدان
§ 22. قوانین کپلر. قانون جاذبه جهانی
§ 23. جاذبه و وزن. بی وزنی .. 48 y 24. میدان گرانشی و شدت آن
§ 25. کار در میدان گرانشی. پتانسیل میدان گرانشی
§ 26. سرعت های فضایی

§ 27. چارچوب های مرجع غیر اینرسی. نیروهای اینرسی
وظایف

فصل 6. عناصر مکانیک سیالات
§ 28. فشار در مایع و گاز
§ 29. معادله تداوم
§ 30. معادله برنول و پیامدهای آن
§ 31. ویسکوزیته (اصطکاک داخلی). رژیم های جریان سیال آرام و متلاطم
§ 32. روش های تعیین ویسکوزیته
§ 33. حرکت اجسام در مایعات و گازها

فصل 14. میدان مغناطیسی.
§ 109. میدان مغناطیسی و ویژگی های آن
§ 110. قانون بیو - ساوارت - لاپلاس و کاربرد آن در محاسبه میدان مغناطیسی
بند 111. قانون آمپر. برهمکنش جریان های موازی
§ 112. ثابت مغناطیسی. واحدهای القای مغناطیسی و قدرت میدان مغناطیسی
§ 113. میدان مغناطیسی یک بار متحرک
§ 114. عمل میدان مغناطیسی بر بار متحرک
§ 115. حرکت ذرات باردار در میدان مغناطیسی
§ 117. جلوه هال
§ 118. گردش بردار B میدان مغناطیسی در خلاء
§ 119. میدان مغناطیسی شیر برقی و حلقوی
§ 121. روی حرکت یک هادی و مدار با جریان در میدان مغناطیسی کار کنید
وظایف

فصل 15. القای الکترومغناطیسی
§ 122. پدیده القای الکترومغناطیسی (آزمایشات فارادی
§ 123. قانون فارادی و اشتقاق آن از قانون بقای انرژی
§ 125. جریان های گردابی (جریان های فوکو
§ 126. اندوکتانس مدار. خود القایی
§ 127. جریان در هنگام باز و بسته شدن مدار
§ 128. استقراء متقابل
بند 129. ترانسفورماتورها
§130. انرژی میدان مغناطیسی
کلبه های تابستانی
فصل 16. خواص مغناطیسی ماده
§ 131. گشتاورهای مغناطیسی الکترون ها و اتم ها
§ 132. پایین و پارامغناطیس
§ 133. مغناطیس. میدان مغناطیسی در ماده
§ 134. شرایط در سطح مشترک بین دو آهنربا
§ 135. فرومغناطیس ها و خواص آنها

4. نوسانات و امواج.
فصل 18. ارتعاشات مکانیکی و الکترومغناطیسی
§ 140. ارتعاشات هارمونیک و خصوصیات آنها
§ 141. ارتعاشات هارمونیک مکانیکی
§ 142. نوسان ساز هارمونیک. فنر، آونگ های فیزیکی و ریاضی
§ 144. جمع نوسانات هارمونیک هم جهت و هم فرکانس. می زند
§ 145. افزودن ارتعاشات متقابل عمود بر هم
§ 146. معادله دیفرانسیل نوسانات میرا آزاد (مکانیکی و الکترومغناطیسی) و حل آن. خود نوسانات
§ 147. معادله دیفرانسیل نوسانات اجباری (مکانیکی و الکترومغناطیسی) و حل آن
§ 148. دامنه و فاز نوسانات اجباری (مکانیکی و الکترومغناطیسی). طنین
§ 149. جریان متناوب
§ 150. رزونانس تنش ها
§ 151. طنین جریان
§ 152. توان تخصیص یافته در مدار جریان متناوب
وظایف

فصل 19. امواج الاستیک.
§ 153. فرآیندهای موجی. امواج طولی و عرضی
§ 154. معادله یک موج سیر. سرعت فاز معادله موج

§ 155. اصل برهم نهی. سرعت گروه
§ 156. تداخل موج
§ 157. امواج ایستاده
§ 158. امواج صوتی
§ 159. اثر داپلر در آکوستیک
بند 160. سونوگرافی و کاربرد آن

وظایف

§ 163. انرژی امواج الکترومغناطیسی. پالس الکترومغناطیسی

§ 164. تشعشع دوقطبی. کاربرد امواج الکترومغناطیسی
وظایف

5. اپتیک. ماهیت کوانتومی تابش

فصل 21. عناصر اپتیک هندسی و الکترونیکی.
§ 165. قوانین اساسی اپتیک. بازتاب کامل
§ 166. لنزهای نازک. تصویر اجسام با استفاده از لنز
§ 167. انحرافات (خطاهای) سیستم های نوری
§ 168. کمیت های فتومتریک پایه و واحدهای آنها
وظایف
فصل 22. تداخل نور
§ 170. توسعه ایده ها در مورد ماهیت نور
§ 171. پیوستگی و تک رنگی امواج نور
§ 172. تداخل نور
§ 173. روشهای مشاهده تداخل نور
§ 174. تداخل نور در لایه های نازک
§ 175. اعمال تداخل نور
فصل 23. پراش نور
§ 177. روش مناطق فرنل. انتشار نور مستقیم
§ 178. پراش فرنل روی سوراخ و دیسک گرد
§ 179. پراش فراونهوفر در یک شکاف
§ 180. پراش فراونهوفر روی توری پراش
§ 181. شبکه فضایی. پراکندگی نور
§ 182. پراش در یک شبکه فضایی. فرمول وولف - براگز
§ 183. وضوح دستگاه های نوری
§ 184. مفهوم هولوگرافی
وظایف

§ 195. ناهمسانگردی نوری مصنوعی
§ 196. چرخش صفحه قطبش

وظایف

فصل 26. ماهیت کوانتومی تابش.
§ 197. تشعشعات حرارتی و خصوصیات آن.

§ 198. قانون کیرشهوف
§ 199. قوانین استفان - بولتزمن و جابجایی وین

§ 200. فرمول های جین ریلی و پلانک.
§ 201. پیرومتری نوری. منابع نور حرارتی
§ 203. معادله انیشتین برای اثر فوتوالکتریک خارجی. تایید تجربی خواص کوانتومی نور
§ 204. کاربرد اثر فوتوالکتریک
§ 205. جرم و تکانه فوتون. فشار سبک
§ 206. اثر کامپتون و نظریه ابتدایی آن
§ 207. وحدت خواص جسمی و موجی تابش الکترومغناطیسی
وظایف

6. عناصر فیزیک کوانتومی

فصل 27. نظریه بور در مورد اتم هیدروژن.

وظایف

فصل 28. عناصر مکانیک کوانتومی
§ 213. دوگانه انگاری موجی جسمی خواص ماده
§ 214. برخی از خواص امواج دو بروگلی
§ 215. رابطه عدم قطعیت ها
§ 216. تابع موج و معنای آماری آن
§ 217. معادله عمومی شرودینگر. معادله شرودینگر برای حالت های ساکن
§ 218. اصل علیت در مکانیک کوانتومی
§ 219. حرکت یک ذره آزاد
§ 222. نوسان ساز هارمونیک خطی در مکانیک کوانتومی
وظایف
فصل 29. عناصر فیزیک مدرن مولکولهای اتم t
§ 223. اتم هیدروژن در مکانیک کوانتومی
§ 224. L-احتراق یک الکترون در اتم هیدروژن
§ 225. اسپین الکترون. عدد کوانتومی را بچرخانید
§ 226. اصل عدم تشخیص ذرات یکسان. فرمیون ها و بوزون ها
مندلیف
§ 229. طیف اشعه ایکس
§ 231. طیف مولکولی. پراکندگی نور رامان
§ 232. جذب، انتشار خود به خود و تحریک شده
(لیزر
وظایف
فصل 30. عناصر آمار کوانتومی
§ 234. آمار کوانتومی. فضای فاز. تابع توزیع
§ 235. مفهوم آمار کوانتومی بوز - انیشتین و فرمی - دیراک
§ 236. گاز الکترونی منحط در فلزات
§ 237. مفهوم نظریه کوانتومی ظرفیت گرمایی. فونول ها
§ 238. نتیجه گیری از نظریه کوانتومی هدایت الکتریکی فلزات
! اثر جوزفسون
وظایف
فصل 31. عناصر فیزیک حالت جامد
§ 240. مفهوم نظریه نواری جامدات
§ 241. فلزات، دی الکتریک ها و نیمه هادی ها بر اساس نظریه باند
§ 242. هدایت ذاتی نیمه هادی ها
§ 243. هدایت ناخالصی نیمه هادی ها
§ 244. رسانایی نوری نیمه هادی ها
§ 245. درخشندگی جامدات
§ 246. تماس دو فلز بر اساس نظریه نوار
§ 247. پدیده های ترموالکتریک و کاربرد آنها
§ 248. یکسوسازی در تماس فلز-نیمه هادی
§ 250. دیودها و تریودهای نیمه هادی (ترانزیستورها
وظایف

7. عناصر فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی.

فصل 32. عناصر فیزیک هسته اتم.

§ 252. نقص جرم و انرژی اتصال، هسته

§ 253. چرخش هسته و گشتاور مغناطیسی آن

§ 254. نیروهای هسته ای. مدل های هسته

§ 255. تشعشعات رادیواکتیو و انواع آن قوانین جابجایی

§ 257. قوانین a-decay

§ 259. تابش گاما و خواص آن.

§ 260. جذب تشدید تابش γ (اثر Mössbauer

§ 261. روشهای مشاهده و ثبت تشعشعات رادیواکتیو و ذرات

§ 262. واکنش های هسته ای و انواع اصلی آنها

§ 263. پوزیترون. /> - زوال. ضبط الکترونیکی

§ 265. واکنش شکافت هسته ای
§ 266. واکنش زنجیره ای شکافت
§ 267. مفهوم انرژی هسته ای
§ 268. واکنش همجوشی هسته های اتمی. مشکل واکنش های حرارتی کنترل شده
وظایف
فصل 33. عناصر فیزیک ذرات بنیادی
§ 269. تشعشعات کیهانی
§ 270. میون ها و خواص آنها
§ 271. مزونها و خواص آنها
§ 272. انواع برهمکنش ذرات بنیادی
§ 273. ذرات و ضد ذرات
§ 274. Hyperones. عجیب بودن و برابری ذرات بنیادی
§ 275. طبقه بندی ذرات بنیادی. کوارک ها
وظایف
قوانین و فرمول های اساسی
1. مبانی فیزیکی مکانیک
2. مبانی فیزیک مولکولی و ترمودینامیک
4. نوسانات و امواج
5. اپتیک. ماهیت کوانتومی تابش
6. عناصر فیزیک کوانتومی اتم ها، مولکول ها و جامدات

7. عناصر فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی
فهرست موضوعی

داور: استاد گروه فیزیک به نام A.M. Fabrikant از موسسه مهندسی برق مسکو (دانشگاه فنی) V.A.Kasyanov

شابک 5-06-003634-0  مؤسسه دولتی واحد "مدرسه عالی" انتشارات، 2001

پیشگفتار

کتاب درسی مطابق با برنامه جاری درس فیزیک نوشته شده است برایتخصص های مهندسی و فنی مؤسسات آموزش عالی و برای دانشجویان مؤسسات آموزش عالی فنی آموزش تمام وقت با ساعات محدود فیزیک با امکان استفاده از آن در دوره های عصر و مکاتبه در نظر گرفته شده است.

حجم کمی از کتاب درسی با انتخاب دقیق و ارائه مختصر مطالب به دست آمد.

کتاب به هفت بخش تقسیم شده است. در بخش اول، یک ارائه سیستماتیک از مبانی فیزیکی مکانیک کلاسیک، و همچنین عناصر نظریه خاص (خاص) نسبیت ارائه شده است. بخش دوم به مبانی فیزیک مولکولی و ترمودینامیک اختصاص دارد. بخش سوم به الکترواستاتیک، جریان مستقیم و الکترومغناطیس می پردازد. در بخش چهارم که به ارائه تئوری نوسانات و اراده اختصاص دارد، نوسانات مکانیکی و الکترومغناطیسی به صورت موازی در نظر گرفته شده، شباهت ها و تفاوت های آنها نشان داده شده و فرآیندهای فیزیکی رخ داده در طول نوسانات مربوطه مقایسه می شوند. در قسمت پنجم عناصر اپتیک هندسی و الکترونیکی، اپتیک موجی و ماهیت کوانتومی تابش در نظر گرفته شده است. بخش ششم به عناصر فیزیک کوانتومی اتم ها، مولکول ها و جامدات اختصاص دارد. بخش هفتم عناصر فیزیک هسته اتم و ذرات بنیادی را بیان می کند.

معرفی

موضوع فیزیک و ارتباط آن با سایر علوم

دنیای اطراف شما، هر چیزی که در اطراف شما وجود دارد و توسط ما از طریق احساسات کشف می شود، ماده است.

آکادمیسین A. F. Ioffe (1880-1960؛ فیزیکدان روسی) * فیزیک را به عنوان علمی تعریف می کند که به بررسی خواص کلی و قوانین حرکت ماده و میدان می پردازد. اکنون به طور کلی پذیرفته شده است که فعل و انفعالات وزنی با استفاده از میدان هایی مانند میدان های گرانشی، الکترومغناطیسی و نیروی هسته ای انجام می شود. میدان در کنار ماده یکی از اشکال وجود ماده است. ارتباط ناگسستنی بین رشته و ماده و همچنین تفاوت در خصوصیات آنها با مطالعه درس مورد توجه قرار می گیرد.

* تمام داده ها بر اساس کتاب مرجع زندگینامه یو. ا.خراموف "فیزیک" (مسکو: ناوکا، 1983) ارائه شده است.

فیزیک ارتباط نزدیکی با علوم طبیعی دارد. این رابطه نزدیک فیزیک با دیگر شاخه‌های علوم طبیعی، همانطور که آکادمیسین SI Vavilov (1891-1955؛ فیزیکدان و شخصیت عمومی روسی) اشاره کرد، منجر به این واقعیت شد که فیزیک عمیقاً در نجوم، زمین‌شناسی، شیمی، زیست‌شناسی و سایر طبیعت‌های طبیعی ریشه دارد. علوم ... در نتیجه تعدادی از رشته های مرتبط جدید مانند اخترفیزیک، بیوفیزیک و غیره پدید آمدند.

فیزیک ارتباط نزدیکی با فناوری دارد و این ارتباط ماهیتی دو طرفه دارد. فیزیک برخاسته از نیازهای فناوری بود (به عنوان مثال، توسعه مکانیک در میان یونانیان باستان ناشی از نیازهای ساخت و ساز و تجهیزات نظامی آن زمان بود) و فناوری نیز به نوبه خود جهت تحقیقات فیزیکی را تعیین می کند. به عنوان مثال، زمانی وظیفه ایجاد اقتصادی ترین موتورهای حرارتی باعث توسعه خشونت آمیز ترمودینامیک شد). از طرفی سطح فنی تولید به پیشرفت علم فیزیک بستگی دارد. فیزیک مبنای ایجاد شاخه های جدید فناوری (تکنولوژی الکترونیک، فناوری هسته ای و ...) است.

واحدهای فیزیکی

روش اصلی تحقیق در فیزیک تجربه است - مبتنی بر تمرین، دانش حسی - تجربی واقعیت عینی، یعنی مشاهده پدیده های مورد مطالعه در شرایطی که دقیقاً در نظر گرفته شده است، که امکان پیگیری سیر پدیده ها و بازتولید را فراهم می کند. بارها وقتی این شرایط تکرار می شود.

فرضیه هایی برای توضیح واقعیت های تجربی مطرح می شود. فرضیهیک فرض علمی است که برای توضیح یک پدیده مطرح می شود و برای تبدیل شدن به یک نظریه علمی قابل اعتماد نیاز به تأیید تجربی و توجیه نظری دارد.

در نتیجه تعمیم حقایق تجربی و همچنین نتایج فعالیت های انسانی مشخص می شود قوانین فیزیکی- قوانین عینی تکرارشونده پایدار که در طبیعت وجود دارد. مهمترین قوانین بین کمیت های فیزیکی رابطه برقرار می کنند که برای آن اندازه گیری این کمیت ها ضروری است. اندازه گیری یک کمیت فیزیکی عملی است که با کمک ابزار اندازه گیری برای یافتن مقدار یک کمیت فیزیکی در واحدهای پذیرفته شده انجام می شود. واحدهای مقادیر فیزیکی را می توان خودسرانه انتخاب کرد، اما پس از مقایسه آنها مشکلاتی ایجاد می شود. بنابراین، توصیه می شود سیستمی از واحدها معرفی شود که واحدهای همه کمیت های فیزیکی را پوشش می دهد.

برای ساختن یک سیستم از واحدها، واحدها به طور دلخواه برای چندین عظمت فیزیکی مستقل از یکدیگر انتخاب می شوند. این واحدها نامیده می شوند پایه ای.بقیه کمیت ها و واحدهای آنها از قوانین مرتبط کننده این کمیت ها و واحدهای آنها با مقادیر اصلی به دست می آیند. آنها نامیده می شوند مشتقات

در حال حاضر، سیستم بین المللی (SI) که بر روی هفت واحد پایه - متر، کیلوگرم، ثانیه، آمپر، کلوین، مول، کندلا - و دو واحد اضافی - رادیان و استرادیان ساخته شده است، برای استفاده در ادبیات علمی و آموزشی الزامی است. .

متر(m) - طول مسیری که نور در خلاء طی می کند 1/299792458 ثانیه.

کیلو گرم(کیلوگرم) - جرم برابر با جرم نمونه اولیه بین المللی کیلوگرم (سیلندر پلاتین-ایریدیوم ذخیره شده در دفتر بین المللی وزن ها و اندازه گیری ها در Sevres، نزدیک پاریس).

دومین(s) - زمان برابر با 9192631770 دوره تابش مربوط به انتقال بین دو سطح فوق ظریف از حالت پایه اتم سزیم-133 است.

آمپر(الف) - قدرت جریان ثابت که هنگام عبور از دو هادی مستطیل موازی با طول بی نهایت و مقطع ناچیز که در خلاء در فاصله 1 متر از یکدیگر قرار دارند، بین این هادی ها نیرو ایجاد می کند. برابر با 210 - 7 نیوتن برای هر متر طول.

کلوین(K) - 1 / 273.16 دمای ترمودینامیکی نقطه سه گانه آب.

پروانه(mol) - مقدار ماده در یک سیستم حاوی همان تعداد عناصر ساختاری به عنوان اتم ها در هسته 12 C با وزن 0.012 کیلوگرم وجود دارد.

کاندلا(cd) - شدت نور در جهت معین منبعی که تابش تک رنگ ساطع می کند با فرکانس 540 10 12 هرتز که شدت نور آن در این جهت 1/683 W / sr است.

رادیان(راد) - زاویه بین دو شعاع یک دایره که طول قوس بین آنها برابر با شعاع است.

استرادیان(cf) - زاویه جامد با راس در مرکز کره، برش سطح کره مساحتی برابر با مساحت مربع با ضلع برابر با شعاع کره.

برای ایجاد واحدهای مشتق شده، از قوانین فیزیکی استفاده می شود که آنها را با واحدهای اساسی مرتبط می کند. به عنوان مثال، از فرمول حرکت یکنواخت یکنواخت v= س/ تی (س – مسافت طی شده، تی - زمان) واحد سرعت به دست آمده برابر با 1 متر بر ثانیه است.

1 مبانی فیزیکی مکانیک

فصل 1 عناصر سینماتیک

§ 1. مدل ها در مکانیک. سیستم مرجع مسیر، طول مسیر، بردار جابجایی

مکانیک- بخشی از فیزیک که قوانین حرکت مکانیکی و دلایل ایجاد یا تغییر این حرکت را مطالعه می کند. حرکت مکانیکی- این تغییر در طول زمان در موقعیت نسبی اجسام یا اجزای آنها است.

توسعه مکانیک به عنوان یک علم از قرن سوم آغاز می شود. قبل از میلاد مسیح قبل از میلاد، زمانی که دانشمند یونان باستان ارشمیدس (287-212 قبل از میلاد) قانون تعادل اهرم و قوانین تعادل اجسام شناور را تدوین کرد. قوانین اساسی مکانیک توسط فیزیکدان و ستاره شناس ایتالیایی G. Galilei (1564-1642) ایجاد شد و سرانجام توسط دانشمند انگلیسی I. Newton (1643-1727) تدوین شد.

مکانیک گالیله-نیوتن نامیده می شود مکانیک کلاسیکقوانین حرکت اجسام ماکروسکوپی را مطالعه می کند که سرعت آنها در مقایسه با سرعت نور c در خلاء کوچک است. قوانین حرکت اجسام ماکروسکوپی با سرعت قابل مقایسه با سرعت c مورد مطالعه قرار می گیرد مکانیک نسبیتی،بر اساس نظریه نسبیت خاص،فرموله شده توسط A. Einstein (1879-1955). برای توصیف حرکت اجسام میکروسکوپی (اتم های منفرد و ذرات بنیادی) قوانین مکانیک کلاسیک غیر قابل اجرا هستند - آنها با قوانین جایگزین می شوند مکانیک نهنگ

در بخش اول دوره خود، مکانیک گالیله-نیوتن را مطالعه خواهیم کرد. حرکت اجسام ماکروسکوپی با سرعت بسیار کمتر از سرعت c را در نظر بگیرید. در مکانیک کلاسیک، مفهوم فضا و زمان، که توسط I. Newton توسعه یافته و در علوم طبیعی در طول قرون 17-19 غالب بود، به طور کلی پذیرفته شده است. مکانیک گالیله-نیوتنی مکان و زمان را اشکال عینی وجود ماده می داند، اما جدا از یکدیگر و از حرکت اجسام مادی که با سطح دانش آن زمان مطابقت دارد.

مکانیک به سه بخش تقسیم می شود: 1) سینماتیک. 2) پویایی؛ 3) استاتیک

سینماتیک حرکت اجسام را بدون در نظر گرفتن دلایلی که باعث این حرکت می شود مطالعه می کند.

پویایی شناسیقوانین حرکت اجسام و دلایل ایجاد یا تغییر این حرکت را مطالعه می کند.

استاتیکقوانین تعادل سیستم اجسام را مطالعه می کند. اگر قوانین حرکت اجسام مشخص باشد، قوانین تعادل را نیز می توان از آنها تعیین کرد. بنابراین، فیزیک قوانین استاتیک را جدا از قوانین دینامیک در نظر نمی گیرد.

مکانیک برای توصیف حرکت اجسام، بسته به شرایط مسائل خاص، از موارد مختلفی استفاده می کند مدل های فیزیکیساده ترین مدل این است نقطه مادی- جسمی با جرم که در این مشکل می توان از ابعاد آن چشم پوشی کرد. مفهوم نقطه مادی انتزاعی است، اما معرفی آن حل مسائل عملی را تسهیل می کند. به عنوان مثال، با مطالعه حرکت سیارات در مدارهای دور خورشید، می توان آنها را برای نقاط مادی در نظر گرفت.

یک بدن ماکروسکوپی دلخواه یا سیستمی از اجسام را می توان از نظر ذهنی به قسمت های کوچکی که در تعامل هستند تقسیم کرد که هر یک به عنوان یک نقطه مادی در نظر گرفته می شود. سپس مطالعه حرکت یک سیستم دلخواه از اجسام به مطالعه سیستمی از نقاط مادی تقلیل می یابد. در مکانیک ابتدا حرکت یک نقطه مادی را مطالعه می کنیم و سپس به مطالعه حرکت سیستمی از نقاط مادی می پردازیم.

تحت تأثیر اجسام بر روی یکدیگر، اجسام می توانند تغییر شکل دهند، یعنی شکل و اندازه خود را تغییر دهند. بنابراین، مدل دیگری در مکانیک - کاملاً - معرفی شده است جامد... جسم کاملاً صلب جسمی است که تحت هیچ شرایطی نمی تواند تغییر شکل دهد و در هر شرایطی فاصله بین دو نقطه (یا به عبارت دقیق تر، بین دو ذره) از این جسم ثابت می ماند.

هر حرکت یک جسم صلب را می توان به صورت ترکیبی از حرکات انتقالی و چرخشی نشان داد. حرکت انتقالی حرکتی است که در آن هر خط مستقیمی که با جسم متحرک متصل است موازی با موقعیت اصلی خود باقی می ماند. حرکت چرخشی حرکتی است که در آن تمام نقاط بدن به صورت دایره‌ای حرکت می‌کنند که مرکز آن‌ها روی یک خط مستقیم قرار دارند که به آن محور چرخش می‌گویند.

حرکت اجسام در فضا و زمان اتفاق می افتد. بنابراین، برای توصیف حرکت یک نقطه مادی، باید دانست که این نقطه در چه مکان هایی از فضا قرار داشته و در چه لحظاتی از این یا آن موقعیت را پشت سر گذاشته است.

موقعیت یک نقطه مادی در رابطه با جسم دیگری که به طور دلخواه انتخاب شده است، به نام جسم مرجع تعیین می شود. یک سیستم مرجع با آن مرتبط است - مجموعه ای از یک سیستم مختصات و یک ساعت مرتبط با بدن مرجع. در رایج ترین سیستم مختصات دکارتی، موقعیت یک نقطه آدر یک زمان معین در رابطه با این سیستم با سه مختصات مشخص می شود ایکس, y و zیا بردار شعاع rاز مبدا سیستم مختصات گرفته شده به این نقطه(عکس. 1).

هنگامی که یک نقطه مادی حرکت می کند، مختصات آن در طول زمان تغییر می کند. در حالت کلی، حرکت آن توسط معادلات اسکالر تعیین می شود

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

معادل معادله برداری

r = r(تی). (1.2)

معادلات (1.1) و بر این اساس (1.2) فراخوانی می شوند معادلات سینماتیکجنبش نقطه مادی

به تعداد مختصات مستقلی که موقعیت یک نقطه در فضا را به طور کامل تعیین می کند گفته می شود تعداد درجات آزادی... اگر یک نقطه مادی آزادانه در فضا حرکت کند، همانطور که قبلا ذکر شد، دارای سه درجه آزادی (مختصات) است. x، yو z) اگر در امتداد سطحی حرکت کند، سپس با دو درجه آزادی، اگر در امتداد یک خط مشخص، سپس با یک درجه آزادی حرکت کند.

مستثنی کردن تیدر معادلات (1.1) و (1.2)، معادله مسیر نقطه مادی را به دست می آوریم. مسیر حرکتحرکت یک نقطه مادی - یک خط توصیف شده توسط این نقطه در فضا. بسته به شکل مسیر حرکت می تواند مستقیم یا منحنی باشد.

حرکت یک نقطه مادی را در امتداد یک مسیر دلخواه در نظر بگیرید (شکل 2). شمارش معکوس را از لحظه ای که نقطه در موقعیت قرار داشت شروع می کنیم آ.طول قطعه مسیر AB،عبور از یک نقطه مادی از آغاز زمان نامیده می شود مسیر طولانی سو است تابع اسکالرزمان:  س = س(تی) .بردار r = r -r 0 که از موقعیت اولیه نقطه متحرک به موقعیت آن در یک زمان معین کشیده می شود (افزایش بردار شعاع نقطه در بازه زمانی در نظر گرفته شده) نامیده می شود. جابه جایی.

در حرکت مستطیلی، بردار جابجایی با بخش مربوطه از مسیر و مدول جابجایی منطبق است |  r| برابر مسافت طی شده  س.

§ 2. سرعت

برای مشخص کردن حرکت یک نقطه مادی، یک کمیت برداری معرفی می شود - سرعت، که به صورت تعریف می شود. سرعتجنبش و او جهتدر این لحظه از زمان.

اجازه دهید نقطه مادی در امتداد برخی از مسیرهای منحنی حرکت کند تا در لحظه زمان تیبا بردار شعاع r 0 مطابقت دارد (شکل 3). برای مدت کوتاهی  تینقطه از مسیر  عبور خواهد کرد سو یک جابجایی ابتدایی (بی نهایت کوچک) r دریافت خواهد کرد.

بردار سرعت متوسطنسبت افزایش r بردار شعاع یک نقطه به فاصله زمانی  است. تی:

(2.1)

جهت بردار سرعت متوسط با جهت r منطبق است. با کاهش نامحدود  تیسرعت متوسط به یک مقدار محدود گرایش دارد که به آن می گویند سرعت لحظه ای v:

بنابراین، سرعت لحظه ای v یک کمیت برداری است برابر با اولین مشتق بردار شعاع نقطه متحرک نسبت به زمان. از آنجایی که سکنت در حد منطبق بر مماس است، بردار سرعت v به صورت مماس بر مسیر در جهت حرکت هدایت می شود (شکل 3). با کاهش  تیراه  سبیشتر و بیشتر به | r | نزدیک می شود، بنابراین مدول سرعت لحظه ای

بنابراین، مدول سرعت لحظه ای برابر با اولین مشتق مسیر نسبت به زمان است:

(2.2)

در حرکت ناهموار - مدول سرعت لحظه ای در طول زمان تغییر می کند. در این حالت مقدار اسکالر  v - سرعت متوسطحرکت ناهموار:

از انجیر 3 نتیجه می شود که  v> | v |، از  س> | r |، و فقط در مورد حرکت مستقیم

اگر عبارت د س = vد تی (نگاه کنید به فرمول (2.2)) در طول زمان در محدوده تیقبل از تی + تی، سپس طول مسیر طی شده توسط نقطه زمانی  را پیدا می کنیم تی:

(2.3)

چه زمانی حرکت یکنواختمقدار عددی سرعت لحظه ای ثابت است. سپس عبارت (2.3) شکل می گیرد

طول مسیر پیموده شده توسط نقطه در فاصله زمانی از تی 1 به تی 2 توسط انتگرال داده می شود

§ 3. شتاب و اجزای آن

در مورد ترافیک ناهموار، مهم است که بدانید سرعت در طول زمان چقدر سریع تغییر می کند. کمیت فیزیکی که میزان تغییر سرعت را در قدر و جهت مشخص می کند شتاب.

در نظر گرفتن حرکت صاف،آن ها حرکتی که در آن تمام قسمت های مسیر یک نقطه در یک صفحه قرار می گیرند. اجازه دهید بردار v سرعت نقطه را مشخص کند آدرحال حاضر تی. در طول زمان  تینقطه متحرک به موقعیت منتقل شد Vو سرعتی متفاوت با v هم از نظر قدر و هم جهت و برابر با v 1 = v + v به دست آورد. بردار v 1 را به نقطه منتقل کنید آو v را پیدا کنید (شکل 4).

شتاب متوسطحرکت ناهموار در محدوده از تیقبل از تی + تیکمیت برداری برابر با نسبت تغییر سرعت v به بازه زمانی  نامیده می شود. تی

شتاب فورییک (شتاب) یک نقطه مادی در لحظه زمان تیبرای شتاب متوسط محدودیتی وجود خواهد داشت:

بنابراین، شتاب a یک کمیت برداری برابر با اولین مشتق سرعت نسبت به زمان است.

اجازه دهید بردار v را به دو جزء تجزیه کنیم. برای انجام این کار، از نقطه آ(شکل 4) در جهت سرعت v بردار را به تعویق می اندازیم
modulo v 1. بدیهی است که بردار
, برابر
، تغییر سرعت را در طول زمان مشخص می کند  تی مدول:
... جزء دوم
بردار v تغییر سرعت را در طول زمان مشخص می کند  تی به سمت.

جزء مماسی شتاب

یعنی برابر است با اولین مشتق زمانی مدول سرعت و بدین ترتیب نرخ تغییر مدول سرعت را تعیین می کند.

بیایید جزء دوم شتاب را پیدا کنیم. اجازه دهید فرض کنیم که نقطه Vبه اندازه کافی نزدیک به نقطه آ،بنابراین  سرا می توان قوس دایره ای با شعاع r در نظر گرفت که تفاوت کمی با وتر دارد ABسپس از تشابه مثلث ها AOBو EAD به دنبال دارد  v n /AB = v 1 / r، اما از آنجا که AB = vتی, سپس

در حد در
گرفتن
.

از زاویه EADبه سمت صفر میل می کند و از مثلث EADمتساوی الساقین سپس زاویه ADEبین v و v nبرای مستقیم تلاش می کند بنابراین، برای بردارهای v nو v بر هم عمود هستند. مالیات به عنوان یک بردار سرعت به صورت مماس به مسیر هدایت می شود، سپس بردار v nعمود بر بردار سرعت به مرکز انحنای آن هدایت می شود. جزء دوم شتاب برابر است با

تماس گرفت جزء نرمال شتابو در امتداد نرمال به مسیر به مرکز انحنای آن هدایت می شود (بنابراین به آن نیز می گویند شتاب گریز از مرکز).

شتاب کاملجسم مجموع هندسی اجزای مماسی و عادی است (شکل 5):

بنابراین، مماسجزء شتاب مشخص می کند نرخ تغییر مدول سرعت(به صورت مماس بر مسیر هدایت می شود)، و طبیعیجزء شتاب - نرخ تغییر سرعت در جهت(به سمت مرکز انحنای مسیر هدایت می شود).

بسته به مولفه های مماسی و نرمال شتاب، حرکت را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:

1)
, آ n = 0 - حرکت یکنواخت یکنواخت؛

2)
, آ n = 0 - حرکت مساوی مستطیلی با این نوع حرکت

اگر لحظه اولیه زمان تی 1 = 0 و سرعت اولیه v = v T.I. خوب فیزیک: [آموزشبرای مهندسی ...

دستورالعمل روشی شماره 1 برای دانشجویان ترم اول دانشکده پزشکی و زیست شناسی ترم شماره 1

سند

... (2.1m؛ l = 10m؛ 1.3s) ادبیات: تروفیمووا T.I. خوب فیزیک: کتاب درسی. دفترچه راهنما برای دانشگاه ها -18 ... سرعت. (0.43) ادبیات: تروفیمووا T.I. خوب فیزیک: کتاب درسی. راهنمای دانشگاه ها - ... در مورد تاثیر. () ادبیات: تروفیمووا T.I. خوب فیزیک: کتاب درسی. دفترچه راهنما برای دانشگاه ها - ...