 Трофимова Т. И. Курс физики : учеб. пособие для вузов / Т. И. Трофимова. — 16-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. — 560 с. Учебное пособие (9-е издание, переработанное и дополненное, — 2004 г.) состоит из семи частей, в которых изложены физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики, электричества и магнетизма, оптики, квантовой физики атомов, молекул и твердых тел, физики атомного ядра и элементарных частиц. Рационально решен вопрос об объединении механических и электромагнитных колебаний. Установлена логическая преемственность и связь между классической и современной физикой. Приведены контрольные вопросы и задачи для самостоятельного решения. Для студентов инженерно-технических специальностей высших учебных заведений.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Предмет физики и связь с другими
науками
Единицы физических величин
Часть 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Глава 1. Элементы кинематики
§ 1. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, длина пути,
вектор перемещения
§ 2. Скорость
§ 3. Ускорение и его составляющие
§ 4. Угловая скорость и угловое
ускорение
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 2. Динамика материальной точки и поступательного движения
твердого тела
§ 5. Первый закон Ньютона. Масса.
Сила
§ 6. Второй закон Ньютона
§ 7. Третий закон Ньютона
§ 8. Силы трения
§ 9. Закон сохранения импульса.
Центр масс
§ 10. Уравнение движения тела
переменной массы
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 3. Работа и энергия
§ 11. Энергия, работа, мощность
§ 12. Кинетическая и потенциальная
энергии
§ 13. Закон сохранения механической энергии
§ 14. Графическое представление
энергии
§ 15. Удар абсолютно упругих
и неупругих тел
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 4. Механика твердого тела
§ 16. Момент инерции
§ 17. Кинетическая энергия
вращения
§ 18. Момент силы. Уравнение динамики вращательного
движения твердого тела
§ 19. Момент импульса и закон
его сохранения
§ 20. Свободные оси. Гироскоп
§ 21. Деформации твердого тела
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 5. Тяготение. Элементы
теории поля
§ 22. Законы Кеплера.
Закон всемирного тяготения ...
§ 23. Сила тяжести и вес.
Невесомость
§ 24. Поле тяготения
и его напряженность
§ 25. Работа в поле тяготения.
Потенциал поля тяготения
§26. Космические скорости
§ 27. Неинерциальные системы
отсчета. Силы инерции
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 6. Элементы механики
жидкостей
§ 28. Давление жидкости и газа
§ 29. Уравнение неразрывности
§ 30. Уравнение Бернулли
и следствия из него
§ 31. Вязкость (внутреннее трение). Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей
§ 32. Методы определения
вязкости
§ 33. Движение тел в жидкостях
и газах
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 7. Элементы специальной (частной) теории относительности
§ 34. Преобразования Галилея. Механический принцип
относительности
§ 35. Постулаты специальной (частной) теории
относительности
§36. Преобразования Лоренца
§ 37. Следствия из преобразований
Лоренца
§ 38. Интервал между событиями
§ 39. Основной закон
релятивистской динамики
материальной точки
§ 40. Энергия в релятивистской
механике
Контрольные вопросы
Задачи
Часть 2 ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ
Глава 8. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
§ 41. Статистический
и термодинамический методы. Опытные законы идеального
газа
§ 42. Уравнение
Клапейрона —Менделеева
§ 43. Основное уравнение
молекулярно-кинетической
теории идеальных газов
§ 44. Закон Максвелла
о распределении молекул идеального газа
по скоростям и энергиям
теплового движения
§ 45. Барометрическая формула.
Распределение Больцмана
§ 46. Среднее число столкновений и средняя длина свободного
пробега молекул
§ 47. Опытное обоснование
молекулярно-кинетической
теории
§ 48. Явления переноса в термодинамически
неравновесных системах
§ 49. Вакуум и методы его получения. Свойства ультраразреженных
газов
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 9. Основы термодинамики
§ 50. Число степеней свободы
молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул
§ 51. Первое начало
термодинамики
§ 52. Работа газа при изменении
его объема
§ 53. Теплоемкость
§ 54. Применение первого начала термодинамики
к изопроцессам
§ 55. Адиабатный процесс.
Политропный процесс
§ 56. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс
(цикл)
§ 57. Энтропия, ее статистическое толкование и связь с термодинамической
вероятностью
§ 58. Второе начало
термодинамики
§ 59. Тепловые двигатели
и холодильные машины.
Цикл Карно и его КПД
для идеального газа
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 10. Реальные газы, жидкости и твердые тела
§ 60. Силы и потенциальная
энергия межмолекулярного
взаимодействия
§ 61. Уравнение Ван-дер-Ваальса
§ 62. Изотермы Ван-дер-Ваальса
и их анализ
§ 63. Внутренняя энергия реального
газа
§64. Эффект Джоуля —Томсона
§ 65. Сжижение газов
§ 66. Свойства жидкостей.
Поверхностное натяжение
§ 67. Смачивание
§ 68. Давление под
искривленной поверхностью
жидкости
§ 69. Капиллярные явления
§ 70. Твердые тела.
Моно- и поликристаллы
§ 71. Типы кристаллических
твердых тел
§ 72. Дефекты в кристаллах
§ 73. Теплоемкость твердых тел
§ 74. Испарение, сублимация,
плавление и кристаллизация.
Аморфные тела
§ 75. Фазовые переходы и II рода
§ 76. Диаграмма состояния.
Тройная точка
Контрольные вопросы
Задачи
Часть 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Глава 11. Электростатика
§ 77. Закон сохранения
электрического заряда
§ 78. Закон Кулона
§ 79. Электростатическое поле. Напряженность
электростатического поля
§ 80. Принцип суперпозиции электростатических полей.
Поле диполя
§ 81. Теорема Гаусса
для электростатического
поля в вакууме
§ 82. Применение теоремы Гаусса к расчету некоторых электростатических полей
в вакууме
§ 83. Циркуляция вектора напряженности
электростатического поля
§ 84. Потенциал электростатического
поля
§ 85. Напряженность как градиент
потенциала. Эквипотенциальные
поверхности
§ 86. Вычисление разности
потенциалов по напряженности
поля
§ 87. Типы диэлектриков.
Поляризация диэлектриков
§ 88. Поляризованность.
Напряженность поля
в диэлектрике
§ 89. Электрическое смещение.
Теорема Гаусса
для электростатического
поля в диэлектрике
§ 90. Условия на границе раздела
двух диэлектрических сред
§91. Сегнетоэлектрики
§ 92. Проводники
в электростатическом поле
§ 93. Электроемкость уединенного
проводника
§ 94. Конденсаторы
§ 95. Энергия системы зарядов, уединенного проводника и конденсатора. Энергия
электростатического поля
Контрольные вопросы
Задачи
Глава 12. Постоянный электрический ток
§ 96. Электрический ток, сила
и плотность тока
§ 97. Сторонние силы.
Электродвижущая сила и напряжение
§ 98. Закон Ома. Сопротивление
проводников
§ 99. Работа и мощность тока. Закон
Джоуля —Ленца
§ 100. Закон Ома для неоднородного
участка цепи
§ 101. Правила Кирхгофа
для разветвленных цепей —
Контрольные вопросы
Задачи 186
Глава 13. Электрические токи
в металлах, вакууме и газах
§ 102. Элементарная классическая теория электропроводности
металлов 186
§ 103. Вывод основных законов электрического тока в классической теории
проводимости металлов
§ 104. Работа выхода электронов
из металла 191
§ 105. Эмиссионные явления
и их применение 191
§ 106. Ионизация газов.
Несамостоятельный
газовый разряд 194
§ 107. Самостоятельный газовый
разряд и его типы 196
§ 108. Плазма и ее свойства 200
Контрольные вопросы 201
Задачи 202
Глава 14. Магнитное поле 202
§ 109. Магнитное поле и его
характеристики 202
§ 110. Закон Био—Савара —Лапласа и его применение к расчету
магнитного поля 205
§ 111. Закон Ампера.
Взаимодействие
параллельных токов 207
§ 112. Магнитная постоянная.
Единицы магнитной индукции и напряженности
магнитного поля 208
§ 113. Магнитное поле движущегося
заряда 208
§ 114. Действие магнитного поля
на движущийся заряд 209
§ 115. Движение заряженных
частиц в магнитном поле .......210 § 116. Ускорители заряженных
частиц 211
§ 117. Эффект Холла 213
§ 118. Циркуляция вектора В
магнитного поля в вакууме ... 214 § 119. Магнитные поля соленоида
и тороида 215
§ 120. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса
для поля В 217
§ 121. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле .... 218
Контрольные вопросы 219
Задачи 220
Глава 15. Электромагнитная
индукция 221
§ 122. Явление электромагнитной индукции
(опыты Фарадея) 221
§ 123. Закон Фарадея и его вывод из закона сохранения
энергии 222
§ 124. Вращение рамки
в магнитном поле 224
§ 125. Вихревые токи (токи Фуко) .. 225 § 126. Индуктивность контура.
Самоиндукция 226
§ 127. Токи при размыкании
и замыкании цепи 227
§ 128. Взаимная индукция 229
§ 129. Трансформаторы 230
§ 130. Энергия магнитного поля ... 231
Контрольные вопросы 233
Задачи 234
Глава 16. Магнитные свойства
вещества 234
§ 131. Магнитные моменты
электронов и атомов 234
§ 132. Дна- и парамагнетизм 236
§ 133. Намагниченность. Магнитное
поле в веществе 238
§ 134. Условия на границе раздела
двух магнетиков 240
§ 135. Ферромагнетики
и их свойства 241
§ 136. Природа ферромагнетизма .. 243
Контрольные вопросы 245
Задачи 245
Глава 17. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля 246
§ 137. Вихревое электрическое
поле 246
§ 138. Ток смещения 247
§ 139. Уравнения Максвелла для электромагнитного
поля 249
Контрольные вопросы 252
Часть 4 КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Глава 18. Механические и электромагнитные колебания 253
§ 140. Гармонические колебания
и их характеристики 253
§ 141. Механические гармонические
колебания 255
§ 142. Гармонический осциллятор. Пружинный, физический и математический маятники . 256 § 143. Свободные гармонические колебания в колебательном
контуре 258
§ 144. Сложение гармонических
колебаний одного направления и одинаковой частоты.
Биения 261
§ 145. Сложение взаимно перпендикулярных
колебаний 262
§ 146. Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний (механических и электромагнитных) и его решение.
Автоколебания 264
§ 147. Дифференциальное
уравнение вынужденных колебаний (механических и электромагнитных)
и его решение 268
§ 148. Амплитуда и фаза
вынужденных колебаний
(механических и электромагнитных).
Резонанс 271
§ 149. Переменный ток 273
§ 150. Резонанс напряжений 276
§ 151. Резонанс токов 277
§ 152. Мощность, выделяемая
в цепи переменного тока 278
Контрольные вопросы 279
Задачи 280
Глава 19. Упругие волны 281
§ 153. Волновые процессы.
Продольные и поперечные
волны 281
§ 154. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Волновое
уравнение 283
§ 155. Принцип суперпозиции.
Групповая скорость 285
§ 156. Интерференция волн 286
§ 157. Стоячие волны 287
§ 158. Звуковые волны 289
§ 159. Эффект Доплера
в акустике 291
§ 160. Ультразвук
и его применение 292
Контрольные вопросы 293
Задачи 294
Глава 20. Электромагнитные
волны 294
§ 161. Экспериментальное получение
электромагнитных волн 294
§ 162. Дифференциальное уравнение
электромагнитной волны 297
§ 163. Энергия и импульс
электромагнитной волны 298
§ 164. Излучение диполя. Применение
электромагнитных волн 299
Контрольные вопросы 301
Задачи 301
Часть 5
ОПТИКА. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ
Глава 21. Элементы геометрической и электронной оптики 302
§ 165. Основные законы оптики.
Полное отражение 302
§ 166. Тонкие линзы.
Изображения предметов
с помощью линз 304
§ 167. Аберрации (погрешности)
оптических систем 308
§ 168. Основные фотометрические
величины и их единицы 310
§ 169. Элементы электронной
оптики 311
Контрольные вопросы 314
Задачи 314
Глава 22. Интерференция света ... 315 § 170. Развитие представлений
о природе света 315
§ 171. Когерентность
и монохроматичность
световых волн 318
§ 172. Интерференция света 320
§ 173. Методы наблюдения
интерференции света 321
§ 174. Интерференция света
в тонких пленках 324
§ 175. Применение интерференции
света 327
Контрольные вопросы 330
Задачи 331
Глава 23. Дифракция света 331
§ 176. Принцип
Гюйгенса—Френеля 331
§ 177. Метод зон Френеля. Прямолинейное
распространение света 333
§ 178. Дифракция Френеля на круглом отверстии
и диске 335
§ 179. Дифракция Фраунгофера
на одной щели 337
§ 180. Дифракция Фраунгофера на дифракционной
решетке 339
§ 181. Пространственная решетка.
Рассеяние света 341
§ 182. Дифракция
на пространственной решетке. Формула
Вульфа —Брэггов 342
§ 183. Разрешающая способность
оптических приборов 343
§ 184. Понятие о голографии 345
Контрольные вопросы 347
Задачи 348
Глава 24. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом 349
§ 185. Дисперсия света 349
§ 186. Электронная теория
дисперсии света 350
§ 187. Поглощение (абсорбция)
света 352
§ 188. Эффект Доплера 354
§ 189. Излучение
Черенкова—Вавилова 355
Контрольные вопросы 356
Задачи 356
Глава 25. Поляризация света 357
§ 190. Естественный
и поляризованный свет 357
§ 191. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух
диэлектриков 359
§ 192. Двойное
лучепреломление 360
§ 193. Поляризационные призмы
и поляроиды 363
§ 194. Анализ поляризованного
света 364
§ 195. Искусственная оптическая
анизотропия 366
§ 196. Вращение плоскости
поляризации 367
Контрольные вопросы 368
Задачи 369
Глава 26. Квантовая природа
излучения 369
§ 197. Тепловое излучение
и его характеристики 369
§ 198. Закон Кирхгофа 371
§ 199. Законы Стефана —Больцмана
и смещения Вина 372
§ 200. Формулы Рэлея —Джинса
и Планка 373
§ 201. Оптическая пирометрия.
Тепловые источники света ... 376
§ 202. Виды фотоэлектрического эффекта. Законы внешнего
фотоэффекта 378
§ 203. Уравнение Эйнштейна
для внешнего фотоэффекта. Экспериментальное подтверждение квантовых
свойств света 380
§ 204. Применение фотоэффекта ... 383 § 205. Энергия и импульс фотона.
Давление света 384
§ 206. Эффект Комптона и его элементарная
теория 385
§ 207. Единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного
излучения 387
Контрольные вопросы 388
Задачи 389
Часть 6 ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ АТОМОВ, МОЛЕКУЛ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Глава 27. Теория атома водорода по Бору 390
§ 208. Модели атома Томсона
и Резерфорда 390
§ 209. Линейчатый спектр
атома водорода 392
§ 210. Постулаты Бора 393
§ 211. Опыты Франка и Герца 393
§ 212. Спектр атома водорода
по Бору 395
Контрольные вопросы 397
Задачи 397
Глава 28. Элементы квантовой
механики 398
§ 213. Корпускулярно-волновой
дуализм свойств вещества ... 398 § 214. Некоторые свойства волн
де Бройля 400
§ 215. Соотношение
неопределенностей 400
§ 216. Волновая функция
и ее статистический смысл .. 403
§217. Общее уравнение Шредингера.
Уравнение Шредингера для стационарных
состояний 406
§218. Принцип причинности
в квантовой механике 408
§ 219. Движение свободной
частицы 409
§ 220. Частица в одномерной
прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими
«стенками» 409
§221. Прохождение частицы
сквозь потенциальный барьер.
Туннельный эффект 412
§ 222. Линейный гармонический осциллятор в квантовой
механике 415
Контрольные вопросы 417
Задачи 417
Глава 29. Элементы современной
физики атомов и молекул 418
§ 223. Атом водорода в квантовой
механике 418
§ 224. 1s-Состояние электрона
в атоме водорода 422
§ 225. Спин электрона. Спиновое
квантовое число 423
§ 226. Принцип неразличимости тождественных частиц.
Фермионы и бозоны 424
§ 227. Принцип Паули.
Распределение электронов
в атоме по состояниям 425
§ 228. Периодическая
система элементов
Менделеева 426
§ 229. Рентгеновские спектры 429
§ 230. Молекулы: химические связи, понятие
об энергетических уровнях ... 431 §231. Молекулярные спектры.
Комбинационное рассеяние
света 433
§ 232. Поглощение.
Спонтанное и вынужденное излучения 434
§ 233. Оптические квантовые
генераторы (лазеры) 436
Контрольные вопросы 439
Задачи 440
Глава 30. Элементы квантовой
статистики 441
§ 234. Квантовая статистика.
Фазовое пространство.
Функция распределения — 441 § 235. Понятие о квантовой
статистике Бозе —Эйнштейна
и Ферми—Дирака 442
§ 236. Вырожденный электронный
газ в металлах 444
§ 237. Понятие о квантовой теории
теплоемкости. Фононы 445
§ 238. Выводы квантовой
теории электропроводности
металлов 447
§ 239. Сверхпроводимость.
Понятие об эффекте
Джозефсона 448
Контрольные вопросы 450
Задачи 450
Глава 31. Элементы физики
твердого тела 450
§ 240. Понятие о зонной теории
твердых тел 450
§241. Металлы, диэлектрики и полупроводники
по зонной теории 452
§ 242. Собственная проводимость
полупроводников 454
§ 243. Примесная проводимость
полупроводников 457
§ 244. Фотопроводимость
полупроводников 459
§ 245. Люминесценция твердых
тел 461
§ 246. Контакт двух металлов
по зонной теории 463
§ 247. Термоэлектрические явления
и их применение 465
§ 248. Выпрямление на контакте
металл — полупроводник — 467 § 249. Контакт электронного
и дырочного полупроводников (р-n-переход) 469
§ 250. Полупроводниковые диоды
и триоды (транзисторы) 472
Контрольные вопросы 474
Задачи 475
Часть 7 ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
Глава 32. Элементы физики атомного ядра 476
§ 251. Размер, состав и заряд
атомного ядра. Массовое
и зарядовое числа 476
§ 252. Дефект массы и энергия связи
ядра 477
§ 253. Спин ядра и его магнитный
момент 478
§ 254. Ядерные силы.
Модели ядра 480
§ 255. Радиоактивное излучение
и его виды 481
§ 256. Закон радиоактивного распада. Правила
смещения 483
§ 257. Закономерности
альфа-распада 484
§ 258. бетта-Распад. Нейтрино 486
§ 259. Гамма-излучение
и его свойства 488
§ 260. Резонансное поглощение гамма-излучения
(эффект Мёссбауэра) 490
§ 261. Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений
и частиц 492
§ 262. Ядерные реакции
и их основные типы 496
§263. Позитрон. (бетта+-Распад.
Электронный захват 498
§ 264. Открытие нейтрона.
Ядерные реакции
под действием нейтронов .... 500
§ 265. Реакция деления ядра 502
§ 266. Цепная реакция деления — 503 § 267. Понятие о ядерной
энергетике 505
§ 268. Реакция синтеза атомных
ядер. Проблема управляемых
термоядерных реакций 507
Контрольные вопросы 509
Задачи 510
Глава 33. Элементы физики
элементарных частиц 510
§ 269. Космическое излучение 510
§ 270. Мюоны и их свойства 512
§271. Мезоны и их свойства 513
§ 272. Типы взаимодействий
элементарных частиц 514
§ 273. Частицы и античастицы 516
§ 274. Гипероны. Странность
и четность элементарных
частиц 518
§ 275. Классификация
элементарных частиц.
Кварки 520
Контрольные вопросы 524
Задачи 525
Основные законы и формулы 526
Предметный указатель 537
| 
