Podstawy fizyki / Władysław Bogusz, Jerzy Garbarczyk, Franciszek Krok. Wyd. 5 popr. Warszawa, Spis treści

Transkrypt

1 Podstawy fizyki / Władysław Bogusz, Jerzy Garbarczyk, Franciszek Krok. Wyd. 5 popr. Warszawa, 2016 Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA V 9 1. PRZEDMIOT, JĘZYK I METODOLOGIA FIZYKI Czym jest fizyka? Wielkości fizyczne Pomiar wielkości fizycznych. Rzędy wielkości Definicja pomiaru. Jednostki i ich układy Rzędy wielkości Prawa i zasady fizyki Modele matematyczne. Teorie fizyczne Związek fizyki z innymi naukami. Rola komputerów w fizyce Oddziaływania fundamentalne MECHANIKA KLASYCZNA Wstęp Kinematyka Układy współrzędnych Tor i równania toru Prędkość i przyspieszenie Składowe styczna i normalna przyspieszenia Klasyfikacja ruchów Całkowanie kinematycznych równań ruchu. Droga Prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe Dynamika Masa i moment bezwładności Siła i moment siły Pęd i moment pędu Zasady dynamiki Układy inercjalne. Niezmienniczość względem transformacji Galileusza Układy nieinercjalne. Siły bezwładności Ruch ciał o zmiennej masie Praca, moc i energia Definicja pracy Siły zachowawcze i niezachowawcze Energia kinetyczna i potencjalna Zasady zachowania Zasada zachowania pędu 66

2 Zasada zachowania momentu pędu Zasada zachowania energii mechanicznej Zasady zachowania w mechanice a ogólne właściwości czasu i przestrzeni Inne zasady zachowania i ich rola w fizyce Oddziaływanie grawitacyjne Siła grawitacyjna Pole grawitacyjne Ruch w polu grawitacyjnym. Prawa Keplera MECHANIKA PŁYNÓW Klasyfikacja płynów Klasyfikacja przepływów Liczba Reynoldsa i podobieństwo hydrodynamiczne Równanie ciągłości płynu Równanie Bernoulliego i jego zastosowania Wektorowe pole prędkości TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA Opis fenomenologiczny a statystyczny Energia wewnętrzna układu termodynamicznego Zerowa zasada termodynamiki Równowaga termodynamiczna Praca i ciepło Pierwsza zasada termodynamiki Funkcje stanu a funkcje procesu Gaz doskonały Gazy rzeczywiste Proces politropowy i jego szczególne przypadki Cykle termodynamiczne. Sprawność maszyn cieplnych Entropia Druga zasada termodynamiki Trzecia zasada termodynamiki Potencjały termodynamiczne Reguła faz Gibbsa. Diagramy fazowe Równanie Clausiusa-Clapeyrona TERMODYNAMIKA STATYSTYCZNA Podstawowe pojęcia statystyki fizycznej Stan mikroskopowy i stan makroskopowy. Prawdopodobieństwo termodynamiczne Statystyczna interpretacja równowagi i entropii Mikroskopowa interpretacja ciśnienia i temperatury Zasada ekwipartycji energii Średnia droga swobodna 172

3 5.7. Rozkład Boltzmanna Rozkład Maxwella Zjawiska transportu w gazach Transport masy - dyfuzja Transport energii - przewodnictwo cieplne Transport pędu - lepkość ELEKTROSTATYKA Wstęp Prawo Coulomba Pole elektryczne Układy ładunków punktowych. Dipol elektryczny Zastosowanie prawa Coulomba do obliczania natężenia pola ciągłych rozkładów ładunków Prawo Gaussa Postać różniczkowa prawa Gaussa Potencjał elektryczny Pojemność elektryczna przewodnika Energia pola elektrycznego Siły ponderomotoryczne - elektrometr bezwzględny Kelvina Łączenie kondensatorów Pole elektryczne w ośrodku materialnym Mechanizmy polaryzacji elektrycznej w dielektrykach Substancje niepolarne Dielektryki polarne Ferroelektryki PRĄD ELEKTRYCZNY Podstawowe wiadomości o prądzie stałym Teoria Drudego-Lorentza przewodnictwa elektrycznego metali Prawa Kirchhoffa Praca prądu elektrycznego Roztwory elektrolityczne - prawa elektrolizy Faradaya Przewodność równoważnikowa roztworów Liczby przenoszenia MAGNETYZM I INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA Siła Lorentza wektor indukcji magnetycznej Ruch cząstek naładowanych w polu magnetycznym Siła elektrodynamiczna moment magnetyczny obwodu z prądem Zjawisko Halla Pole magnetyczne prądu Doświadczenie Oersteda Prawo Ampera Prawo Biota-Savarta Magnes stały 274

4 8.7. Względność pola magnetycznego Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Zjawisko indukcji własnej. Indukcyjność cewki Energia pola magnetycznego Indukcja wzajemna Magnetyczne właściwości materii Dia-, para- i ferromagnetyzm Elementarny model diamagnetyzmu Paramagnetyzm Ferromagnetyzm Prawo Ampera dla magnetyków Trzy wektory magnetyczne Obwody magnetyczne Równania Maxwella DRGANIA I FALE Drgania harmoniczne proste Ogólne rozwiązanie równania drgań drgania tłumione Drgania wymuszone w układzie bez tłumienia Drgania wymuszone z tłumieniem rezonans Indukcyjność i pojemność w obwodzie prądu zmiennego Składanie drgań. Analiza fourierowska Równanie fali akustycznej. Elementy akustyki Rozwiązania równania falowego Fale elektromagnetyczne Promieniowanie dipola elektrycznego Widmo fal elektromagnetycznych Nakładanie się fal - prędkość grupowa Fale stojące Odbicie fal od granicy dwóch ośrodków Elementarna teoria dyspersji fal elektromagnetycznych Zasada Fermata i zasada Huygensa Zjawiska interferencyjne Dyfrakcja fal elektromagnetycznych Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie Zdolność rozdzielcza siatki dyfrakcyjnej Polaryzacja światła SZCZEGÓLNA TEORIA WZGLĘDNOŚCI Wprowadzenie Doświadczenie Michelsona Morleya Transformacja Lorentza współrzędnych i czasu Relatywistyczne dodawanie prędkości Skrócenie długości w kierunku ruchu Dylatacja czasu Jednoczesność dwóch zdarzeń 384

5 Potwierdzenie mionowe teorii względności Interwał czasoprzestrzenny Elementy dynamiki relatywistycznej Zależność masy od prędkości Praca rozpędzania ciała PODSTAWY DOŚWIADCZALNE MECHANIKI KWANTOWEJ - KWANTY Promieniowanie termiczne Wiadomości wstępne Prawa promieniowania cieplnego Teoria Rayleigha-Jeansa Teoria Plancka widma emisji cieplnej Zjawisko fotoelektryczne Zjawisko Comptona Promieniowanie rentgenowskie Dualizm korpuskularno-falowy promieniowania Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią PODSTAWY DOŚWIADCZALNE MECHANIKI KWANTOWEJ - BUDOWA ATOMU Odkrycie elektronu Model Thomsona budowy atomu Odkrycie jądra atomowego - model Rutherforda budowy atomu Model Bohra budowy atomu wodoru Widma atomowe Postulaty Bohra Poprawka na skończoną masę jądra Doświadczenie Francka-Hertza Charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie Dyfrakcja promieni X Zasada korespondencji Wady teorii Bohra ELEMENTY MECHANIKI KWANTOWEJ Hipoteza de Broglie'a Interpretacja reguł kwantowych Bohra Probabilistyczna interpretacja fal materii Paczka falowa Zasada nieoznaczoności Heisenberga Równanie Schrödingera Rozwiązania równania Schrödingera dla wybranych potencjałów Potencjał stały Próg potencjału Bariera potencjału 459

6 Studnia potencjału Oscylator harmoniczny Kwantowa teoria atomu wodoru Postulaty mechaniki kwantowej Moment pędu w mechanice kwantowej Moment magnetyczny elektronu Spin elektronu Doświadczenie Sterna i Gerlacha Atomy wieloelektronowe Zakaz Pauliego Układ okresowy pierwiastków Zjawisko Zeemana Statystyki kwantowe Natężenie linii widmowych - prawdopodobieństwo przejść elektronu Emisja wymuszona fotonów - laser ELEMENTY FIZYKI CIAŁA STAŁEGO Budowa i podstawowe właściwości ciał stałych Wiązania w ciałach stałych Energia wiązania sieci jonowej Elektrony swobodne metalu - model Sommerfelda Ciepło molowe sieci krystalicznej - model Einsteina Drgania sieci Model Debye'a ciepła molowego sieci krystalicznej Napięcia kontaktowe Zjawisko termoemisji Nadprzewodnictwo Zależność temperatury przejścia od pola magetycznego Efekt izotopowy Pasmowa teoria ciał stałych Masa efektywna nośników ładunku Półprzewodniki samoistne Półprzewodniki domieszkowe Złącze p-n Czas życia nośników mniejszościowych - tranzystor Tranzystor polowy ELEMENTY FIZYKI JĄDROWEJ Własności jąder atomowych Skład jądra atomowego Rozmiar jądra atomowego Masa jądra atomowego Defekt masy energia wiązania jądra Spin i moment magnetyczny jądra atomowego 574

7 Siły jądrowe Modele jądra atomowego Wiadomości wstępne Model kroplowy Model gazu Fermiego Model powłokowy Model kolektywny Przemiany jądrowe Wiadomości wstępne Przemiana α Przemiana β Promieniowanie γ. Zjawisko Mössbauera Reakcje jądrowe Klasyfikacje reakcji jądrowych Modele reakcji jądrowych Reakcje rozszczepienia Reakcje syntezy termojądrowej Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią Detekcja promieniowania jądrowego Akceleratory cząstek naładowanych 612 SKOROWIDZ 615 oprac. BPK