Предлагаемый «Краткий справочник по физике» ставит своей целью дать практическим работникам, соприкасающимся с вопросами физики, студентам высших технических учебных заведений, преподавателям вузов, техникумов и средних школ краткое пособие, охватывающее все основные разделы современной физики.
В основном справочник соответствует действующей программе по физике для втузов. Необходимость подобного издания диктуется все возрастающей ролью физики в жизни страны. В то же время отсутствует достаточно краткое и полное пособие, которое могло бы оказать помощь лицам, ранее изучавшим физику, в их повседневной работе.
Настоящий справочник ни в коей мере не может заменить систематический курс физики, да авторы и не ставили этой задачи. В нем обращено особое внимание на определения физических понятий и величин, излагаются идеи основных физических экспериментов, явления и факты, приводятся наиболее важные соотношения между величинами без подробных математических выкладок.
В справочнике отсутствуют подробные таблицы значений физических величин, которые можно найти в таких изданиях, как, например, «Справочник физика-экспериментатора» Кэя и Лэби, «Физико-технический справочник» под редакцией К. П. Яковлева и т. п.
При отборе материала, вносимого в «Справочник», авторы ставили задачу более подробно изложить вопросы физики, ставшие актуальными в последние годы. Поэтому в нем отдельные вопросы элементарного курса физики изложены сжато, а в некоторых случаях и вообще опущены, в то время как вопросы атомной и ядерной физики, зонной теории кристаллов и полупроводников и некоторые .другие изложены более подробно. Для понимания многих разделов современной физики необходимо знание основ квантовой механики, поэтому авторы отводят им значительное место.
Настоящее издание является одним из первых опытов подобного рода. Прекрасная книга «Основные формулы физики» под редакцией Д. Мензела предназначена для сравнительно узкого круга специалистов в данной области, а широко распространенное издание «Основные законы физики» А. Хен« деля охватывает лишь программу элементарного курса физики.
Раздел первый справочника написан Н. И. Карякиным, разделы II—IV К. Н. Быстровым, разделы V—IX П. С. Киреевым.
Авторы будут признательны за указания возможных погрешностей данного издания и за пожелания в выборе материала и форме его изложения.
Н. Корякин, К. Быстрое, П. Киреев
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ..... •
Раздел первый Механика
Основные понятия механики I. Система отсчета
--............................. 4
§ 2. Единицы мер и системы мер................. 5
§ 3. Векторы ........................... 9
§ 4. Элементы теории поля.................... 14
§ 5. Скорость и ускорение..................... 18
§ 6. Сила............................. 18
§ 7. Масса ............................ 21
§ 8. Материальная точка..................... 24
§ 9, Основные законы движения по Ньютону ........... 24
§ 10. Инерциальная система отсчета. Принцип относительности Гал-
лнлея............................ 25
§11. Момент силы и пара сил................... 26
§ 12. Работа и мощность...................... 27 -
§ 13. Кинетическая энергия..................... 28
Статика
§ 14. Основные законы статики................... 29
§ 15. Сложение и разложение сил, приложенных к твердому телу . . 29
§ 16. Аналитический метод исследования плоской системы сил . • . 31
§ 17. Принцип возможных (виртуальных) перемещений......• 33
§ 18. Виды равновесия......................• 33
§ 19. Центр масс и центр тяжести................. 34-
§ 20. Моменты инерции....................... 38
Кинематика
§ 21. Кинематика точки....................... 'fi
§ 22. 'Движение твердого тела.................»•• *• •.
§ 23, Относительное, переносное и абсолютное движения...... &'
554
Динамика
Стр.
§ 24. Динамика материальной точки ................ 52
§ 25. Потенциальное силовое поле ................. 55
§ 26. Потенциальная энергия.................... 56
§ 27. Закон сохранения количества движения ............ 57
§ 28. Момент количества движения для материальной точки .... 58
§ 29. Динамика системы материальных точек............ 59
§ 30. Сравнение формул поступательного и вращательного движений 63
§ 31. Уравнение Лагранжа и принцип Гамильтона......... 63
§ 32. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси....... 64
§ 33. Законы движения твердого тела переменной массы...... 64
§ 34. Принцип реактивного движения................ 66
§ 35. Задачи Циолковского. Прямолинейное движение........ 67
§ 36. Обобщенное уравнение Мещерского.............. 70
§ 37. Основные теоремы динамики точки переменной массы..... 73
§ 38. Основные теоремы динамики тела переменной массы ..... 75
§ 39. Удар твердых тел....................... 79
§ 40. Трение............................ 81
§ 41. Тяготение тел......................... 82
§ 42. Гидро- и аэромеханика. Свойства жидкости и газов...... 88
§ 43. Гидростатика......................... 89
§ 44. Аэростатика ......................... 90
§ 45. Статическая устойчивость плавающих и погруженных в жидкость
тел.............................. 91
§ 46. Гидродинамика........................ 92
Колебания
§ 47. Гармоническое колебательное движение............ 96
§ 48. Сложение гармонических колебаний..............100
§ 49. Собственные колебания и изменение энергии во время колебаний 104
§ 50. Затухающие колебания....................106
§ 51. Вынужденные колебания...................108
Волны
§ 52.-Возникновение волны.....................111
§ 53. Фазовая и групповая скорости................113
§ 54. Волны в упругих средах...................115
§ 55. Ударная волна........................119
§ 56. Явление Доплера в акустике................ , 120
Разделвторой Молекулярная физика, термодинамика и статистика
Молекулярная физика
§ 1. Атомно-мрлекулярное строение вещества ,......., , . 122
§ 2.'Основные положения молекулярно-кинетической теории , . . . 122 .
§ 3. Температура. Теплота.....................123
§ 4. Опытные газовые законы................... 124
§ 5. Уравнение газового состояния идеального газа........125
§ 6. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газа . . 126
§ 7. Уравнение состояния реальных газов.............127
§ 8. Опыт Штерна по определению скоростей молекул газа . . . .129
§ 9. Распределение молекул по скоростям............. 129
§ 10. Барометрическая формула................... 131
§ 11. Эффект Джоуля — Томсона.................. 131
§ 12. Сжижение газов...................... 132
§ 13. Критическое состояние вещества.............. 133
§ 14. Явление переноса....................... 134
Термодинамика
§ 15. Полная и внутренняя энергия системы............ 138
§ 16. Работа и теплота....................... 138
§ 17. Первое начале термодинамики ................ 139
§ 18. Работа расширения газа.................... 139
§ 19. Степени свободы ....................... 141
§ 20. Внутренняя энергия идеального газа............. 141
§ 21. Теплоемкости......................... 141
§ 22. Обратимые и необратимые процессы.............. 142
§ 23. Цикл Карно ......................... 143
§ 24. Второе начало термодинамики................. 143
§ 25. Третье начало термодинамики . ,............... 144
§ 26. Термодинамические функции ................. 145
§ 27. Термодинамическое равновесие................ 147
§ 28. Фазовые переходы первого рода ............... 149
§ 29. Фазовые переходы второго рода....., . . ........ 152
§ 30. Поверхностное натяжение жидкости..............152
§ 31. Смачивание........,................. 153
§ 32. Капиллярные явления .................... 154
§ 33. Кипение жидкости ...................., . 155
Статистическая физика
§ 34. Статистика Больцмана ,,,«,.,«..,.»...,.,. 157
§ 35. Фазовое пространство..................... 160
§ 36. Сравнение статистического метода Максвелла — Больцмана с методом Гиббса......................... 161
§ 37. Распределение Гиббса..................... 161
§ 38. Статистика Бозе — Эйнштейна................. 163
§ 39. Статистика Ферми — Дирака ................. 165
§ 40. Сравнение различных статистик................ 166
§ 41. Применение статистики Бозе — Эйнштейна к фотонному газу „ 167
Раздел третий Электричество и магнетизм
Электростатика
§ 1. Электрический заряд...................... 169
§ 2. Электризация трением .................... 169
§ 3. Закон взаимодействия точечных зарядов (закон Кулона) .... 170
§ 4. Закон сохранения электрического заряда........ 171
§ 5* Системы единиц измерения электрических и магнитных величин 171
§ 6. Электростатическое поле. Напряженность........... 182
§ 7. Принцип суперпозиции электрических полей......... 183
§ 8. Работа сил поля при перемещении заряда........... 184
KRfi
Стр.
§ 9. Электрический потенциал...................'84
§ 10. Электростатическое поле в диэлектрике............185
§ 11. Электрическая индукция...................186
§ 12. Теорема Гаусса — Остроградского...............188
§ 13. Электрические поля при простейших распределениях зарядов . 188
§ 14. Вектор поляризации .....................190
§ 15. Типы диэлектриков......................192
§ 16. Распределение заряда на проводнике.............193
§ 17. Электрическая емкость проводников..............194
§ 18. Энергия электрического поля »»»».............195
Постоянный электрический ток
§ 19. Электрический ток.............««•......196
§ 20. Закон Ома для участка цепи................. 197
§ 21. Сторонние силы. Электродвижущая сила...........198
§ 22. Закон Джоуля — Ленца....................200
§ 23. Закон Кирхгофа для разветвленных цепей ,,„........ 201
§ 24. Определение заряда электрона из законов Фарадея......203
§ 25. Определение заряда электрона. Опыт Стюарта и Толмэна . . . 204
§ 26. Закон Ома в электронной теории...............205
§ 27. Закон Джоуля — Ленца в электронной теории.........206
§ 28. Закон Видемана — Франца в электронной теории.......206
§ 29. Сверхпроводимость.......,..............208
§ 30. Термоэлектронная эмиссия.........,»,,...,. 209
Электрический ток в вакууме, газах и жидкостях
§ 31. Электрический ток в вакууме........,....... • 209
§ 32. Электрический ток в газах...............» . . 210
§ 33. Вакуумные и газонаполненные приборы .,,.., i ,.••• 214
§ 34. Электролиз..........................216
Магнитное поле тока
§ 35. Постоянные магниты...........,.........219
§ 36. Магнитное взаимодействие токов ...............220
§ 37. Магнитная индукция. Формула Ампера............ 221
§ 38. Сила Лоренца „,,,,,........„........ . . 221
§ 39. Эффект Холла ...,,,..,.......'......, . 224
§ 40. Напряженность.магнитного поля...............225
§ 41. Электромагнитная индукция................. 227
§ 42. Самоиндукция........................ 230
§ 43, Взаимная индукция...................., « 230
§ 44, Намагничивание вещества................... 234
§ 45, Колебательный контур ................ ° .•> 237
§ 46. Получение переменного тока ................. 242
§ 47, Сопротивление в цепи переменного тока ........... 243
§ 48. Ток смещения........................ 245
§ 49. Скорость распространения электромагнитных волн в средах , . 246
§ 50, Работы А. С. Попова. Изобретение радио........... 247
§ 51. Уравнение Максвелла ..................... 247
§ 52. Шкала электромагнитных волн ................ 249
§ 53. Релятивистская форма уравнений электродинамики ,.....249
, 55;
Оптика If'
«И
Элементы геометрической оптики (Ч;
Ст?,
1. Корпускулярная теория света.................2J&
2. Волновая теория света ....................jjjjjt
3. Полное внутреннее отражение................., 2|р
4. Преломление монохррма,тического луча в "призме........25а]
5. Тонкие линзы.........................29$
6. Сферическая аберрация.....,.............. 2SK
7. Глаз как оптическая система.................2»
§ 8. Оптические приборы......................259
§ 9. Методы определения скорости света..............261
Волновая и корпускулярная оптика
§ 10. Интерференция света .....................265
§ 11. Интерферометры.......................270
§ 12. Дифракция света........................ . 271
§ 13. Дифракция рентгеновых лучей. Формула Вульфа — Брэгга . . 278
§ 14. Поляризация света ......................279
§ 15. Дисперсия света .......................285
§ 16. Поглощение света.......................287
§ 17. Спектры ...........................288
§ 18. Тепловое излучение..................... . 289
§ 19. Фотометрия.......................... 293
§ 20. Фотоэлектрический эффект и давление света ...... .... 295
Разделпятый Основы частной (специальной) теории относительности
§ 1. Теория- относительности. Экспериментальные основы теории относительности .........................300
§ 2. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца и их следствия 305 § 3. Экспериментальная проверка теории относительности.....312
Разделшестой Атомная физика
§ 1. Особенности атомной физики..................314
§ 2. Определение заряда электрона ................ЗН
§ 3. Движение заряженных частиц в макрополях.........ЗК
§ 4. Движение частиц в аксиально-симметричном поле :.....• Зн
§ 5. Ускорители заряженных частиц ................325
§ 6. Масс-спектроскопия.....................я* Ж
§ 7. Рентгеновы лучи (спектры). Общие свойства рентгеновских лучей. «Я
§ 8. Ядерная модель атома Резерфорда..............« «3!
§ 9. Теория атома водорода по Бору.........••••••• 22
§ 10. Тонкая структура спектральных линий атома водорода . . . • **
§ 11. Сложные атомы........................• г~
§ 12. Магнитные свойства атомов..................^
§ 13. Волновые свойства частиц............'"'•'''" <3
§ 14. Рассеяние электронов атомами и ионами ..........• 2S
§ 15. Система с отрицательным поглощением........• • • • ar>
Основы квантовой механики
Стр.
1. Волновая функция......,............... 380
2. Уравнение Шредингера. Простейшие его применения ..... 382
3. Операторы . ,........................ 384
4. Постулаты квантовой механики................388
5. Теория представлений..................... 394
6. Стационарные состояния....................398
S 7. Квантово-механическое решение некоторых задач .......399
§ 8. Движение в центрально-симметричном поле........., 403
§ 9. Теория возмущений......................411
§ 10. Квантовая механика системы тел...............413
§ 11. Система из одинаковых частиц ................414
§ 12. Обменная энергия.......................416
Раздел восьмой Ядерная физика
§ 1. Основные характеристики ядра................ 418
§ 2. Протонно-нейтронная структура ядра.............421
§ 3. Понятие о мезон ной теории ядерных сил...........427
§ 4. Прохождение тяжелых частиц через вещество.........428
§ 5. Прохождение {3-излучения через вещество...........433
§ 6. Прохождение ^-излучения через вещество ,.......... 435
. § 7. Комптоновское рассеяние........,..........438
§ 8. Образование пар. Другие процессы ослабления f-лучей .... 440
§ 9. Эффект Мёссбауэра......................441
§ 10. Методы регистрации ядерных частиц .............443
§ П. Общая характеристика радиоактивности ............449
§ 12. о-радиоактивность............•...........458
§ 13. р-радиоактивность.......................460
§ 14. Y -излучение..........................466
§ 15. Ядерные реакции.......................467
§ 16. Нейтроны...........................471
§ 17. Искусственная радиоактивность................ 475
§ 18. Деление ядер............... ~.......... 476
§ 19. Цепная ядерная реакция........... ,.......479
§ 20. Управляемая реакция деления. Понятие о ядерной энергетике 480
§ 21. Термоядерные реакции....................484
§ 22. Космические лучи .' ..................., . . 489
§ 23. Элементарные частицы.................... 492
Раздел девятый
Физика твердого тела § 1. Виды связей атомов в твердбгх телах .............. 499
§ 2. Элементы зонной теории твердого тела............500
§ '3. Функция Гамильтона для кристалла .............500
§ 4. Металлы. Статистика электронов в металлах.........512
§ 5. Полупроводники ............, ,.........517
Раздел дес я тыи Значения мировых постоянных
Вспомогательные таблицы.....................536
Литература...........................547
Указатель.............................549
Цена: 150руб.
