ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.03.2025
Просмотров: 3741
Скачиваний: 2
СОДЕРЖАНИЕ
Дисциплина «Физика» список литературы
1. Современная картина строения физического мира.
1.5.Практическое использование элементарных частиц
1.1. Понятие о векторах и простейших действиях над ними
3.Метод размерных оценок в задачах физики
3.1. Введение в теорию размерных оценок. Преобразования подобия. Аффинные преобразования
3.2. Размерность и ее анализ. Алгоритм поиска размерных оценок
3.3. Применение размерных оценок в механике. Примеры иллюстрации алгоритма для струны и маятника.
5. Мгновенная угловая скорость.
6. Связь линейной и угловой скоростей.
7. Модуль и направление углового ускорения.
8. Связь тангенциального и углового ускорения.
9. Мгновенное угловое ускорение.
5. Работа и энергия. Закон сохранения энергии
5.1. Работа и кинетическая энергия
5.2. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем
5.3. О законе сохранения энергии и непотенциальных силах
5.5. Равновесие и устойчивость
6.2. Центр масс системы материальных точек
6.3. Потенциальная энергия взаимодействия. Закон сохранения
6.5. Упругие и неупругие соударения
2. Избранные вопросы классической механики
2.1. Некоторые положения механики Ньютона.
2.2. Принципы механики Лагранжа.
7.1. Момент импульса и момент силы
7.3. Вращение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси
Свойства симметрии и законы сохранения. Сохранение энергии.
9.1. Принцип относительности Галилея
9.2. Законы механики в неинерциальных системах отсчета.
Некоторые задачи механики. Движение частицы в центральном поле сил.
2. Основные физические свойства и параметры жидкости. Силы и напряжения.
8.3. Течение идеальной жидкости. Уравнение непрерывности
8.4. Архимедова сила. Уравнение Бернулли
8.5. Вязкость. Течение Пуазейля
2.3.4. Уравнение движения в напряжениях.
Уравнение Эйлера и Навье-Стока.
Специальная теория относительности.
10. Введение в релятивистскую механику
10.1. Постоянство скорости света для всех систем отсчета.
10.2. Следствия из преобразований Лоренца. Сокращение длины и замедление времени
10.3. Импульс и энергия в релятивистской механике
Относительность одновременности событий
Зависимость массы тела от скорости
Закон взаимосвязи массы и энергии
4.1.5. Релятивистская механика материальной точки
1.3. Фундаментальные взаимодействия
1.4. Стандартная модель и перспективы
11.1. Основные понятия и законы
12.1. Основные свойства элементарных частиц.
12.2. Законы сохранения в микромире
12.3. Кварковая структура адронов
12.4. Электрослабое взаимодействие
Физика в конспективном изложении Содержание:
9. Постоянное электрическое поле – 49
9.13.4.2. Теорема Гаусса для вектора - 78 10. Постоянный электрический ток – 79
10.7. Закон Ома для неоднородного участка цепи – 82 Магнетизм. Уравнения Максвелла – 83
11. Магнитное поле в вакууме – 83
11.11.3.1. Плотность энергии магнитного поля – 103 12. Магнитное поле в веществе – 103
1.1. Предсказание будущего - задача науки
1.5. Экспериментальная и теоретическая физика
3.4. Положение материальной точки в пространстве
3.10.1. Нормальное и тангенциальное ускорение
4. Динамика материальной точки
4.6.1. Система си (System international)
5.6.1. Консервативность силы тяжести
5.6.2. Неконсервативность силы трения
5.7. Потенциальная энергия может быть введена только для поля консервативных сил
5.8.Закон сохранения механической энергии
6. Кинематика вращательного движения
6.1. Поступательное и вращательное движение
6.2. Псевдовектор бесконечно малого поворота
6.5. Связь линейной скорости материальной точки твердого тела и угловой скорости
8. Элементы специальной теории относительности
8.2. Принцип относительности Галилея:
8.3. Неудовлетворительность механики Ньютона при больших скоростях
8.5.1. Вывод преобразований Лоренца
8.6. Следствия из преобразований Лоренца
9.3.6. Принцип суперпозиции электрических полей
9.3.7. Напряженность поля точечного заряда
9.3.9. Линии напряженности точечных зарядов
9.4.4.1. Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости
9.4.4.3. Поле однородно заряженного бесконечного цилиндра
9.9. Проводник в электрическом поле
9.10. Электроемкость уединенного проводника
9.11. Электроемкость конденсатора
9.12. Энергия электрического поля
9.12.1. Плотность энергии электрического поля в вакууме
9.13. Электрическое поле в диэлектрике
9.13.1.1. Два типа диэлектриков - полярные и неполярные
9.13.2. Поляризованность диэлектрика (вектор поляризации) - это дипольный момент единицы объема:
9.13.4.1. Плотность энергии электрического поля в диэлектрике
10.4. Закон Ома для участка цепи
10.5. Закон Ома в дифференциальной форме
10.6. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
Магнетизм. Уравнения Максвелла
11.5.6. Магнитное поле тороида
11.7. Сила Лоренца - это сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся в нем заряд
11.7.1. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
11.8. Рамка с током в магнитном поле
11.11.2. Индуктивность соленоида
11.11.3. Энергия магнитного поля
12.2. Классификация магнетиков
Экспериментально установлено, что свет в пустом пространстве распространяется со скоростью не зависящей от выбора системы отсчета.
По Галилею скорости складываются или вычитаются и для движущейся в направлении распространения света системы отсчета скорости при сложении дадут результат превышающий по величине скорость света.
Таким образом, существует несоответствие между принципо Галилея и постоянствосм скорости света. Чтобы разрешить это несоответствие и появилось иное представление об относительности.
Все события во Вселенной, которые когда-либо происходили или будут происходить, образуют пространственно-временное многообразие, которое называется пространством-временем, или пространством Минковского(Герман Минковский(1864-1909)-немецкий ученый). Для определения точечного события необходимо указать его место и время, т.е. задать его координаты относительно некоторой системы отсчета и момент времени, когда оно произошло или произойдет. Другими словами, для определения точки в пространственно-временном многообразии необходимо задать четыре величины-три координаты и время. Поэтому пространственно-временное многообразие называется четырехмерным. Каждой точке А пространственно-временного многообразия, т.е. каждому точечному событию ставят четверку чисел. Эти величины не имеют физического смысла и являются просто «номерами» пространственно-временных точек до тех пор, пока не определены физические операции, при помощи которых каждому точечному событию можно приписать три пространственные координаты и момент времени. иначе говоря, должен быть указан способ измерения этих величин.
Для измерения координат и времени какого-либо события в распоряжении физика-экспериментатора, производящего такие измерения, должны находиться определенные приборы и измерительные инструменты. Все это оборудование называется обобщенно системой отсчета, а работающий на этом оборудовании экспериментатор-наблюдателем, находящимся в данной системе отсчета. Основными приборами из имеющегося в распоряжении экспериментатора-наблюдателя оборудования являются жесткие стержни, посредством которых строится декартова прямоугольная система координат, и часы. Однако при помощи линеек и часов наблюдатель может определить координаты и время только тех событий, которые происходят в непосредственной близости от него. Поэтому время, отсчитываемое часами данного наблюдателя, называется местным временем, или собственным временем наблюдателя.
Для определения координат и времени удаленных от наблюдателя событий удобно применять радиолокационный метод. Наблюдатель посылает короткие световые сигналы в направлении места, в котором происходят интересующие его события. Для того, чтобы наблюдатель мог получить информацию с места событий, там должен находиться отражатель, сразу же возвращающий назад падающий на него сигнал. Наблюдатель по своим часам отмечает момент времени τ1 отправления светового сигнала и момент времени τ2 приема соответствующего ему отраженного сигнала. Используя значения τ1 τ2 собственного времени, событию, которое произошло в момент отражения светового сигнала, можно приписать следущие значения расстояния до наблюдателя и времени t
Существование любого тела представляет собой непрерывную последовательность происходящих с этим телом событий. Если какое-либо тело можно рассматривать как материальную точку, то и события, с ним происходящие, также будут точечными. Все эти события образую линию в 4-мерном пространственно-временном многообразии, которая называется мировой линией рассматриваемой частицы. Параметрическое уравнение мировой линии можно записать как зависимость радиуса-вектора точки от времени r(t).
Ось времени, уравнение которой r(t) =0, есть мировая линия наблюдателя. При этом из формул
r=0.5c(τ2 – τ1)
t= 0.5(τ1 + τ2) = τ1 +0.5(τ2 - τ1)
Формулы дают наиболее простое и естественное представление расстояния от наблюдателя до наблюдаемого им события А. В самом деле, если время распространения светового сигнала к месту события и обратно равно
∆τ = τ2 - τ1
2r =c∆τ
Относительность одновременности событий
В механике Ньютона одновременность двух событий абсолютна и не зависит от системы отсчёта. Это значит, что если два события происходят в системе Kв моменты времениtиt1, а в системеK’ соответственно в моменты времениt’ иt’1 , то посколькуt=t’, промежуток времени между двумя событиями одинаков в обеих системах отсчёта
В отличие от классической механики, в специальной теории относительности одновременность двух событий, происходящих в разных точках пространства, относительна: события, одновременные в одной инерциальной системе отсчёта, не одновременны в других инерциальных системах, движущихся относительно первой.
Понятие одновременности пространственно разделенных событий относительно. Из постулатов теории относительности и существования конечной скоростираспространения сигналов следует, что в разныхинерциальных системах отсчёта время протекает по-разному.
Постулаты Эйнштейна
(принцип относительности)
1й постулат. Все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета( уравнения, выражающие законы природы инвариантны по отношению к преобразованию координат и времени от одной системы отсчета к другой)
(обобщение механики относительности Галилея на всю природу)
2й постулат. Свет распространяется со скоростью с = сonst, не зависит от состояния движения излучающего тела.
Скорость света во всех системах отсчета постоянна.
c = 3*108 м/c
По Галилею:
x/ = x + vt ; y = y/; z = z/. t = t/.
Отсчет времени в обеих системах с момента, когда начала систем О и О/ совпадали. Пусть в момент t = t/ =0 из совпадающих начал послан световой сигнал по всем направлениям. К моменту t сигнал в К достигнет точек, отстоящих от О на растоянии ct.
Координаты радиуса-вектора в трехмерной системе координат
r2 = x2 + y2 + z2
Если при t = 0 запускаем световой сигнал со скоростью света c; ct – расстояние, которое пройдет свет в системе k и окажется в точки с координатами r.
Квадрат радиуса будет иметь вид
r2 = x2 + y2 + z2 = c2t2; координаты точек удовлетворяют уравнению
Аналогично в системе k/:
(x/)2 + (y/)2 + (z/)2 = c2(t/)2
Уравнения имеют одинаковый вид в обеих системах отсчета
c2t2 - x2 + y2 + z2 = 0
c2(t/)2 - (x/)2 + (y/)2 + (z/)2=0
если подставить преобразования Галилея в эти уравнения, то убеждаемся, что эти преобразования не совместимы с принципом постоянства скорости света.
Уравнения Ньютона удовлетворяют преобразованиям Галилея(инвариант)
Уравнения Максвелла не удовлетворяют преобразованиям Галилея. Эйнштейн определил преобразования релятивистской механики на основе постулатов.
Интервал
Событие определяется местом(координаты и время)
Если ввести воображаемое четырехмерное пространство(четырех-пространство) с осями ct,x,y,z, то событие характеризуется - мировой точкой
А линия, описывающая положение точки – мировая линия.
x02 – x12 – x22 – x32 = 0 - четырехмерие.
световой конус будущего
область абсолютно удаленных от А событий
(за пределами конуса
световой конус прошлого
На рис можно отметить конус будущего(вверху) и конус прошлого
Линия, которую описывает частица, называется мировой.
А-событие присшедше раньше В. Событие А является причиной состояния В, а состояние В является следствием состояния А. между этими событиями ---- причинно-следственная связь.
Событие – следствие – это путь в будущее
Событие –причина – это путь в прошлое
Пространство-время – это пространство Минковского.
Верхний конус называется конусом будущего, нижний – прошлого.
Пусть событие – Если свет в момент t1 из точки с координатами (x1, y1, z1 ), а в момент t2 частица имеет координаты (x2, y2, z2 ), то в системе между координатами и временем имеем соотношение
c2(t2 - t1)2 = (x2 - x1)2 + (y2 - y1)2 + (z2 - z1)2
расстояние(интервал) между точками
l2 = (x2 - x1)2 + (y2 - y1)2 + (z2 - z1)2 .
по аналогии можно говорить об интервале в 4-пространстве
(s12)2 = c2(t2 - t1)2 - (x2 - x1)2 + (y2 - y1)2 + (z2 - z1)2 - 4–интервал - четырех-интервал
Квадрат интервала
ds2 = c2d t2 – dx2 – dy2 – dz2 = c2d t2 - dl2
dl2 = dx2 + dy2 + dz2 – inv (инвариант).
Интервал в любой СО является инвариантом.
Для событий испускания света из точки 1 и прихода в т2 интервал равен нулю
ds2 = c2d t2 – dx2 – dy2 – dz2 = c2d t2 - dl2 =0
Вследствии с=const любой системе отсчета интервал справедлив для обеих К и К' систем отсчета. Если ds = 0, то и ds' = 0. Поэтому между интервалами в разных системах отсчета имеется связь
В системах k и k/ интервалы связаны неким линейным соотношением.
ds = ds/;
Или наоборот
ds/ = ds;
Перемножая
dsds/ = ds/ds; откуда
Поскольку знак интервала во всех системах отсчета должен быть одинаков, то
= 1.
ds = ds/
- инвариантны, что и требоалось доказать.
Для всех систем отсчета –по аналогии с расстояниями между точками в обычном пространстве. Это логическое следствие из постулатов Эйнштейна.
Используя инвариантность интервала, запишем
ds2 = c2d t2 - dl2 = c2d( t/) 2 – d(l/)2
Пусть ds2 > 0, т.е. интерваль вещественный. Найдем систему К' где dl/ = 0. в этой системе события, разделенные интервалом ds, произойдут в одной точке. Промежуток времени в системе К' dt/ = ds/c.
Вещественные интервалы--временеподобные
ds2 > 0 - временеподобный интервал.