Файл: fiz_1_1_mekh_otnosit_vm_i_as_rab_var_1_09_12.doc

9.9.1. Условия равновесия зарядов на проводнике – 69 9.9.2. Проводник во внешнем электрическом поле – 69 9.10. Электроемкость уединенного проводника – 70

9.11. Электроемкость конденсатора – 71

9.11.1. Электроемкость плоского конденсатора – 72 9.12. Энергия электрического поля – 72

9.12.1. Плотность энергии электрического поля в вакууме – 74

9.12.2. Энергия заряженного конденсатора – 74 9.13. Электрическое поле в диэлектрике – 75

9.13.1. Диэлектрик? – 75

9.13.1.1. Два типа диэлектриков - полярные и неполярные – 75

9.13.2. Поляризованность диэлектрика (вектор поляризации) – 76

9.13.3. Пластина диэлектрика в плоском конденсаторе – 76 9.13.4. Вектор электрического смещения – 78 9.13.4.1. Плотность энергии электрического поля в диэлектрике – 78

9.13.4.2. Теорема Гаусса для вектора - 78 10. Постоянный электрический ток – 79

10.1. Сила тока – 79

10.2. Плотность тока – 79

10.2.1. Связь плотности тока и скорости упорядоченного движения зарядов – 79

10.3. ЭДС источника – 80 10.4. Закон Ома для участка цепи – 81

10.5. Закон Ома в дифференциальной форме – 81

10.6. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме – 82

10.7. Закон Ома для неоднородного участка цепи – 82 Магнетизм. Уравнения Максвелла – 83

11. Магнитное поле в вакууме – 83

11.1. Движущийся заряд - источник магнитного поля, индикатор магнитного поля - другой движущийся заряд – 83

11.2. Проводник с током создает только магнитное поле, другой проводник с током реагирует только на магнитное поле – 84

11.3. Рамка с током как регистратор магнитного поля. Вектор магнитной индукции – 84

11.3.1. Линии магнитной индукции – 85

11.4. Закон Био-Савара-Лапласа – 85

11.4.1. Применение закона Био-Савара-Лапласа для нахождения магнитного поля прямого тока – 86

11.5. Теорема о циркуляции вектора В - 87

11.5.1. Циркуляция вектора - 87

11.5.2. Циркуляция для плоского контура, охватывающего бесконечный прямой проводник с током – 87

11.5.3. Ток за контуром – 87

11.5.4. Формулировка теоремы о циркуляции – 88 11.5.5. Применение теоремы о циркуляции для вычисления магнитного поля бесконечно длинного соленоида – 88 11.5.6. Магнитное поле тороида – 90

11.6. Закон Ампера – 90

11.7. Сила Лоренца - это сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся в нем заряд – 91

11.7.1. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле – 92

11.7.1.1. - 92

11.7.1.2. параллельна, sin () = 0 – 93

11.7.1.3. Угол между скоростью и магнитным полем = α – 93

11.8. Рамка с током в магнитном поле – 94

11.8.1. Плоский контур в однородном поле – 94

11.8.1.1. Магнитный момент контура – 95

11.8.1.2. Вектор вращающего момента – 95

11.8.2. Плоский круговой контур в неоднородном осесимметричном магнитном поле – 95

11.8.2.1.Магнитный момент против поля – 95 11.8.2.2. Магнитный момент по полю – 96

11.8.2.3. Сила, действующая на контур при произвольной ориентации ив неоднородном магнитном поле – 96

11.9. Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) – 96 11.9.1. Для однородного- 96

11.9.2. Поток вектора через бесконечно малую поверхность в неоднородном поле – 97

11.9.3. Поток вектора через произвольную поверхность в неоднородном поле – 97

11.10. Явление электромагнитной индукции – 97

11.10.1. Закон Фарадея – Ленца – 98

11.10.2. Электронный механизм ЭДС индукции – 99

11.10.2.1. Вихревое электрическое поле – 100 11.11. Самоиндукция – 100 11.11.1. Потокосцепление – 101

11.11.2. Индуктивность соленоида – 102

11.11.3. Энергия магнитного поля – 102

11.11.3.1. Плотность энергии магнитного поля – 103 12. Магнитное поле в веществе – 103

12.1. Магнитная проницаемость – 103

12.2. Классификация магнетиков – 104

12.3. Диамагнетики – 104

12.4. Парамагнетизм – 104

12.5. Ферромагнетизм – 104

13. Уравнения Максвелла – 106

13.1. Первая пара уравнений Максвелла в интегральной форме – 106

13.1.1. Первое уравнение первой пары - это закон Фарадея-Ленца – 107

13.1.2. Второе уравнение первой пары - нет магнитных зарядов – 107

13.2. Вторая пара уравнений Максвелла в интегральной форме – 108

13.2.1. Первое уравнение второй пары – 108

13.2.1.1. + что-то еще - это "ток смещения" – 109

13.2.2. Второе уравнение второй пары – 110

13.3. Система уравнений Максвелла в интегральной форме – 110

13.4. Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме – 110

Предисловие

Физика представляет собой наиболее яркий пример науки, изучение которой, а тем более, дальнейшее применение, невозможно без создания в сознании ясного представления о структурной иерархии основных понятий этой науки, о системе логических и математических взаимосвязей между ними. Настоящее пособие, написанное в форме конспективного изложения было задумано с целью помочь добросовестному студенту выстроить в своем сознании логический каркас общего курса физики. В пособии конспективно даны основные элементы теоретической структуры курса общей физики: определения основных физических понятий, физические законы, следствия из основных определений и законов, получаемые для простейших физических ситуаций.

О некоторых особенностях текста пособия. Главной из них является конспективный стиль изложения, сохраняющий, тем не менее, в отличие от справочника, логическую структуру излагаемого материала.

Для выделения логической структуры материала используется его подробная разбивка на систему разделов и вложенных друг в друга подразделов, отраженных в подробном оглавлении.

В формулах, являющихся математическими определениями физических величин, вместо знака равенства использован знак тождества, чтобы подчеркнуть особенность этих формул - определений.

Текст пособия снабжЈн развитой системой ссылок, облегчающих читателям прослеживание логических и математических взаимосвязей основных физических величин и понятий. Ссылки даются не на конкретные формулы, а на подразделы конспекта, используемые в рассматриваемом выводе. Ссылки присутствуют как в пояснительном тексте, так и в тексте выводов формул. В последнем случае номера подразделов, на которые дается ссылка, пишутся над знаком равенства в выводах формул, например, означает, что определение скорости было дано в подразделе(3.8).

В пособии большое число графических иллюстраций, одно из назначений которых - показать связь физических формул с изучаемыми фрагментами действительного мира. Само название науки "физика" происходит, как известно, от греческого слова phisis - природа.

Законы физики базируются на фактах, установленных опытным путЈм. Но вместе с тем законы физики представляют из себя количественные соотношения и формулируются на языке математики. Автор надеется, что многочисленные иллюстрации настоящего конспекта помогут студентам оживить формулы, наполнив их "природным" содержанием.

Часть I. Механика. Электричество. Магнетизм.
Часть II. Колебания. Волны. Волновая оптика.
Часть III. Основы молекулярной физики и термодинамики. Квантовая физика.

1. Вводные сведения

1.1. Предсказание будущего - задача науки

Зачем естественные науки нужны людям? Одно из основных назначений наук о природе - предсказывать будущее состояние (поведение) изучаемых объектов.

1.2. Предмет физики

В чем состоит специфика физики, как одной из естественных наук, каков предмет физики? Физика - наука о наиболее простых общих свойствах окружающего нас мира.

1.3. Физическая модель

Как выделяют физики из бесконечного многообразия окружающего мира интересующие их немногочисленные простые свойства? Что такое физическая модель?

исследователь

Модель какой-либо реальной системы - это другая система, в которой сохранены только существенные для рассматриваемой задачи свойства реальной системы и которую можно описать на языке данной науки. Модель какой-либо области явлений - это научная теория, изучающая эти явления. Физика строит модели действительного мира, которые может описать язык физики.