Файл: Конспект лекций по общей физики (1-4 семестр).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.03.2025

Просмотров: 3909

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

6

3.4.1. ЁМКОСТЬ УЕДИНЁННОГО ПРОВОДНИКА..........................................................

175

3.4.2. ВЗАИМНАЯ ЁМКОСТЬ ДВУХ ПРОВОДНИКОВ...................................................

176

3.4.3. КОНДЕНСАТОРЫ ............................................................................................................

176

ЛЕКЦИЯ 23..............................................................................................................................................

181

3.4.4. СОЕДИНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ...........................................................................

181

3.5. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ...............................................................

182

3.5.1. ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА .....................................................

182

3.5.2. ОБЪЁМНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ...............

182

3.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.........................................................................................................

184

3.6.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. СТОРОННИЕ СИЛЫ.....................................................

184

3.6.2. ЗАКОН ОМА.......................................................................................................................

186

3.6.3. СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ................................................................................

187

3.6.4. ПРАВИЛА КИРХГОФА...................................................................................................

188

ЛЕКЦИЯ 24..............................................................................................................................................

190

3.6.5. ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ............................................................................................

190

3.7. ПОСТОЯННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ.......................................................

192

3.7.1. ЗАКОН БИО-САВАРА-ЛАПЛАСА. РАСЧЁТ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ МЕТОДОМ СУПЕРПОЗИЦИЙ....................................................................................

192

3.7.2. ТЕОРЕМА О ЦИРКУЛЯЦИИ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ..........

196

ЛЕКЦИЯ 25..............................................................................................................................................

200

3.7.3. ТЕОРЕМА ОСТРОГРАДСКОГО-ГАУССА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

.............................................................................................................................................................

200

3.7.4. ВЕКТОРНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ........................................................................................

201

3.8. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДВИЖУЩИЕСЯ ЗАРЯДЫ........................

202

3.8.1. ДВИЖЕНИЕ ТОЧЕЧНОГО ЗАРЯДА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ..........................

202

3.8.2. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ ...................

203

3.8.3. РАМКА С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ .............................................................

205

3.8.4. РАБОТА СИЛЫ АМПЕРА..............................................................................................

206

ЛЕКЦИЯ 26..............................................................................................................................................

207

3.8.4. РАБОТА СИЛЫ АМПЕРА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) ......................................................

207

3.9. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ...............................................................................

208

3.9.1. ЗАКОН ФАРАДЕЯ-МАКСВЕЛЛА...............................................................................

208

3.9.2. САМОИНДУКЦИЯ ...........................................................................................................

210

3.9.3. ВЗАИМНАЯ ИНДУКЦИЯ..............................................................................................

214

ЛЕКЦИЯ 27..............................................................................................................................................

217

3.10. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ .....................................................................................

217

3.10.1. ЭНЕРГИЯ ПРОВОДНИКА С ТОКОМ......................................................................

217


7

3.10.2. ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОВОДНИКОВ С ТОКАМИ....................

217

3.10.3. ОБЪЁМНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ......................

218

3.11. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ.................................................................................

219

3.11.1. МАКРОТОКИ И МИКРОТОКИ. НАМАГНИЧЕННОСТЬ.................................

219

3.11.2. ТЕОРЕМА О ЦИРКУЛЯЦИИ НАМАГНИЧЕННОСТИ, МАГНИТНОЙ

ИНДУКЦИИ И НАПРЯЖЁННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ........................................

220

3.11.3.СВЯЗЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, НАМАГНИЧЕННОСТИ И

НАПРЯЖЁННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.......................................................................

222

3.11.4. УСЛОВИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ МАГНЕТИКОВ...........................

222

ЛЕКЦИЯ 28..............................................................................................................................................

225

3.11.5. МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ АТОМА. СПИН.............................................................

225

3.11.6. КЛАССИФИКАЦИЯ МАГНЕТИКОВ ......................................................................

226

3.11.7. ДИАМАГНЕТИЗМ .........................................................................................................

226

3.11.8. ПАРАМАГНЕТИЗМ.......................................................................................................

228

3.11.9. ФЕРРОМАГНЕТИЗМ....................................................................................................

228

ЛЕКЦИЯ 29..............................................................................................................................................

233

3.12. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА ...............................................................................................

233

3.12.1.УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА В ИНТЕГРАЛЬНОЙ И

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ФОРМЕ .........................................................................................

233

3.12.2. ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ УРАВНЕНИЙ МАКСВЕЛЛА.....................................

233

3.12.3. ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ...

234

3.12.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОМПОНЕНТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ......

236

3.12.5. СИЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ КАК 4-

ТЕНЗОР............................................................................................................................................

237

3.12.6. ОБЗОР: ПОСТОЯННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ..........

237

ЛЕКЦИЯ 30..............................................................................................................................................

241

3.13. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.........................................................................

241

3.13.1. СВОБОДНЫЕ НЕЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ (R = 0) ................................

241

3.13.2. СВОБОДНЫЕ ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ .....................................................

243

3.13.3. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ .............................................................................

246

ЛЕКЦИЯ 31..............................................................................................................................................

250

3.13.3. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ (ПРОДОЛЖЕНИЕ)......................................

250

3.14. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ....................................................................................

252

3.14.1. ВЫВОД ВОЛНОВОГО УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

.............................................................................................................................................................

252

ЛЕКЦИЯ 32..............................................................................................................................................

256

3.14.2.МОНОХРОМАТИЧЕСКАЯ ВОЛНА КАК РЕШЕНИЕ ВОЛНОВОГО

УРАВНЕНИЯ..................................................................................................................................

256


8

3.14.3. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ.......................................................

257

3.14.4. ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН..............................................................

258

3.14.5. ОТРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ ОТ ИДЕАЛЬНОГО

ПРОВОДНИКА ..............................................................................................................................

258

ЛЕКЦИЯ 33..............................................................................................................................................

261

3.14.6. ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА

ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДИЭЛЕКТРИКОВ..............................................................................

261

3.14.7. ФОРМУЛЫ ФРЕНЕЛЯ.................................................................................................

263

III СЕМЕСТР .................................................................................................................................................

265

ЛЕКЦИЯ 34..............................................................................................................................................

265

4.1. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ..................................................

265

4.1.1. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКИХ ВОЛН. КОГЕРЕНТНОСТЬ

.............................................................................................................................................................

265

4.1.2. СХЕМА ЮНГА....................................................................................................................

267

4.1.3. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В ТОНКИХ ПЛЁНКАХ............................................................

270

4.1.4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ ..........................

274

ЛЕКЦИЯ 35..............................................................................................................................................

275

4.2. ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН .............................................................

275

4.2.1. ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА-ФРЕНЕЛЯ...........................................................................

275

4.2.2. МЕТОД ЗОН ФРЕНЕЛЯ. ДИФРАКЦИЯ НА ОДНОЙ ЩЕЛИ............................

275

4.2.3. ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЁТКА..................................................................................

278

4.2.4. ДИФРАКЦИЯ НА КРУГЛОМ ОТВЕРСТИИ............................................................

280

4.2.5. РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ....................

281

ЛЕКЦИЯ 36..............................................................................................................................................

283

4.3. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА.........................................................................................................

283

4.3.1. ВИДЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ.................................................................................................

283

4.3.2. ПОЛЯРИЗАТОРЫ. ЗАКОН МАЛЮ............................................................................

283

4.3.3. ОПТИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ. ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ ..........

284

4.3.4. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА...................................

284

4.4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА С ВЕЩЕСТВОМ...............................................................

285

4.4.1. ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА ..................................................................................................

285

4.4.2. РАССЕЯНИЕ СВЕТА........................................................................................................

285

4.4.3. ФАЗОВАЯ И ГРУППОВАЯ СКОРОСТИ СВЕТА ....................................................

286

4.4.4. ДИСПЕРСИЯ СВЕТА .......................................................................................................

287

4.4.5. КЛАССИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ ДИСПЕРСИИ.............................

287

ЛЕКЦИЯ 37..............................................................................................................................................

291

5.1. КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.....................

291


9

5.1.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОТОНОВ.................................................................................

291

5.1.2. ВНЕШНИЙ ФОТОЭФФЕКТ .........................................................................................

292

5.1.3. ЭФФЕКТ КОМПТОНА....................................................................................................

293

5.1.4. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВАЯ ДВОЙСТВЕННОСТЬ СВОЙСТВ СВЕТА.294

5.2. ГИПОТЕЗА ДЕ БРОЙЛЯ........................................................................................................

295

5.3. СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТЕЙ ГЕЙЗЕНБЕРГА...................................

296

ЛЕКЦИЯ 38..............................................................................................................................................

298

5.4. КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦЫ .................

298

5.4.1. ВОЛНОВАЯ ФУНКЦИЯ .................................................................................................

298

5.4.2. ИЗОБРАЖЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ОПЕРАТОРАМИ ......................

298

5.4.3. ВОЗМОЖНОСТЬ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДВУХ ВЕЛИЧИН...299

5.4.4. КВАНТОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН..........................................................

300

5.4.5. УРАВНЕНИЕ ШРЁДИНГЕРА.......................................................................................

301

5.5. НЕКОТОРЫЕ КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ .............................................

302

5.5.1. СВОБОДНАЯ ЧАСТИЦА С ЭНЕРГИЕЙ W...............................................................

302

5.5.2. ЧАСТИЦА В ОДНОМЕРНОЙ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЯМЕ БЕСКОНЕЧНОЙ

ГЛУБИНЫ.......................................................................................................................................

303

ЛЕКЦИЯ 39..............................................................................................................................................

305

5.5.3. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ БАРЬЕР. ТУННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ.................................

305

5.5.4. ГАРМОНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР..........................................................................

307

5.6. АТОМ ВОДОРОДА....................................................................................................................

307

5.6.1. МОДЕЛЬ АТОМА РЕЗЕРФОРДА-БОРА..................................................................

307

5.6.2. УРАВНЕНИЕ ШРЁДИНГЕРА ДЛЯ СТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ И ЕГО

РЕШЕНИЕ .......................................................................................................................................

308

ЛЕКЦИЯ 40..............................................................................................................................................

311

5.6.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР АТОМА ВОДОРОДА............................................

311

5.6.4. МОМЕНТ ИМПУЛЬСА ЭЛЕКТРОНА В АТОМЕ ...................................................

313

5.6.5. СОСТОЯНИЕ ЭЛЕКТРОНА В АТОМЕ ......................................................................

313

5.7. МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ. ПРИНЦИП ПАУЛИ .............................................

315

5.7.1. СПИН.....................................................................................................................................

315

5.7.2. ПРИНЦИП НЕРАЗЛИЧИМОСТИ. ПРИНЦИП ПАУЛИ ......................................

316

5.7.3. МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ..............................................................................

316

5.8. СПОНТАННОЕ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. ЛАЗЕРЫ..................................

317

5.8.1. ВРЕМЯ ЖИЗНИ СОСТОЯНИЯ....................................................................................

317

ЛЕКЦИЯ 41..............................................................................................................................................

318

5.8.2. СПОНТАННОЕ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ..............................................

318

5.8.3. ДВУХУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА.....................................................................................

318