وزارة النقل في الاتحاد الروسي
الوكالة الفيدرالية للنقل بالسكك الحديدية
جامعة ولاية أومسك للنقل
__________________
إس إن كروخين
دورة قصيرة في الميكانيكا
تمت الموافقة عليه من قبل مجلس التحرير والنشر بالجامعة
كبرنامج ومبادئ توجيهية لدراسة مقرر "الفيزياء".
للطلاب بدوام جزئي
يو دي سي 530.1(075.8)
دورة قصيرة في الميكانيكا: برنامج وإرشادات دراسة مقرر "الفيزياء" / إس.ن.كروخين؛ ولاية أومسك جامعة الاتصالات. أومسك، 2006. 25 ص.
تحتوي المبادئ التوجيهية على برنامج عمل قسم "الميكانيكا" في تخصص "الفيزياء" وعرضًا نظريًا موجزًا للقضايا الرئيسية في هذا القسم.
يتم إعطاء تعريفات الكميات الفيزيائية، ووحدات قياسها في نظام SI، وقوانين الميكانيكا الكلاسيكية.
مخصصة للعمل المستقل لطلاب التعلم عن بعد.
قائمة المراجع: 4 عناوين. أرز. 7.
المراجعون: دكتور تك. العلوم، البروفيسور V. A. Nekhaev؛
دكتوراه. الفيزياء والرياضيات العلوم، أستاذ مشارك V. I. Strunin.
________________________
© ولاية أومسك. جامعة
السكك الحديدية، 2006
حول الفصل
مقدمة. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1. برنامج عمل تخصص "الفيزياء". علم الميكانيكا. . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. حركيات وديناميكيات النقطة المادية. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. حركيات وديناميكيات دوران الجسم الصلب حوله
محور ثابت. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
4. قوانين الحفظ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
القائمة الببليوغرافية. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
مقدمة
الميكانيكا فرع من فروع الفيزياء يدرس أنماط الحركة الميكانيكية والأسباب التي تسبب أو تغير هذه الحركة. توجد الحركة الميكانيكية في جميع أشكال حركة المادة الأعلى والأكثر تعقيدًا (الكيميائية والبيولوجية وما إلى ذلك). يتم دراسة أشكال الحركة هذه بواسطة علوم أخرى (الكيمياء والأحياء وغيرها).
في الكتب المدرسية الرئيسية، يتم عرض الأسئلة المتعلقة بدراسة الحركة الميكانيكية بالتفصيل، غالبًا مع حسابات رياضية مرهقة، مما يعقد بشكل كبير العمل المستقل للطلاب.
توفر التعليمات المنهجية برنامج عمل قسم "الميكانيكا"، وتعريفات المفاهيم الفيزيائية، وتلخص بإيجاز القوانين الفيزيائية الأساسية وانتظام الميكانيكا الكلاسيكية، وتسجل هذه القوانين في شكل رياضي.
يدرس قسم "الميكانيكا" حركيات وديناميكيات نقطة مادية، وحركيات وديناميكيات دوران جسم صلب حول محور ثابت، وقوانين الحفظ.
لدراسة قسم "الميكانيكا"، تحتاج إلى معرفة الرياضيات: عناصر الجبر المتجه (إسقاط المتجه على المحور، والمنتجات العددية والمتجهة، وما إلى ذلك)، وحساب التفاضل والتكامل (حساب أبسط المشتقات وإيجاد المشتقات العكسية) .
ونظرًا للقيود المفروضة على حجم المنشور، فإن المبادئ التوجيهية لا تعكس المواد التجريبية.
ستساعد هذه الإرشادات الطلاب على دراسة دورة الميكانيكا بشكل مستقل خلال فترة الامتحان.
1. برنامج عمل تخصص "الفيزياء"
علم الميكانيكا
1. نسبية الحركة الميكانيكية. نظام مرجعي. النقطة المادية (الجسيم). ناقل نصف القطر. مسار. المسار والحركة. السرعة والتسارع.
2. الحركة المستقيمة والمنحنية للجسيم. الظل (عرضي) والتسارع الطبيعي.
3. القصور الذاتي. الأنظمة المرجعية بالقصور الذاتي. قانون نيوتن الأول. إضافة السرعات ومبدأ النسبية في الميكانيكا الكلاسيكية.
4. تفاعل الهيئات. قوة. التعطيل. الكتلة والكثافة. قانون نيوتن الثاني والثالث.
5. القوى في الميكانيكا: الجاذبية، الجاذبية، المرونة، الوزن، الطفو، الاحتكاك (السكون، الانزلاق، التدحرج، اللزوجة).
6. حركة الجسم في مجال الجاذبية. السقوط الحر. حركة الجسم تحت تأثير عدة قوى. نتيجة.
7. جسم صلب تمامًا (ATB). مركز القصور الذاتي (مركز الكتلة) للـ ATT وقانون حركتها. الحركة الانتقالية والدورانية لـ ATT. مركز نظام القصور الذاتي.
8. الإزاحة الزاوية والسرعة الزاوية والتسارع الزاوي. العلاقة بين الخصائص الحركية للحركة الانتقالية والدورانية.
9. لحظة القوة. لحظة من الجمود. نظرية شتاينر. المعادلة الأساسية لديناميات الحركة الدورانية.
10. النظام المعزول. الدافع (كمية الحركة) للجسم. قانون الحفاظ على الزخم.
11. الزخم الزاوي (الزخم الزاوي). الزخم الزاوي الخاص. قانون الحفاظ على الزخم الزاوي.
12. العمل الميكانيكي والطاقة. العمل بالقوة الثابتة والمتغيرة. عمل عزم القوى أثناء الحركة الدورانية.
13. الطاقة الحركية. القوى المحافظة. الطاقة الكامنة. إجمالي الطاقة الميكانيكية. قانون حفظ الطاقة في الميكانيكا. تبديد الطاقة. القانون الفيزيائي العام لحفظ الطاقة.
14. تصادم الجزيئات مرن تمامًا وغير مرن تمامًا.
15. الآليات البسيطة: المستوى المائل، الكتلة، الرافعة. "القاعدة الذهبية" للميكانيكا. كفاءة الآلية.
وزارة التعليم والعلوم في أوكرانيا
أكاديمية أوديسا البحرية الوطنية
في آي ميخائيلينكو
دورة قصيرة في الفيزياء
(كتاب مدرسي لطلاب الجامعة)
أوديسا – 2004
يو دي سي 536.075
دورة قصيرة في الفيزياء. كتاب مدرسي لطلاب الجامعة. الجزء 1. أوديسا، ONMA، 2004.
تم تطوير الكتاب المدرسي عن الفيزياء من قبل دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية البروفيسور ف. ميخائيلينكو وفقًا لأمر رئيس OGMA رقم 248 بتاريخ 7 أكتوبر 1997 "حول الرعاية المنهجية ..." وهو مخصص لطلاب الجامعة.
تمت مناقشة كتاب الفيزياء في اجتماع قسم الفيزياء والكيمياء في ONMA، البروتوكول رقم __2__ بتاريخ 17 نوفمبر 2004، والمجلس الأكاديمي لكلية الأتمتة في ONMA، البروتوكول رقم ________ بتاريخ ____________ 2004.
مقدمة
الغرض من هذا الكتاب المدرسي هو مساعدة الطلاب في دراسة مقرر الفيزياء.
يعرض الجزء الأول من الدليل بإيجاز أقسامًا مثل "الميكانيكا"، و"الاهتزازات والأمواج الميكانيكية"، و"الفيزياء الجزيئية"، و"أساسيات الديناميكا الحرارية"، و"الكهروستاتيكية"، و"التيار الكهربائي المباشر". عند عرض المادة، تم إيلاء اهتمام خاص للمعنى الفيزيائي للكميات، وتفسير القوانين الفيزيائية الأساسية وآلية حدوث بعض الظواهر. حاول المؤلف تجنب التحولات الرياضية المعقدة كلما أمكن ذلك، واختار أبسط الخيارات لاشتقاق الصيغ والقوانين الأساسية للفيزياء.
مقدمة.. 4
أولا: الميكانيكا.. 4
1. حركيات نقطة مادية. 4
1.1. المفاهيم الأساسية للحركية. 4
1.2. التسارع الطبيعي والعرضي. 4
1.3. حركة نقطة في دائرة. السرعة الزاوية والتسارع. 4
2. ديناميات الحركة إلى الأمام. 4
2.1. قوانين نيوتن. 4
2.2. قانون الحفاظ على الزخم. 4
3. العمل والطاقة. 4
3.1. وظيفة. 4
3.2. العلاقة بين الشغل والتغير في الطاقة الحركية. 4
3.3. العلاقة بين الشغل والتغير في الطاقة الكامنة. 4
3.4. قانون الحفاظ على الطاقة الميكانيكية. 4
3.5. الاصطدامات. 4
4. الحركة الدورانية لجسم صلب. 4
4.1. الطاقة الحركية للحركة الدورانية. لحظة من الجمود. 4
4.2. القانون الأساسي لديناميات الحركة الدورانية. 4
4.3. قانون الحفاظ على الزخم الزاوي. 4
4.4. جيروسكوب. 4
ثانيا. الاهتزازات والموجات الميكانيكية...4
5. الخصائص العامة للعمليات التذبذبية. الاهتزازات التوافقية. 4
6. تذبذبات البندول الربيعي. 4
7. طاقة الاهتزاز التوافقي. 4
8. إضافة اهتزازات توافقية ذات اتجاه واحد. 4
9. التذبذبات المبللة. 4
10. الاهتزازات القسرية. 4
11. الموجات المرنة (الميكانيكية).. 4
12. تداخل الأمواج. 4
13. الأمواج الموقوفة.. 4
14. تأثير دوبلر في الصوتيات. 4
ثالثا. الفيزياء الجزيئية.. 4
15. المعادلة الأساسية للنظرية الحركية الجزيئية للغازات. 4
16. توزيع الجزيئات حسب السرعة.. 4
17. الصيغة البارومترية. 4
18. توزيع بولتزمان. 4
رابعا. أساسيات الديناميكا الحرارية.. 4
19. المفاهيم الأساسية للديناميكا الحرارية. 4
20. القانون الأول للديناميكا الحرارية وتطبيقه على العمليات المتساوية.. 4
21. عدد درجات الحرية. الطاقة الداخلية للغاز المثالي. 4
22. النظرية الكلاسيكية للسعة الحرارية للغازات. 4
23. عملية الأديباتيك. 4
24. عمليات عكسية ولا رجعة فيها. العمليات الدائرية (الدورات). مبدأ تشغيل المحرك الحراري 4
25. محرك كارنو الحراري المثالي. 4
26. القانون الثاني للديناميكا الحرارية. 4
27. الانتروبيا. 4
خامسا: الكهرباء الساكنة.. 4
28. انفصال الشحنة الكهربائية. قانون حفظ الشحنة الكهربائية. 4
29. قانون كولومب. قوة المجال الكهروستاتيكي.
ناقل الإزاحة الكهربائية. 4
30. خطوط القوة. تدفق المتجهات. نظرية أوستروغرادسكي غاوس. 4
31. تطبيقات نظرية أوستروجرادسكي-جاوس لحساب الحقول. 4
32. العمل على تحريك شحنة في مجال كهروستاتيكي.
تداول المتجهات .... 4
33. العلاقة بين شدة المجال والإمكانات.. 4
34. القدرة الكهربائية للموصلات. المكثفات..4
35. طاقة المجال الكهروستاتيكية. 4
السادس. التيار الكهربائي المستمر.. 4
36. الخصائص الأساسية للتيار. 4
37. قانون أوم لقسم متجانس من السلسلة. 4
38. قانون جول لينز. 4
39. قواعد كيرشوف. 4
40. الاتصال بفرق الجهد. 4
41. تأثير سيبيك. 4
42. تأثير بلتيير. 4
مقدمة
الفيزياء هو العلم الذي يدرس أبسط وفي نفس الوقت الأنماط الأكثر عمومية للظواهر الطبيعية، وخصائص وبنية المادة وقوانين حركتها. إن مفاهيم الفيزياء وقوانينها تكمن وراء كل العلوم الطبيعية. تنتمي الفيزياء إلى العلوم الدقيقة وتدرس القوانين الكمية للظواهر.
وفقًا لتنوع الأشياء المدروسة وأشكال حركة المادة، تنقسم الفيزياء إلى عدد من التخصصات (الأقسام)، المرتبطة ببعضها البعض بدرجة أو بأخرى. بناءً على الأشياء التي تمت دراستها، تنقسم الفيزياء إلى فيزياء الجسيمات الأولية، والفيزياء النووية، وفيزياء الذرات والجزيئات، وفيزياء الغازات والسوائل، وفيزياء الحالة الصلبة، وفيزياء البلازما.
وفقًا للأشكال المختلفة لحركة المادة في الفيزياء، فإنهم يميزون: ميكانيكا النقطة المادية والجسم الصلب، وميكانيكا الوسائط المستمرة، والديناميكا الحرارية والفيزياء الإحصائية، والديناميكا الكهربائية (بما في ذلك البصريات)، ونظرية الجاذبية، والكم. ميكانيكا ونظرية المجال الكمي. تتداخل هذه الفروع من الفيزياء جزئيًا بسبب الارتباط الداخلي العميق بين كائنات العالم المادي والعمليات التي تشارك فيها.
الفيزياء هي الأساس لجميع التخصصات الهندسية العامة والخاصة. المعرفة في مجال الفيزياء ضرورية للمهندسين عند تشغيل الآلات والآليات الموجودة وعند تصميم آلات وآليات جديدة.
وحدات SI الأساسية
المتر (م) هو وحدة الطول. حتى عام 1960، كان المعيار الدولي للمتر هو قياس خطي للطول - وهو شريط مصنوع من سبائك البلاتين والإيريديوم. في عام 1960 كان هناك... وفي عام 1983، تم اعتماد تعريف جديد للمتر، على أساس قيمة السرعة... الكيلوجرام (كجم) هو وحدة الكتلة. كتلة النموذج الأولي الدولي المخزنة في المخزن الدولي...I. الميكانيكا
تُفهم الحركة الميكانيكية على أنها تغير في الوضع النسبي للأجسام أو أجزائها في الفضاء بمرور الوقت. يعتبر في الميكانيكا... فلنبدأ بدراسة مقرر الفيزياء بالميكانيكا الكلاسيكية. في قلب الكلاسيكية... تنقسم الميكانيكا الكلاسيكية عادة إلى ثلاثة أقسام:حركيات نقطة مادية
المفاهيم الأساسية للحركية
النقطة المادية هي جسم له كتلة، ولكن يمكن إهمال حجمه وشكله في ظروف هذه المشكلة.
المكان والزمان هما الفئتان اللتان تحددان الأشكال الأساسية لوجود المادة. يحدد الفضاء ترتيب وجود الأشياء الفردية، والزمن يحدد ترتيب تغير الظواهر.
 أرز. 1.1 |
النظام المرجعي عبارة عن مجموعة من أنظمة الأجسام الثابتة والساعات المرتبطة بها والتي يتم من خلالها دراسة حركة بعض الأجسام المادية الأخرى.اختيار النظام المرجعي هو إجراء تعسفي ويعتمد على أغراض الدراسة. عادةً ما يرتبط الجسم (أو نظام الأجسام) بنظام الإحداثيات الديكارتية، حيث يتم تحديد موقع نقطة مادية في وقت معين من خلال ثلاث إحداثيات س, ذ, ض(الشكل 1.1).
المسار هو خط متواصل تصفه نقطة مادية أثناء حركتها.إذا كان المسار خطًا مستقيمًا، تسمى الحركة مستقيمة، وإلا تسمى منحنية. يعتمد نوع المسار على اختيار النظام المرجعي.
أين هو التغير في ناقل نصف القطر مع مرور الوقت dt(الشكل 1.3).
ومن (1.2) يتضح ذلك السرعة تساوي عدديًا المسار الذي تقطعه نقطة مادية لكل وحدة زمنية.يتم توجيه ناقل السرعة في اتجاه الحركة مماسيًا للمسار.
التسارع هو كمية متجهة تميز معدل التغير في السرعة سواء من حيث الحجم أو الاتجاه.
| . | (1.3) |
في dt=1، || = ||، أي التسارع يساوي عدديا التغير في السرعة لكل وحدة زمنية.
التسارع الطبيعي والعرضي
في الحالة العامة، يمكن تمثيل التسارع أثناء الحركة المنحنية كمجموع متجه للتسارع العرضي (أو العرضي) t و... التسارع العرضي يميز معدل التغير في وحدة السرعة....ديناميات الحركة الانتقالية
قوانين نيوتن
قانون نيوتن الأول. إذا لم تؤثر أي قوى على الجسم، فإنه يكون في حالة سكون أو حركة مستقيمة منتظمة بالنسبة إلى... خاصية الأجسام في الحفاظ على حالة السكون أو الحركة المستقيمة المنتظمة... قانون نيوتن الثاني. التسارع الذي يتحرك به الجسم يتناسب طرديا مع القوة المؤثرة عليه ويتناسب عكسيا...قانون الحفاظ على الزخم
يجب أن يكون هناك نظام من ثلاث نقاط مادية متفاعلة (الشكل 2.2). يتم التعامل مع كل نقطة مادية في هذا النظام على أنها داخلية...العمل والطاقة
وظيفة
الشغل هو مقياس لفعل القوة، ويعتمد على قيمة القوة واتجاهها، وكذلك على مقدار حركة نقطة تطبيقها.
إذا كانت القوة في القيمة والاتجاه، فبالحركة المستقيمة يكون الشغل
إذا كانت القوة متغيرة، قم أولاً بحساب الشغل الأولي dA=Fdlcosa، حيث a - الزاوية بين مماس المسار عند نقطة معينة واتجاه القوة (الشكل 3.2).
يمكن العثور على إجمالي العمل في القسم الأخير من المسار باعتباره جزءًا لا يتجزأ من طول المنحنى مع، بالتزامن مع المسار:
.
العلاقة بين الشغل والتغير في الطاقة الحركية
سيتم تسريع مثل هذه الحركة: ستتغير القيمة الأولية (في الوقت t1) للسرعة وبحلول الوقت t2 ستصبح متساوية (الشكل 3.3). في هذه الحالة، هناك مظهر مزدوج للقوة: من ناحية، هناك... العمل A=Fl=mal. منذ مع الحركة المتسارعة بشكل موحد، إذنالعلاقة بين الشغل والتغير في الطاقة الكامنة
.قانون الحفاظ على الطاقة الميكانيكية
إجمالي الطاقة الميكانيكية للنظام هو مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة لجميع الأجسام الموجودة في هذا النظام: W=Wk+Wp. لينتقل النظام من الحالة 1 التي تتميز بالقيم... W2 – W1=(Wk2+Wp2) - (Wk1+ Wp1)=(Wk2 - Wk1) + (Wp2 - Wp1).الاصطدامات
التأثير المرن هو التأثير الذي لا تتحول فيه الطاقة الميكانيكية للأجسام المتصادمة إلى أنواع أخرى. ... خذ بعين الاعتبار، كمثال بسيط، ضربة مركزية مباشرة، فيها... دع. ثم في وقت ما سوف يتفوق الجسم الأول على الجسم الثاني ويحدث الاصطدام. في لحظة التأثير...القانون الأساسي لديناميات الحركة الدورانية
سوف تتسبب القوة العرضية في ظهور تسارع عرضي. وفقا لقانون نيوتن الثاني، Ft=mat أو F cos a=mat. دعونا نعبر عن التسارع العرضي بدلالة التسارع الزاوي: at=re. ثم F cos a = mre. دعونا نتضاعف...قانون الحفاظ على الزخم الزاوي
. (4.6) يمثل التعبير (4.6) قانون الحفاظ على الزخم الزاوي: في... عندما يدور جسم جامد تمامًا حول محور ثابت، يظل عزم القصور الذاتي ثابتًا. من القانون...جيروسكوب
إذا لم يتم التأثير على جيروسكوب يدور بشكل منتظم من خلال لحظات قوى خارجية، فوفقًا لقانون الحفاظ على الزخم الزاوي، فإن اتجاه محوره... دعونا الآن نفكر فيما سيحدث إذا كان الجيروسكوب الحر... محور دوران الجيروسكوب عمودي (يتزامن مع المحور z)؛ متجه الزخم الزاوي موجه على طول هذا...ثانيا. الاهتزازات والموجات الميكانيكية
الخصائص العامة للعمليات التذبذبية. الاهتزازات التوافقية
في التكنولوجيا، يمكن للأجهزة التي تستخدم العمليات التذبذبية أداء واجبات وظيفية معينة (البندول، الدائرة التذبذبية،... تسمى التذبذبات دورية إذا كان النظام من خلال...تذبذبات البندول الربيعي
عندما يزيح جسم بمقدار x من موضع التوازن، تنشأ قوة مرنة F=-kx، (6.1)طاقة الاهتزاز التوافقي
من الواضح أن الطاقة الكلية للبندول الزنبركي هي W=Wk+Wp، حيث يتم تحديد Wk الحركية وطاقة Wp المحتملة بالتعبيراتإضافة اهتزازات توافقية في نفس الإتجاه
من النقطة O المأخوذة على المحور السيني، نقوم ببناء متجه يشكل زاوية j0 مع المحور (الشكل 8.1). إسقاط هذا المتجه على المحور السيني يساويتذبذبات مخمده
دعونا نفكر في الحالة التي يكون فيها جسم مهتز في وسط لزج وتكون سرعته v صغيرة - الشكل 1. 9.1. ثم يؤثر على الجسم قوة مقاومة تساوي (9.1)الاهتزازات القسرية
لنفترض أن قوة خارجية (قسرية) تؤثر على النظام المتذبذب، وتتغير وفقًا لقانون توافقي: Fin = F0 cos wt,موجات مرنة (ميكانيكية).
الموجات المرنة هي عملية انتشار التشوهات الميكانيكية في وسط مرن. وتسمى منطقة الفضاء التي تغطيها عملية الموجة موجة... ويسمى السطح الذي تكون فيه الموجة في وقت معين نفس الطور جبهة الموج....تدخل الموجة
تسمى الموجات التي لها نفس التردد وفرق الطور (الثابت) المستقل عن الزمن متماسكة. دعونا نجد شروط ظهور الحد الأقصى والحد الأدنى للتداخل عند... "يرسل" كل مصدر موجات إلى النقطة M، والتي تكون معادلاتها بالشكل:الموجات الموقوفه
يتم وصف الموجة الحادثة بالمعادلة.تأثير دوبلر في الصوتيات
تكون الموجات الصوتية في الوسائط السائلة والغازية طولية. في الأجسام الصلبة، يمكن أن ينتشر الصوت الطولي والعرضي... يتكون تأثير دوبلر من تغيير تردد اهتزازات الصوت أثناء الحركة... دعونا نشير إلى: ج - سرعة الصوت في وسط معين؛ u وv هما سرعتا المصدر والمستقبل، على التوالي، بالنسبة إلى...ثالثا. الفيزياء الجزيئية
الفيزياء الجزيئية هي أحد فروع العلوم الفيزيائية التي تدرس الخواص الفيزيائية وحالات تجمع الأجسام الفيزيائية اعتمادًا على بنيتها الجزيئية وطبيعة الحركة الحرارية للجزيئات وقوى التفاعل بينها.
المعادلة الأساسية للنظرية الحركية الجزيئية للغازات
1) أحجام الجزيئات صغيرة جدًا بحيث يمكن اعتبارها نقاطًا مادية؛ 2) الطاقة الكامنة للتفاعل بين الجزيئات هي صفر لأي... يمكن تمثيل الحركة الفوضوية لجزيئات الغاز على أنها حركة ثلث عددها الإجمالي في اتجاه المحور السيني، 1/3 - على طول ...توزيع الجزيئات حسب السرعة
دعونا نحسب عدد الجزيئات dN التي تقع سرعاتها ضمن نطاق السرعة من v إلى (الشكل 16.1). من الواضح أن dN يتناسب مع العدد الإجمالي... من (16.1) يتبعالصيغة البارومترية
لنجد اعتماد الضغط الجوي على الارتفاع فوق مستوى سطح البحر باستخدام النموذج المبسط التالي: 1. درجة حرارة الغاز وتركيبه الجزيئي لا تعتمد على الارتفاع؛ 2. إن تسارع السقوط الحر في جميع الارتفاعات التي يتواجد فيها الغلاف الجوي يكون ثابتاً. أرز. 17.1…توزيع بولتزمان
ف = نكت؛ (18.1) P0 = n0kT. (18.2)المفاهيم الأساسية للديناميكا الحرارية
1. النظام الديناميكي الحراري عبارة عن مجموعة من الأجسام العيانية التي تتبادل الطاقة فيما بينها وبين البيئة.
2. يتم تحديد حالة النظام الديناميكي الحراري من خلال مجموع قيم معلماته الديناميكية الحرارية (معلمات الحالة) - جميع الكميات الفيزيائية التي تميز الخصائص العيانية للنظام (الضغط والحجم ودرجة الحرارة وما إلى ذلك). يتم تحديد العلاقة بين المعلمات الديناميكية الحرارية بواسطة معادلة الحالة. وهكذا، بالنسبة للغاز المثالي، فإن معادلة الحالة هي معادلة مندليف-كلابيرون.
3. حالة التوازن الديناميكي الحراري هي تعميم لمفهوم التوازن الميكانيكي ويتم صياغتها على النحو التالي. في نظام في حالة توازن ديناميكي حراري، يجب أن يكون الضغط في جميع أجزائه (حالة التوازن الميكانيكي) ودرجة الحرارة (حالة التوازن الحراري) متساويين.
4. العملية الديناميكية الحرارية هي تغيير في حالة النظام الديناميكي الحراري، والذي يتميز بتغيير في معلمات حالته.
5. عملية التوازن - تسلسل لا نهائي من حالات التوازن.
6. الطاقة الداخلية - إجمالي الطاقة الحركية والطاقة الكامنة لتفاعل جميع جزيئات الجسم (الذرات أو الجزيئات).
بالنسبة للغاز المثالي، يمكن إهمال الطاقة الكامنة للتفاعل بين الجزيئات يتم تحديد الطاقة الداخلية للغاز المثالي بالكامل من خلال الطاقة الحركية لجميع جزيئاته الموجودة في حجم محدود معين. يمكن إيجاد الطاقة الداخلية للغاز المثالي على أنها حاصل ضرب متوسط موجة الطاقة الحركية لحركة الجزيئات المكونة من أعدادها. وبما أن wav تعتمد فقط على درجة الحرارة (انظر الصيغة (15.11))، فيمكن القول بأن الطاقة الداخلية للغاز المثالي تتحدد بالكامل من خلال درجة حرارته.
6. الشغل هو مقياس كمي لتحويل طاقة الحركة الفوضوية للجزيئات أو الحركة الموجهة للأجسام إلى طاقة الحركة الموجهة للأجسام العيانية. تظهر عملية تحويل الطاقة هذه بشكل تخطيطي في الشكل. 19.1.
العملية 1 مصحوبة بتنفيذ عمل ميكانيكي يساوي عدديا التغير في الطاقة الحركية للجسم (3.4).
أين dV=Sdx - التغير في حجم الغاز.
الصيغة (19.1) هي تعبير ديناميكي حراري للعمل الأولي. إجمالي العمل المنجز أثناء تمدد الغاز على أساس الحجم يتم تحديد V1 إلى الحجم V2 بواسطة الصيغة
| . | (19.2) |
 أرز. 19.3 |
الحرارة هي مقياس كمي لتحويل طاقة الحركة الموجهة أو الفوضوية إلى طاقة الحركة الفوضوية (الشكل 19.3).
تحدث العملية الأولى عندما تتباطأ الأجسام تحت تأثير الاحتكاك. ويصاحب هذه العملية تحويل طاقة الحركة الموجهة (الطاقة الحركية) للجسم إلى طاقة الحركة الفوضوية لجزيئات البيئة، وهو ما يعادل نقل كمية معينة من الحرارة إليها. ويلاحظ نفس تحويل الطاقة في العملية المعاكسة لتلك الموضحة في الشكل. 19.2 (أي أثناء ضغط الغاز).
إن عملية تحويل طاقة الحركة الفوضوية إلى طاقة الحركة الفوضوية (القناة 2 في الشكل 19.3) ليست أكثر من عملية نقل الحرارة من جسم ساخن إلى جسم بارد.
القانون الأول للديناميكا الحرارية وتطبيقه على العمليات المتساوية
ديق = دا + دو. (20.1)عدد درجات الحرية الطاقة الداخلية للغاز المثالي
نظام مكون من نقطتين ماديتين، المسافة بينهما ثابتة، لديه خمس درجات من الحرية: ثلاث منها عند... متوسط الطاقة الحركية للحركة الانتقالية للجزيء يساوي 3/2 كيلو طن -... . (21.1)عملية ثابت الحرارة
في عملية ثابتة الحرارة، dQ = 0، وبالتالي فإن القانون الأول للديناميكا الحرارية فيما يتعلق بهذه العملية يأخذ الشكل dA + dU = 0؛ دا = -دو، (23.1)عمليات عكسية ولا رجعة فيها. العمليات الدائرية (الدورات). مبدأ تشغيل المحرك الحراري
1. بعد المرور بهذه العمليات وإعادة النظام الديناميكي الحراري إلى حالته الأصلية، لا ينبغي أن يتبقى أي شيء في البيئة... 2. يمكن أن تستمر العملية تلقائيًا في كل من الأمام والخلف... ومن أمثلة العمليات العكسية: جميع العمليات الميكانيكية التي تتحقق فيها قوانين حفظ الطاقة...محرك كارنو الحراري المثالي
تتكون دورة كارنو من اثنين من الأديابات واثنين من متساوي الحرارة (الشكل 25.1). في هذا الشكل 1®2 هو التمدد متساوي الحرارة عند درجة الحرارة T1؛ 2®3 -... في ماكينة كارنو المثالية يتم إهمال مصادر الفقد مثل الاحتكاك بين الأسطوانات والمكبس وتسرب الحرارة...القانون الثاني للديناميكا الحرارية
1. من المستحيل بناء محرك حراري يعمل بشكل دوري ولا يؤدي شغله إلا عن طريق تبريد بعض الأجسام. مثل هذه السيارة...عملية مستحيلة، نتيجتها الوحيدة هي انتقال الحرارة من الجسم البارد إلى الجسم الساخن.
إنتروبيا
باستخدام الصيغة (21.7) نكتب تعبير القانون الأول للديناميكا الحرارية...خامسا الكهرباء الساكنة
خصوصية الشحنة الكهربائية. قانون حفظ الشحنة الكهربائية
هناك نوعان من الشحنات الكهربائية: الإيجابية والسلبية. الشحنة الكهربائية منفصلة: شحنة أي جسم هي عدد صحيح مضاعف... أحد قوانين الطبيعة الصارمة الأساسية هو قانون الحفظ... 29. قانون كولوم. قوة المجال الكهروستاتيكي. ناقلات الإزاحة الكهربائيةطاقة المجال الكهروستاتيكية
سنقوم بنقل أجزاء الشحنة dq بالتتابع من لوحة إلى أخرى - الشكل 1. 35.1 عند نقل شحنة dq، يتم تنفيذ العمل dA=Udq. ومن (34.2) ينتج أن... بدمج هذا التعبير من Q إلى 0 نحصل على:السادس. التيار الكهربائي المستمر
الخصائص الرئيسية للتيار
القوة الحالية تساوي عدديًا الشحنة التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية: . (36.1) يتم قياس القوة الحالية بالأمبير (التعريف الوارد في المقدمة). ناقل الكثافة الحالي يساوي عدديا القوة الحالية، ...قانون أوم للجزء المتجانس من السلسلة
أثبت أوم تجريبياً أن القوة الحالية في قسم متجانس من الدائرة تتناسب مع الجهد وتتناسب عكسياً مع المقاومة: ... الشكل. 37.1 لنمثل قانون أوم (37.1) بالشكل التفاضلي. وللقيام بذلك نختار قسماً أولياً داخل الموصل الحامل للتيار...قانون جول لينز
دعونا نقدم قانون جول لينز (38.1) في شكل تفاضلي. دعونا نسلط الضوء على كيفية...قواعد كيرشوف
القاعدة الأولى لكيرشوف. المجموع الجبري للتيارات المتقاربة عند العقدة يساوي الصفر، أي. .الاتصال الفرق المحتمل
الإلكترونات قادرة على الانتقال من موصل إلى آخر والعودة. سوف تحدث حالة التوازن لمثل هذا النظام عندما ... يتم تحديد حجم فرق جهد الاتصال من خلال الفرق في وظائف العمل 1 ...تأثير سيبيك
إذا تم الحفاظ على جهات الاتصال عند درجات حرارة مختلفة (عن طريق تسخين أو تبريد إحداها)، فسوف تنشأ قوة دافعة مختلفة من الصفر في الدائرة (الشكل 41.1): ....تأثير بلتيير
حرارة بلتييه المنطلقة أو الممتصة عند التلامس خلال الزمن t، على النقيض من حرارة جول-لينز، تتناسب مع القوة الحالية للقوة الأولى: ...، حيث P هو معامل بلتيير، اعتمادًا على طبيعة المادة. الاتصال الموصلات ودرجة حرارة الاتصال. ...ماذا سنفعل بالمواد المستلمة:
إذا كانت هذه المادة مفيدة لك، فيمكنك حفظها على صفحتك على الشبكات الاجتماعية:
الدورة العامة "الميكانيكا" هي جزء من دورة الفيزياء العامة. سوف يتعرف الطلاب على الظواهر الميكانيكية الأساسية وطرق وصفها النظري. تتضمن المحاضرات تسجيلات فيديو للعروض الفيزيائية للظواهر الميكانيكية التي تتم دراستها.
هيكل الدورة تقليدي. يغطي المقرر المادة الكلاسيكية في مقرر الفيزياء العامة قسم “الميكانيكا” والتي تدرس في السنة الأولى من كلية الفيزياء بجامعة موسكو الحكومية في الفصل الدراسي الأول. ستتضمن الدورة أقسام "حركيات وديناميكيات نقطة مادية وأبسط الأنظمة"، "قوانين الحفظ"، "حركة نقطة مادية في الأنظمة المرجعية غير القصورية"، "أساسيات الميكانيكا النسبية"، "حركيات وديناميكيات النقاط المادية". "جسم صلب"، "أساسيات ميكانيكا الوسائط القابلة للتشوه"، "أساسيات الميكانيكا المائية والميكانيكا الجوية"، "الاهتزازات والموجات الميكانيكية".
تستهدف الدورة العزاب المتخصصين في العلوم الطبيعية، وكذلك معلمي الفيزياء في المدارس الثانوية وأساتذة الجامعات. سيكون مفيدًا أيضًا لأطفال المدارس الذين يدرسون الفيزياء بعمق.
شكل
شكل الدراسة هو المراسلات (المسافة).
ستتضمن الفصول الأسبوعية مشاهدة محاضرات الفيديو المواضيعية، بما في ذلك تسجيلات الفيديو لتجارب المحاضرات واستكمال مهام الاختبار مع التحقق الآلي من النتائج. أحد العناصر المهمة في دراسة الانضباط هو الحل المستقل للمشاكل الجسدية. يجب أن يحتوي الحل على تفكير صارم وصحيح منطقيًا يؤدي إلى الإجابة الصحيحة.
متطلبات
الدورة مخصصة للسنة الأولى من البكالوريوس. مطلوب معرفة الفيزياء والرياضيات على مستوى المدرسة الثانوية (الصف 11).
برنامج الدورة
مقدمة
ب.1 المكان والزمان في الميكانيكا النيوتونية
ب.2 النظام المرجعي
الفصل 1.حركيات وديناميكيات الأنظمة البسيطة
ص.1.1. حركيات النقطة المادية وأبسط الأنظمة
ص.1.2. قوانين نيوتن
ص.1.3. القوانين التي تصف الخصائص الفردية للقوى
الفصل 2.قوانين الحفظ في أبسط الأنظمة
ص.2.1. قانون الحفاظ على الزخم
ص.2.2. الطاقة الميكانيكية
ص.2.3. العلاقة بين قوانين الحفظ وتجانس المكان والزمان
الفصل 3.الأطر المرجعية غير بالقصور الذاتي
ص.3.1. الأنظمة المرجعية غير بالقصور الذاتي. قوى القصور الذاتي
ص.3.2. مظهر من مظاهر قوى القصور الذاتي على الأرض
ص.3.3. مبدأ التكافؤ
الفصل 4.أساسيات الميكانيكا النسبية
ص.4.1. المكان والزمان في النظرية النسبية
ص.4.2. تحويلات لورنتز
ص.4.3. عواقب تحولات لورنتز
ص.4.4. فاصلة
ص.4.5. اضافة السرعة
ص.4.6. معادلة الحركة
ص.4.7. الزخم والطاقة والكتلة في النظرية النسبية
الفصل 5.حركيات وديناميكيات الجسم الصلب
ص.5.1. حركيات الجسم الصلبة
ص.5.2. ديناميات الجسم الصلبة
ص.5.3. الطاقة الحركية للمادة الصلبة
ص.5.4. الجيروسكوبات، قمم
الفصل 6.أساسيات ميكانيكا الأجسام المشوهة
ص.6.1. التشوهات والضغوط في المواد الصلبة
ص.6.2. نسبة بواسون
ص.6.3. العلاقة بين معامل يونج ومعامل القص
ص.6.4. طاقة التشوهات المرنة
الفصل 7.التذبذبات
ص.7.1. اهتزازات حرة للأنظمة بدرجة واحدة من الحرية
ص.7.2. الاهتزازات القسرية
ص.7.3. إضافة الاهتزازات
ص.7.4. التذبذبات في الأنظمة المزدوجة
ص.7.5. التذبذبات غير الخطية
ص.7.6. التذبذبات البارامترية
ص.7.7. التذبذبات الذاتية
الفصل 8.أمواج
ص.8.1. انتشار الدافع في الوسط. معادلة الموجة
ص.8.2. الكثافة وتدفق الطاقة في موجة متنقلة. ناقل أوموف
ص.8.3. انعكاس الموجة، وسائط الاهتزاز
ص.8.4. العناصر الصوتية
ص.8.5. موجات الصدمة
الفصل 9.أساسيات الهيدروميكانيكا والميكانيكا الجوية
ص.9.1. أساسيات الهيدروستاتيكا والهوائية
ص.9.2. تدفق ثابت من السوائل غير القابلة للضغط
ص.9.3. التدفق الصفحي والمضطرب. تدفق السوائل أو الغازات حول الأجسام
نتائج التعلم
ونتيجة لإتقان هذا التخصص، يجب على الطالب معرفة الظواهر الميكانيكية الأساسية وطرق وصفها النظري وطرق استخدامها في الأجهزة الفيزيائية؛ تكون قادرًا على حل المشكلات من قسم "الميكانيكا" في دورة الفيزياء العامة.
الطبعة الخامسة، محذوفة. - م: 2006.- 352 ص.
يقدم الكتاب بشكل موجز وسهل الوصول إليه جميع أقسام برنامج دورة الفيزياء - من الميكانيكا إلى فيزياء النواة الذرية والجسيمات الأولية. لطلاب الجامعة. مفيد لمراجعة المواد المغطاة وفي التحضير للامتحانات في الجامعات والمدارس الفنية والكليات والمدارس والأقسام والدورات التحضيرية.
شكل:ديجيفو/الرمز البريدي
مقاس: 7.45 ميجابايت
تحميل:
RGhost
جدول المحتويات
مقدمة 3
مقدمة 4
مادة الفيزياء 4
5-ربط الفيزياء بالعلوم الأخرى
1. الأسس الفيزيائية للميكانيكا 6
الميكانيكا وبنيتها 6
الفصل 1. عناصر الحركية 7
نماذج في الميكانيكا. المعادلات الحركية لحركة نقطة مادية. المسار، طول المسار، ناقل الإزاحة. سرعة. التسارع ومكوناته. السرعة الزاوية. التسارع الزاوي.
الفصل الثاني ديناميات النقطة المادية والحركة الانتقالية لجسم صلب 14
قانون نيوتن الأول. وزن. قوة. قانون نيوتن الثاني والثالث. قانون الحفاظ على الزخم. قانون حركة مركز الكتلة. قوى الاحتكاك.
الفصل 3. الشغل والطاقة 19
العمل، الطاقة، القوة. الطاقة الحركية والطاقة الكامنة. العلاقة بين القوة المحافظة والطاقة الكامنة. الطاقة الكاملة. قانون الحفاظ على الطاقة. التمثيل البياني للطاقة. تأثير مرن تمامًا. تأثير غير مرن على الاطلاق
الفصل 4. الميكانيكا الصلبة 26
لحظة من الجمود. نظرية شتاينر. لحظة القوة. الطاقة الحركية للدوران. معادلة ديناميات الحركة الدورانية لجسم صلب. الزخم الزاوي وقانون حفظه. تشوهات الأجسام الصلبة. قانون هوك. العلاقة بين التوتر والإجهاد.
الفصل 5. الجاذبية. عناصر نظرية المجال 32
قانون الجاذبية الكونية. خصائص مجال الجاذبية. العمل في مجال الجاذبية. العلاقة بين إمكانات مجال الجاذبية وكثافتها. السرعات الكونية. قوى القصور الذاتي.
الفصل 6. عناصر ميكانيكا الموائع 36
الضغط في السائل والغاز. معادلة الاستمرارية. معادلة برنولي. بعض تطبيقات معادلة برنولي. اللزوجة (الاحتكاك الداخلي). أنظمة تدفق السوائل.
الفصل 7. عناصر النظرية النسبية الخاصة 41
مبدأ النسبية الميكانيكية. تحولات غاليليو. مسلمات SRT. تحويلات لورنتز. النتائج الطبيعية من تحويلات لورنتز (1). النتائج الطبيعية من تحويلات لورنتز (2). الفاصل الزمني بين الأحداث. القانون الأساسي للديناميكيات النسبية. الطاقة في الديناميات النسبية.
2. أساسيات الفيزياء الجزيئية والديناميكا الحرارية 48
الفصل 8. النظرية الحركية الجزيئية للغازات المثالية 48
أقسام الفيزياء: الفيزياء الجزيئية والديناميكا الحرارية. طريقة البحث في الديناميكا الحرارية. موازين درجة الحرارة. غاز مثالي. قوانين بويل ماري أوتجا، أفوجادرو، دالتون. قانون جاي-لوساك. معادلة كلابيرون-منديليف. المعادلة الأساسية للنظرية الحركية الجزيئية. قانون ماكسويل لتوزيع سرعة جزيئات الغاز المثالي. الصيغة البارومترية. توزيع بولتزمان. متوسط المسار الحر للجزيئات. بعض التجارب تؤكد MCT. ظواهر النقل (1). ظواهر النقل (2).
الفصل 9. أساسيات الديناميكا الحرارية 60
الطاقة الداخلية. عدد درجات الحرية قانون التوزيع الموحد للطاقة عبر درجات حرية الجزيئات. القانون الأول للديناميكا الحرارية. عمل الغاز عندما يتغير حجمه. السعة الحرارية (1). السعة الحرارية (2). تطبيق القانون الأول للديناميكا الحرارية على العمليات المتساوية (1). تطبيق القانون الأول للديناميكا الحرارية على العمليات المتساوية (2). عملية ثابت الحرارة. عملية دائرية (دورة). عمليات عكسية ولا رجعة فيها. الانتروبيا (1). الانتروبيا (2). القانون الثاني للديناميكا الحرارية. المحرك الحراري. نظرية كارنوت. ماكينة تبريد . دورة كارنو.
الفصل 10. الغازات والسوائل والمواد الصلبة الحقيقية 76
القوى والطاقة الكامنة للتفاعل بين الجزيئات. معادلة فان دير فالس (معادلة حالة الغازات الحقيقية). تساوي حرارة فان دير فالس وتحليلها (1). تساوي حرارة فان دير فالس وتحليلها (2). الطاقة الداخلية للغاز الحقيقي. السوائل ووصفها. التوتر السطحي للسوائل. ترطيب. الظواهر الشعرية. المواد الصلبة: بلورية وغير متبلورة. أحادية ومتعددة البلورات. الميزة البلورية للبلورات. أنواع البلورات حسب الخصائص الفيزيائية. عيوب في البلورات. التبخر والتسامي والذوبان والتبلور. التحولات المرحلة. مخطط الحالة. النقطة الثلاثية. تحليل مخطط المرحلة التجريبية.
3. الكهرباء والكهرومغناطيسية 94
الفصل 11. الكهرباء الساكنة 94
الشحنة الكهربائية وخصائصها. قانون حفظ الشحنة. قانون كولوم. قوة المجال الكهروستاتيكي. خطوط شدة المجال الكهروستاتيكية. تدفق ناقلات التوتر. مبدأ التراكب. مجال ثنائي القطب. نظرية غاوس للمجال الكهروستاتيكي في الفراغ. تطبيق نظرية غاوس لحساب الحقول في الفراغ (1). تطبيق نظرية غاوس لحساب الحقول في الفراغ (2). تداول ناقل شدة المجال الكهروستاتيكي. إمكانات المجال الكهروستاتيكي. التباينات المحتملة. مبدأ التراكب. العلاقة بين التوتر والإمكانات. السطوح متساوية الجهد. حساب الفرق المحتمل من شدة المجال. أنواع العوازل الكهربائية. استقطاب العوازل. الاستقطاب. قوة المجال في عازل. التحيز الكهربائي. نظرية غاوس للمجال في عازل. الظروف في الواجهة بين وسطين عازلين. الموصلات في مجال كهرباء. القدرة الكهربائية. مكثف لوحة مسطحة. توصيل المكثفات بالبطاريات. طاقة نظام الشحنات والموصل الانفرادي. طاقة مكثف مشحون. طاقة المجال الكهروستاتيكية.
الفصل 12. التيار الكهربائي المباشر 116
التيار الكهربائي والقوة والكثافة الحالية. القوى الخارجية. القوة الدافعة الكهربائية (EMF). الجهد االكهربى. مقاومة الموصل. قانون أوم لمقطع متجانس في دائرة مغلقة. العمل والطاقة الحالية. قانون أوم لقسم غير منتظم من الدائرة (قانون أوم المعمم (GLO)). قواعد كيرشوف للسلاسل المتفرعة.
الفصل 13. التيارات الكهربائية في المعادن والفراغ والغازات 124
طبيعة الناقلات الحالية في المعادن. النظرية الكلاسيكية للتوصيل الكهربائي للمعادن (1). النظرية الكلاسيكية للتوصيل الكهربائي للمعادن (2). وظيفة عمل الإلكترونات الخارجة من المعادن. ظواهر الانبعاث. تأين الغازات. تفريغ الغاز غير مكتفي ذاتيا. تفريغ الغاز بذاته.
الفصل 14. المجال المغناطيسي 130
وصف المجال المغناطيسي. الخصائص الأساسية للمجال المغناطيسي. خطوط الحث المغناطيسي. مبدأ التراكب. قانون بيوت-سافارت-لابلاس وتطبيقاته. قانون أمبير. تفاعل التيارات المتوازية. ثابت مغناطيسي. الوحدتان B وH. المجال المغناطيسي لشحنة متحركة. تأثير المجال المغناطيسي على الشحنة المتحركة. حركة الجزيئات المشحونة في
حقل مغناطيسي. نظرية دوران المتجه B. المجالات المغناطيسية للملف اللولبي والحلقي. تدفق ناقلات الحث المغناطيسي. نظرية غاوس للمجال B. العمل على تحريك موصل ودائرة مع تيار في مجال مغناطيسي.
الفصل 15. الحث الكهرومغناطيسي 142
تجارب فاراداي ونتائجها. قانون فاراداي (قانون الحث الكهرومغناطيسي). حكم لينز. الحث emf في الموصلات الثابتة. دوران الإطار في المجال المغناطيسي. تيارات إيدي. حلقة الحث. الحث الذاتي. التيارات عند فتح وإغلاق الدائرة. الحث المتبادل. محولات. طاقة المجال المغناطيسي.
الفصل 16. الخصائص المغناطيسية للمادة 150
العزم المغناطيسي للإلكترونات. ضياء وparamagnets. مغنطة. المجال المغناطيسي في المادة. قانون التيار الكلي للمجال المغناطيسي في المادة (نظرية دوران المتجه B). نظرية دوران المتجه H. الظروف عند السطح البيني بين مغناطيسين. المغناطيسات الحديدية وخصائصها.
الفصل 17. أساسيات نظرية ماكسويل للمجال الكهرومغناطيسي 156
دوامة المجال الكهربائي. التحيز الحالي (1). التحيز الحالي (2). معادلات ماكسويل للمجال الكهرومغناطيسي.
4. التذبذبات والموجات 160
الفصل 18. الاهتزازات الميكانيكية والكهرومغناطيسية 160
الاهتزازات: حرة ومتناسقة. فترة وتكرار التذبذبات. تدوير طريقة ناقلات السعة. الاهتزازات التوافقية الميكانيكية. هزاز توافقي. البندولات: الربيعية والرياضية. البندول الجسدي. التذبذبات الحرة في دائرة تذبذبية مثالية. معادلة التذبذبات الكهرومغناطيسية لدائرة مثالية. إضافة اهتزازات توافقية لنفس الاتجاه ونفس التردد. الضرب. إضافة الاهتزازات المتعامدة المتبادلة. الذبذبات الحرة المخمده وتحليلها التذبذبات الحرة المبللة للبندول الربيعي. إنقاص التوهين. التذبذبات الحرة المخمده في الدائرة التذبذبية الكهربائية. عامل الجودة للنظام التذبذبي. الاهتزازات الميكانيكية القسرية. التذبذبات الكهرومغناطيسية القسرية. التيار المتناوب. التيار من خلال المقاوم. تيار متردد يتدفق عبر ملف ذو محاثة L. تيار متردد يتدفق عبر مكثف ذو سعة C. دائرة تيار متردد تحتوي على مقاوم، ومغوي، ومكثف متصلين على التوالي. رنين الجهد (الرنين المتسلسل). رنين التيارات (الرنين الموازي). الطاقة المتحررة في دائرة التيار المتردد.
الفصل 19. الموجات المرنة 181
عملية الموجة. الموجات الطولية والعرضية. الموجة التوافقية ووصفها. معادلة الموجة المتنقلة. سرعة المرحلة. معادلة الموجة. مبدأ التراكب. سرعة المجموعة. تدخل الموجة. الموجات الموقوفه. موجات صوتية. تأثير دوبلر في الصوتيات. استقبال الموجات الكهرومغناطيسية. مقياس الموجات الكهرومغناطيسية. المعادلة التفاضلية
موجات كهرومغناطيسية. عواقب نظرية ماكسويل. ناقل كثافة تدفق الطاقة الكهرومغناطيسية (ناقل Umov-Poinging). نبض المجال الكهرومغناطيسي.
5. البصريات. الطبيعة الكمية للإشعاع 194
الفصل 20. عناصر البصريات الهندسية 194
القوانين الأساسية للبصريات. الانعكاس الكلي. العدسات، العدسات الرقيقة، خصائصها. صيغة عدسة رقيقة. القوة البصرية للعدسة. بناء الصور في العدسات. الانحرافات (الأخطاء) في الأنظمة البصرية. كميات الطاقة في القياس الضوئي. الكميات الضوئية في القياس الضوئي
الفصل 21. تدخل الضوء 202
اشتقاق قوانين انعكاس وانكسار الضوء بناء على النظرية الموجية. تماسك وأحادية اللون لموجات الضوء. تدخل الضوء. بعض الطرق لمراقبة تداخل الضوء. حساب نمط التداخل من مصدرين. خطوط متساوية الميل (التداخل من لوحة متوازية المستوى). خطوط متساوية السماكة (تداخل من صفيحة ذات سماكة متغيرة). حلقات نيوتن. بعض تطبيقات التداخل (1). بعض تطبيقات التداخل (2).
الفصل22. حيود الضوء212
مبدأ هيجنز فريسنل. طريقة منطقة فريسنل (1). طريقة منطقة فريسنل (2). حيود فريسنل بواسطة ثقب دائري وقرص. حيود فراونهوفر بواسطة الشق (1). حيود فراونهوفر بواسطة الشق (2). حيود فراونهوفر بواسطة محزوز الحيود. الحيود بواسطة صريف المكانية. معيار رايلي. قرار الجهاز الطيفي.
الفصل 23. تفاعل الموجات الكهرومغناطيسية مع المادة 221
تشتت الضوء. الاختلافات في الحيود والأطياف المنشورية. التشتت الطبيعي والشاذ. نظرية الإلكترون الأولية للتشتت. امتصاص (امتصاص) الضوء. تأثير دوبلر.
الفصل 24. استقطاب الضوء226
الضوء الطبيعي والمستقطب. قانون مالوس. مرور الضوء من خلال اثنين من المستقطبين. استقطاب الضوء أثناء الانعكاس والانكسار عند حدود عازلين كهربائيين. الانكسار المزدوج. بلورات إيجابية وسلبية. المنشورات المستقطبة والبولارويدات. سجل ربع موجة. تحليل الضوء المستقطب. التباين البصري الاصطناعي. دوران مستوى الاستقطاب.
الفصل 25. الطبيعة الكمومية للإشعاع 236
الإشعاع الحراري وخصائصه. قوانين كيرشوف، ستيفان بولتزمان، قوانين فيينا. صيغ رايلي-جينز وبلانك. استخلاص قوانين معينة للإشعاع الحراري من صيغة بلانك. درجات الحرارة: الإشعاع واللون والسطوع. خصائص الجهد الحالي للتأثير الكهروضوئي. قوانين التأثير الكهروضوئي. معادلة أينشتاين. زخم الفوتون. ضغط خفيف. تأثير كومبتون. وحدة الخصائص الجسيمية والموجية للإشعاع الكهرومغناطيسي.
6. عناصر فيزياء الكم للذرات والجزيئات والأجسام الصلبة 246
الفصل 26. نظرية بور لذرة الهيدروجين 246
نماذج طومسون ورذرفورد للذرة. الطيف الخطي لذرة الهيدروجين. مسلمات بور. تجارب فرانك وهيرتز. طيف بور لذرة الهيدروجين.
الفصل 27. عناصر ميكانيكا الكم 251
ثنائية الموجة الجسيمية لخصائص المادة. بعض خواص موجات دي برولي علاقة عدم اليقين. النهج الاحتمالي لوصف الجسيمات الدقيقة. وصف الجسيمات الدقيقة باستخدام الدالة الموجية. مبدأ التراكب. معادلة شرودنجر العامة. معادلة شرودنغر للحالات الثابتة. حركة الجسيمات الحرة. جسيم في "بئر محتمل" مستطيل الشكل أحادي البعد ذو "جدران" عالية بلا حدود. الحاجز المحتمل ذو الشكل المستطيل. مرور جسيم عبر حاجز محتمل. تأثير النفق. المذبذب التوافقي الخطي في ميكانيكا الكم.
الفصل 28. عناصر الفيزياء الحديثة للذرات والجزيئات 263
ذرة شبيهة بالهيدروجين في ميكانيكا الكم. عدد الكمية. طيف ذرة الهيدروجين. ls-حالة الإلكترون في ذرة الهيدروجين. تدور الإلكترون. تدور عدد الكم. مبدأ عدم التمييز بين الجزيئات المتطابقة. الفرميونات والبوزونات. مبدأ باولي. توزيع الإلكترونات في الذرة حسب الحالات. طيف الأشعة السينية المستمر (bremsstrahlung). طيف الأشعة السينية المميز. قانون موسلي. الجزيئات: الروابط الكيميائية، مفهوم مستويات الطاقة. الأطياف الجزيئية. استيعاب. الانبعاث التلقائي والمحفز. وسائل الإعلام النشطة. أنواع الليزر. مبدأ تشغيل ليزر الحالة الصلبة. ليزر غازي. خصائص إشعاع الليزر.
الفصل 29. عناصر فيزياء الحالة الصلبة 278
نظرية الفرقة للمواد الصلبة. المعادن والعوازل وأشباه الموصلات وفقا لنظرية النطاق. الموصلية الجوهرية لأشباه الموصلات. الموصلية الشوائب الإلكترونية (الموصلية من النوع i). الموصلية الشوائب المانحة (الموصلية من النوع p). الموصلية الضوئية لأشباه الموصلات. تألق المواد الصلبة. الاتصال بين الإلكترون وأشباه الموصلات ثقب (تقاطع pn). الموصلية من تقاطع p-i. الثنائيات أشباه الموصلات. الصمامات الثلاثية لأشباه الموصلات (الترانزستورات).
7. عناصر فيزياء النواة الذرية والجسيمات الأولية 289
الفصل 30. عناصر فيزياء النواة الذرية 289
النوى الذرية ووصفها. خلل جماعي. طاقة الربط النووية. الدوران النووي وعزمه المغناطيسي. التسربات النووية. نماذج النواة. الإشعاع الإشعاعي وأنواعه. قانون الاضمحلال الإشعاعي. قواعد الأوفست. العائلات المشعة أ- التحلل. ع الاضمحلال. ذ-الإشعاع وخصائصه. أدوات لتسجيل الإشعاع والجسيمات المشعة. عداد الوميض. غرفة التأين النبضي. مقياس تفريغ الغاز. عداد أشباه الموصلات. غرفة ويلسون. غرف الانتشار والفقاعة. المستحلبات الفوتوغرافية النووية التفاعلات النووية وتصنيفها. بوزيترون. ف+-التحلل. أزواج الإلكترون والبوزيترون وإبادتها. الالتقاط الإلكتروني. التفاعلات النووية تحت تأثير النيوترونات. تفاعل الانشطار النووي. التفاعل المتسلسل الانشطاري. المفاعلات النووية. رد فعل اندماج النوى الذرية.
الفصل 31. عناصر فيزياء الجسيمات 311
الإشعاع الكوني. الميونات وخصائصها. الميزونات وخصائصها. أنواع تفاعلات الجسيمات الأولية. وصف ثلاث مجموعات من الجسيمات الأولية. الجسيمات والجسيمات المضادة. النيوترينوات والنيوترينوات المضادة وأنواعها. هايبرونات. الغرابة والتكافؤ في الجسيمات الأولية. خصائص اللبتونات والهادرونات. تصنيف الجسيمات الأولية. جسيمات دون الذرية.
الجدول الدوري للعناصر بقلم D. I. Mendeleev 322
القوانين والصيغ الأساسية 324
فهرس الموضوع 336