О В Лисенко - Фізика конспект лекцій - страница 1

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59 

Міністерство освіти і науки України Сумський державний університет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФІЗИКА

 

Конспект лекцій

для студентів напрямів підготовки: 6.050801 "Мікро- та наноелектроніка", 6.050802 "Електронні пристрої та системи", 6.050701 "Електротехніка та електротехнології", 6.050201 "Системна інженерія" усіх форм навчання Частина 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суми

"Видавництво СумДУ"

201Фізика: Конспект лекцій /Укладач О.В. Лисенко. - Суми: Вид-во СумДУ, 2010. - Ч.2. - 242 с. Кафедра загальної та теоретичної фізикиЗМІСТ

С.

ПЕРЕДМОВА.................................................................................................................................. 8

РОЗДІЛ 1 ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ........................................................................................... 9

ТЕМА 1 МАГНІТНЕ ПОЛЕ У ВАКУУМІ................................................................................ 9

§ 1 Магнітне поле. Дослід Ерстеда. Закон Ампера. Напрям і модуль вектора

індукції магнітного поля. Принцип суперпозиції [13, 14].................................................. 9

§ 2 Сила Лоренца [5].............................................................................................................. 11

§ 3 Рух зарядженої частинки в однорідному магнітному полі [9].................................... 12

§ 4 Закон Біо-Савара-Лапласа. Індукція магнітного поля, яке створене відрізком із струмом. Індукція нескінченно довгого прямого провідника зі струмом.

Індукція на осі колового струму [5] 17

§ 5 Взаємодія двох нескінченно довгих паралельних провідників. Ампер -

одиниця вимірювання сили струму [15].............................................................................. 20

§ 6 Сила, що діє на контур із струмом в однорідному магнітному полі. Момент сил, що діють на контур із струмом у магнітному полі. Вимірювання індукції

магнітного поля за допомогою контуру зі струмом [5]...................................................... 21

§ 7 Робота при переміщенні контуру зі струмом у магнітному полі [9].......................... 24

§ 8 Теорема Гаусса для магнітного поля у вакуумі. Теорема про циркуляцію

вектора магнітної індукції [5]............................................................................................... 24

§ 9 Магнітне поле тороїда. Магнітне поле нескінченного соленоїда [5]......................... 26

ТЕМА 2 МАГНІТНЕ ПОЛЕ В РЕЧОВИНІ............................................................................ 28

§ 10 Намагнічування речовини. Гіпотеза Ампера. Намагніченість [5]............................ 28

§ 11 Теорема Гаусса для індукції магнітного поля в речовині. Напруженість

магнітного поля. Теорема про циркуляцію напруженості магнітного поля [5].............. 28

§ 12 Магнітна проникність, магнітна сприйнятливість [5]............................................... 31

§ 13 Умови для векторів індукції та напруженості магнітного поля на межі двох

магнетиків [5] 33

§ 14 Гіромагнітне відношення. Дослід Ейнштейна і де Хааса [5]..................................... 34

§ 15 Типи магнетиків. Якісне пояснення магнітних властивостей речовини [5]........... 36

ТЕМА 3 ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ.......................................................................... 38

§ 16 Досліди Фарадея. Закон Фарадея. Правило Ленца [14]............................................. 38

§ 17 Електрорушійна сила індукції (механізм виникнення) у рухомих і нерухомих контурах. Максвеллівське трактування закону електромагнітної

індукції [5, 9] 40

§ 18 Явище самоіндукції. Індуктивність. Індуктивність довгого соленоїда. ЕРС

самоіндукції [5]...................................................................................................................... 42

§ 19 Явище взаємної індукції. Взаємна індуктивність. ЕРС взаємної індукції [5]......... 43

§ 20 Енергія магнітного поля. Енергія соленоїда [5].........................................................             44

§ 21 Струм під час замикання та розмикання електричного кола [5]                                           45

ТЕМА 4 РІВНЯННЯ МАКСВЕЛЛА         48

§ 22 Вихрове електричне поле. Інтегральна й диференціальна форма закону

електромагнітної індукції [5]. 48

§ 23 Струм зміщення Максвелла [5, 9] 49

§ 24 Система   фундаментальних   рівнянь   Максвелла   в    інтегральній і

диференціальній формі. Матеріальні рівняння [9] 52

РОЗДІЛ 2 КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ............................................................................................ 54

ТЕМА 5 КОЛИВАЛЬНІ ПРОЦЕСИ........................................................................................ 54

§ 25 Гармонічні коливання та їх характеристики. Диференціальне рівняння

гармонічних коливань. Зміна енергії при гармонічному коливанні [5].. 54

§ 26 Періоди коливань фізичного, математичного та пружинного маятників [5]......... 56

§ 27 Електричний коливальний контур. Частота коливань [5]     59§ 28 Векторна   діаграма.   Додавання   двох   гармонічних   коливань одного

напрямку й частоти [5] 60

§ 29 Биття [5].......................................................................................................................... 62

§ 30 Додавання взаємно перпендикулярних коливань. Фігури Ліссажу [5]................... 63

§ 31 Диференціальне рівняння загасаючих коливань [5].................................................. 65

§ 32 Розв'язання диференціального рівняння загасаючих коливань. Коефіцієнт загасання,   декремент   загасання,   логарифмічний   декремент загасання,

добротність [5]........................................................................................................................ 67

§ 33 Диференціальне рівняння вимушених коливань та його розв'язання [5].... 69

§ 34 Резонанс. Резонансна частота [5] 71

§ 35 Закон Ома для змінних струмів. Імпеданс. Ємнісний та індуктивний
опори [2] 73

ТЕМА 6 ХВИЛЬОВІ ПРОЦЕСИ   77

§ 36 Хвилі в пружному середовищі. Поперечні та поздовжні хвилі. Довжина

хвилі. Рівняння біжучої хвилі. Фазова швидкість, хвильове число [5] 77

§ 37 Хвильове рівняння. Фазова швидкість поширення хвиль у твердому тілі й

газі [5] 81

§ 38 Густина енергії пружної хвилі [5]................................................................................ 82

§ 39 Вектор Умова. Інтенсивність [5]                                                                                   84

§ 40 Звукові хвилі та їх застосування. Висота, тембр та гучність звуку. Рівень

гучності. Ефект Допплера для звукових хвиль [5]............................................................. 85

§ 41 Стоячі хвилі [5] 88

§ 42 Хвильовий пакет. Групова швидкість [5] 91

§ 43 Хвильове   рівняння   для   електромагнітної   хвилі.   Фазова швидкість

поширення електромагнітної хвилі [5] 93

§ 44 Напруженість електричних і магнітних полів у лінійно поляризованій

електромагнітній хвилі [5] 94

§ 45 Вектор Пойтінга [5] 96

§ 46 Випромінювання диполя [5]..... 97

§ 47 Ефект Допплера для електромагнітних хвиль [5]...... 99

РОЗДІЛ 3 ХВИЛЬОВА ОПТИКА............................................................................................ 100

ТЕМА 7 ІНТЕРФЕРЕНЦІЯ СВІТЛА..................................................................................... 100

§ 48 Інтерференція монохроматичного світла від двох джерел. Умови, при яких спостерігається      інтерференція      монохроматичного      світла. Умови

інтерференційного мінімуму й максимуму [5]................................................................. 100

§ 49 Когерентність.    Механізм    випромінювання    світла    атомами. Час

когерентності. Довжина когерентності. Радіус когерентності [5].................................. 103

§ 50 Дослід Юнга. Ширина інтерференційних смуг [10]................................................ 104

§ 51 Дзеркала Френеля. Ширина інтерференційних смуг [5]......................................... 106

§ 52 Інтерференція світла при відбитті від тонких плівок.  Різниця ходу

променів. Смуги рівного нахилу. Смуги рівної товщини [5]......................................... 107

§ 53 Кільця Ньютона. Радіуси темних і світлих кілець [5].............................................. 108

ТЕМА 8 ДИФРАКЦІЯ СВІТЛА............................................................................................. 110

§ 54 Принцип Гюйгенса-Френеля [5]................................................................................ 110

§ 55 Метод зон Френеля. Радіус зони Френеля. Амплітуда коливань світлової

хвилі від точкового ізотропного джерела [5]. 111

§ 56 Дифракція Френеля на круглому отворі. Амплітуда світлового вектора в

центрі дифракційної картини. Характер дифракційної картини [5]         115

§ 57 Дифракція Френеля на круглому диску. Амплітуда світлового вектора в

центрі дифракційної картини. Характер дифракційної картини [5]         117

§ 58 Дифракція Фраунгофера на щілині. Амплітуда й інтенсивність світла,
максимуми й мінімуми [5]     118§ 59
Дифракція   Фраунгофера   на   дифракційних   решітках.   Амплітуда й

інтенсивність світла, максимуми й мінімуми [5].............................................................. 121

§ 60 Дисперсія і роздільна здатність дифракційних решіток. Роздільна здатність

об'єктива [5].......................................................................................................................... 124

§ 61 Дифракція    на    просторових    структурах.    Закон Вульфа-Брегга.

Рентгенівська спектроскопія. Рентгеноструктурний аналіз [5]...................................... 126

ТЕМА 9 ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА........................................................................................ 129

§ 62 Поляризоване й природне світло. Поляризатор. Ступінь поляризації [5]............. 129

§ 63 Закон Малюса. Проходження природного світла через поляризатор [5].............. 131

§ 64 Поляризація світла при відбитті та заломленні. Закон Брюстера [5]..................... 132

§ 65 Явище подвійної променезаломлюваності. Призма Ніколя. Чвертьхвильова
пластинка. Явище дихроїзму
[5, 10].................................................................................. 133

ТЕМА 10 ПОШИРЕННЯ СВІТЛА В РЕЧОВИНІ............................................................... 136

§ 66 Дисперсія   світла.   Аномальна   та   нормальна   дисперсія. Показник

заломлення світла з погляду електронної теорії речовини [5] 136

РОЗДІЛ 4 КВАНТОВА ПРИРОДА ВИПРОМІНЮВАННЯ............................................... 139

ТЕМА 11 ТЕПЛОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ....................................................................... 139

§ 67 Теплове випромінювання, енергетична світність, поглинальна здатність та випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла. Зв' язок між випромінювальною здатністю як функцією частоти та випромінювальною

здатністю як функцією довжини хвилі [6] 139

§ 68 Закон Кірхгофа.  Універсальна  функція  Кірхгофа. Експериментальне

дослідження універсальної функції Кірхгофа [6]............................................................. 140

§ 69 Закон Стефана-Больцмана, формула Віна, закон зміщення Віна [6]...................... 142

§ 70 Формула Релея-Джинса. Ультрафіолетова катастрофа [6]...................................... 143

§ 71 Гіпотеза Планка. Формула Планка [6]....................................................................... 146

ТЕМА 12 ФОТОНИ................................................................................................................. 148

§ 72 Гальмівне    рентгенівське    випромінювання.    Короткохвильова межа

рентгенівського випромінювання [6]................................................................................ 148

§ 73 Зовнішній  фотоефект.  Закони фотоефекту.  Формула Ейнштейна для

фотоефекту [6]...................................................................................................................... 149

§ 74 Фотони. Дослід Боте. Властивості фотонів. Корпускулярно-хвильовий

дуалізм світла [6]. 152

§ 75 Ефект Комптона. Зміна довжини хвилі фотона при його розсіюванні на

електроні [6] 153

РОЗДІЛ 5 ЕЛЕМЕНТИ АТОМНОЇ ФІЗИКИ ТА КВАНТОВОЇ МЕХАНІКИ............... 156

ТЕМА 13 БОРІВСЬКА ТЕОРІЯ АТОМА............................................................................. 156

§ 76 Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома. Залежність кількості а-частинок в одиниці тілесного кута від кута розсіяння. Проблема стабільності атома з

точки зору ядерної моделі атома [6]. 156

§ 77 Постулати Бора. Правило квантування орбіт. Досліди Франка й Герца [6]......... 159

§ 78 Спектральні закономірності у випромінюванні  атома водню. Терми.

Комбінаційний принцип Рітца [6]..................................................................................... 161

§ 79 Борівська теорія воднеподібного атома. Узагальнена формула Бальмера.

Стала Рідберга. Недоліки теорії Бора [3]........................................................................... 162

ТЕМА 14 ХВИЛЬОВІ ВЛАСТИВОСТІ МІКРОЧАСТИНОК............................................ 164

§ 80 Гіпотеза де Бройля. Довжина хвилі де Бройля для електрона, що вільно

рухається [6, 11].................................................................................................................... 164

§ 81 Досліди Девісона й Джермера. Досліди Томсона й Тартаковського [3]................ 165

§ 82 Статистична інтерпретація хвиль де Бройля [11]..................................................... 167

§ 83 Співвідношення невизначеностей Гейзенберга [11]............................................... 168

ТЕМА 15 КВАНТУВАННЯ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН       17§ 84 Хвильова функція. Фізична сутність y-функції. Стандартні умови для

хвильової функції [6]........................................................................................................... 170

§ 85 Загальне й стаціонарне рівняння Шредінгера [6]..................................................... 171

§ 86 Рівняння Шредінгера та квантування енергії [6]...................................................... 173

§ 87 Частинка в одновимірній потенціальній ямі. Енергія і хвильова функція

частинки в потенціальній ямі [6]........................................................................................ 174

§ 88 Тунельний ефект. Коефіцієнт проходження [3]........................................................ 176

§ 89 Оператори фізичних величин. Власні функції та власні значення. Принцип

суперпозиції [6].................................................................................................................... 179

§ 90 Середні значення фізичних величин з точки зору операторного підходу. Оператори  радіуса-вектора,   імпульсу,   енергії.   Зв'язок  між  власними й

середніми значеннями [11].................................................................................................. 181

§ 91 Комутативність операторів. Умови, за яких дві фізичні величини можуть

бути виміряні одночасно [11].............................................................................................. 183

§ 92 Квантування моменту імпульсу. Модуль і одна з проекцій моменту

імпульсу. Азимутальне і магнітне квантові числа [6]...................................................... 184

ТЕМА 16 ФІЗИКА АТОМІВ І МОЛЕКУЛ........................................................................... 186

§ 93 Атом водню з погляду квантової механіки. Квантові числа: n, l, mi.

Кратність виродження. Правило відбору [6]..................................................................... 186

§ 94 Магнетизм атомів. Дослід Штерна й Герлаха. Спін електрона [11]....................... 190

§ 95 Принцип Паулі. Періодична система елементів Д. І. Менделєєва з погляду

квантової механіки [3]......................................................................................................... 193

§ 96 Спонтанне й вимушене випромінювання. Коефіцієнти Ейнштейна [10]............. 197

§ 97 Інверсна заселеність. Лазери [10]............................................................................... 199

ТЕМА 17 ЗОННА ТЕОРІЯ ТВЕРДИХ ТІЛ      203

§ 98 Енергетичні зони в кристалах. Зона провідності, заборонена зона, валентна

зона. Метали, напівпровідники, діелектрики з точки зору зонної теорії [3] 203

§ 99 Напівпровідники. Власні, домішкові напівпровідники. Рух електронів та дірок. Рівень Фермі. Залежність провідності власних напівпровідників від

температури [3] 205

§ 100 Домішкова провідність  напівпровідників.  Донорні рівні, акцепторні

рівні [3] 208

§ 101 Контакт електронного та діркового напівпровідників. Електричне поле p-n -переходу.     Потенціальний     бар'єр    p-n -переходу. Вольт-амперна

характеристика. Напівпровідниковий діод [3]................................................................. 210

§ 102 Транзистор.   База,    емітер,    колектор.    Транзисторний підсилювач

напруги [3]............................................................................................................................ 212

РОЗДІЛ   6   ЕЛЕМЕНТИ   ФІЗИКИ   АТОМНОГО   ЯДРА   Й ЕЛЕМЕНТАРНИХ

ЧАСТИНОК................................................................................................................................. 214

ТЕМА 18 АТОМНЕ ЯДРО І ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИ.............................................. 214

§ 103 Склад  і  характеристика атомного ядра.  Ізотопи,  ізобари, ізотони,

ізомери [6]............................................................................................................................. 214

§ 104 Дефект маси й енергія зв'язку ядра. Залежність питомої енергії зв'язку

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59 


Похожие статьи

О В Лисенко - Фізика конспект лекцій

О В Лисенко - Прогнозування технологічної спадковості при токарній овроещ