Механика

Формулы кинематики:

Кинематика

Механическое движение

Механическим движением называется изменение положения тела (в пространстве) относительно других тел (с течением времени).

Относительность движения. Система отсчета

Чтобы описать механическое движение тела (точки), нужно знать его координаты в любой момент времени. Для определения координат следует выбрать ­тело отсчета и связать с нимсистему координат . Часто телом отсчета служит Земля, с которой связывается прямоугольная декартова система координат. Для определения положения точки в любой момент времени необходимо также задать начало отсчета времени.

Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и прибор для измерения времени образуют систему отсчета , относительно которой рассматривается движение тела.

Материальная точка

Тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, называют материальной точкой .

Тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит, или по сравнению с расстояниями от него до других тел.

Траектория, путь, перемещение

Траекторией движения называется линия, вдоль которой движется тело. Длина траектории называетсяпройденным путем .Путь – скалярная физическая величина, может быть только положительным.

Перемещением называется вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории.

Движение тела, при котором все его точки в данный момент времени движутся одинаково, называется поступательным движением . Для описания поступательного движения тела достаточно выбрать одну точку и описать ее движение.

Движение, при котором траектории всех точек тела являются окружностями с центрами на одной прямой и все плоскости окружностей перпендикулярны этой прямой, называется вращательным движением.

Метр и секунда

Чтобы определить координаты тела, необходимо уметь измерять расстояние на прямой между двумя точками. Любой процесс измерения физической величины заключается в сравнении измеряемой величины с единицей измерения этой величины.

Единицей измерения длины в Международной системе единиц (СИ) является метр . Метр равен примерно 1/40 000 000 части земного меридиана. По современному представлению метр – это расстояние, которое свет проходит в пустоте за 1/299 792 458 долю секунды.

Для измерения времени выбирается какой-нибудь периодически повторяющийся процесс. Единицей измерения времени в СИ принята секунда . Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения атома цезия при переходе между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния.

В СИ длина и время приняты за независимые от других величины. Подобные величины называются основными .

Мгновенная скорость

Для количественной характеристики процесса движения тела вводится понятие скорости движения.

Мгновенной скоростью поступательного движения тела в момент времениtназывается отношение очень малого перемещенияsк малому промежутку времениt, за который произошло это перемещение:

;
.

Мгновенная скорость – векторная величина. Мгновенная скорость перемещения всегда направлена по касательной к траектории в сторону движения тела.

Единицей скорости является 1 м/с. Метр в секунду равен скорости прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой точка за время 1 с перемещается на расстояние 1 м.

Физика - фундаментальная естественная наука, которой уже несколько тысячелетий. Объяснить природные явления с научной точки зрения пытались еще в глубокой древности. Самый известный физик и математик Древней Греции Архимед открыл несколько механических законов. Другой древнегреческий физик Стратон в 3 веке до н. э. заложил основы экспериментальной физики.

Многовековая история человечества, взгляды и гипотезы ученых, постоянные исследования привели к тому, что почти все природные явления сейчас можно пояснить с точки зрения физики. В этой науке выделяют несколько основных разделов, каждый из которых описывает определенные процессы макро- и микромира.

Основные разделы

Основные разделы физики - это механика, молекулярная физика, электромагнетизм, оптика, квантовая механика и термодинамика.

Механикой называют раздел физики, изучающий законы движения тел. Молекулярная физика - один из основных разделов, изучающий молекулярную структуру веществ. Электромагнетизм - масштабный раздел, изучающий электрические и магнитные явления. Оптика изучает природу света и электромагнитных волн.

Термодинамика изучает тепловые состояния макросистем. Ключевые понятия этого раздела: энтропия, энергия Гиббса, энтальпия, температура, свободная энергия.

Квантовая механика - физика микромира, обязанная своим появлением исследованиям Макса Планка. Именно этот раздел - квантовая механика - по праву считается самым сложным разделом физики.

Разделы механики

Основные разделы физики принято подразделять на собственные разделы. Например, в механике выделяют классическую и релятивистскую. Классическая механика обязана своим становлением Исааку Ньютону, гениальному английскому ученому, автору трех основных законов динамики. Важную роль также сыграли исследования Галилея. Классическая механика рассматривает взаимодействие тел при движении со скоростями, намного меньшими, чем скорость света.

Кинематика и динамика - разделы физики, изучающие движение идеализированных тел. В общем в классической механике выделяют кинематику, динамику, акустику, механику сплошных сред.

Акустикой назван раздел физики, изучающий звуковые волны, а также упругие колебания различных частот.

В физике сплошных сред принято выделять гидродинамику и аэростатику. Это разделы физики, посвященные законам движения жидкостей и газов соответственно. А также выделяют физику плазмы и теорию упругости.

Релятивистская механика рассматривает движение тел, движущихся со скоростями, почти равными скорости света. Рождение релятивистской механики неразрывно связано с именем Альберта Эйнштейна, создателя СТО и ОТО.

Молекулярная физика

Молекулярной физикой называют раздел физики, занимающийся исследованием молекулярной структуры вещества. В курсе молекулярной физики изучаются законы идеального газа. Здесь же изучается уравнение Менделеева-Клапейрона, молекулярно-кинетическая теория.

Электромагнетизм

Электромагнетизм - один из самых глобальных разделов, которыми богата физика. Разделы физики электричества и магнетизма: магнетизм, электростатика, уравнения Максвелла, магнитостатика, электродинамика. Важный вклад в развитие этого раздела сделали Кулон, Фарадей, Тесла, Ампер, Максвелл.

Оптика

Еще в Средние века люди заинтересовались поиском научного пояснения оптических явлений. Разделы физики, созданные для этого: геометрическая, волновая, классическая и рентгеновская оптика.

Существенный вклад в развитие оптики внес Исаак Ньютон. Его труд "Оптика", изданный в 1704 году, стал ключом к дальнейшему развитию геометрической оптики.

Квантовая механика

Это самый молодой раздел, которым представлена физика. Раздел квантовая механика имеет четкую дату рождения - 14 декабря 1900 года. В этот день Макс Планк сделал доклад о распространении энергии. Он первым предположил, что энергия элементарных частот испускается дискретными дозами. Для описания этих дискретных порций Макс Планк ввел особую константу - постоянную Планка, которая связывает энергию с частотой излучения.

В квантовой механике выделяется атомная и ядерная физика. Разделы физики данного направления поясняют структуру атома и атомных субъединиц.

М.: 2010.- 752с. М.: 1981.- Т.1 - 336с., Т.2 - 288с.

Книга известного физика из США Дж. Орира представляет собой один из наиболее удачных в мировой литературе вводных курсов по физике, охватывающих диапазон от физики как школьного предмета до доступного описания ее последних достижений. Эта книга занимает почетное место на книжной полке уже нескольких поколений российских физиков, причем для данного издания книга существенно дополнена и осовременена. Автор книги - ученик выдающегося физика XX века, Нобелевского лауреата Э. Ферми - в течение многих лет читал свой курс студентам Корнельского университета. Этот курс может служить полезным практическим введением к широко известным в России «Фейнмановским лекциям по физике» и «Берклиевскому курсу физики». По своему уровню и содержанию книга Орира доступна уже школьникам старших классов, но может представлять интерес и для студентов, аспирантов, преподавателей, а также всех тех, кто желает не просто систематизировать и пополнить свои знания в области физики, но и научиться успешно решать широкий класс физических задач.

Формат: pdf (2010, 752с.)

Размер: 56 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Примечание: Ниже - цветной скан.

Том 1.

Формат: djvu (1981 , 336 с.)

Размер: 5,6 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Том 2.

Формат: djvu (1981 , 288 с.)

Размер: 5,3 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора русского издания 13
Предисловие 15
1. ВВЕДЕНИЕ 19
§ 1. Что такое физика? 19
§ 2. Единицы измерения 21
§ 3. Анализ размерностей 24
§ 4. Точность в физике 26
§ 5. Роль математики в физике 28
§ 6. Наука и общество 30
Приложение. Правильные ответы, не содержащие некоторых распространенных ошибок 31
Упражнения 31
Задачи 32
2. ОДНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ 34
§ 1. Скорость 34
§ 2. Средняя скорость 36
§ 3. Ускорение 37
§ 4. Равномерно ускоренное движение 39
Основные выводы 43
Упражнения 43
Задачи 44
3. ДВУМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ 46
§ 1. Траектории свободного падения 46
§ 2. Векторы 47
§ 3. Движение снаряда 52
§ 4. Равномерное движение по окружности 24
§ 5. Искусственные спутники Земли 55
Основные выводы 58
Упражнения 58
Задачи 59
4. ДИНАМИКА 61
§ 1. Введение 61
§ 2. Определения основных понятий 62
§ 3. Законы Ньютона 63
§ 4. Единицы силы и массы 66
§ 5. Контактные силы (силы реакции и трения) 67
§ 6. Решение задач 70
§ 7. Машина Атвуда 73
§ 8. Конический маятник 74
§ 9. Закон сохранения импульса 75
Основные выводы 77
Упражнения 78
Задачи 79
5. ГРАВИТАЦИЯ 82
§ 1. Закон всемирного тяготения 82
§ 2. Опыт Кавендиша 85
§ 3. Законы Кеплера для движений планет 86
§ 4. Вес 88
§ 5. Принцип эквивалентности 91
§ 6. Гравитационное поле внутри сферы 92
Основные выводы 93
Упражнения 94
Задачи 95
6. РАБОТА И ЭНЕРГИЯ 98
§ 1. Введение 98
§ 2. Работа 98
§ 3. Мощность 100
§ 4. Скалярное произведение 101
§ 5. Кинетическая энергия 103
§ 6. Потенциальная энергия 105
§ 7. Гравитационная потенциальная энергия 107
§ 8. Потенциальная энергия пружины 108
Основные выводы 109
Упражнения 109
Задачи 111
7. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗ
§ 1. Сохранение механической энергии 114
§ 2. Соударения 117
§ 3. Сохранение гравитационной энергии 120
§ 4. Диаграммы потенциальной энергии 122
§ 5. Сохранение полной энергии 123
§ 6. Энергия в биологии 126
§ 7. Энергия и автомобиль 128
Основные выводы 131
Приложение. Закон сохранения энергии для системы N частиц 131
Упражнения 132
Задачи 132
8. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ КИНЕМАТИКА 136
§ 1. Введение 136
§ 2. Постоянство скорости света 137
§ 3. Замедление времени 142
§ 4. Преобразования Лоренца 145
§ 5. Одновременность 148
§ 6. Оптический эффект Доплера 149
§ 7. Парадокс близнецов 151
Основные выводы 154
Упражнения 154
Задачи 155
9. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ДИНАМИКА 159
§ 1. Релятивистское сложение скоростей 159
§ 2. Определение релятивистского импульса 161
§ 3. Закон сохранения импульса и энергии 162
§ 4. Эквивалентность массы и энергии 164
§ 5. Кинетическая энергия 166
§ 6. Масса и сила 167
§ 7. Общая теория относительности 168
Основные выводы 170
Приложение. Преобразование энергии и импульса 170
Упражнения 171
Задачи 172
10. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ 175
§ 1. Кинематика вращательного движения 175
§ 2. Векторное произведение 176
§ 3. Момент импульса 177
§ 4. Динамика вращательного движения 179
§ 5. Центр масс 182
§ 6. Твердые тела и момент инерции 184
§ 7. Статика 187
§ 8. Маховики 189
Основные выводы 191
Упражнения 191
Задачи 192
11. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ 196
§ 1. Гармоническая сила 196
§ 2. Период колебаний 198
§ 3. Маятник 200
§ 4. Энергия простого гармонического движения 202
§ 5. Малые колебания 203
§ 6. Интенсивность звука 206
Основные выводы 206
Упражнения 208
Задачи 209
12. КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 213
§ 1. Давление и гидростатика 213
§ 2. Уравнение состояния идеального газа 217
§ 3. Температура 219
§ 4. Равномерное распределение энергии 222
§ 5. Кинетическая теория тепла 224
Основные выводы 226
Упражнения 226
Задачи 228
13. ТЕРМОДИНАМИКА 230
§ 1. Первый закон термодинамики 230
§ 2. Гипотеза Авогадро 231
§ 3. Удельная теплоемкость 232
§ 4. Изотермическое расширение 235
§ 5. Адиабатическое расширение 236
§ 6. Бензиновый двигатель 238
Основные выводы 240
Упражнения 241
Задачи 241
14. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 244
§ 1. Машина Карно 244
§ 2. Тепловое загрязнение окружающей среды 246
§ 3. Холодильники и тепловые насосы 247
§ 4. Второй закон термодинамики 249
§ 5. Энтропия 252
§ 6. Обращение времени 256
Основные выводы 259
Упражнения 259
Задачи 260
15. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ СИЛА 262
§ 1. Электрический заряд 262
§ 2. Закон Кулона 263
§ 3. Электрическое поле 266
§ 4. Электрические силовые линии 268
§ 5. Теорема Гаусса 270
Основные выводы 275
Упражнения 275
Задачи 276
16. ЭЛЕКТРОСТАТИКА 279
§ 1. Сферическое распределение заряда 279
§ 2. Линейное распределение заряда 282
§ 3. Плоское распределение заряда 283
§ 4. Электрический потенциал 286
§ 5. Электрическая емкость 291
§ 6. Диэлектрики 294
Основные выводы 296
Упражнения 297
Задачи 299
17. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И МАГНИТНАЯ СИЛА 302
§ 1. Электрический ток 302
§ 2. Закон Ома 303
§ 3. Цепи постоянного тока 306
§ 4. Эмпирические данные о магнитной силе 310
§ 5. Вывод формулы для магнитной силы 312
§ 6. Магнитное поле 313
§ 7. Единицы измерения магнитного поля 316
§ 8. Релятивистское преобразование величин *8 и Е 318
Основные выводы 320
Приложение. Релятивистские преобразования тока и заряда 321
Упражнения 322
Задачи 323
18. МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ 327
§ 1. Закон Ампера 327
§ 2. Некоторые конфигурации токов 329
§ 3. Закон Био-Савара 333
§ 4. Магнетизм 336
§ 5. Уравнения Максвелла для постоянных токов 339
Основные выводы 339
Упражнения 340
Задачи 341
19. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 344
§ 1. Двигатели и генераторы 344
§ 2. Закон Фарадея 346
§ 3. Закон Ленца 348
§ 4. Индуктивность 350
§ 5. Энергия магнитного поля 352
§ 6. Цепи переменного тока 355
§ 7. Цепи RC и RL 359
Основные выводы 362
Приложение. Контур произвольной формы 363
Упражнения 364
Задачи 366
20. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ВОЛНЫ 369
§ 1. Ток смещения 369
§ 2. Уравнения Максвелла в общем виде 371
§ 3. Электромагнитное излучение 373
§ 4. Излучение плоского синусоидального тока 374
§ 5. Несинусоидальный ток; разложение Фурье 377
§ 6. Бегущие волны 379
§ 7. Перенос энергии волнами 383
Основные выводы 384
Приложение. Вывод волнового уравнения 385
Упражнения 387
Задачи 387
21. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ 390
§ 1. Энергия излучения 390
§ 2. Импульс излучения 393
§ 3. Отражение излучения от хорошего проводника 394
§ 4. Взаимодействие излучения с диэлектриком 395
§ 5. Показатель преломления 396
§ 6. Электромагнитное излучение в ионизованной среде 400
§ 7. Поле излучения точечных зарядов 401
Основные выводы 404
Приложение 1. Метод фазовых диаграмм 405
Приложение2. Волновые пакеты и групповая скорость 406
Упражнения 410
Задачи 410
22. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН 414
§ 1. Стоячие волны 414
§ 2. Интерференция волн, излучаемых двумя точечными источниками 417
§3. Интерференция волн от большого числа источников 419
§ 4. Дифракционная решетка 421
§ 5. Принцип Гюйгенса 423
§ 6. Дифракция на отдельной щели 425
§ 7. Когерентность и не когерентность 427
Основные выводы 430
Упражнения 431
Задачи 432
23. ОПТИКА 434
§ 1. Голография 434
§ 2. Поляризация света 438
§ 3. Дифракция на круглом отверстии 443
§ 4. Оптические приборы и их разрешающая способность 444
§ 5. Дифракционное рассеяние 448
§ 6. Геометрическая оптика 451
Основные выводы 455
Приложение. Закон Брюстера 455
Упражнения 456
Задачи 457
24. ВОЛНОВАЯ ПРИРОДА ВЕЩЕСТВА 460
§ 1. Классическая и современная физика 460
§ 2. Фотоэффект 461
§ 3. Эффект Комптона 465
§ 4. Корпускулярно-волновой дуализм 465
§ 5. Великий парадокс 466
§ 6. Дифракция электронов 470
Основные выводы 472
Упражнения 473
Задачи 473
25. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА 475
§ 1. Волновые пакеты 475
§ 2. Принцип неопределенности 477
§ 3. Частица в ящике 481
§ 4. Уравнение Шредингера 485
§ 5. Потенциальные ямы конечной глубины 486
§ 6. Гармонический осциллятор 489
Основные выводы 491
Упражнения 491
Задачи 492
26. АТОМ ВОДОРОДА 495
§ 1. Приближенная теория атома водорода 495
§ 2. Уравнение Шредингера в трех измерениях 496
§ 3. Строгая теория атома водорода 498
§ 4. Орбитальный момент импульса 500
§ 5. Испускание фотонов 504
§ 6. Вынужденное излучение 508
§ 7. Боровская модель атома 509
Основные выводы 512
Упражнения 513
Задачи 514
27. АТОМНАЯ ФИЗИКА 516
§ 1. Принцип запрета Паули 516
§ 2. Многоэлектронные атомы 517
§ 3. Периодическая система элементов 521
§ 4. Рентгеновское излучение 525
§ 5. Связь в молекулах 526
§ 6. Гибридизация 528
Основные выводы 531
Упражнения 531
Задачи 532
28. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ 533
§ 1. Типы связи 533
§ 2. Теория свободных электронов в металлах 536
§ 3. Электропроводность 540
§ 4. Зонная теория твердых тел 544
§ 5. Физика полупроводников 550
§ 6. Сверхтекучесть 557
§ 7. Проникновение сквозь барьер 558
Основные выводы 560
Приложение. Различные применения/?- п -переход а (в радио и телевидении) 562
Упражнения 564
Задачи 566
29. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА 568
§ 1. Размеры ядер 568
§ 2. Фундаментальные силы, действующие между двумя нуклонами 573
§ 3. Строение тяжелых ядер 576
§ 4. Альфа-распад 583
§ 5. Гамма- и бета-распады 586
§ 6. Деление ядер 588
§ 7. Синтез ядер 592
Основные выводы 596
Упражнения 597
Задачи 597
30. АСТРОФИЗИКА 600
§ 1. Источники энергии звезд 600
§ 2. Эволюция звезд 603
§ 3. Квантово-механическое давление вырожденного ферми-газа 605
§ 4. Белые карлики 607
§ 6. Черные дыры 609
§ 7. Нейтронные звезды 611
31. ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 615
§ 1. Введение 615
§ 2. Фундаментальные частицы 620
§ 3. Фундаментальные взаимодействия 622
§ 4. Взаимодействия между фундаментальными частицами как обмен квантами поля-переносчика 623
§ 5. Симметрии в мире частиц и законы сохранения 636
§ 6. Квантовая электродинамика как локальная калибровочная теория 629
§ 7. Внутренние симметрии адронов 650
§ 8. Кварковая модель адронов 636
§ 9. Цвет. Квантовая хромодинамика 641
§ 10. «Видны» ли кварки и глюоны? 650
§ 11. Слабые взаимодействия 653
§ 12. Несохранение четности 656
§ 13. Промежуточные бозоны и неперенормируемость теории 660
§ 14. Стандартная модель 662
§ 15. Новые идеи: ТВО, суперсимметрия, суперструны 674
32. ГРАВИТАЦИЯ И КОСМОЛОГИЯ 678
§ 1. Введение 678
§ 2. Принцип эквивалентности 679
§ 3. Метрические теории тяготения 680
§ 4. Структура уравнений ОТО. Простейшие решения 684
§ 5. Проверка принципа эквивалентности 685
§ 6. Как оценить масштаб эффектов ОТО? 687
§ 7. Классические тесты ОТО 688
§ 8. Основные положения современной космологии 694
§ 9. Модель горячей Вселенной («стандартная» космологическая модель) 703
§ 10. Возраст Вселенной 705
§11. Критическая плотность и фридмановские сценарии эволюции 705
§ 12. Плотность материи во Вселенной и скрытая масса 708
§ 13. Сценарий первых трех минут эволюции Вселенной 710
§ 14. Вблизи самого начала 718
§ 15. Сценарий инфляции 722
§ 16. Загадка темной материи 726
ПРИЛОЖЕНИЕ А 730
Физические константы 730
Некоторые астрономические сведения 730
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 731
Единицы измерения основных физических величин 731
Единицы измерения электрических величин 731
ПРИЛОЖЕНИЕ В 732
Геометрия 732
Тригонометрия 732
Квадратное уравнение 732
Некоторые производные 733
Некоторые неопределенные интегралы (с точностью до произвольной постоянной) 733
Произведения векторов 733
Греческий алфавит 733
ОТВЕТЫ К УПРАЖНЕНИЯМ И ЗАДАЧАМ 734
УКАЗАТЕЛЬ 746

В настоящее время не существует практически ни одной области естественнонаучного или технического знания, где в той или иной степени не использовались бы достижения физики. Более того, эти достижения все быстрее проникают и в традиционно гуманитарные науки, что нашло отражение во включении в учебные планы всех гуманитарных специальностей российских вузов дисциплины «Концепции современного естествознания».
Предлагаемая вниманию российского читателя книга Дж. Орира была впервые издана в России (точнее, в СССР) более четверти века назад, но, как это бывает с действительно хорошими книгами, до сих пор не потеряла интереса и актуальности. Секрет жизнестойкости книги Орира состоит в том, что она удачно заполняет нишу, неизменно востребованную все новыми поколениями читателей, главным образом молодых.
Не будучи учебником в обычном смысле слова - и без претензий на то, чтобы его заменить - книга Орира предлагает достаточно полное и последовательное изложение всего курса физики на вполне элементарном уровне. Этот уровень не отягощен сложной математикой и в принципе доступен каждому любознательному и трудолюбивому школьнику и тем более студенту.
Легкий и свободный стиль изложения, не жертвующий логикой и не избегающий трудных вопросов, продуманный подбор иллюстраций, схем и графиков, использование большого числа примеров и задач, имеющих, как правило, практическое значение и соответствующих жизненному опыту учащихся - все это делает книгу Орира незаменимым пособием для самообразования или дополнительного чтения.
Разумеется, она может быть с успехом использована в качестве полезного дополнения к обычным учебникам и пособиям по физике, прежде всего в физико-математических классах, лицеях и колледжах. Книгу Орира можно также рекомендовать студентам младших курсов высших учебных заведений, в которых физика не является профилирующей дисциплиной.

М.: 2010.- 752с. М.: 1981.- Т.1 - 336с., Т.2 - 288с.

Книга известного физика из США Дж. Орира представляет собой один из наиболее удачных в мировой литературе вводных курсов по физике, охватывающих диапазон от физики как школьного предмета до доступного описания ее последних достижений. Эта книга занимает почетное место на книжной полке уже нескольких поколений российских физиков, причем для данного издания книга существенно дополнена и осовременена. Автор книги - ученик выдающегося физика XX века, Нобелевского лауреата Э. Ферми - в течение многих лет читал свой курс студентам Корнельского университета. Этот курс может служить полезным практическим введением к широко известным в России «Фейнмановским лекциям по физике» и «Берклиевскому курсу физики». По своему уровню и содержанию книга Орира доступна уже школьникам старших классов, но может представлять интерес и для студентов, аспирантов, преподавателей, а также всех тех, кто желает не просто систематизировать и пополнить свои знания в области физики, но и научиться успешно решать широкий класс физических задач.

Формат: pdf (2010, 752с.)

Размер: 56 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Примечание: Ниже - цветной скан.

Том 1.

Формат: djvu (1981 , 336 с.)

Размер: 5,6 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Том 2.

Формат: djvu (1981 , 288 с.)

Размер: 5,3 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора русского издания 13
Предисловие 15
1. ВВЕДЕНИЕ 19
§ 1. Что такое физика? 19
§ 2. Единицы измерения 21
§ 3. Анализ размерностей 24
§ 4. Точность в физике 26
§ 5. Роль математики в физике 28
§ 6. Наука и общество 30
Приложение. Правильные ответы, не содержащие некоторых распространенных ошибок 31
Упражнения 31
Задачи 32
2. ОДНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ 34
§ 1. Скорость 34
§ 2. Средняя скорость 36
§ 3. Ускорение 37
§ 4. Равномерно ускоренное движение 39
Основные выводы 43
Упражнения 43
Задачи 44
3. ДВУМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ 46
§ 1. Траектории свободного падения 46
§ 2. Векторы 47
§ 3. Движение снаряда 52
§ 4. Равномерное движение по окружности 24
§ 5. Искусственные спутники Земли 55
Основные выводы 58
Упражнения 58
Задачи 59
4. ДИНАМИКА 61
§ 1. Введение 61
§ 2. Определения основных понятий 62
§ 3. Законы Ньютона 63
§ 4. Единицы силы и массы 66
§ 5. Контактные силы (силы реакции и трения) 67
§ 6. Решение задач 70
§ 7. Машина Атвуда 73
§ 8. Конический маятник 74
§ 9. Закон сохранения импульса 75
Основные выводы 77
Упражнения 78
Задачи 79
5. ГРАВИТАЦИЯ 82
§ 1. Закон всемирного тяготения 82
§ 2. Опыт Кавендиша 85
§ 3. Законы Кеплера для движений планет 86
§ 4. Вес 88
§ 5. Принцип эквивалентности 91
§ 6. Гравитационное поле внутри сферы 92
Основные выводы 93
Упражнения 94
Задачи 95
6. РАБОТА И ЭНЕРГИЯ 98
§ 1. Введение 98
§ 2. Работа 98
§ 3. Мощность 100
§ 4. Скалярное произведение 101
§ 5. Кинетическая энергия 103
§ 6. Потенциальная энергия 105
§ 7. Гравитационная потенциальная энергия 107
§ 8. Потенциальная энергия пружины 108
Основные выводы 109
Упражнения 109
Задачи 111
7. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗ
§ 1. Сохранение механической энергии 114
§ 2. Соударения 117
§ 3. Сохранение гравитационной энергии 120
§ 4. Диаграммы потенциальной энергии 122
§ 5. Сохранение полной энергии 123
§ 6. Энергия в биологии 126
§ 7. Энергия и автомобиль 128
Основные выводы 131
Приложение. Закон сохранения энергии для системы N частиц 131
Упражнения 132
Задачи 132
8. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ КИНЕМАТИКА 136
§ 1. Введение 136
§ 2. Постоянство скорости света 137
§ 3. Замедление времени 142
§ 4. Преобразования Лоренца 145
§ 5. Одновременность 148
§ 6. Оптический эффект Доплера 149
§ 7. Парадокс близнецов 151
Основные выводы 154
Упражнения 154
Задачи 155
9. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ДИНАМИКА 159
§ 1. Релятивистское сложение скоростей 159
§ 2. Определение релятивистского импульса 161
§ 3. Закон сохранения импульса и энергии 162
§ 4. Эквивалентность массы и энергии 164
§ 5. Кинетическая энергия 166
§ 6. Масса и сила 167
§ 7. Общая теория относительности 168
Основные выводы 170
Приложение. Преобразование энергии и импульса 170
Упражнения 171
Задачи 172
10. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ 175
§ 1. Кинематика вращательного движения 175
§ 2. Векторное произведение 176
§ 3. Момент импульса 177
§ 4. Динамика вращательного движения 179
§ 5. Центр масс 182
§ 6. Твердые тела и момент инерции 184
§ 7. Статика 187
§ 8. Маховики 189
Основные выводы 191
Упражнения 191
Задачи 192
11. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ 196
§ 1. Гармоническая сила 196
§ 2. Период колебаний 198
§ 3. Маятник 200
§ 4. Энергия простого гармонического движения 202
§ 5. Малые колебания 203
§ 6. Интенсивность звука 206
Основные выводы 206
Упражнения 208
Задачи 209
12. КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 213
§ 1. Давление и гидростатика 213
§ 2. Уравнение состояния идеального газа 217
§ 3. Температура 219
§ 4. Равномерное распределение энергии 222
§ 5. Кинетическая теория тепла 224
Основные выводы 226
Упражнения 226
Задачи 228
13. ТЕРМОДИНАМИКА 230
§ 1. Первый закон термодинамики 230
§ 2. Гипотеза Авогадро 231
§ 3. Удельная теплоемкость 232
§ 4. Изотермическое расширение 235
§ 5. Адиабатическое расширение 236
§ 6. Бензиновый двигатель 238
Основные выводы 240
Упражнения 241
Задачи 241
14. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 244
§ 1. Машина Карно 244
§ 2. Тепловое загрязнение окружающей среды 246
§ 3. Холодильники и тепловые насосы 247
§ 4. Второй закон термодинамики 249
§ 5. Энтропия 252
§ 6. Обращение времени 256
Основные выводы 259
Упражнения 259
Задачи 260
15. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ СИЛА 262
§ 1. Электрический заряд 262
§ 2. Закон Кулона 263
§ 3. Электрическое поле 266
§ 4. Электрические силовые линии 268
§ 5. Теорема Гаусса 270
Основные выводы 275
Упражнения 275
Задачи 276
16. ЭЛЕКТРОСТАТИКА 279
§ 1. Сферическое распределение заряда 279
§ 2. Линейное распределение заряда 282
§ 3. Плоское распределение заряда 283
§ 4. Электрический потенциал 286
§ 5. Электрическая емкость 291
§ 6. Диэлектрики 294
Основные выводы 296
Упражнения 297
Задачи 299
17. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И МАГНИТНАЯ СИЛА 302
§ 1. Электрический ток 302
§ 2. Закон Ома 303
§ 3. Цепи постоянного тока 306
§ 4. Эмпирические данные о магнитной силе 310
§ 5. Вывод формулы для магнитной силы 312
§ 6. Магнитное поле 313
§ 7. Единицы измерения магнитного поля 316
§ 8. Релятивистское преобразование величин *8 и Е 318
Основные выводы 320
Приложение. Релятивистские преобразования тока и заряда 321
Упражнения 322
Задачи 323
18. МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ 327
§ 1. Закон Ампера 327
§ 2. Некоторые конфигурации токов 329
§ 3. Закон Био-Савара 333
§ 4. Магнетизм 336
§ 5. Уравнения Максвелла для постоянных токов 339
Основные выводы 339
Упражнения 340
Задачи 341
19. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 344
§ 1. Двигатели и генераторы 344
§ 2. Закон Фарадея 346
§ 3. Закон Ленца 348
§ 4. Индуктивность 350
§ 5. Энергия магнитного поля 352
§ 6. Цепи переменного тока 355
§ 7. Цепи RC и RL 359
Основные выводы 362
Приложение. Контур произвольной формы 363
Упражнения 364
Задачи 366
20. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ВОЛНЫ 369
§ 1. Ток смещения 369
§ 2. Уравнения Максвелла в общем виде 371
§ 3. Электромагнитное излучение 373
§ 4. Излучение плоского синусоидального тока 374
§ 5. Несинусоидальный ток; разложение Фурье 377
§ 6. Бегущие волны 379
§ 7. Перенос энергии волнами 383
Основные выводы 384
Приложение. Вывод волнового уравнения 385
Упражнения 387
Задачи 387
21. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ 390
§ 1. Энергия излучения 390
§ 2. Импульс излучения 393
§ 3. Отражение излучения от хорошего проводника 394
§ 4. Взаимодействие излучения с диэлектриком 395
§ 5. Показатель преломления 396
§ 6. Электромагнитное излучение в ионизованной среде 400
§ 7. Поле излучения точечных зарядов 401
Основные выводы 404
Приложение 1. Метод фазовых диаграмм 405
Приложение2. Волновые пакеты и групповая скорость 406
Упражнения 410
Задачи 410
22. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН 414
§ 1. Стоячие волны 414
§ 2. Интерференция волн, излучаемых двумя точечными источниками 417
§3. Интерференция волн от большого числа источников 419
§ 4. Дифракционная решетка 421
§ 5. Принцип Гюйгенса 423
§ 6. Дифракция на отдельной щели 425
§ 7. Когерентность и не когерентность 427
Основные выводы 430
Упражнения 431
Задачи 432
23. ОПТИКА 434
§ 1. Голография 434
§ 2. Поляризация света 438
§ 3. Дифракция на круглом отверстии 443
§ 4. Оптические приборы и их разрешающая способность 444
§ 5. Дифракционное рассеяние 448
§ 6. Геометрическая оптика 451
Основные выводы 455
Приложение. Закон Брюстера 455
Упражнения 456
Задачи 457
24. ВОЛНОВАЯ ПРИРОДА ВЕЩЕСТВА 460
§ 1. Классическая и современная физика 460
§ 2. Фотоэффект 461
§ 3. Эффект Комптона 465
§ 4. Корпускулярно-волновой дуализм 465
§ 5. Великий парадокс 466
§ 6. Дифракция электронов 470
Основные выводы 472
Упражнения 473
Задачи 473
25. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА 475
§ 1. Волновые пакеты 475
§ 2. Принцип неопределенности 477
§ 3. Частица в ящике 481
§ 4. Уравнение Шредингера 485
§ 5. Потенциальные ямы конечной глубины 486
§ 6. Гармонический осциллятор 489
Основные выводы 491
Упражнения 491
Задачи 492
26. АТОМ ВОДОРОДА 495
§ 1. Приближенная теория атома водорода 495
§ 2. Уравнение Шредингера в трех измерениях 496
§ 3. Строгая теория атома водорода 498
§ 4. Орбитальный момент импульса 500
§ 5. Испускание фотонов 504
§ 6. Вынужденное излучение 508
§ 7. Боровская модель атома 509
Основные выводы 512
Упражнения 513
Задачи 514
27. АТОМНАЯ ФИЗИКА 516
§ 1. Принцип запрета Паули 516
§ 2. Многоэлектронные атомы 517
§ 3. Периодическая система элементов 521
§ 4. Рентгеновское излучение 525
§ 5. Связь в молекулах 526
§ 6. Гибридизация 528
Основные выводы 531
Упражнения 531
Задачи 532
28. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ 533
§ 1. Типы связи 533
§ 2. Теория свободных электронов в металлах 536
§ 3. Электропроводность 540
§ 4. Зонная теория твердых тел 544
§ 5. Физика полупроводников 550
§ 6. Сверхтекучесть 557
§ 7. Проникновение сквозь барьер 558
Основные выводы 560
Приложение. Различные применения/?- п -переход а (в радио и телевидении) 562
Упражнения 564
Задачи 566
29. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА 568
§ 1. Размеры ядер 568
§ 2. Фундаментальные силы, действующие между двумя нуклонами 573
§ 3. Строение тяжелых ядер 576
§ 4. Альфа-распад 583
§ 5. Гамма- и бета-распады 586
§ 6. Деление ядер 588
§ 7. Синтез ядер 592
Основные выводы 596
Упражнения 597
Задачи 597
30. АСТРОФИЗИКА 600
§ 1. Источники энергии звезд 600
§ 2. Эволюция звезд 603
§ 3. Квантово-механическое давление вырожденного ферми-газа 605
§ 4. Белые карлики 607
§ 6. Черные дыры 609
§ 7. Нейтронные звезды 611
31. ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 615
§ 1. Введение 615
§ 2. Фундаментальные частицы 620
§ 3. Фундаментальные взаимодействия 622
§ 4. Взаимодействия между фундаментальными частицами как обмен квантами поля-переносчика 623
§ 5. Симметрии в мире частиц и законы сохранения 636
§ 6. Квантовая электродинамика как локальная калибровочная теория 629
§ 7. Внутренние симметрии адронов 650
§ 8. Кварковая модель адронов 636
§ 9. Цвет. Квантовая хромодинамика 641
§ 10. «Видны» ли кварки и глюоны? 650
§ 11. Слабые взаимодействия 653
§ 12. Несохранение четности 656
§ 13. Промежуточные бозоны и неперенормируемость теории 660
§ 14. Стандартная модель 662
§ 15. Новые идеи: ТВО, суперсимметрия, суперструны 674
32. ГРАВИТАЦИЯ И КОСМОЛОГИЯ 678
§ 1. Введение 678
§ 2. Принцип эквивалентности 679
§ 3. Метрические теории тяготения 680
§ 4. Структура уравнений ОТО. Простейшие решения 684
§ 5. Проверка принципа эквивалентности 685
§ 6. Как оценить масштаб эффектов ОТО? 687
§ 7. Классические тесты ОТО 688
§ 8. Основные положения современной космологии 694
§ 9. Модель горячей Вселенной («стандартная» космологическая модель) 703
§ 10. Возраст Вселенной 705
§11. Критическая плотность и фридмановские сценарии эволюции 705
§ 12. Плотность материи во Вселенной и скрытая масса 708
§ 13. Сценарий первых трех минут эволюции Вселенной 710
§ 14. Вблизи самого начала 718
§ 15. Сценарий инфляции 722
§ 16. Загадка темной материи 726
ПРИЛОЖЕНИЕ А 730
Физические константы 730
Некоторые астрономические сведения 730
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 731
Единицы измерения основных физических величин 731
Единицы измерения электрических величин 731
ПРИЛОЖЕНИЕ В 732
Геометрия 732
Тригонометрия 732
Квадратное уравнение 732
Некоторые производные 733
Некоторые неопределенные интегралы (с точностью до произвольной постоянной) 733
Произведения векторов 733
Греческий алфавит 733
ОТВЕТЫ К УПРАЖНЕНИЯМ И ЗАДАЧАМ 734
УКАЗАТЕЛЬ 746

В настоящее время не существует практически ни одной области естественнонаучного или технического знания, где в той или иной степени не использовались бы достижения физики. Более того, эти достижения все быстрее проникают и в традиционно гуманитарные науки, что нашло отражение во включении в учебные планы всех гуманитарных специальностей российских вузов дисциплины «Концепции современного естествознания».
Предлагаемая вниманию российского читателя книга Дж. Орира была впервые издана в России (точнее, в СССР) более четверти века назад, но, как это бывает с действительно хорошими книгами, до сих пор не потеряла интереса и актуальности. Секрет жизнестойкости книги Орира состоит в том, что она удачно заполняет нишу, неизменно востребованную все новыми поколениями читателей, главным образом молодых.
Не будучи учебником в обычном смысле слова - и без претензий на то, чтобы его заменить - книга Орира предлагает достаточно полное и последовательное изложение всего курса физики на вполне элементарном уровне. Этот уровень не отягощен сложной математикой и в принципе доступен каждому любознательному и трудолюбивому школьнику и тем более студенту.
Легкий и свободный стиль изложения, не жертвующий логикой и не избегающий трудных вопросов, продуманный подбор иллюстраций, схем и графиков, использование большого числа примеров и задач, имеющих, как правило, практическое значение и соответствующих жизненному опыту учащихся - все это делает книгу Орира незаменимым пособием для самообразования или дополнительного чтения.
Разумеется, она может быть с успехом использована в качестве полезного дополнения к обычным учебникам и пособиям по физике, прежде всего в физико-математических классах, лицеях и колледжах. Книгу Орира можно также рекомендовать студентам младших курсов высших учебных заведений, в которых физика не является профилирующей дисциплиной.