ПРЕДИСЛОВИЕ......3 1.МЕХАНИКА......5 Глава 1. КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ......7 §1.1. Предмет кинематики......7 §1.2. Вектор положения......7 §1.3. Траектория движения......10 §1.4. Скорость движения......13 §1.5. Относительность скорости движения......15 §1.6. Ускорение......16 §1.7. Система координат......17 §1.8. Поступательное движение протяжённых тел......21 Глава 2. ДИНАМИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ......23 §2.1. Предмет и основные понятия динамики......23 §2.2. Первый закон Ньютона......26 §2.3. Второй закон Ньютона и закон Всемирного тяготения......28 §2.4. Третий закон Ньютона......31 §2.5. Импульс материальной точки......32 §2.6. Импульс системы материальных точек......33 §2.7. Центр масс системы материальных точек......34 §2.8. Соударения......35 Глава 3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ......38 §3.1. Силовое поле......38 §3.2. Элементарная работа силы и механическая мощность......39 §3.3. Работа силы на конечном перемещении......40 §3.4. Кинетическая энергия......41 §3.5. Теорема Кёнига......42 §3.6. Потенциальные силы и потенциальная энергия......43 §3.7. Примеры потенциальных сил......47 §3.8. Нестационарное потенциальное поле......50 §3.9. Непотенциальные силы......51 §3.10. Закон изменения механической энергии......51 Глава 4. КИНЕМАТИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ......54 §4.1. Конечный и бесконечно малый углы поворота......54 §4.2. Угловая скорость и её связь с линейной скоростью......61 §4.3. Ускорение......63 §4.4. Вращательное движение АТТ......65 §4.5. Заключение......66 Глава 5. ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ......67 §5.1. Момент импульса материальной точки......67 §5.2. Момент импульса системы материальных точек......68 §5.3. Связь между моментом импульса и угловой скоростью......70 §5.4. Основное уравнение динамики вращательного движения АТТ......72 §5.5. Осевые моменты инерции некоторых тел......74 §5.6. Работа силы
вращающей АТТ относительно закреплённой оси......77 §5.7. Кинетическая энергия АТТ
вращающегося относительно закреплённой оси......77 §5.8. Прецессия......78 Глава 6. ДВИЖЕНИЕ В НЕИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ОТСЧЁТА......82 §6.1. Введение......82 §6.2. Положение......82 §6.3. Скорость......83 §6.4. Ускорение......85 §6.5. Силы инерции......86 Глава 7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ ТЕЛ......89 §7.1. Кинематические соотношения......90 §7.2. Динамические соотношения......91 §7.3. Механическая энергия......93 Глава 8. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (СТО)......95 §8.1. Принцип относительности Галилея......95 §8.2. Принцип относительности Эйнштейна......96 §8.3. Специальная теория относительности (СТО)......97 §8.4. Релятивистская кинематика: преобразования Лоренца......100 §8.5. Следствия преобразований Лоренца......101 Глава 9. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ДИНАМИКА......105 §9.1. Релятивистский импульс и релятивистская масса......105 §9.2. Основное уравнение релятивистской динамикиматериальной точки......107 §9.3. Кинетическая энергия......108 §9.4. Связь между энергией и импульсом......109 Глава 10. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ И СИММЕТРИИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ......110 §10.1. Введение......110 §10.2. Однородность пространства......110 §10.3. Изотропность пространства......111 §10.4. Однородность времени......113 Глава 11. ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИКИ СРЕД......114 §11.1. Отличие механики сред от молекулярно-кинетическойтеории......114 §11.2. Отличие механики сред от механики тел......114 §11.3. Динамика частицы среды......115 §11.4. Что такое жидкость и её состояние......116 §11.5. Как изображать поле скоростей......117 §11.6. Что такое свойства жидкости......118 §11.7. Откуда берутся дифференциальные уравнения......119 §11.8. Как выражается ускорение частицы через поле скоростей......120 §11.9. Выражение плотности сил давления через поле давления......121 §11.10. Вывод выражения плотности сил сопротивления......121 §11.11. Принцип подобия......124 §11.12. Модель идеальной жидкости......128 §11.13. Уравнение Бернулли......130 §11.14. Формула Торричелли......133 2.ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ......136 Глава 12. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ......138 §12.1. Электрический заряд как источник электрического поля......138 §12.2. Понятие электростатического поля......141 §12.3. Принцип суперпозиции полей и поле точечного заряда......146 §12.4. Поле диполя......149 Глава 13. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ТЕОРЕМА ОСТРОГРАДСКОГО-ГАУССА ДЛЯ НАПРЯЖЁННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ВАКУУМЕ......153 §13.1. Вектор площади......153 §13.2. Телесный угол......154 §13.3. Поток вектора через поверхность......155 §13.4. Теорема ОГ......156 §13.5. Применение теоремы ОГ......158 Глава 14. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ПОТЕНЦИАЛ......165 §14.1. Потенциальность электростатического поля......165 §14.2. Понятие потенциала......166 §14.3. Связь между векторным полем напряжённости и скалярным полем потенциала......169 §14.4. Принцип суперпозиции полей в применении к потенциалу......172 §14.5. Примеры расчёта потенциалов полей разных конфигураций......173 §14.6. Энергия системы точечных зарядов......176 Глава 15. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЕ......180 §15.1. Диэлектрическая среда......180 §15.2. Неполярные диэлектрики......181 §15.3. Полярные диэлектрики......182 §15.4. Поляризация изотропного диэлектрика......183 §15.5. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектрической среде......188 §15.6. Условия на границе раздела двух изотропных диэлектрических сред......192 §15.7. Заключение......194 Глава 16. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ......195 §16.1. Введение......195 §16.2. Распределение нескомпенсированного несвязанного заряда по электростатическому проводнику......196 §16.3. Пондеромоторные силы......197 §16.4. Электрическая ёмкость уединённого проводника......199 §16.5. Неуединённый проводник......201 §16.6. Конденсаторы......204 §16.7. Батареи конденсаторов......206 §16.8. Энергия электростатического поля......208 §16.9. Энергия поляризованного диэлектрика......210 Глава 17. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА......212 §17.1. Основные понятия......212 §17.2. Закон Ома в дифференциальной форме......214 §17.3. Закон Ома в интегральной форме для элементарногоучастка......215 §17.4. Закон Ома для неоднородного участка цепи(II-я форма интегрального закона Ома)......216 §17.5. Закон Ома для однородного участка цепи(I-я форма интегрального закона Ома)......219 §17.6. Закон Ома для простого контура (III-я форма интегрального закона Ома)......222 §17.7. Законы Кирхгофа......223 §17.8. Общий взгляд на интегральный закон Ома......225 §17.9. Закон Джоуля-Ленца в интегральной форме......226 §17.10. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме......228 Глава 18 .ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ......230 §18.1. Экспериментальные доказательства электроннойпроводимости в металлах......230 §18.2. Классическая теория электропроводности металлов(теория Друде-Лоренца)......232 §18.3. Закон Видемана-Франца......236 §18.4. Трудности классической теории электропроводности......237 Глава 19. .МАГНЕТИЗМ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ И ЕГО ИСТОЧНИКИ......240 §19.1. Магнитное поле и его воздействие на движущиеся заряды......240 §19.2. Релятивистская природа магнитного воздействия......242 §19.3. Сила Ампера......244 §19.4. Магнитный момент и воздействие на негомагнитного поля......245 §19.5. Источники магнитного поля......246 §19.6. Магнитное взаимодействие зарядов......247 §19.7. Закон Био-Савара-Лапласа......248 §19.8. Простейшие примеры применения закона Био-Савара-Лапласа......249 Глава 20. МАГНЕТИЗМ. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ......254 §20.1. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля......254 §20.2. Работа силы Ампера на перемещении проводника с током в постоянном магнитном поле......254 §20.3. Закон полного тока (теорема Стокса) в вакууме......260 §20.4. Поле тороида......263 Глава 21. МАГНЕТИЗМ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ......265 §21.1. Орбитальные моменты......265 §21.2. Классический атом в магнитном поле......267 §21.3. Классификация веществ по их магнитным свойствам......268 §21.4. Диамагнетики......269 §21.5. Парамагнетики......269 §21.6. Магнитная восприимчивость......271 §21.7. Закон полного тока в магнетике......272 §21.8. Ферромагнетики......276 §21.9. Особенности намагничивания ферромагнетиков......279 §21.9. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость ферромагнетика......282 Глава 22. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ......284 §22.1. Закон Фарадея и правило Ленца......284 §22.2. Самоиндукция......286 §22.3. Замыкание и размыкание электрической цепи......287 §22.4. Энергия магнитного поля в неферромагнитной изотропной среде......289 Глава 23. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА (КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ)......291 §23.1. Введение......291 §23.2. Сведения из математической теории поля......291 §23.3. Система уравнений Максвелла......294 §23.4. Четвертое уравнение Максвелла......295 §23.5. Второе уравнение Максвелла......295 §23.6. Первое уравнение Максвелла......296 §23.7. Третье уравнение Максвелла......296 §23.8. Заключение......299 3.КОЛЕБАНИЯ
ВОЛНЫ. ОПТИКА......300 Глава 24. СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ОДНОМЕРНЫХ СИСТЕМ......302 §24.1. Кинематика гармонических колебаний......302 §24.2. Маятники......306 §24.3. Гармонические колебания с энергетической точки зрения......308 §24.4. Затухающие колебания......309 Глава 25. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ ОДНОМЕРНЫХ СИСТЕМ......313 §25.1. Понятие вынужденных колебаний......313 §25.2. Резонанс амплитуды......314 §25.3. Резонанс скорости......316 §25.4. Вынужденные электромагнитные колебания......320 Глава 26. МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ......324 §26.1. Понятие возмущения среды......324 §26.2. Упругие возмущения......324 §26.3. Длинный однородный стержень с продольнымивозмущениями......325 §26.4. Длинный однородный канал
наполненныйизотермическим идеальным газом......327 §26.5. Поперечные колебания однородной натянутой струны......328 §26.6. Волновое уравнение......330 Глава 27. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ......333 §27.1. Вывод волнового уравнения из уравнений Максвелла......333 §27.2. Свойства электромагнитных волн......335 §27.3. Плотность потока энергии электромагнитных волн......337 §27.4.Объёмная плотность импульса электромагнитных волн......338 Глава 28. ГАРМОНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ......341 §28.1. Гармонические волны......341 §28.2. Интенсивность гармонической волны......345 §28.3. Пакеты гармонических волн......345 §28.4. Временная когерентность......349 §28.5. Стоячие волны......352 Глава 29. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ......356 §29.1. Введение......356 §29.2. Интерференция сферических волн (двухлучеваяинтерференция сходящихся лучей)......356 §29.3. Пространственная когерентность......359 §29.4. Схема Юнга......361 §29.5. Интерференция в тонких плёнках......362 Глава 30. ДИФРАКЦИЯ......367 §30.1. Принцип Гюйгенса-Френеля......367 §30.2. Метод зон Френеля......368 §30.3. Дифракция Френеля на круглом отверстии......372 §30.4. Дифракция Фраунгофера плоских волн......375 §30.5. Дифракция Фраунгофера сходящихся волн......385 Глава 31. ПОЛЯРИЗАЦИЯ......392 §31.1. Что это такое......392 §31.2. Диаграмма интенсивности......393 §31.3. Фазово неупорядоченные волны......397 §31.4. Фазово упорядоченные волны......402 §31.6. Поляризационные методы......412 Глава 32. ДИСПЕРСИЯ......416 §32.1. Оптически однородные среды......416 §32.2. Оптически неоднородные среды......426 §32.3. Закон Бугера-Ламберта......426 Глава 33. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ......428 §33.1. Введение......428 §33.2. Освещённость изотропным излучением......429 §33.3. Закон Кирхгофа......431 §33.4. Спектрально-объёмная плотность волновых состояний......434 §33.5 Классический подход к функции Кирхгофа......437 §33.6 Формула Планка......438 ПОСЛЕСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ТОМУ......443