огурцов лекции по физике
Лекции по физике, Электричество, Огурцов А.Н.
Лекции по физике, Электричество, Огурцов А.Н.
Электрический заряд — это внутреннее свойство тел или частиц, характеризующее их способность к электромагнитным взаимодействиям.
Единица электрического заряда — кулон (Кл) — электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 ампер за время 1 секунда.
Газовые разряды.
Под действием ионизатора (сильный нагрев, жёсткое излучение, потоки частиц) нейтральные молекулы (атомы) газа расщепляются на ионы и свободные электроны — происходит ионизация газа.
Энергия ионизации — энергия, которую надо затратить, чтобы из молекулы (атома) выбить один электрон.
Рекомбинацией — называется процесс обратный ионизации: положительные и отрицательные ионы, положительные ионы и электроны, встречаясь, воссоединяются между собой с образованием нейтральных атомов и молекул.
Прохождение электрического тока через ионизированный газ называется газовым разрядом.
Разряд, существующий только под действием внешних ионизаторов, называется несамостоятельным газовым разрядом.
Разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоя-ельным газовым разрядом.
Рассмотрим цепь, содержащую газовый промежуток (см. рисунок), подвергающийся непрерывному, постоянному по интенсивности воздействию ионизатора.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу
Лекции по физике, Квантовая физика, Огурцов А.Н.
Лекции по физике, Квантовая физика, Огурцов А.Н.
Представление об атомах, как о неделимых мельчайших частицах вещества возникло еще в античные времена.
Дж. Дж. Томсон, исследуя отклонение в электрических и магнитных полях частиц, испускаемых под действием света (фотоэффект) открыл электрон. Поскольку масса электрона оказалась в десятки тысяч раз меньше масс атомов, Томсон предложил модель строения атома, согласно которой атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар диаметром
10-10м в который «вкраплены» электроны («как изюм в пудинг»). Гармонические колебания электронов около положений равновесия (гармонические осцилляции) являются причиной излучения (или поглощения) монохроматических волн атомами.
Элементы физики твердого тела.
Твердое кристаллическое тело рассматривается в зонной теории твердых тел как строго периодическая структура, в которой атомные ядра создают периодическое электрическое поле. Задача состоит в описании поведения электронов в этом поле.
Точное решение уравнения Шредингера для такой системы невозможно и, поэтому, используют различные упрощающие приближения, позволяющие свести задачу многих тел к одноэлектронной задаче об одном электроне, движущемся в заданном внешнем поле.
В основе зонной теории лежит так называемое адиабатическое приближение.
Квантово-механическая система разделяется на тяжелые и легкие частицы — ядра и электроны. Поскольку массы и скорости этих частиц значительно различаются, можно считать, что движение электронов происходит в поле неподвижных ядер, а медленно движущиеся ядра находятся в усредненном поле всех электронов. Принимая, что ядра в узлах кристаллической решетки неподвижны, движение электрона рассматривается в постоянном периодическом поле ядер.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу
Лекции по физике, Оптика, Огурцов А.Н.
Лекции по физике, Оптика, Огурцов А.Н.
Оптика — раздел физики, который изучает природу света, световые явления и взаимодействие света с веществом.
Оптическое излучение представляет собой электромагнитные волны, и поэтому оптика является частью общего учения об электромагнитном поле.
В зависимости от круга рассматриваемых явлений оптику делят на геометрическую (лучевую), волновую (физическую), квантовую (корпускулярную).
Фотоэффект.
Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называется высвобождение электронов под действием электромагнитного излучения.
Различают фотоэффект внутренний, вентильный и внешний.
Внутренний фотоэффект — это вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. В результате концентрация носителей тока внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости — повышению электропроводности полупроводника или диэлектрика при его освещении.
Вентильный фотоэффект (разновидность внутреннего фотоэффекта) — возникновение ЭДС (фото-ЭДС) при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла (при отсутствии внешнего электрического поля). Вентильный фотоэффект используется в солнечных батареях для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу
Лекции по физике, Магнетизм, Огурцов А.Н.
Лекции по физике, Магнетизм, Огурцов А.Н.
В 19 веке опытным путем были исследованы законы взаимодействия постоянных магнитов и проводников, по которым пропускался электрический ток. Опыты показали, что подобно тому, как в пространстве, окружающем электрические заряды, возникает электростатическое поле, так и в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, которое называется магнитным.
Магнитные моменты электронов и атомов.
До сих пор влияние среды на магнитные явления учитывалось формально введением магнитной проницаемости u. Для того, чтобы разобраться в магнитных свойствах сред и их влиянии на магнитную индукцию, необходимо рассмотреть действие магнитного поля на атомы и молекулы вещества.
Все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, поскольку в любом теле существуют микроскопические токи (микротоки), обусловленные движением электронов в атомах и молекулах.
Для многих целей, в том числе и для объяснения многих магнитных явлений, можно использовать квазиклассическую модель, в которой предполагается, что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого обращаются электроны по круговым или эллиптическим орбитам, подобно планетам солнечной системы (планетарная модель атома).
Такие электроны, обращающиеся по орбитам, представляют собой замкнутые электрические токи, и поэтому естественно предположить, что именно они являются микротоками (существование которых предполагал еще Ампер), ответственными за намагничивание вещества.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу
ФИЗИКА ДЛЯ СТУДЕНТОВ
Полное или частичное копирование и тиражирование текста в некоммерческих образовательных целях разрешается и приветствуется. Автор.
Физика – это наука, изучающая общие свойства движения вещества и поля. (А.И.Иоффе).
Метр (м) – длина пути, проходимого светом в вакууме за 1 299792 458 с.
Килограмм (кг) – масса, равная массе международного прототипа килограмма (платиноиридиевого цилиндра, хранящегося в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа).
Секунда (с) – время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
Ампер (А) – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенных в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, создает между этими проводниками на каждый метр длины силу, равную 2·10 –7 Ньютона.
Кельвин (К) – 1 273,16 часть термодинамической температуры тройной точки
Моль (моль) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в 12г изотопа углерода 12 С.
Кандела (кд) – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10 12 герц,
энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1 683 Вт/ср.
Дополнительные единицы системы СИ:
Радиан (рад) – угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.
А.Н.Огурцов. Физика для студентов
Стерадиан (ср) – телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной равной радиусу сферы.
получается из формулы равномерного прямолинейного
1. Механика и ее структура. Модели в механике.
Механика – это часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.
Механическое движение – это изменение взаимного расположения тел или их частей в пространстве с течением времени.
Квантовая механика изучает законы движения атомов и элементарных частиц.
Кинематика – изучает движение тел, не рассматривая причины, которые это движение обуславливают.
Динамика – изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение.
Статика – изучает законы равновесия системы тел.
Механика для описания движения тел в зависимости от условий конкретных задач использует разные упрощенные физические модели :
• Материальная точка – тело, форма и размеры которого несущественны в условиях данной задачи.
• Абсолютно твердое тело – тело, деформацией которого в условиях данной задачи можно пренебречь и расстояние между любыми двумя точками этого тела остается постоянным.
• Абсолютно упругое тело – тело, деформация которого подчиняется закону Гука, а после прекращения внешнего силового воздействия такое тело полностью восстанавливает свои первоначальные размеры и форму.
• Абсолютно неупругое тело – тело, полностью сохраняющее деформированное состояние после прекращения действия внешних сил.
Любое движение твердого тела можно представить как комбинацию
поступательного и вращательного движений.
Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, остается параллельной своему первоначальному положению.
Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой,
2. Система отсчета. Траектория, длина пути, вектор перемещения.
Движение тел происходит в пространстве и во времени. Поэтому для описания движения материальной точки надо знать, в каких местах пространства эта точка находилась и в какие моменты времени она проходила то или иное положение.
Тело отсчета – произвольно выбранное тело, относительно которого определяется положение остальных тел.
Система отсчета – совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.
Наиболее употребительная система координат – декартовая – ортонормированный базис которой образован тремя единичными по модулю и
Движение материальной точки полностью определено, если декартовы
координаты материальной точки заданы в зависимости от времени t (от лат. tempus )