Максвелл ввел понятие полного тока,равного сумме токов проводимости (а также конвекционных токов) и смещения.Плотность полного тока 28 page

§ 58. Второе начало термодинамики......................................................................................................... 89

§ 59. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно и его к. п. д. для идеального газа. 90

Задачи............................................................................................................................................................ 92

Глава 10 Реальные газы, жидкости и твердые тела..................................................................................... 93

§ 60. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.......................................... 93

§ 61. Уравнение Ван-дер-Ваальса.............................................................................................................. 94

§ 62. Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ........................................................................................... 95

§ 63. Внутренняя энергия реального газа.................................................................................................. 97

§ 64. Эффект Джоуля — Томсона............................................................................................................... 98

§ 65. Сжижение газов.................................................................................................................................. 99

§ 66. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение......................................................................... 100

§ 67. Смачивание....................................................................................................................................... 102

§ 68. Давление под искривленной поверхностью жидкости................................................................ 103

§ 69. Капиллярные явления...................................................................................................................... 104

§ 70. Твердые тела. Моно- и поликристаллы.......................................................................................... 104

§ 71. Типы кристаллических твердых тел............................................................................................... 105

§ 72. Дефекты в кристаллах...................................................................................................................... 109

§ 73. Теплоемкость твердых тел............................................................................................................... 110

§ 74. Испарение, сублимация, плавление и кристаллизация. Аморфные тела................................... 111

§ 75. Фазовые переходы I и П рода.......................................................................................................... 113

§ 76. Диаграмма состояния. Тройная точка............................................................................................. 114

Задачи.......................................................................................................................................................... 115

3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ....................................................................................... 116

Глава 11 Электростатика.............................................................................................................................. 116

§ 77. Закон сохранения электрического заряда...................................................................................... 116

§ 78. Закон Кулона..................................................................................................................................... 117

§ 79. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля...................................... 117

§ 80. Принцип суперпозиции электростатических полей. Поле диполя............................................ 119

§ 81. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме............................................................ 120

§ 82. Применение теоремы Гаусса к расчету некоторых электростатических полей в вакууме...... 122

§ 83. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля................................................ 124

§ 84. Потенциал электростатического поля............................................................................................ 125

§ 85. Напряженность как градиент потенциала. Эквипотенциальные поверхности......................... 126

§ 86. Вычисление разности потенциалов по напряженности поля...................................................... 127

§ 87. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков......................................................................... 128

§ 88. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике............................................................. 129

§ 88. Электрическое смещение. Теореме Гаусса для электростатического поля в диэлектрике....... 130

§ 90. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред............................................................ 131

§ 91. Сегнетоэлектрики............................................................................................................................. 132

§ 92. Проводники в электростатическом поле....................................................................................... 134

§ 93. Электрическая емкость уединенного проводника........................................................................ 136

§ 94. Конденсаторы.................................................................................................................................... 136

§ 95. Энергия системы зарядов, уединенного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля.............................................................................................................................................................. 138

Задачи.......................................................................................................................................................... 140

Глава 12 Постоянный электрический ток.................................................................................................. 141

§ 96. Электрический ток, сила и плотность тока................................................................................... 141

§ 97. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение............................................................ 142

§ 98. Закон Ома. Сопротивление проводников...................................................................................... 143

§ 99. Работа и мощность тока. Закон Джоуля — Ленца........................................................................ 144

§ 100. Закон Ома для неоднородного участка цепи............................................................................... 145

§ 101. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей............................................................................. 146

Задачи.......................................................................................................................................................... 148

Глава 13 Электрические токи в металлах, вакууме и газах...................................................................... 148

§ 102. Элементарная классическая теория электропроводности металлов......................................... 148

§ 103. Вывод основных законов электрического тока в классической теории электропроводности металлов...................................................................................................................................................... 149

§ 104. Работа выхода электронов из металла.......................................................................................... 151

§ 105. Эмиссионные явления и их применение..................................................................................... 152

§ 106. Ионизация газов. Несамостоятельный газовый разряд.............................................................. 154

§ 107. Самостоятельный газовый разряд и его типы............................................................................. 155

§ 108. Плазма и ее свойства...................................................................................................................... 158

Задачи.......................................................................................................................................................... 159

Глава 14 Магнитное поле............................................................................................................................. 159

§ 109. Магнитное поле и его характеристики........................................................................................ 159

§ 110. Закон Био — Савара — Лапласа и его применение к расчету магнитного поля.................... 162

§ 111. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов................................................................ 163

§ 112. Магнитная постоянная. Единицы магнитной индукции и напряженности магнитного поля 164

§ 113. Магнитное поле движущегося заряда........................................................................................... 165

§ 114. Действие магнитного поля на движущийся заряд...................................................................... 166

§ 115. Движение заряженных частиц в магнитном поле...................................................................... 166

§ 116. Ускорители заряженных частиц.................................................................................................... 167

§ 117. Эффект Холла.................................................................................................................................. 169

§ 118. Циркуляция вектора В магнитного поля в вакууме................................................................... 169

§ 119. Магнитные поля соленоида и тороида......................................................................................... 171

§ 120. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для поля В............................................ 172

§ 121. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле........................... 172

Задачи.......................................................................................................................................................... 174

Глава 15 Электромагнитная индукция....................................................................................................... 174

§122. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея)........................................................... 174

§ 123. Закон Фарадея и его вывод из закона сохранения энергии....................................................... 175

§ 124. Вращение рамки в магнитном поле.............................................................................................. 177

§ 125. Вихревые токи (токи Фуко)........................................................................................................... 177

§ 126. Индуктивность контура. Самоиндукция..................................................................................... 178

§ 127. Токи при размыкании и замыкании цепи.................................................................................... 179

§ 128. Взаимная индукция........................................................................................................................ 181

§ 129. Трансформаторы............................................................................................................................. 182

§ 130. Энергия магнитного поля.............................................................................................................. 183

Глава 16 Магнитные свойства вещества.................................................................................................... 184

§ 131. Магнитные моменты электронов и атомов................................................................................. 184

§ 132. Диа- и парамагнетизм..................................................................................................................... 186

§ 133. Намагниченность. Магнитное поле в веществе.......................................................................... 187

§ 134. Условия на границе раздела двух магнетиков............................................................................ 189

§ 135. Ферромагнетики и их свойства..................................................................................................... 190

§ 136. Природа ферромагнетизма............................................................................................................. 191

Глава 17 Основы теории Максвелла для электромагнитного поля......................................................... 193

§ 137. Вихревое электрическое поле....................................................................................................... 193

§ 138. Ток смещения.................................................................................................................................. 194

§ 139. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.................................................................. 196

4 КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ............................................................................................................................ 198

Глава 18 Механические и электромагнитные колебания......................................................................... 198

§ 140. Гармонические колебания и их характеристики......................................................................... 198

§ 141. Механические гармонические колебания.................................................................................... 200

§ 142. Гармонический осциллятор. Пружинный, физический и математический маятники........... 201

§ 143. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре............................................. 203

§ 144. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения. 205

§ 145. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.................................................................... 206

§ 146. Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний (механических и электромагнитных) и его решение. Автоколебания.............................................................................. 208

§ 147. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний (механических и электромагнитных) и его решение................................................................................................................................................ 211

§ 148. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний (механических и электромагнитных). Резонанс 213

§ 148. Переменный ток.............................................................................................................................. 215

§ 150. Резонанс напряжений..................................................................................................................... 217

§ 151. Резонанс токов................................................................................................................................ 218

§ 152. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока...................................................................... 219

Глава 19 Упругие волны............................................................................................................................... 221

§ 153. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны........................................................... 221

§ 154. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение....................................... 222

§ 155. Принцип суперпозиции. Групповая скорость............................................................................. 223

§ 156. Интерференция волн...................................................................................................................... 224

§ 157. Стоячие волны................................................................................................................................ 225

§ 158. Звуковые волны.............................................................................................................................. 227

S 159. Эффект Доплере в акустике.......................................................................................................... 228

§ 160. Ультразвук и его применение....................................................................................................... 229

Глава 20 Электромагнитные волны............................................................................................................ 230

§ 161. Экспериментальное получение электромагнитных волн.......................................................... 230

§ 162. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны......................................................... 232

§ 163. Энергия электромагнитных волн. Импульс электромагнитного поля..................................... 233

§ 164. Излучение диполя. Применение электромагнитных волн........................................................ 234

5 ОПТИКА. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ................................................................................ 236

Глава 21 Элементы геометрической и электронной оптики.................................................................... 236

§ 165. Основные законы оптики. Полное отражение............................................................................ 236

§ 166. Тонкие линзы. Изображение предметов с помощью линз......................................................... 238

§ 187. Аберрации (погрешности) оптических систем........................................................................... 241

§ 168. Основные фотометрические величины и их единицы............................................................... 242

§ 189. Элементы электронной оптики..................................................................................................... 243

Глава 22 Интерференция света.................................................................................................................... 245

§ 170. Развитие представлений о природе света.................................................................................... 245

§ 171. Когерентность и монохроматичность световых волн................................................................ 248

§ 172. Интерференция света..................................................................................................................... 249

§ 173. Методы наблюдения интерференции света................................................................................. 250

§ 174. Интерференция света в тонких пленках...................................................................................... 252

§ 175. Применение интерференции света............................................................................................... 254

Глава 23 Дифракция света............................................................................................................................ 257

§ 176. Принцип Гюйгенса — Френеля.................................................................................................... 257

§ 177. Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света................................................... 258

§ 178. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске................................................................... 260

§ 178. Дифракция Фраунгофера на одной щели..................................................................................... 261

§ 180. Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке.............................................................. 263

§ 181. Пространственная решетка. Рассеяние света............................................................................... 265

§ 182. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа — Брэггов................................ 266

§ 183. Разрешающая способность оптических приборов...................................................................... 267

§ 184. Понятие о голографии.................................................................................................................... 268

Глава 24 Взаимодействие электромагнитных волн с веществом............................................................ 270

§ 185. Дисперсия света.............................................................................................................................. 270

§ 186. Электронная теория дисперсии светя........................................................................................... 271

§ 187. Поглощение (абсорбция) света...................................................................................................... 273

§ 188. Эффект Доплера.............................................................................................................................. 274

§ 189. Излучение Вавилова — Черенкова............................................................................................... 275

Глава 25 Поляризация света......................................................................................................................... 276

§ 190. Естественный и поляризованный свет......................................................................................... 276

§ 191. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.............. 278

§ 192. Двойное лучепреломление............................................................................................................ 279

§ 193. Поляризационные призмы и поляроиды..................................................................................... 280

§ 194. Анализ поляризованного света..................................................................................................... 282

§ 195. Искусственная оптическая анизотропия...................................................................................... 283

§ 196. Вращение плоскости поляризации............................................................................................... 284

Глава 26 Квантовая природа излучения..................................................................................................... 285

§ 197. Тепловое излучение и его характеристики.................................................................................. 285

§ 188. Закон Кирхгофа............................................................................................................................... 287

§ 199. Законы Стефана — Больцмана и смещения Вина....................................................................... 288

§ 200. Формулы Рэлея — Джинса и Планка........................................................................................... 288

§ 201. Оптическая пирометрия. Тепловые источники света................................................................. 291

§ 202. Виды фотоэлектрического эффекта. Законы внешнего фотоэффекта...................................... 292

§ 203. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света........................................................................................................................... 294

§ 204. Применение фотоэффекта.............................................................................................................. 296

§ 205. Масса и импульс фотона. Давление света.................................................................................... 297

§ 206. Эффект Комптона и его элементарная теория............................................................................. 298

§ 207. Единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения................... 299

6 ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ АТОМОВ, МОЛЕКУЛ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ............................. 300

Глава 27 Теория атома водорода по Бору................................................................................................... 300

§ 208. Модели атома Томсона и Резерфорда........................................................................................... 300

§ 209. Линейчатый спектр атома водорода............................................................................................. 301

§ 210. Постулаты Бора............................................................................................................................... 302

§ 211. Опыты Франка и Герца.................................................................................................................. 303

§ 212. Спектр атома водорода по Бору.................................................................................................... 304

Глава 28 Элементы квантовой механики................................................................................................... 306

§ 213. Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества................................................................ 306

§ 214. Некоторые свойства волн да Бройля............................................................................................ 308

§ 215. Соотношение неопределенностей................................................................................................ 308

§ 216. Волновая функция и ее статистический смысл........................................................................... 311

§ 217. Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний....... 312

§ 218. Принцип причинности в квинтовой механике........................................................................... 314

§ 219. Движение свободной частицы...................................................................................................... 314

§ 220. Частице в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками»...................................................................................................................................................................... 315

§ 221. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект.......................... 317

§ 222. Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике................................................. 320

Глава 29 Элементы современной физики атомов и молекул................................................................... 321

§ 223. Атом водорода в квантовой механике......................................................................................... 321

§ 224. 1s-Состояние электрона в атоме водорода................................................................................... 324

§ 225. Спин электрона. Спиновое квантовое число.............................................................................. 325

§ 226. Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны............................... 326

§ 227. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям....................................... 327

§ 228. Периодическая система элементов Менделеева.......................................................................... 328

§ 229. Рентгеновские спектры.................................................................................................................. 330

§ 230. Молекулы: химические связи, понятие об энергетических уровнях........................................ 332

§ 231. Молекулярные спектры. Комбинационное рассеяние света..................................................... 333

§ 232. Поглощение. Спонтанное и вынужденное излучения............................................................... 334

§ 233. Оптические квантовые генераторы (лазеры)............................................................................... 335

Глава 30 Элементы квантовой статистики................................................................................................. 338

§ 234. Квантовая статистика. Фазовое пространство. Функция распределения................................ 338

§ 235. Понятие о квантовой статистике Бозе — Эйнштейна и Ферми — Дирака............................. 339

§ 236. Вырожденный электронный газ в металлах................................................................................ 340