Савельев - Курс общей физики Том 2 - Электричество, страница 2

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полах......,...... 219 6 64. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле.............. 219 9 65. Отклонение движущихся заряженных частиц электрическим н магнитным полями,...., 221 $66. Определение заряда и массы электрона,... 225 в 67. Определение удельного заряда положительных ионов. Масс-спектрографы.......... 230 6 68.

Циклотрон ...,...,.....,, 235 Г л а в а Х11. Электрический ток в металлах н полупроводннкахй18 э 69. Природа носителей тока в металлах $70. Элементарная классическая теория металлов й 71. Основы квантовой теории металлов 6 72. Полупроводники $73. Эффект Холла 74.

Работа выхода 75. Термозлектронная эмиссия. Электронные лампы 76. Контактная равность потенциалов 77. Термоэлектрические явления й 78. Полупроводниковые диоды и триоды й 79. Диссоциация молекул в растворах 80. Электролнз 81. Законы Фарадея й 82. Электролитнческая проводимость й 83. Технические применения электролиза . 305 . 310 носителей тока .

317 . 322 . 325 . 334 Г л а в а ХМ. Переменный ток $92. Кваэистационарные токи 6 93. Переменный ток, текущий через индуктивность в 94. Переменный ток, текущий через емкость 6 95. 11епь переменного тока, содержащая емкость, нн дуктнвность н сопротивление 96. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока 97. Символический метод 98. Резонанс токов Г л а.в а ХШ. Ток в электролитах .

Г л а в а Х1т'. Электрический ток в газах 6 84. Виды газового разряда 6 85. Несамостоятельный газовый разряд в 86 Ионизационные камеры и счетчики $87. Процессы. приводящие к появлению при самостоятельном разряде 6 88. Газораэрндная плазма 89. Тлеющий разряд 90. Дуговой разряд э 91. Искровой н коронный разряды 238 240 246 254 261 266 268 274 277 284 . 292 292 296 .

298 . 300 . 303 338 339 341 343 346 348 353 Гла па ХУ1. Электрические яолебаяня........ 357 99. Свободные колебании в контуре без активного сопротивления . 357 6 100. Свободные затухающие колебания,... 360 101. Выиуждею~ые электрические колебания.... 364 102. Получение незатухающих колебаний.... 369 Гл а в а ХЧП. Элеитромагннтиее поле ...,...., 372 6 103. Вихревое электрвческое поле...,..., 372 104. Бетатрон . .

. . , . . . . . , , . . . 374 1ОЬ Ток смешения . . . . . . . . , . . . . , 377 % 106. Электромагнитное поле . . . . . . . . . . 380 $107. Описание свойств векторных полей . . . . . 381 й 108. Уравнения Максвелла . . . . . . . . . . . 393 Г л а в а ХЪ'И1. Электромагнитные волин,....., . 397 9 109. Волновое уравнение . . . . . . , . . . , .

397 4 11О. Плоская электромагнитная волив . . . . . . . 400 4 11!. Экспериментальное исследование эгектромагнитных воли ......,.... '...., . 404 з 112. Энергия электромагнитного поня . . . . . , , 407 з 113. Импульс электромагнитного поля . . . . . 410 9 114. Излучение диполя , . . . . . , . . . . 412 Приложение 1. Единицы измерения электрических и магнитных величии а СИ н в гауссовой' системе....., 417 Приложение 11. Основные формулы злектромагнетизма в СИ и в гауссовой системе.....,....,... 419 Предметный указатель...,............ 426 ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЭДАНИ!О При подготовке к настоящему изданию книга была существенно переработана. Коренным образом изменены главы П и УП, посвященные электрическому и магнитному полям в веществе, а также й 56, в котором рассматривается электродвижущая сила индукции.При рассмотрении полей в вакууме используются только величины Е и В.

Добавлен новый параграф ($107), содержащий элементарные сведения из векторного анализа. Существенные добавления сделаны в параграфах 18, 30, 40, 47 и 112. Небольшие добавления и изменения сделаны в некоторых других параграфах. Автор выражает благодарность Н. И. Гольдфарбу эа полезные советы и замечания, которые были учтены при переработке второго тома.

Апрель 19то г. Л. Савельев ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ Как и первый том этого курса, второй том предназначается прежде всего для студентов инженерно-физических специальностей втузов. Несмотря на небольшой объем, предлагаемое вниманию читателей пособие содержит изложение всех вопросов, значение которых необходимо для изучения теоретической физики и других физических дисциплин. Сокращение объема книги достигнуто (как и в первом томе) главным образом за счет отказа от описания лекционных демонстраций, устаревших приборов и экспериментальной техники прошлых столетий.

Исторический материал дан также в крайне малом объеме. Сказанное вовсе не означает, что изложение ведется без опоры на эксперимент. Все фундаментальные опыты, послужившие основой современного учения об электромагнетизме, описаны достаточно подробно. Для примера укажем на совокупность опытов, предпринятых для выяснения природы носителей тока в металлах (Рикке, Мандельштама и Папалекси, Толмена и Стюарта), группу опытов, посвященных установлению природы магнетизма (Эйнштейна н де Хааса, Барнетта, Штерна н Герлаха), опыты по определению заряда н удельного заряда электрона и положительных ионов (Милликеиа, Томсона, Астона), опыты Герца с электромагнитными волнами и т.

п. Описан также ряд экспериментальных методик и и установок: ускорители заряженных частиц, ионизационные камеры и счетчики, масс-спектрографы и т. д. Более подробно, чем это обычно делается в вузовских учебниках, изложены дна- и парамагнетизм, зонная теория металлов и полупроводников, газовый разряд и электромагнитные волны.

При этом автор отказался от некоторых встречающихся в учебниках упрощений, искажающих сущность явлений и ставящих в тупик думающего читателя. Например, определение уровня Ферми как максимальной энергии электронов при абсолютном нуле оставляет совершенно непонятным возникновение контактной термо-э.д.с.

(ибо при таком определении уровень Ферми из функции от температуры превращается в характерную для данного металла константу). Такое определение неприменимо также к полупроводникам, у которых уровень Ферми попадает в запрещенную зону. В качестве второго примера можно указать объяснение излучения электромагнитных волн диполем с помощью так называемого отшнуровывания силовых линий. Во-первых, это котшнуровывание» создает лишь видимость объяснения — по-настоящему его понять нельзя. Вместе с тем оно является в принципе неверным, поскольку никак не учитывает лежащих в основе возникновения и распространения волн единства и взаимосвязи электрического и магнитного полей.

В рассуждениях об отшнуровывании возникновение электрического и возникновение магнитного полей волны рассматриваются совершенно независимо друг от друга, что противоречит истинной физической сути явлений. Изложение ведется в Международной системе единиц (СИ). До последнего времени в советской физиче-. ской литературе (в частности. во всех учебниках теоретической физики) применялась гауссова система единиц. Поэтому мы сочли необходимым познакомить читателя и с этой системой. Весь текст, относящийся к гауссовой системе, даи петитом и может быть полностью опушен читателем, если эта система не представляет для него интереса.

В приложениях в конце книги даны единицы измерения электрических н магнитных величин в СИ и в гауссовой системе, а также сопоставлен вид основных формул электромагнетизма в обеих системах. Приношу большую благодарность заведующему кафедрой физики Московского. энергетического института профессору В. А. Фабриканту и преподавателям этой кафедры И. П.

Федоровой и 10. Б. Горбатову за ряд весьма полезных советов и замечаний. Считаю также долгом выразить признательность редактору книги ,Е. Б. Кузнецовой, 'много сделавшей для исправления и улучшения текста, И. Савельев ГЛАВА 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ й 1. Введение Из школьного курса Физики известно, что при определенных условиях тела приобретают электрический заряд (электризуются). Наличие электрического заряда проявляется в том, что заряженное тело взаимодействует с другими заряженными телами.

Имеется два вида электрических зарядов, условно называемых положительным и отрицательным. Заряды одного знака отталкиваются, разных знаков — притягивают друг друга. Электрический заряд является неотъемлемым свойством некоторых так называемых элементарных частиц. Заряд всех элементарных частиц (если он не равен нулю) одинаков по абсолютной величине.

Его мо1кно назвать элемента рным зарядом. Обозначать его мы будем буквой е. К числу элементарных частиц принадлежат, например, электрон (несущий отрицательный заряд), протон (несу(ций положительный заряд) и иейтрон (заряд которого равен нулю). Поскольку из этих частиц построены атомы вещества, электрические заряды оказываются органически входящими в состав всех тел.

Обычно частицы, несущие заряды разных знаков, присутствуют в равных количествах и распределены в теле с одинаковой плотностью. В этом случае алгебраическая сумма заря. дов в любом элементарном объеме тела равна нулю, и каждый такой объем (и тело в целом) будет нейтральным. Если каким-либо образом (например, кати. раннем) создать в теле избыток частиц однрго знака 11 (соответственно недостаток частиц другого знака), тело окажется заряженным. Можно также, не изменяя общего количества положительных и отрицательных частиц, вызвать их перераспределение в теле таким образом, что в одной части тела возникнет избыток зарядов одного знака, в другой — другого.