И.В. Савельев - Механика, колебания и волны, молекулярная физика

И.В.СавельевКурс общей физики, том I.Механика, колебания и волны, молекулярная физика.Издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, М.,1970 г.Главная цель книги — познакомить студентов прежде всего с основнымиидеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смыслафизических законов и на сознательное применение их. Несмотря на сравнительнонебольшой объем, книга представляет собой серьезное руководство,обеспечивающее подготовку, достаточную для успешного усвоения в дальнейшемтеоретической физики и других физических дисциплин.ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие к четвертому8§ 12. Классическая механика.46Границы ее применимостиизданию§ 13. Первый закон Ньютона,47Из предисловия к первому8Инерциальные системы отсчетаизданию§ 14. Второй закон Ньютона49ЧАСТЬ 1§ 15. Единицы измерения и53ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫразмерности физическихМЕХАНИКИвеличинВведение9§ 16.

Третий закон Ньютона5812Глава I. Кинематика§ 17. Принцип относительности59§ 1. Перемещение точки.12ГалилеяВекторы и скаляры§ 18. Сила тяжести и вес62§ 2. Некоторые сведения о14§ 19. Силы трения65векторах§ 20. Силы, действующие при70§ 3. Скорость22криволинейном движении§ 4. Вычисление пройденного25§ 21. Практическое применение71путизаконов Ньютона§ 5. Равномерное движение27§ 22. Импульс73§ 6. Проекции вектора скорости28§ 23.

Закон сохранения импульса 75на координатные оси79§ 7. Ускорение29Глава III. Работа и энергия§ 24. Работа79§ 8. Прямолинейное30§ 25. Мощность84равнопеременное движение§ 26. Потенциальное поле сил.86§ 9. Ускорение при31Силы консервативные икриволинейном движениинеконсервативные§ 10. Кинематика вращательного 37§ 27. Энергия. Закон сохранения 89движенияэнергии§ 11. Связь между векторами v и 42§ 28. Связь между99ωпотенциальной энергией и силой46Глава II. Динамика§ 29.

Условия равновесия101материальной точкимеханической системы§ 30. Центральный удар шаровГлава IV. Неинерциальныесистемы отсчета§ 31. Силы инерции§ 32. Центробежная силаинерции§ 33. Сила КориолисаГлава V. Механика твердоготела§ 34. Движение твердого тела§ 35. Движение центра инерциитвердого тела§ 36.

Вращение твердого тела.Момент силы§ 37. Момент импульсаматериальной точки. Законсохранения момента импульса§ 38. Основное уравнениединамики вращательногодвижения§ 39. Момент инерции§ 40. Кинетическая энергиятвердого тела§ 41. Применение законовдинамики твердого тела§ 42. Свободные оси. Главныеоси инерции§ 43. Момент импульса твердоготела§ 44. Гироскопы§ 45. Деформации твердого телаГлава VI. Всемирное тяготение§ 46. Закон всемирного тяготения§ 47. Зависимость ускорениясилы тяжести от широтыместности§ 48.

Масса инертная и массагравитационная§ 49. Законы Кеплера§ 50. Космические скоростиГлава VII. Статика жидкостейи газов§ 51. Давление103108108110112122122126127134139143148152162166168173181131184186188190193193§52. Распределение давления впокоящихся жидкости и газе§ 53. Выталкивающая силаГлава VIII. Гидродинамика§ 54.

Линии и трубки тока.Неразрывность струя§ 55. Уравнение Бернулли§ 56. Измерение давления втекущей жидкости§ 57. Применение к движениюжидкости закона сохраненияимпульса§ 58. Силы внутреннего трения§ 59. Ламинарное и турбулентноетечение§ 60. Движение тел в жидкостяхи газахЧАСТЬ 2КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫГлава IX. Колебательноедвижение§ 61. Общие сведения околебаниях§ 62. Гармонические колебания§ 63. Энергия гармоническогоколебания§ 64. Гармонический осциллятор§ 65. Малые колебания системывблизи положения равновесия§ 66.

Математический маятник§ 67. Физический маятник§ 68. Графическое изображениегармонических колебаний.Векторная диаграмма§ 69. Сложение колебанийодинакового направления§ 70. Биения§ 71. Сложение взаимноперпендикулярных колебаний§ 72. Фигуры Лиссажу§ 73. Затухающие колебания§ 74. Автоколебания§ 75. Вынужденные колебания198198200200202203208210214215221221223228230233234235238239240242247248253254§ 76. Параметрический резонансГлава X. Волны§ 77. Распространение воли вупругой среде§ 78. Уравнения плоской исферической волн§ 79.

Уравнение плоской волны,распространяющейся впроизвольном направлении§ 80. Волновое уравнение§ 81. Скорость распространенияупругих волн§ 82. Энергия упругой волны§ 83. Интерференция идифракция волн§ 84. Стоячие волны§ 85. Колебания струны§ 86. Эффект Допплера§ 87. Звуковые волны§ 88. Скорость звуковых волн вгазах§ 89. Шкала уровней силы звука§ 90. УльтразвукЧАСТЬ 3МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА ИТЕРМОДИНАМИКАГлава XI. Предварительныесведения§ 91. Молекулярно-кинетическаятеория (статистика) итермодинамика§ 92. Масса и размеры молекул§ 93. Состояние системы.Процесс§ 94. Внутренняя энергиясистемы§ 95. Первое началотермодинамики§ 96. Работа, совершаемая теломпри изменениях его объема§ 97.

Температура§ 98. Уравнение состоянияидеального газа261263263266270271273275281283286287289290295299302302304301308309312315316Глава XII. Элементарнаякинетическая теория газов§ 99. Уравнение кинетическойтеории газов для давления§ 100. Строгий учетраспределения скоростеймолекул по направлениям§ 101. Равнораспределениеэнергии по степеням свободы§ 102. Внутренняя энергия итеплоемкость идеального газа§ 103. Уравнение адиабатыидеального газа§ 104. Политропическиепроцессы§ 105. Работа, совершаемаяидеальным газом при различныхпроцессах§ 106. Распределение молекулгаза по скоростям§ 107.

Экспериментальнаяпроверка закона распределенияМаксвелла§ 108. Барометрическая формула§ 109. Распределение Больцмана§ 110. Определение Перреномчисла Авогадро§ 111. Средняя длина свободногоприбега§ 112. Явления переноса.Вязкость газов§ 113. Теплопроводность газов§ 114. Диффузия в газах§ 115. Ультраразреженные газы§ 116. ЭффузияГлава XIII.

Реальные газы§ 117. Отклонение газов отидеальности§ 118. Уравнение Ван-дерВаальса§ 119. Экспериментальныеизотермы§ 120, Пересыщенный пар и323323331336340348350352354365368369372375379384388393393399399403408413перегретая жидкостьсостояние§ 137. Отличительные черты§ 121. Внутренняя энергия416кристаллического состоянияреального газа§ 138. Классификация§ 122. Эффект Джоуля —417кристалловТомсона§ 139. Физические типы§ 123. Ожижение газов421кристаллических решеток424Глава XIV. Основы§ 140.

Тепловое движение втермодинамикикристаллах§ 124. Введение424§ 141, Теплоемкость кристаллов§ 125. Коэффициент полезного426действия тепловой машиныГлава XVI. Жидкое состояние§ 142. Строение жидкостей§ 126. Второе начало428§ 143.

Поверхностное натяжениетермодинамики§ 144. Давление под изогнутой§ 127. Цикл Карно429поверхностью жидкости§ 128. Коэффициент полезного432§ 145. Явления на границедействия обратимых ижидкости и твердого теланеобратимых машин§ 146. Капиллярные явления§ 129. К. п. д. цикла Карно для436идеального газаГлава XVII. Фазовые§ 130. Термодинамическая шкала 438равновесия и превращения§ 147. Введениетемператур§ 148. Испарение и конденсация§ 131. Приведенное количество441§ 149.

Плавление итепла. Неравенство Клаузиусакристаллизация§ 132. Энтропия444§ 150. Уравнение Клапейрона—§ 133. Свойства энтропии448Клаузиуса§ 134. Теорема Нернста454§ 151. Тройная точка. Диаграмма§ 135. Энтропия и вероятность454состояния§ 136. Энтропия идеального газа 457Предметный указатель461Глава XV. КристаллическоеПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬАбсолютно твердое тело 10— давления 298Абсолютный градус 440— колебания 226— нуль температуры 319, 454— скорости 228Авогадро закон 321— сферической волны 280— число 305, 372, 374Анизотропия 461, 502Автоколебания 222, 253Атмосфера нормальная 196Адиабата идеального газа 349, 415— техническая 196Акустический спектр 290— физическая 196— — линейчатый 290Атомный вес 304— — сплошной 290Аэродинамика 193, 220Аморфные тела 461, 474, 494Барометрическая формула 369Амплитуда биений 242Бел 296— вынужденных колебаний 257Бернулли уравнение 204461463466469469473473475479482486490490491494496499504Биения 241Бойля —Мариотта закон 316, 319Больцмана закон распределения 369,371, 372— постоянная 330, 374Броуновское движение 302, 372Вакуум 393Ван-дер-Ваальса постоянные 403,405, 408— уравнение 403, 405, 409Ватт 85Вектор 13— аксиальный 39— плотности потока энергии 278— полярный 39Векторная диаграмма 238Векторы коллинеарные 14— компланарные 14Вероятность математическая 455— термодинамическая 455Вес 63, 64Вечный двигатель второго рода 429— — первого рода 427Вильсона камера 415Водоструйный насос 205Волновая поверхность 266Волновое уравнение 271, 272— число 268Волновой вектор 270Волны 263— бегущие 266, 471— затухающие 280, 281— звуковые 289— когерентные 281— плоские 266— поперечные 263— продольные 263— стоячие 283, 286, 471— сферические 266, 269— ультразвуковые 299Волчок 168Вязкость 69, 210, 211— газа 379— динамическая 215— жидкости 210, 219, 474— кинематическая 215Газ ван-дер-ваальсовский 416— идеальный 319, 323Газ реальный 399—— ультраразреженный 393Галилея преобразования 60—— принцип относительности 59,62Гармонический осциллятор 230Гей-Люссака закон 316, 317, 319Герц 226Гиббса парадокс 459Гидродинамика 193, 200Гироскоп 168Гироскопический компас 169— эффект 168Главные оси инерции 164, 167Гравитационная постоянная 181, 184Градиент 100Грамм-атом 305Грамм-молекула 305Группы пространственные 465Гука закон 50, 176, 178Гюйгенса принцип 283Давление 193, 194— внутреннее 404— газа 324, 329, 330, 335, 393— динамическое 207, 208— капиллярное 481, 486— критическое 408— насыщенного пара 410, 411, 493— отрицательное 414, 416— парциальное 330, 389— под изогнутой поверхностьюжидкости 481— полное 207— статическое 207Дальтона закон 331Движение апериодическое 253— вращательное 11, 122— в центральном поле сил 137— плоское 122, 124, 126— поступательное 11, 122, 127— равномерное 27— равнопеременное 30— твердого тела 122— тепловое 302Декремент затухания 251Деформация 10, 49— кручения 178— остаточная 174— пластическая 174— растяжения 174— сдвига 174Деформация сжатия 174— упругая 50, 174Децибел 296Джоуль 82, 310Джоуля—Томсона эффект 417, 418Диаграмма состояния 500Дина 56Динамика 11Диспергирование 301Дисперсия 294Дифракция волн 283Дифференциальный манометр 208Диффузия 379, 389Длина волны 265— свободного пробега 375Добротность колебательной системы251, 260Допплера эффект 287Дьюара сосуд 423Дюлонга и Пти закон 471Единицы измерения 53— — вязкости 213— — давления 196— — мощности 85— — работы 82— — силы 56Единичный вектор 19, 20Жидкость 473— идеальная 203, 210—, квазикристаллическое строение473— несжимаемая 201, 202— перегретая 414, 415— переохлажденная 461, 496, 501— растянутая 414, 416Закон всемирного тяготения 181, 189— инерции 48— сохранения импульса 77, 208— — момента импульса 138— — энергии 97, 98Законы сухого трения 67Зародыши 496Затухание волны 296Звук 289—, высота 289, 290—, громкость 289, 295, 296—, тембр 289, 290Звук тональный 290Зонд 207Изобара 318Изобразительная точка 231Изотерма 317— Ван-дер-Ваальса 406, 409— двухфазной системы 409, 410, 495— идеального газа 317— критическая 407, 412— экспериментальная 409, 411Изотропия 461Изохора 318Изэнтропа 449Импульс 73, 74— системы 75, 76Инертность 51Интенсивность звука 295Интерференция волн 281Инфразвук 289Испарение 491Источник точечный 269Источники когерентные 281Кавендиша опыт 183, 184Калория 310Капилляр 486Капиллярность 486Капицы турбодетандер 423Карно цикл 430, 436, 449, 496Квадрат вектора 82Квантование энергии 346Кеплера законы 188Килогерц 226Килограмм 55Килограмм-атом 305Килограмм-молекула 305Килограммометр 82Килограмм-сила 56Килокалория 310Киломоль 305Кинематика 11Кипение 415Клапейрона — Клаузиуса формула496, 498Клапейрона уравнение 321Классы симметрии 465Клаузиуса неравенство 442Когерентность 281Колебания 221— вынужденные 222, 254— — установившиеся 257Колебания гармонические 222, 223,225, 239, 267— затухающие 248— малые 233— параметрические 222— свободные 222— собственные 222— струны 286Количество движения 74— тепла 309Конденсация 414, 491Концентрация 388Коэффициент внутреннего трения211 379— вязкости 211, 213, 382— — газа 379— диффузии 390, 391, 392— затухания волны 281— — колебаний 250— поверхностного натяжения 477,479— поглощения волны 281— полезного действия обратимоймашины 436— — — тепловой машины 427— — — цикла Карно 437— поперечного сжатия 176— Пуассона 176— сопротивления 248— теплопроводности 384— — газа 387— — ультраразреженного газа 395— трения 68, 70— — в ультраразреженном газе 394— упругости 175— холодильный 428Краевой угол 483Кривая инверсии 420— испарения 498, 499— плавления 495, 500— сублимации 498, 500Кривизна кривой 33— поверхности 480Кристаллизация 495Кристаллическая решетка 462, 463Кристаллографические системы 465Кристаллы 461— атомные 466— жидкие 473, 474— ионные 466Кристаллы металлические 468— молекулярные 468Критические величины 408Ламмерта опыт 366Лапласа оператор 272— формула 481Линии тока 200Лиссажу фигуры 247Логарифмический декрементзатухания 251Лошадиная сила 85Лошмидта число 321Максвелла — Больцмана законраспределения 371Максвелла закон распределения 359,363, 365Масса 49, 52— атома 305— гравитационная 187—, зависимость от скорости 74— Земли 188— инертная 187— киломоля 305— молекулы 305— Солнца 188— тяготеющая 187Материальная точка 11Маятник математический 234— оборотный 238— физический 235— —, приведенная длина 237— Фуко 121Мегагерц 226Мениск 486Метр 55Механика квантовая 47— классическая 46— релятивистская 47, 74Механический эквивалент тепла 310Микропуаз 213Модуль вектора 13— сдвига 178— Юнга 176Молекула 302Молекулярный вес 304— пучок 365, 366, 367Моль 305Момент импульса относительно оси134— — — точки 134Момент импульса системыматериальных точек 138— — твердого тела 166, 167— инерции 128, 140, 141, 143, 147— количества движения 134— пары сил 130, 131— силы относительно оси 128, 131,132, 141— — — точки 128, 129, 141Монокристалл 462Мощность 85Напряжение 175— нормальное 175— тангенциальное 175Натяжение поверхностное 475, 482,486Начала термодинамики 303, 424Начальные условия 227Невесомость 64Нернста теорема 454Несмачивание 484Нормальные условия 321Нормировочный множитель 359Ньютон 56Ньютона закон второй 49, 52, 74, 140— — первый 47, 53— — третий 58, 59— законы 46— —, практическое применение 71Обертон 287, 290Обтекаемая форма тел 217Объем критический 408— удельный 410Ожижение газов 421— —, метод Клода 423— —, — Линде 421Орт 19, 20Оси симметрии 464Ось вращения 11, 37, 122— — мгновенная 125, 126Пар 409, 413— насыщенный 410, 411— пересыщенный 414Пара сил 130Параметры кристаллической ячейки462— состояния 306Паскаля закон 196Перемещение 12Период затухающих колебаний 250— идентичности кристаллическойрешетки 462— колебания 226— — маятника математического 235— — — физического 236— обращения 39Перпетуум мобиле второго рода 429— — первого рода 427Перрена опыт 373Пито трубка 207Плавление 494Плечо импульса 134— пары сил 130— силы относительно оси 133— — — точки 129Плоскости симметрии 464— спайности 461Плотность 143— вероятности 232— потока энергии 277, 280, 295— энергии волны 276— — упругой деформации 180Пограничный слой 217Подобие при течении 215Показатель политропы 352Поле вектора скорости 200— сил 86— — потенциальное 87, 68— — тяжести 89— центральных сил 86, 89Поликристалл 462, 496Политропа 351Порог болевого ощущения 295— слышимости 295Порядок ближний 473— дальний 473Поток тепла 384— энергии 277, 279, 280Правило правого винта 37— сложения скоростей 61Прецессия гироскопа 172Приведенное количество тепла 442Принцип отвердевания 194— суперпозиции 281Произведение векторов векторное 42— — —, Дистрибутивность 43Произведение векторов скалярное 82,83— — —, дистрибутивность 83Процесс 307— адиабатический 348, 350— изобарический 318, 350— изотермический 317, 350, 453— изохорический 318, 350— круговой 425— необратимый 457— обратимый 424— политропический 350, 352— равновесный 308, 425Пуаз 213Пуассона уравнение 349Путь 12, 26Пучность стоячей волны 284Работа 79, 83, 84, 309, 312— идеального газа приадиабатическом процессе 354— — — — изотермическом процессе354— — — — политропическомпроцессе 353— при вращении 149— — круговом процессе 425— — расширении 312Радиус-вектор 19Радиус молекулярного действия 404,475Размерности физических величин 57,58Распределение молекул по значениямкинетической энергии 363— — — — потенциальной энергии370— — — скоростям 359— — — — в пучке 367Реактивное движение 78Реакция 63— вытекающей струи 209, 210— текущей жидкости на стенкитрубы 209Резонанс 258— параметрический 261Резонансные кривые 259Рейнольдса число 215, 218— —, критическое значение 215Самодиффузия 392Свободные оси 163, 166Связь гетерополярная 466— гомеополярная 466Связь жесткая 337— ионная 466— ковалентная 466— упругая 338Сезерленда постоянная 377— формула 377Секунда 55Сила 49, 101— Архимеда 198— внешняя 75, 142— внутренняя 75, 142— вынуждающая 254— выталкивающая 198— гироскопическая 170, 171— инерции 109, 110, 155— — кориолисова 112, 114, 115, 119,120—— центробежная 111, 114, 115,120— квазиупругая 223— консервативная 87— кулоновская 466— лобового сопротивления 216— неконсервативная 87— нормальная 70— нормального давления 66— подъемная 216, 219, 220— сопротивления среды 69— тангенциальная 70— трения 65, 88, 379, 382— — качения 160— — покоя 65, 66— — скольжения 67— тяжести 62, 64, 153, 154, 185— —, зависимость от широтыместности 184— упругая 81— центростремительная 70Силы ван-дер-ваальсовские 468— поверхностного натяжения 477— центральные 86Симметрия кристаллическойрешетки 463— трансляционная 463Сингонии 465Система единиц 54— — абсолютная 54— — международная 55— — МКГСС 56— — СГС 56— замкнутая 75— изолированная 449— отсчета 9— — гелиоцентрическая 49Система отсчета инерциальная 48,53, 61— — неинерциальная 48, 108— термодинамическая 306Скаляр 13Скорость волн в упругой среде 273— звука в газах 294— истечения из отверстия 206— космическая вторая 191, 192— — первая 190, 192— линейная 23, 39— молекул наиболее вероятная 360— — средняя 294, 362, 364— — — квадратичная 362— секториальная 190— угловая 39— — прецессии 172, 173— фазовая 268, 273, 275— центра инерции 76Сложение колебаний 239, 242Смачивание 484Сопротивление давления 217, 218— лобовое 216, 217, 218— трения 217, 218— формы 217Состояние метастабильное 414, 496— неравновесное 306— равновесное 307, 424Статика 11Степени свободы 233— — вращательные 337— — колебательные 338, 340, 470— — поступательные 336, 339Стокса закон 218Сублимация 491Суперпозиция волн 281Сухой лед 468, 502Сфера молекулярного действия 404,475Температура 315— абсолютная 318, 330— критическая 407, 408, 411 412 421,479, 492— плавления 494Температурная шкала абсолютная316, 318— — идеально-газовая 322— — Кельвина 318— — термодинамическая 438.440— — Цельсия 315, 318Температурная шкала эмпирическая316, 322Температурный признак 315Тензор инерции 167Теорема о неразрывности струи 202Теория относительности 46, 187Тепловая машина 427Теплоемкость 340.— газа, зависимость от температуры345— идеального газа 342, 343— киломоля 341— при политропическом процессе351, 352— — постоянном давлении 341, 342— — — объеме 341, 343— твердого тела 471— удельная 341Теплопередача 309Теплопроводность 384— газов 379— — при низком давлении 394Теплород 303Теплосодержание 419Теплота испарения 492—— плавления 494—— сублимации 492—— фазового перехода 491Термодинамика 303, 424—, второе начало 424, 428—, первое начало 309, 310, 424, 427——, третье начало 454Термометрическое тело 315, 438Течение ламинарное 214— стационарное 201— турбулентное 214— установившееся 201Торричелли формула 206Точка критическая 407.