Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 2
Текст из файла (страница 2)
5"5 '! 545. МЗ Р рбр ! 103 Р 35 — 39,41,55 — 5П "3-75, 82, 131, ИЗ, 145,!52,!60, 1Ю Р р 37,38 Р р! д 5859133 Р Ы1, 146. 1Ю Р руб 378,379 Р Р «р! Р * У!54 — 3 У 304, 305, 307, 389 Р Фр 9304 С 88, ИБ, Ю9, 427, 554 — б 9360,391,395,398,401,402, 407 ,р,р д 3 ! — ю й 399. 400 — ю Д!ЗЮ вЂ” у ° а 399 щ +й !02 6 403 — р ,.»П 368 — 3"Π— р ю й 403, 404 й 100, 402 — 404 — — р юз —.
й 8399 — р р 3" 1. 3"2 С й д 387 — У р171,372 С д 230 С С р 409 С р д 23.25,27 — 23. 24 — др 34,42,43 132 С 190, 198 205 !52 — б 12,13,3ПБ'.76, 80, !Ч с р ж — у 9ОЮ 90, 148, 156, 104 334 383, 387, 463. Ю5, 525 528 р ЗМ Зж — р д 'Ю 156 !7,6! 845 С 107 С .
!07,!7! ..!73 181,197,305, ЗЯ, 395, 403, 404, 562, 504 С О 245.253 С «7Р У 232, ЗдЗ, 389, 393 — 'у 40" й 8408 — П1,479,482 — дрд 41! ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ В третьем томе «Элементарного учебника физики» сосредоточены все вопросы, связанные с учением о колебаниях и волнах. Механические колебания и упругие волны заканчиваются рассмотрением вопросов акустики. Главы об электромагнитных колебаниях и волнах естественно приводят к рассмотрению важнейших применений этого круга проблем — к изложению основ радиофизики и радиотехники, начиная с изобретения радио А. С. Поповым, и к идее об электромагнитной природе света и изложению основ оптики волновой (физической) и лучевой (геометрической) ° Том заканчивается очерком явлений, связанных с современной теорией атома.
Как и в предыдущих томах, в книге помещено довольно много задач, решение которых является важным моментом в усвоении материала учебника. Главы, касающиеся механических и электромагнитных колебаний и вопросов акустики и радиофизики, написаны С.
М. Рытовым. Геометрическая оптика написана М. М. Сущинским (при участии И. А. Яковлева), физическая оптика — Ф. С. Ландсберг-Барышанской, а раздел «Атомная и ядерная физик໠— Ф. Л. Шапиро. Как и в предшествующих томах, мы стремились к тому, чтобы учащийся понял физическую сущность излагаемых явлений. Математические выкладки и в этом томе занимают малое место. Число вопросов, выходящих за пределы программы средней школы, очень ограничено.
Но в стремлении сделать излагаемое вполне ясным мы рассматривали многие вопросы с большей полнотой, чем обычно это делается в учебниках средней школы. Следует отметить также, что изложение явлений атомной и ядерной физики затрагивает больший круг вопросов, чем это делают в школьном преподавании. Допуская такое расширение, мы исходили из мысли о необходимости осветить эти вопросы достаточно полно, имея в виду наиболее интересующихся. С другой стороны, в этих разделах трудно вполне последовательно разъяснить все 9 затронутые проблемы, так что этот раздел книги носит характер учебника в меньшей степени, чем остальные.
Мы надеемся, однако, что он сможет способствовать пробуждению серьезного интереса учащихся к этим важнейшим проблемам современной физики. Настоящим тоьюм заканчивается «Элементарный учебник физики». В составлении учебника приняло участие свыше десяти авторов. Это обстоятельство делало работу редактора особенно трудной и ответственной, ибо при полной согласованности относительно общих принципов, положенных в основу учебника, разнообразие подхода и манеры изложения у различных авторов неизбежно было очень велико.
Несомнено, что, несмотря на все усилия редактора, это разнообразие отозвалось на характере изложения в большей степени, чем это, вероятно, желательно для учебника. Однако возможность опираться на широкий авторский коллектив представляет большие преимущества. позволяя воспользоваться сотрудничеством разнообразных специалистов, глубоко знающих сущность рассматриваемых проблем и трудности их изложения.
Поэтому я надеюсь, что, несмотря иа все недостатки, этот труд принесет пользу нашей учащейся молодежи и будет способствовать повышению уровня понимания физических вопросов, а в связи с этим и повышению сознательного интереса к нашей науке. Выражением этой надежды я и позволю себе закончить многолетний труд, положенный па составление «Элементарного учебника физпкиа. Москва, март Ш52 г. Гр. Ландеберг РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Г и а в а 1, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.
МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ ф 1. Периодические движения. Период. Среди всевозможных совершающихся вокруг нас механических движений часто встречаются п о в т о р я ю щ и е с я движения. Любое равномерное вращение является повторяющимся движением: при каждом обороте всякая точка равномерно врагцающегося тела проходит те же положения, что и при предыдущем обороте, причем в такой же последовательности и с теми же скоростями. Если мы посмотрим, как раскачиваются от ветра ветви и стволы деревьев, как качается на волнах корабль, как ходит маятник часов, как движутся взад и вперед поршни и шатуны паровой машичы или дизеля, как скачет вверх и вниз игла швейной машины; если мы будем наблюдать чередование морских приливов и отливов, перестановку ног и размахивание руками при ходьбе и беге, биения сердца или пульса„то во всех этих движениях мы заметим одну и ту же черту — многократное повторение одного и того же цикла движений.
В действительности не всегда и не при всяких условиях повторение совершенно одинаково. В одних случаях каждый новый цикл очень точно повторяет предыдущий (качания маятника, движения частей машины, работающей с постоянной скоростью), в других случаях различие между следующпми друг за другом циклами может быть заметным (приливы и отливы, качания ветвей, движения частей машины при ее пуске или остановке). Отклонения от совершенно точного повторения очень часто настолько малы, что ими можно пренебречь и считать движение повторяющимся вполне точно, т. е. считать его п е р и о д и ч е с к и м. Периодическим называется повторяющееся движение, у которого каждый цикл в точности воспроизводит любой другой цикл.
Продолжительность одного цикла называется периодом. Очевидно, период равномерного вращения равен продолжительности одного оборота, 11 ф 2. Колебательные системы. Свободные колебания. В природе, и особенно в технике, чрезвычайно большую роль играют тела и устройства, которые сами по себе способны совершать периодические движения. «Сами по себе» вЂ” это значит; не будучи принуждаемы к этому действием периодических внешних сил.
Такие колебания называют поэтому свободными колебаниями в отличие от вынужденных, протекающих под действием периодически меняющихся внешних сил. Если, например, периодически толкать дверь и тянуть ее обратно, то она будет открываться и закрываться, т. е. будет совершать периодическое вынужденное движение. Но сама по себе она не может двигаться периодически: если дверь толкнуть и предоставить самой себе, то движение не будет повторяющимся. Иное дело, если толкнуть или отклонить от вертикали висящИй на веревке груз. Он начнет к ач ат ь с я, т. е. будет сам по себе совершать периодическое движение.
Это и будут свободные колебания. Подобно этому в результате первоначального толчка будет Ряс. Н Примеры свободных колебаний периодически колебаться вода в стакане, груз, подвешенный на пружине, вагон или автомобиль па своих рессорах, качели, зажатая одним концом металлическая пластинка, натянутая струна, стрелка компаса и т. д. (рис.
1). Все такие тела или совокупности тел, которые сами по себе могут совершать периодические движения, илн колебания, называются колебательными системами. Как сказано, колебания, совершающиеся в этих системах без воздействия внешних сил, являются с в о б од н ы м и.
С колебательными системами приходится иметь дело не только в различных машинах и механизмах (в частности, часовых механизмах). Мы увидим далее, что колебатель- 12 ными системами является большинство источников звука, что распространение звука в воздухе возможно лишь потому, что сам воздух представляет собой своего рода колебательную систему. Более того, кроме м е х а н и ч е с к и х колебательных систем, существуют э л е к т р о м а г н и тн ы е колебательные системы, в которых могут совершаться электрические колебания, составляющие основу всей радиотехники. Наконец, имеется очень много смешанных— электромеха и и чески х — колебательных систем, используемых в самых различных технических областях.
Мы начнем наше изложение с изучения одной из простейших механических колебательных систем — маятника, при этом вплоть до 2 12 мы будем иметь в виду с в о б о дн ы е колебания. 5 3. Маятник; кинематика его колебаний. Маятником является всякое тело, подвешенное так, что его центр тяжести находится ниже точки псдвеса.
Молоток, висящий на гвозде, весы, груз на веревке — все это колебательные системы, подобные маятнику стенных часов (рис. 2). Рис. 2. Маятники У всякой системы, способной совершать свободные колебания, имеется у с т о й ч и в о е п о л о ж е н и е р а вн о в е с и я. У маятника — это то положение, при котором центр тяжести находится на вертикали под точкой подвеса. Если мы выведем маятник из этого положения или толкнем его, то он начнет колебаться, отклоняясь то в одну, то в другую сторону от положения равновесия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
