- •2001 Предисловие
- •Общие методические указания
- •Понятие о физической картине мира
- •Рабочая программа введение
- •1. Физические основы механики
- •1.1. Элементы кинематики
- •1.2. Динамика частиц
- •3.2. Постоянный электрический ток
- •3.3. Магнитное поле
- •3.4. Статическое поле в веществе
- •3.5. Уравнения Максвелла
- •4.3. Ангармонические колебания
- •4.4. Волновые процессы
- •4.5. Интерференция
- •5.12. Жидкие кристаллы
- •Фундаментальные физические постоянные
- •Учебные материалы по разделам курса
- •Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Контрольная работа №1
- •II. Основы электродинамики Пояснения к рабочей программе
- •Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Контрольная работа №2
- •III. Колебания. Волны. Оптика Пояснения к рабочей программе
- •Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Контрольная работа №3
- •IV. Элементы атомной и ядерной физики и физики твердого тела Пояснения к рабочей программе
- •Основные уравнения и формулы
- •Примеры решения задач
- •Контрольная работа № 4
- •Приложения
- •1.Основные физические постоянные (округленные значения)
- •2. Некоторые астрономические величины
- •3. Плотность жидкостей ρ ∙ 10-3, кг/м3
- •23. О приближенных вычислениях
Основные формулы
Уравнение гармонического колебания
где А – амплитуда колебания,
ω – циклическая частота,
φ0 – начальная фаза.
Период колебания маятников:
пружинного
физического
где m – масса маятника,
k – жесткость пружины,
J – момент инерции маятника,
g – ускорение свободного падения,
l – расстояние от точки подвеса до
центра масс.
Период колебаний в электрическом
колебательном контуре
где L – индуктивность контура,
С – емкость конденсатора.
Уравнение плоской волны, распрост-
раняющейся в направлении оси Ох,
где v – скорость распространения волны.
Длина волны
где Т – период волны.
Скорость распространения электро-
магнитной волны
где с – скорость света в вакууме,
ε – диэлектрическая проницаемость
среды,
μ – магнитная проницаемость.
Скорость распространения звука
в газах
где γ – отношение теплоемкостей газа,
при постоянном давлении
и объеме,
R – молярная газовая постоянная,
T – термодинамическая температура,
М – молярная масса газа.
Вектор Пойнтинга
где Е и Н – напряженности электричес-
кого и магнитного полей
электромагнитной волны.
Оптическая длина пути в однородной
среде
где s – геометрическая длина пути
световой волны,
n – показатель преломления среды.
Оптическая разность хода
где L1 и L2 – оптические пути двух
световых волн.
Условие интерференционного
максимума
и интерференционного минимума
где λ0 – длина световой волны в вакууме.
Ширина интерференционных полос
в опыте Юнга
где d – расстояние между когерентными
источниками света,
l – расстояние от источников
до экрана.
Оптическая разность хода в тонких
пленках:
в проходящем свете
в отраженном свете
где d – толщина пленки,
n – показатель преломления пленки,
i – угол падения света.
Радиусы светлых колец Ньютона в
проходящем свете или темных
в отраженном
и темных колец в проходящем свете
или светлых в отраженном
где R – радиус кривизны линзы,
- длина световой волны в среде.
Радиус зоны Френеля
для сферической волновой
поверхности
для плоской волновой
поверхности
где а – радиус волновой поверхности,
b – кратчайшее расстояние от вол-
новой поверхности до точки
наблюдения.
Направление дифракционных
максимумов от одной щели
и дифракционных минимумов
где а – ширина щели.
Направление главных максимумов
дифракционной решетки
где с – постоянная дифракционной
решетки.
Разрешающая способность
дифракционной решетки
где Δλ – минимальная разность длин
волн двух спектральных
линий, разрешаемых решеткой,
m – порядок спектра,
N – общее число щелей решетки.
Формула Вульфа – Брэгга
где d – расстояние между атомными
плоскостями кристалла,
θm – угол скольжения рентгеновских
лучей.
Степень поляризации
где Imax и Imin – максимальная и мини-
мальная интенсивность
света.
Закон Брюстера
где i0 – угол Брюстера,
n1 и n2 – показатели преломлений
первой и второй среды.
Закон Малюса
где I0 и I – интенсивность плоскополя-
ризованного света, падаю-
щего и прошедшего через
поляризатор,
α – угол между плоскостью поля-
ризации падающего света и
главной плоскостью поляри-
затора.
Угол поворота плоскости поляри-
зации света
в кристаллах и чистых жидкостях
в растворах
где φ0 – постоянная вращения,
[φ0] – удельная постоянная
вращения,
с – концентрация оптически актив-
ного вещества в растворе,
l – расстояние, пройденное светом
в оптически активном веществе.
Фазовая скорость света
где с – скорость света в вакууме,
n – показатель преломления среды.
Дисперсия вещества
Групповая скорость света
Направление излучения Вавилова –
Черенкова
где v – скорость заряженной частицы.
Закон Стефана – Больцмана
где R – энергетическая светимость
черного тела,
Т – термодинамическая темпера-
тура тела,
σ – постоянная Стефана – Больцмана.
Закон смещения Вина
где λmax – длина волны, на которую
приходится максимум энергии
излучения черного тела,
b – постоянная Вина.
Давление света при нормальном
падении на поверхность
где I – интенсивность света,
ρ – коэффициент отражения,
w – объемная плотность энергии
излучения.
Энергия фотона
где h – постоянная Планка,
v – частота света.
Уравнение Эйнштейна для внешнего
фотоэффекта
где А – работа выхода электронов из
металла,
Тmax – максимальная кинетическая
энергия фотоэлектронов.
Комптоновская длина волны частицы
где m0 – масса покоя частицы,
Е0 – энергия покоя частицы.
Изменение длины волны рентгеновс-
кого излучения при эффекте Комптона
где λ и λ’ – длина волны падающего и
рассеянного излучения,
θ – угол рассеяния.