- •Предисловие
- •Общие рекомендации к изучению дисциплины
- •Рабочая программа
- •1.Физические основы механики
- •1.1.Элементы кинематики
- •1.2.Динамика частиц
- •2. Статистическая физика и термодинамика
- •2.1.Макроскопические состояния
- •2.2.Статистические распределения
- •3. Электричество и магнетизм
- •3.2.Постоянный электрический ток
- •3.3.Магнитное поле
- •3.4.Статическое поле в веществе
- •4. Физика колебаний и волн
- •4.3.Ангармонические колебания
- •4.4.Волновые процессы
- •5. Квантовая физика
- •5.12.Жидкие кристаллы
- •5.13.Вещество в экстремальных условиях
- •6.Современная физическая картина мира
- •Основные формулы механика
- •Молекулярная физика. Термодинамика
- •Электростатика. Постоянный электрический ток
- •Контрольная работа №1
- •Электромагнетизм
- •Контрольная работа № 2
- •Основные физические постоянные.
Молекулярная физика. Термодинамика
1. Количество вещества
,
где N – число молекул, NA – постоянная Авогадро, m – масса вещества, M – молярная масса.
2. Уравнение Клапейрона-Менделеева
,
где р – давление газа, V – его объем, R – молярная газовая постоянная, Т – термодинамическая температура.
3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
,
где – концентрация молекул, – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы; – масса молекулы, – средняя квадратичная скорость.
4. Средняя энергия молекулы
,
где i – число степеней свободы, k – постоянная Больцмана.
5. Внутренняя энергия идеального газа
.
6. Скорости молекул:
а) средняя квадратичная
;
б) средняя арифметическая
.
в) наиболее вероятная
.
7. Первое начало термодинамики
,
где Q – теплота сообщенная системе (газу); – изменение внутренней энергии системы; А – работа, совершенная системой против внешних сил.
8. Работа расширения газа:
а) в общем случае
;
б) при изобарном процессе
;
в) при изотермическом процессе
;
г) при адиабатическом процессе
,
где – показатель адиабаты.
Электростатика. Постоянный электрический ток
1. Закон Кулона
,
где и – величины точечных зарядов, – электрическая постоянная, – диэлектрическая проницаемость среды, r – расстояние между зарядами.
2. Напряженность электрического поля:
,
3. Напряженность поля
а) точечного заряда
;
б) бесконечно длиной заряженной нити
;
в) равномерно зараженной бесконечной плоскости
;
где – линейная плотность зарядов, – поверхностная плотность зарядов, r – расстояние до источника поля.
4. Работа перемещения заряда в электрическом поле
,
где и - потенциалы начальной и конечной точек.
5. Потенциал поля точечного заряда
.
6. Связь между потенциалом и напряженность
.
7. Электроемкость
,
где φ – потенциал проводника (при условии, что в бесконечности потенциал проводника принимается равным нулю); U – разность потенциалов пластин конденсаторов.
8. Электроемкость плоского конденсатора
,
где S – площадь пластины (одной) конденсатора, d – расстояние между пластинами.
9. Электроемкость батареи конденсаторов
а) при последовательном соединении
;
б) при параллельном соединении
,
где N – число конденсаторов в батарее.
10. Энергия поля
а) заряженного проводника
;
б) заряженного конденсатора
.
11. Сила тока
.
12. Сила постоянного тока
,
где q – заряд, прошедший через поперечное соединение проводника за время t.
13. Плотность тока
,
где S – поперечное сечение проводника.
Связь плотности тока со средней скоростью направленного движения заряженных частиц.
,
где n – концентрация заряженных частиц.
14. Закон Ома
а) для участка цепи, не содержащего ЭДС
,
где – разность потенциалов (напряжение) на концах участка цепи; R – сопротивление участка.
б) для участка цепи, содержащего ЭДС
,
где – ЭДС источника, R – полное сопротивление участка (сумма внешних и внутренних сопротивлений).
15. Сопротивление
,
где - удельное сопротивление, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника.
16. Сопротивление системы проводников
а) при последовательном соединении
;
б) при параллельном соединении
.
17. Зависимость удельного сопротивления от температуры
,
где - температурный коэффициент сопротивления, t – температура по шкале Цельсия.
18. Работа тока
, , ,
Первая формула справедлива для любого участка цепи, на концах которого поддерживается напряжение U, последние две – для участка не содержащего ЭДС.
19. Мощность тока
, , .
20. Закон Джоуля-Ленца
.