Общий курс физики. В 5 т. Том III. Электричество. Сивухин Д.В.

Общий курс физики. В 5 т. 

Том III. Электричество

   Сивухин Д.В.

4-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2004. - 656 с.

Третий том курса физики, широко известного у нас в стране и за рубежом. Книга написана на основе лекций, которые в течение ряда лет читались автором студентам Московского физико-технического института. Основное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий науки об электричестве, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи.

Третье издание третьего тома вышло в 1996 г. в двух частях.

Для студентов физических и математических факультетов университетов, физико-технических и инженерно-физических институтов, а также вузов, где физика является основной дисциплиной.

 

Формат: djvu / zip

Размер: 6,1 Мб

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Предисловие к первому изданию   .....................................................................    7

Введение

1.     Действие на расстоянии и полевое взаимодействие...................................          9

2.     Электрический заряд и напряженность электрического поля  ...                     14

Глава I.   Электрическое поле

3.  Закон Кулона. Принцип суперпозиции электростатических полей                  17

4.  Электрический диполь.................................................................................         22

5.     Поток вектора и электростатическая теорема Гаусса...............................        27

6.  Применения теоремы Гаусса.......................................................................         31

7.     Дифференциальная форма электростатической теоремы Гаусса .                  38

8.  Математическое дополнение. Формула Гаусса-Остроградского . .                41

9.  Теорема Ирншоу.........................................................................................        44

 

10.  Электрическое поле в веществе..................................................................        46

11.  Проводники в электрическом поле............................................................        50

12.  Поляризация диэлектриков........................................................................        56

13.  Теорема Гаусса для диэлектриков.............................................................        60

14.  Граничные условия......................................................................................         61

15.  Поляризуемость и диэлектрическая проницаемость................................        63

16.  Поле равномерно поляризованного шара.................................................        66

17.  Потенциальность электростатического поля.............................................        69

18.  Электрический потенциал............................................................................         71

19.  Вычисление потенциала по напряженности поля.......................................         75

20.  Измерение разности потенциалов электрометром. Электрический зонд         78

21.  Электрическое поле Земли..........................................................................        82

22.  Общая задача математической электростатики..........................................        84

23.  Метод электрических изображений............................................................        86

24.  Точечный заряд над плоской поверхностью диэлектрика.......................         91

25.  Электрическое поле заряженного проводящего эллипсоида   ....                    92

26.  Емкость проводников и конденсаторов   ..................................................        97

27.  Потенциальные и емкостные коэффициенты.............................................      104

28.  Электрическая энергия................................................................................      108

29.  Локализация электрической энергии в пространстве...............................       111

30.  Взаимная энергия точечных зарядов..........................................................      117

31.  Термодинамика диэлектриков....................................................................      119

32.  Свободная энергия и силы..........................................................................      123

33.  Максвелловские натяжения и давления.....................................................      129

34.  Вычисление пондеромоторных сил в общем виде   ..................................      135

35.  Электронная теория поляризации неполярных диэлектриков . . .                140

36.  Электронная теория поляризации полярных газообразных ди­электриков 146

37.  Пьезоэлектричество.....................................................................................       151

38.  Пироэлектричество......................................................................................      159

39.  Сегнетоэлектричество..................................................................................       161

Глава II.  

Электрический ток

40.  Плотность тока. Закон сохранения электрического заряда...................... ... 173

41.  Закон Ома...................................................................................................... ... 175

42.  Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца......................................................... ... 178

43.  Сторонние силы. Концентрационный элемент........................................... ... 189

44.  Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной форме............................... ... 192

45.  Правила Кирхгофа....................................................................................... ... 197

46.  Стационарные токи в массивных проводниках.......................................... ... 200

47.  Электролитическая ванна............................................................................ ... 203

48.  Процессы установления тока при зарядке и разрядке конденса­тора  ... ... 206

Глава III.  

Магнитное поле

49. Силы, действующие в магнитном поле на движущиеся заряды

и токи............................................................................................................ ... 209

50. Магнитное  поле равномерно движущегося заряда.   Закон  Био

и Савара........................................................................................................ ... 212

51.  Расчет магнитных полей с помощью закона Био и Савара. Системы единиц  216

52.  Момент сил, действующих на виток с током в магнитном поле . .               220

53.  Теорема Гаусса для магнитных полей........................................................ ... 223

54.  Дополнительные сведения о телесных углах.............................................. ... 224

55.  Теорема о циркуляции магнитного поля в вакууме................................. ... 227

56.  Дифференциальная форма теоремы о циркуляции.................................. ... 232

57.  Эквивалентность магнитных полей тока и магнитного листка. . .                 234

58.  Магнитное поле в веществе......................................................................... ... 242

59.  Теорема о циркуляции магнитного поля в веществе................................ ... 246

60.  Граничные условия для векторов ВиН................................................. ... 247

61.  Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость....................... ... 249

62.  Работа при перемещении витка с током в постоянном магнитном поле.. ... 254

63.  Способ Гаусса измерения магнитных полей............................................... ... 255

64.  Электромагнитная индукция....................................................................... ... 256

65.  Правило Ленца............................................................................................. ... 260

66.  Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции              263

67.  Флюксметр и пояс Роговского.................................................................... ... 267

68.  Индуктивность проводов. Явления при замыкании и размыкании тока ... 271

69.  Магнитная энергия токов............................................................................ ... 276

70.  Локализация магнитной энергии в пространстве...................................... ... 279

71.  Теорема о сохранении магнитного потока.................................................. ... 283

72.  Энергия и силы............................................................................................. ... 284

73.  Термодинамика магнетиков......................................................................... ... 289

74.  Ферромагнетизм........................................................................................... ... 291

75.  Магнитные свойства атомов........................................................................ ... 296

76.  Объяснение диамагнетизма.......................................................................... ... 298

77.  Объяснение парамагнетизма........................................................................ ... 301

78.  Гиромагнитные явления.............................................................................. ... 308

79.  Формальная теория ферромагнетизма Вейсса........................................... ... 310

80.  Сверхпроводники и их магнитные свойства............................................... ... 317

Глава IV.  

Уравнения Максвелла

81.  Ток смещения............................................................................................... .. 331

82.  Система уравнений Максвелла................................................................... .. 336

83.  Скорость распространения электромагнитных возмущений  ....                 340

84.  Энергия и поток энергии............................................................................. .. 346

85.  Международная система единиц (СИ)....................................................... .. 354

Глава V.  

Движение заряженных частиц в электромаг­нитных полях

86.  Движение в постоянных и однородных полях............................................ .. 364

87.  Дрейф заряженной  частицы  в неоднородном  магнитном  поле

при наличии слабого электрического поля................................................ .. 368

88.  Адиабатический инвариант.......................................................................... .. 375

89.  Определение удельного заряда частицы.................................................... .. 378

90.  Измерение элементарного заряда методом масляных капель ....                  382

91.  Электромагнитная масса.............................................................................. .. 386

Глава VI.  

Электролиты

92.  Электролиз и электролитическая диссоциация......................................... .. 391

93.  Примеры электролиза................................................................................. .. 395

94.  Законы электролиза Фарадея и элементарный заряд................................ .. 397

95.  Скорости ионов и электрическая проводимость электролитов . . .             398

96.  Гальванические элементы и аккумуляторы   ............................................ .. 403

Глава VII.  

Электрические токи в металлах,  полупро­водниках и вакууме

97.  Инерция электронов в металлах................................................................. .. 411

98.  Явление Холла.............................................................................................. .. 414

99.  Применения статистики Ферми-Дирака к электронам в металлах               418

 

100.  Металлы и полупроводники....................................................................... .. 426

101.  Термоэлектронная эмиссия   ...................................................................... .. 434

102.  Электронные лампы и их применения........................................................ .. 442

103.  Вторичная и автоэлектронная эмиссия...................................................... .. 447

Глава VIII.  

Электрические явления в контактах

104.  Контактная разность потенциалов.............................................................. .. 450

105.  Термоэлектрический ток............................................................................. .. 454

106.  Явление Пельтье   ....................................................................................... .. 460

107.  Термодинамика термоэлектрических явлений. Явление Томсона .             463

108.  Выпрямляющее действие контактов полупроводников........................... .. 466

Глава IX.  

Электрические токи в газах

109.  Ионизация и рекомбинация......................................................................... .. 470

110.  Измерение потенциала ионизации методом электронного удара   .             473

111.  Измерение слабых токов.............................................................................. .. 476

112.  Несамостоятельная проводимость газов.................................................... .. 477

113.  Измерение коэффициентов рекомбинации................................................. .. 480

114.  Измерение подвижностей ионов................................................................. .. 484

115.  Теория Таунсенда........................................................................................ .. 486

116.  Закон Пашена................................................................................................ .. 492

117.  Тлеющий разряд.......................................................................................... ... 494

118.  Искровой разряд......................................................................................... ... 499

119.  Коронный разряд......................................................................................... ... 501

120.  Дуговой разряд............................................................................................ ... 502

121.  Плазма........................................................................................................... ... 505

Глава X.  

Колебания и волны

122.  Уравнение колебательного контура........................................................... ... 513

123.  Свободные колебания гармонического осциллятора................................ ... 518

124.  Затухающие колебания................................................................................ ... 521

125.  Баллистический гальванометр..................................................................... ... 524

126.  Векторная диаграмма и комплексные обозначения................................... ... 525

127.  Вынужденные колебания затухающего осциллятора под действи­ем синусоидальной силы 529

128.  Вынужденные колебания под действием несинусоидальной силы. Теорема Фурье 536

129.  Закон Ома для переменных токов (синусоидально меняющихся

во времени)................................................................................................... ... 540

130.  Правила Кирхгофа для переменных токов................................................ ... 545

131.  Эффективные напряжение и ток................................................................. ... 548

132.  Процессы установления колебаний............................................................ ... 549

133.  Автоколебания. Ламповый генератор........................................................ ... 560

134.  Релаксационные колебания.......................................................................... ... 566

135.  Параметрическое возбуждение колебаний................................................ ... 568

136.  Трансформатор............................................................................................ ... 572

137.  Колебания с двумя степенями свободы...................................................... ... 577

138.  Волновое уравнение.................................................................................... ... 581

139.  Плоские электромагнитные волны   .......................................................... ... 585

140.  Стоячие волны.............................................................................................. ... 588

141.  Поле излучения диполя Герца   ................................................................. ... 592

142.  Демонстрационные опыты с электромагнитными волнами....................... ... 600

143.  Волны вдоль проводов................................................................................ ... 606

144.  Свойства быстропеременных токов. Скин-эффект................................... ... 612

145.  Давление и импульс электромагнитных волн............................................ ... 617

146.  Принципы радиосвязи................................................................................. ... 621

147.  Распространение электромагнитных волн в волноводах.......................... ... 629

Приложения

Важнейшие формулы электродинамики в системе СИ....................................... ... 640

Фундаментальные физические константы............................................................ ... 645

Именной указатель................................................................................................. ... 646

Предметный указатель........................................................................................... ... 648