"Podstawy fizyki. Tom 3"

Spis treści

Od Wydawcy do drugiego wydania polskiego 13

Przedmowa 15

Podziękowania 21

21. Prawo Coulomba 25

21.1. Prawo Coulomba 25

O fizyce 26

Ładunek elektryczny 27

Przewodniki i izolatory 28

Prawo Coulomba 31

Przewodniki kuliste 33

Ładunek jest skwantowany 39

21.2. Ładunek jest skwantowany 39

Ładunek jest zachowany 41

21.3. Ładunek jest zachowany 41

Podsumowanie 42

Pytania 43

Zadania 45

22. Pole elektryczne 53

O fizyce 53

22.1. Pole elektryczne 53

Pole elektryczne 54

Linie pola elektrycznego 55

Pole elektryczne ładunku punktowego 57

22.2. Pole elektryczne ładunku punktowego 57

Pole elektryczne dipola elektrycznego 60

22.3. Pole elektryczne dipola elektrycznego 60

Pole elektryczne naładowanej linii 63

22.4. Pole elektryczne naładowanej linii 63

Pole elektryczne naładowanej tarczy 70

22.5. Pole elektryczne naładowanej tarczy 70

Ładunek punktowy w polu elektrycznym 72

22.6. Ładunek punktowy w polu elektrycznym 72

Dipol w polu elektrycznym 75

22.7. Dipol w polu elektrycznym 75

Podsumowanie 79

Pytania 80

Zadania 82

23. Prawo Gaussa 91

O fizyce 91

23.1. Strumień pola elektrycznego 91

Strumień pola elektrycznego 93

Prawo Gaussa 98

23.2. Prawo Gaussa 98

Prawo Gaussa a prawo Coulomba 100

Izolowany przewodnik naładowany 103

23.3. Izolowany przewodnik naładowany 103

Zastosowanie prawa Gaussa: symetria walcowa 107

23.4. Zastosowanie prawa Gaussa: symetria walcowa 107

23.5. Zastosowanie prawa Gaussa: symetria płaszczyznowa 109

Zastosowanie prawa Gaussa: symetria płaszczyznowa 110

Zastosowanie prawa Gaussa: symetria sferyczna 113

23.6. Zastosowanie prawa Gaussa: symetria sferyczna 113

Podsumowanie 115

Pytania 116

Zadania 117

24. Potencjał elektryczny 126

24.1. Potencjał elektryczny 126

O fizyce 127

Potencjał elektryczny i elektryczna energia potencjalna 127

Ruch w polu elektrycznym 129

24.2. Powierzchnie ekwipotencjalne a pole elektryczne 132

Powierzchnie ekwipotencjalne 133

Obliczanie potencjału na podstawie natężenia pola 134

24.3. Potencjał pola naładowanej cząstki 137

Potencjał pola naładowanej cząstki 138

Potencjał pola układu naładowanych cząstek 139

Potencjał pola dipola elektrycznego 141

24.4. Potencjał pola dipola elektrycznego 141

Indukowany moment dipolowy 142

Potencjał pola ładunku o ciągłym rozkładzie 143

24.5. Potencjał pola ładunku o ciągłym rozkładzie 143

Naładowana linia 144

Naładowana tarcza 145

Obliczanie natężenia pola na podstawie potencjału 146

24.6. Obliczanie natężenia pola na podstawie potencjału 146

Elektryczna energia potencjalna układu naładowanych cząstek 148

24.7. Elektryczna energia potencjalna układu naładowanych cząstek 148

Potencjał izolowanego naładowanego przewodnika 152

24.8. Potencjał izolowanego naładowanego przewodnika 152

Izolowany przewodnik w zewnętrznym polu elektrycznym 153

Wyładowanie iskrowe z naładowanego przewodnika 153

Podsumowanie 154

Pytania 155

Zadania 157

25. Pojemność elektryczna 167

O fizyce 167

25.1. Pojemność elektryczna 167

Pojemność elektryczna 168

Ładowanie kondensatora 169

Obliczanie pojemności elektrycznej 170

25.2. Obliczanie pojemności elektrycznej 170

Kondensatory połączone równolegle i szeregowo 175

25.3. Kondensatory połączone równolegle i szeregowo 175

Energia zmagazynowana w polu elektrycznym 181

25.4. Energia zmagazynowana w polu elektrycznym 181

25.5. Kondensator z dielektrykiem 184

Kondensator z dielektrykiem 185

Dielektryki: obraz mikroskopowy 187

Dielektryki i prawo Gaussa 189

25.6. Dielektryki i prawo Gaussa 189

Podsumowanie 192

Pytania 193

Zadania 194

26. Prąd elektryczny i opór elektryczny 202

O fizyce 202

26.1. Prąd elektryczny 202

Prąd elektryczny 203

Gęstość prądu 206

26.2. Gęstość prądu elektrycznego 206

Opór elektryczny i opór elektryczny właściwy 211

26.3. Opór elektryczny i opór elektryczny właściwy 211

26.4. Prawo Ohma 215

Prawo Ohma 216

Prawo Ohma — obraz mikroskopowy 217

Moc w obwodach elektrycznych 220

26.5. Moc w obwodach elektrycznych, półprzewodniki, nadprzewodniki 220

Półprzewodniki 222

Nadprzewodniki 224

Podsumowanie 224

Pytania 225

Zadania 227

27. Obwody elektryczne 234

27.1. Obwody elektryczne o jednym oczku 234

„Pompowanie” ładunków 235

O fizyce 235

Praca, energia i SEM 236

Obliczanie natężenia prądu w obwodzie o jednym oczku 238

Inne obwody o jednym oczku 240

Różnica potencjałów pomiędzy dwoma punktami 242

27.2. Obwody elektryczne o wielu oczkach 246

Obwody o wielu oczkach 247

Amperomierz i woltomierz 254

27.3. Amperomierz i woltomierz 254

27.4. Obwody RC 255

Obwody RC 256

Podsumowanie 261

Pytania 261

Zadania 263

28. Pole magnetyczne 275

O fizyce 275

28.1. POLE MAGNETYCZNE I DEFINICJA WEKTORA −!B 275

Co wytwarza pole magnetyczne? 276

Definicja wektora −!B 277

Pola skrzyżowane: odkrycie elektronu 282

28.2. Pola skrzyżowane: odkrycie elektronu 282

28.3. Pola skrzyżowane: zjawisko Halla 284

Pola skrzyżowane: zjawisko Halla 285

Ruch cząstek naładowanych po okręgu w polu magnetycznym 289

28.4. Ruch cząstek naładowanych po okręgu w polu magnetycznym 289

Tory śrubowe 291

Cyklotrony i synchrotrony 293

28.5. Cyklotrony i synchrotrony 293

Synchrotron protonów 295

Siła magnetyczna działająca na przewodnik z prądem 296

28.6. Siła magnetyczna działająca na przewodnik z prądem 296

Moment siły działający na ramkę z prądem 299

28.7. Moment siły działający na ramkę z prądem 299

28.8. Dipolowy moment magnetyczny 301

Dipolowy moment magnetyczny 302

Podsumowanie 305

Pytania 305

Zadania 307

29. Pole magnetyczne wywołane przepływem prądu 317

O fizyce 317

29.1. Pole magnetyczne wywołane przepływem prądu 317

Obliczanie indukcji magnetycznej pola wywołanego przepływem prądu 318

Siły działające miedzy dwoma równoległymi przewodami z prądem 325

29.2. Siły działające miedzy dwoma równoległymi przewodami z prądem 325

Prawo Ampère’a 327

29.3. PRAWO AMPÈRE’A 327

Solenoidy i toroidy 333

29.4. Solenoidy i toroidy 333

29.5. Cewka z prądem jako dipol magnetyczny 336

Cewka z prądem jako dipol magnetyczny 337

Podsumowanie 339

Pytania 340

Zadania 342

30. Zjawisko indukcji i indukcyjnośc 353

30.1. Prawo Faradaya i reguła Lenza 353

Dwa doświadczenia 354

O fizyce 354

Prawo indukcji Faradaya 355

Reguła Lenza 358

30.2. Zjawisko indukcji i przekazywanie energii 362

Zjawisko indukcji i przekazywanie energii 363

30.3. Indukowane pola elektryczne 366

Indukowane pola elektryczne 367

Cewki i indukcyjność 372

30.4. Cewki i indukcyjność 372

Samoindukcja 374

30.5. Samoindukcja 374

Obwody RL 376

30.6. Obwody RL 376

Energia zmagazynowana w polu magnetycznym 381

30.7. Energia zmagazynowana w polu magnetycznym 381

30.8. Gęstość energii pola magnetycznego 383

Gęstość energii pola magnetycznego 384

Indukcja wzajemna 385

30.9. Indukcja wzajemna 385

Podsumowanie 388

Pytania 389

Zadania 391

31. Drgania elektromagnetyczne i prąd zmienny 402

31.1. Drgania elektromagnetyczne w obwodach LC 402

Drgania obwodu LC: opis jakościowy 403

O fizyce 403

Analogiczne układy drgające: elektryczny i mechaniczny 406

Drgania obwodu LC: opis ilościowy 407

Drgania tłumione w obwodzie RLC 411

31.2. Drgania tłumione w obwodzie RLC 411

31.3. Drgania wymuszone: trzy proste obwody 413

Prąd zmienny 414

Drgania wymuszone 415

Trzy proste obwody 416

Obwód szeregowy RLC 424

31.4. Obwód szeregowy RLC 424

Moc w obwodach prądu zmiennego 431

31.5. Moc w obwodach prądu zmiennego 431

Transformatory 435

31.6. Transformatory 435

Podsumowanie 440

Pytania 441

Zadania 442

32. Równania Maxwella: magnetyzm materii 450

O fizyce 450

32.1. Prawo Gaussa dla pól magnetycznych 450

Prawo Gaussa dla pól magnetycznych 451

32.2. Indukowane pole magnetyczne 452

Indukowane pole magnetyczne 453

Uogólnione prawo Ampère’a 454

32.3. Prąd przesunięcia 456

Prąd przesunięcia 457

Równania Maxwella 460

Magnesy 461

32.4. Magnesy 461

32.5. Magnetyzm i elektrony 463

Magnetyzm i elektrony 464

Materiały magnetyczne 469

Diamagnetyzm 470

32.6. Diamagnetyzm 470

32.7. Paramagnetyzm 472

Paramagnetyzm 473

32.8. Ferromagnetyzm 475

Ferromagnetyzm 476

Podsumowanie 479

Pytania 481

Zadania 482

Dodatki 490

A. Międzynarodowy Układ Jednostek (SI) 490

B. Niektóre podstawowe stałe fizyczne 492

C. Niektóre dane astronomiczne 494

D. Współczynniki zamiany jednostek 496

E. Wzory matematyczne 500

F. Właściwości pierwiastków 503

G. Układ okresowy pierwiastków 506

Autorzy zdjęć 507

Odpowiedzi 508

Skorowidz 512