ebook Podstawy fizyki. Tom 3 David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker

Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania: 2015

Nowe polskie wydanie kultowego podręcznika fizyki Resnicka, Hallidaya!

Nowoczesny, przejrzyście napisany, kompletny podręcznik podstaw fizyki, który powstał na podstawie legendarnej już książki Resnicka i Hallidaya. Przedstawia aktualny stan wiedzy, zarówno w rozdziałach związanych z fizyką współczesną, jak i w tych dotyczących fizyki klasycznej. Prezentowany materiał jest bogato ilustrowany i poparty wieloma przykładami, a aparat matematyczny ograniczony do niezbędnego minimum. Na końcu każdego rozdziału znajduje się podsumowanie omówionego materiału, któremu towarzyszą pytania i zadania sprawdzające jego zrozumienie.

Uzupełnieniem książki są wykazy niektórych danych astronomicznych, współczynników zamiany jednostek, wzorów matematycznych, właściwości pierwiastków, wybranych stałych i właściwości fizycznych, a także układ okresowy pierwiastków oraz skorowidz pojęć.

W 2002 roku Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne uznało książkę Podstawy fizyki najwybitniejszym tekstem wprowadzającym do fizyki w XX wieku.

Drugie wydanie polskie opiera się na najnowszym, już dziesiątym, wydaniu amerykańskim.
W książce poczyniono pewne zmiany:

- podzielono na nowo treść książki, niektóre rozdziały napisano na nowo,
- dodano listę celów nauczania oraz informację o podstawowych faktach, które należy przyswoić,
- dodano 16 nowych przykładów oraz 250 nowych zadań i 50 pytań.

Tom 3 obejmuje zagadnienia z elektryczności i magnetyzmu.

Książka przeznaczona dla studentów nauk przyrodniczych na uniwersytetach, studentów fizyki studiów licencjackich, nauczycieli fizyki oraz uczniów liceów klas matematyczno-fizycznych.

Spis treści ebooka Podstawy fizyki. Tom 3

Od Wydawcy do drugiego wydania polskiego XI
Przedmowa XIII
Podziękowania XXI

21. Prawo Coulomba 1

21.1. Prawo Coulomba 1
O fizyce 2
Ładunek elektryczny 3
Przewodniki i izolatory 4
Prawo Coulomba 7
Przewodniki kuliste 9
21.2. Ładunek jest skwantowany 15
Ładunek jest skwantowany 15
21.3. Ładunek jest zachowany 17
Ładunek jest zachowany 17
Podsumowanie 18
Pytania 19
Zadania 21

22. Pole elektryczne 29

22.1. Pole elektryczne 29
O fizyce 29
Pole elektryczne 30
Linie pola elektrycznego 31
22.2. Pole elektryczne ładunku punktowego 33
Pole elektryczne ładunku punktowego 33
22.3. Pole elektryczne dipola elektrycznego 36
Pole elektryczne dipola elektrycznego 36
22.4. Pole elektryczne naładowanej linii 39
Pole elektryczne naładowanej linii 39
22.5. Pole elektryczne naładowanej tarczy 46
Pole elektryczne naładowanej tarczy 46
22.6. Ładunek punktowy w polu elektrycznym 48
Ładunek punktowy w polu elektrycznym 48
22.7. Dipol w polu elektrycznym 51
Dipol w polu elektrycznym 51
Podsumowanie 55
Pytania 56
Zadania 58

23. Prawo Gaussa 67

23.1. Strumień pola elektrycznego 67
O fizyce 67
Strumień pola elektrycznego 69
23.2. Prawo Gaussa 74
Prawo Gaussa 74
Prawo Gaussa a prawo Coulomba 76
23.3. Izolowany przewodnik naładowany 79
Izolowany przewodnik naładowany 79
23.4. Zastosowanie prawa Gaussa: symetria walcowa 83
Zastosowanie prawa Gaussa: symetria walcowa 83
23.5. Zastosowanie prawa Gaussa: symetria płaszczyznowa 85
Zastosowanie prawa Gaussa: symetria płaszczyznowa 86
23.6. Zastosowanie prawa Gaussa: symetria sferyczna 89
Zastosowanie prawa Gaussa: symetria sferyczna 89
Podsumowanie 91
Pytania 92
Zadania 93

24. Potencjał elektryczny 102

24.1. Potencjał elektryczny 102
O fizyce 103
Potencjał elektryczny i elektryczna energia potencjalna 103
Ruch w polu elektrycznym 105
24.2. Powierzchnie ekwipotencjalne a pole elektryczne 108
Powierzchnie ekwipotencjalne 109
Obliczanie potencjału na podstawie natężenia pola 110
24.3. Potencjał pola naładowanej cząstki 113
Potencjał pola naładowanej cząstki 114
Potencjał pola układu naładowanych cząstek 115
24.4. Potencjał pola dipola elektrycznego 117
Potencjał pola dipola elektrycznego 117
Indukowany moment dipolowy 118
24.5. Potencjał pola ładunku o ciągłym rozkładzie 119
Potencjał pola ładunku o ciągłym rozkładzie 119
Naładowana linia 120
Naładowana tarcza 121
24.6. Obliczanie natężenia pola na podstawie potencjału 122
Obliczanie natężenia pola na podstawie potencjału 122
24.7. Elektryczna energia potencjalna układu naładowanych cząstek 124
Elektryczna energia potencjalna układu naładowanych cząstek 124
24.8. Potencjał izolowanego naładowanego przewodnika 128
Potencjał izolowanego naładowanego przewodnika 128
Wyładowanie iskrowe z naładowanego przewodnika 129
Izolowany przewodnik w zewnętrznym polu elektrycznym 129
Podsumowanie 130
Pytania 131
Zadania 133

25. Pojemność elektryczna 143

25.1. Pojemność elektryczna 143
O fizyce 143
Pojemność elektryczna 144
Ładowanie kondensatora 145
25.2. Obliczanie pojemności elektrycznej 146
Obliczanie pojemności elektrycznej 146
25.3. Kondensatory połączone równolegle i szeregowo 151
Kondensatory połączone równolegle i szeregowo 151
25.4. Energia zmagazynowana w polu elektrycznym 157
Energia zmagazynowana w polu elektrycznym 157
25.5. Kondensator z dielektrykiem 160
Kondensator z dielektrykiem 161
Dielektryki: obraz mikroskopowy 163
25.6. Dielektryki i prawo Gaussa 165
Dielektryki i prawo Gaussa 165
Podsumowanie 168
Pytania 169
Zadania 170

26. Prąd elektryczny i opór elektryczny 178

26.1. Prąd elektryczny 178
O fizyce 178
Prąd elektryczny 179
26.2. Gęstość prądu elektrycznego 182
Gęstość prądu 182
26.3. Opór elektryczny i opór elektryczny właściwy 187
Opór elektryczny i opór elektryczny właściwy 187
26.4. Prawo Ohma 191
Prawo Ohma 192
Prawo Ohma — obraz mikroskopowy 193
26.5. Moc w obwodach elektrycznych, półprzewodniki, nadprzewodniki 196
Moc w obwodach elektrycznych 196
Półprzewodniki 198
Nadprzewodniki 200
Podsumowanie 200
Pytania 201
Zadania 203

27. Obwody elektryczne 210

27.1. Obwody elektryczne o jednym oczku 210
O fizyce 211
„Pompowanie” ładunków 211
Praca, energia i SEM 212
Obliczanie natężenia prądu w obwodzie o jednym oczku 214
Inne obwody o jednym oczku 216
Różnica potencjałów pomiędzy dwoma punktami 218
27.2. Obwody elektryczne o wielu oczkach 222
Obwody o wielu oczkach 223
27.3. Amperomierz i woltomierz 230
Amperomierz i woltomierz 230
27.4. Obwody RC 231
Obwody RC 232
Podsumowanie 237
Pytania 237
Zadania 239

28. Pole magnetyczne 251

28.1. POLE MAGNETYCZNE I DEFINICJA WEKTORA −!B 251
O fizyce 251
Co wytwarza pole magnetyczne? 252
Definicja wektora −!B 253
28.2. Pola skrzyżowane: odkrycie elektronu 258
Pola skrzyżowane: odkrycie elektronu 258
28.3. Pola skrzyżowane: zjawisko Halla 260
Pola skrzyżowane: zjawisko Halla 261
28.4. Ruch cząstek naładowanych po okręgu w polu magnetycznym 265
Ruch cząstek naładowanych po okręgu w polu magnetycznym 265
Tory śrubowe 267
28.5. Cyklotrony i synchrotrony 269
Cyklotrony i synchrotrony 269
Synchrotron protonów 271
28.6. Siła magnetyczna działająca na przewodnik z prądem 272
Siła magnetyczna działająca na przewodnik z prądem 272
28.7. Moment siły działający na ramkę z prądem 275
Moment siły działający na ramkę z prądem 275
28.8. Dipolowy moment magnetyczny 277
Dipolowy moment magnetyczny 278
Podsumowanie 281
Pytania 281
Zadania 283

29. Pole magnetyczne wywołane przepływem prądu 293

29.1. Pole magnetyczne wywołane przepływem prądu 293
O fizyce 293
Obliczanie indukcji magnetycznej pola wywołanego przepływem prądu 294
29.2. Siły działające miedzy dwoma równoległymi przewodami z prądem 301
Siły działające miedzy dwoma równoległymi przewodami z prądem 301
29.3. PRAWO AMPÈRE’A 303
Prawo Ampère’a 303
29.4. Solenoidy i toroidy 309
Solenoidy i toroidy 309
29.5. Cewka z prądem jako dipol magnetyczny 312
Cewka z prądem jako dipol magnetyczny 313
Podsumowanie 315
Pytania 316
Zadania 318

30. Zjawisko indukcji i indukcyjnośc 329

30.1. Prawo Faradaya i reguła Lenza 329
O fizyce 330
Dwa doświadczenia 330
Prawo indukcji Faradaya 331
Reguła Lenza 334
30.2. Zjawisko indukcji i przekazywanie energii 338
Zjawisko indukcji i przekazywanie energii 339
30.3. Indukowane pola elektryczne 342
Indukowane pola elektryczne 343
30.4. Cewki i indukcyjność 348
Cewki i indukcyjność 348
30.5. Samoindukcja 350
Samoindukcja 350
30.6. Obwody RL 352
Obwody RL 352
30.7. Energia zmagazynowana w polu magnetycznym 357
Energia zmagazynowana w polu magnetycznym 357
30.8. Gęstość energii pola magnetycznego 359
Gęstość energii pola magnetycznego 360
30.9. Indukcja wzajemna 361
Indukcja wzajemna 361
Podsumowanie 364
Pytania 365
Zadania 367

31. Drgania elektromagnetyczne i prąd zmienny 378

31.1. Drgania elektromagnetyczne w obwodach LC 378
O fizyce 379
Drgania obwodu LC: opis jakościowy 379
Analogiczne układy drgające: elektryczny i mechaniczny 382
Drgania obwodu LC: opis ilościowy 383
31.2. Drgania tłumione w obwodzie RLC 387
Drgania tłumione w obwodzie RLC 387
31.3. Drgania wymuszone: trzy proste obwody 389
Prąd zmienny 390
Drgania wymuszone 391
Trzy proste obwody 392
31.4. Obwód szeregowy RLC 400
Obwód szeregowy RLC 400
31.5. Moc w obwodach prądu zmiennego 407
Moc w obwodach prądu zmiennego 407
31.6. Transformatory 411
Transformatory 411
Podsumowanie 416
Pytania 417
Zadania 418

32. Równania Maxwella: magnetyzm materii 426

32.1. Prawo Gaussa dla pól magnetycznych 426
O fizyce 426
Prawo Gaussa dla pól magnetycznych 427
32.2. Indukowane pole magnetyczne 428
Indukowane pole magnetyczne 429
Uogólnione prawo Ampère’a 430
32.3. Prąd przesunięcia 432
Prąd przesunięcia 433
Równania Maxwella 436
32.4. Magnesy 437
Magnesy 437
32.5. Magnetyzm i elektrony 439
Magnetyzm i elektrony 440
Materiały magnetyczne 445
32.6. Diamagnetyzm 446
Diamagnetyzm 446
32.7. Paramagnetyzm 448
Paramagnetyzm 449
32.8. Ferromagnetyzm 451
Ferromagnetyzm 452
Podsumowanie 455
Pytania 457
Zadania 458

Dodatki 466

A. Międzynarodowy Układ Jednostek (SI) 466
B. Niektóre podstawowe stałe fizyczne 468
C. Niektóre dane astronomiczne 470
D. Współczynniki zamiany jednostek 472
E. Wzory matematyczne 476
F. Właściwości pierwiastków 479
G. Układ okresowy pierwiastków 482

Autorzy zdjęć 483
Odpowiedzi 484
Skorowidz 488