Kísérleti fizika I.

Tartalom

Bevezetés 5
a) A fizika tárgya és feladata 5
b) A megismerés útja a fizikában 6
c) A fizika felosztásáról 7
d) A mérés 8
d/1 Hosszúság és szögmérés 9
d/2 Az idő fogalma és mérése 10
d/3 Az egységrendszerekről 13
Mechanika 15
A mechanikáról általában 15
1. Az anyagi pont mechanikája 16
Az anyagi pont (tömegpont) modellje 16
Kinematika 17
1.1 Bevezetés 17
1.2 Mozgásjellemzők (sebesség, gyorsulás) 18
1.3 A mozgás leírására alkalmazott koordinátarendszerek néhány típusa 20
1.3.1 Derékszögű koordináta-rendszer 20
1.3.1.1 Egyenesvonalú mozgások leírása 21
1.3.1.1.1 Egyenesvonalú egyenletes mozgás 21
1.3.1.1.2 Egyenesvonalú egyenletesen gyorsuló mozgás 22
1.3.1.1.3 Egyéb egyenesvonalú mozgások 23
1.3.2 Síkbeli polárkoordináta-rendszer 23
1.3.2.1 Körmozgások leírása 25
1.3.2.1.1 Egyenletes körmozgás 25
1.3.2.1.2 Harmonikus rezgőmozgás 26
1.3.2.1.3 Egyenletesen gyorsuló körmozgás 27
1.3.3 Egyéb koordináta-rendszerek 27
1.4 A sebesség és a gyorsulás momentuma 27
1.5 A szögsebesség és szöggyorsulás vektori definíciója 28
2. Dinamika 30
2.1 Bevezetés 30
2.2 Az első axióma: (a tehetetlenség alaptörvénye) 30
2.2.1 Az inerciarendszer 32
2.3 A második axióma: (a dinamika alapegyenlete) 34
2.3.1 A tehetetlen tömeg és az erő dinamikai mérése 37
2.3.2 Az erő sztatikai mérése. A súly 38
2.3.3 Sztatikus tömegmérés, mérlegelés. A "súlyos" tömeg 40
2.3.4 A súlyos és tehetetlen tömeg egyenlősége 41
2.4 Harmadik axióma: (a kölcsönhatás alaptörvénye) 43
2.5 Az erők szuperpozíciójának elve (a negyedik axióma) 44
2.6 Az erőtörvényekről és a mozgásegyenletről általában 46
2.6.1 Az erőtörvényekről 46
2.6.2 A mozgásegyenletről 48
2.7 Szabadmozgások 50
2.7.1 Az egyenesvonalú egyenletes mozgás 50
2.7.2 A tömegpont mozgása állandó erőhatás esetén 51
2.7.3 A harmonikus rezgőmozgás 55
2.7.3.1 Kísérleti leírás és alapfogalmak 55
2.7.3.2 Elméleti leírás 57
2.7.4 Csillapodó rezgőmozgás 6 0
2.7.5 Gerjesztett rezgőmozgás, rezonancia 63
2.8 Kényszermozgások 66
2.8.1 A kényszermozgásokról általában 66
2.8.2 Mozgás a lejtőn 68
2.8.2.1 A mozgás tárgyalása felületi koordinátákban
A kényszererő tulajdonságai 69
2.8.2.2 Mozgás ismert pálya mentén 70
2.8.3 A súrlódásról 72
2.8.3.1 Csúszási súrlódás 72
2.8.3.2 Tapadási súrlódás 74
2.8.3.3 Gördülő súrlódás 75
2.8.4 A matematikai inga 7 5
2.8.5 Mozgás előírt görbén. A körmozgás dinamikája 77
2.9 Mozgások a gravitációs erőtérben 79
2.9.1 Kepler törvényei 80
2.9.2 A gravitáció Newton-féle törvénye 81
2.9.3 Cavandish kísérlete és az égitestek tömege 86
2.9.4 A gravitációs erőtér 88
2.10 Segédmennyi3égek és mozgásintegrálok 90
2.10.1 Mozgásmennyiség, impulzus 91
2.10.2 Az impulzus és az erő momentuma 94
2.10.3 A munka, teljesítmény és az energia fogalma 96
2.10.3.1 Munka 97
2.10.3.2 Teljesítmény 99
2.10.3.3 A hatás 100
2.10.3.4 Energia 100
2.10.4 A kinetikai energia tétele 102
2.10.5 Konzervatív erőtér. Térerősség és potenciál 105
2.10.5.1 A konzervatív erőtér általános definíciója 106
2.10.5.2 A konzervatív erőtér alaptulajdonsága 106
2.10.5.3 A potenciális energia fizikai, jelentése 107
2.10.5.4 Az erőtér jellemzése erővonalakkal 108
2.10.6 A mechanikai energia megmaradásának tétele 109
2.10.6.1 A nehézségi erőtér 110
2.10.6.2 A rugalmas erő potenciálja 111
2.10.7 Disszipatív erők 112
2.10.7.1 Esés ellenálló közegben 112
3. Pontrendszerek mechanikája 114
3.1 A tömegközéppont 115
3.2 A pontrendszerek dinamikája 116
3.3 Impulzustétel 117
3.4 A tömegközéppont tétele 118
3.5 Az impulzusmegmaradás tétele 118
3.6 Az impulzusmomentum tétele 118
3.7 Az impulzusmomentum megmaradási tétele 120
3.8 Tehetetlenségi nyomaték 121
3.9 Az energiatétel 121
4. Merev testek mechanikája 122
4.1 Kinematika 122
4.2 Merev test mozgásának dinamikája 124
4.3 Forgás rögzített tengely körül 124
4.4 A tehetetlenségi nyomaték számítása és kísérleti úton való meghatározása 126
4.5 Forgási rezgések 129
4.6 A fizikai inga 130
4.7 A forgás kinetikus energiája 132
5. Rezgéstan 134
5.1 Harmonikus rezgések összevetése 135
5.1.1 Egyirányú rezgések 135
5.1.1.1 Egyenlő frekvenciájú rezgések eredője 135
5.1.1.2 Különböző frekvenciájú rezgések eredője 137
5.1.1.3 Lebegés 138
5..1.2 Egymásra merőleges rezgések 140
5.1.2.1 Egyenlő frekvenciájú rezgések eredője 140
a) elliptikus rezgés 140
b) cirkuláris rezgés 141
c) lineáris rezgés 141
5.1.2.2 Különböző frekvenciájú rezgések eredője, Lissajous-görbék 143
5.2 Rezgések felbontása, Fourier tétel 144
5.3 Csillapodó rezgések (összefoglalás) 145
5.4 Csatolt rezgések 145
Elektromosságtan 149
1. Elektrosztatika
1.1 Elektrosztatikus tér vákuumban 149
1.1.1 Elektromos alapjelenségek 149
1.1.2 Az elektromos megosztás 151
1.1.3 Coulomb törvénye 151
1.1.4 Az elektrosztatikus erőtér 153
1.1.5 Az elektromos megosztás vektora 155
1.1.6 A dielektromos indukció fluxusa, az elektrosztatika első alaptörvénye, Gauss-tétele 157
1.1.7 Az elektromos töltéssűrűség 158
1.1.8 Az elektromos feszültség 160
1.1.9 Az elektrosztatika második alaptörvénye, elektromos potenciál, pontszerű töltés potenciálja 162
1.1.10 Ekvipotenciális felületek 164
1.1.11 A töltés elhelyezkedése, a térerősség és a potenciál a vezetőkön 165
1.1.12 Vezető gömb erőtere, potenciálja, csúcshatás 167
1.1.13 Kapacitás, kondenzátorok 169
1.1.14 Az elektromos dipólus, tetszőleges töltésrendszer potenciálja 172
1.1.15 Az elektromos tér energiája 175
1.2 Elektrosztatikus tér anyagi közegben 176
1.2.1 A dielektromos polarizáció vektora 176
1.2.2 Polarizációs mechanizmusok, eltolódási és irányítási polarizáció 178
1.2.2.1 Piezoelektromosság 178
1.2.2.2 Ferroelektromosság 179
2. Stacionárius elektromos áramok 181
2.1 Elektromos áram fémekben, Ohm törvénye 182
2.2 Az áramsűrűség fogalma
Az Ohm törvény differenciális alakja 184
2.3 Elektromos áram elektrolitokban,
Faraday törvényei 186
2.4 Elektromos áram gázokban 187
2.5 A félvezetők áramvezetése, a sávmodell 190
2.6 Az elektromos áram munkája és teljesítménye, Joule törvénye 193
2.7 Érintkezési elektromosság 195
2.8 Termoelektromos jelenségek 195
2.9 Az áramforrások 196
2.10 Áramelágazások, Kirchhoff törvényei 198
3. Elektromos és mágneses jelenségek kölcsönös kapcsolata 201
3.1 Magnetosztatika 201
3.2 A magnetosztatikai tér anyagi közegekben 203
3.3 Molekuláris áramok. A mágnesség,értelmezéséről 205
3.4 Az anyagok mágneses tulajdonságai 205
3.4.1 A dia-, para- és ferromágneses anyagok jellemzői 207
3.5 Stacionárius elektromos áram és mágneses tér 209
3.6 Biot-Savart törvény 210
3.7 A gerjesztési törvény, Ampére-törvény 213
3.8 Mágneses tér erőhatása áramvezetőkre
Áramok közötti erőhatások 214
3.8.1 Mágneses tér hatása szabadon mozgó töltésekre, Lorentz-törvény 214
3.8.2 Áramok közötti erőhatás, az Amper definíciója 215
3.8.3 Mágneses tér hatása áramjárta vezetőkeretre 216
3.9 Az elektromágneses indukció
Neumann-törvény, Lenz-törvény, Faraday-törvény 219
3.10 A kölcsönös indukció, önindukció 222
3.11 Az önindukciós tekercs energiája 226
3.12 örvényáramok 226
4. Váltakozó elektromágneses terek 228
4.1 Váltakozó áramok 228
4.1.1 A váltakozó feszültség komplex írásmódja 229
4.1.2 A váltakozó áramú áramkörök 232
4.1.3 A váltakozó áram teljesítménye 238
4.1.4 A transzformátor 24 0
4.2 Gyorsan váltakozó elektromágneses terek 243
4.2.1 Rezgőkörök 243
4.2.2 Elektromágneses hullámok 243

Témakörök