Вступ ....... 5

Частина 1. МЕХАНIКА

Розділ 1. Кінематика
§1.1. Системи відліку. Траєкторія. Шлях, переміщення, середня і миттєва швидкість ..... 15
§1.2. Середнє і миттєве прискорення. Повне прискорення та його складові ..... 19
§1.3. Рівномірний рух по колу. Кутова швидкість і кутове прискорення ..... 21
Контрольні завдання та запитання ..... 24

Розділ 2. Динаміка
§ 2.1. Закони Ньютона ..... 25
§ 2.2. Застосовність законів Ньютона ..... 27
§ 2.3. Типи механічних сил ..... 27
      2.3.1. Сили пружності ..... 28
      2.3.2. Гравітаційні сили ..... 31
      2.3.3. Сили тертя ..... 32
§ 2.4. Імпульс. Закон збереження імпульсу ..... 34
      2.4.1. Центр мас ..... 36
§ 2.5. Механічна робота та енергія ..... 38
§ 2.6. Закон збереження і перетворення енергії ..... 42
§ 2.7. Обертальний рух твердого тіла ..... 44
§ 2.8. Момент сили. Момент інерції ..... 44
§ 2.9. Момент імпульсу ..... 48
§ 2.10. Механічна робота та енергія під час обертального руху ..... 52
§ 2.11. Принцип дії центрифуг, сепараторів та їхнє застосування ..... 53
§ 2.12. Основи статики ..... 54
Контрольні завдання та запитання ..... 56

Розділ 3. Гідродинаміка
§ 3.1. Тиск у рідині ..... 57
§ 3.2. Рівняння нерозривності. Рівняння Бернуллі й наслідки з нього ..... 59
§ 3.3. Реальна рідина. В’язкість ..... 63
§ 3.4. Фізична модель кровоносної судинної системи ..... 65
Контрольні завдання та запитання ..... 66

Розділ 4. Елементи спеціальної теорії відносності
§ 4.1. Принцип відносності та перетворення Галілея ..... 67
§ 4.2. Постулати теорії відносності та перетворення Лоренца ..... 69
§ 4.3. Наслідки принципів відносності Пуанкаре й Айнштайна ..... 72
§ 4.4. Основний закон релятивістської динаміки матеріальної точки ..... 75
§ 4.5. Закон взаємозв’язку маси та енергії ..... 76
Контрольні завдання та запитання ..... 78

Розділ 5. Коливання і хвилі
§ 5.1. Гармонічні коливання та їхні характеристики ..... 80
      5.1.1. Швидкість і прискорення в разі гармонічних коливань ..... 81
      5.1.2. Додавання гармонічних коливань ..... 82
§ 5.2. Квазіпружні сили. Енергія гармонічних коливань ..... 83
§ 5.3. Пружинний, фізичний і математичний маятники ..... 85
§ 5.4. Згасальні та вимушені коливання ..... 86
§ 5.5. Хвильовий процес. Рівняння хвилі ..... 89
§ 5.6. Звук, характеристика звукових коливань ..... 92
§ 5.7. Ультразвук і його використання в біології ..... 94
§ 5.8. Ефект Доплера ..... 94
Контрольні завдання та запитання ..... 96


Частина 2. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФIЗИКИ ТА ТЕРМОДИНАМIКИ

Розділ 6. Основи молекулярної фізики
§ 6.1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії ..... 97
§ 6.2. Методи молекулярної фізики ..... 99
§ 6.3. Експериментальні закони ідеального газу. 101
      6.3.1. Iзопроцеси ..... 101
      6.3.2. Закон Клапейрона–Менделєєва ..... 103
§ 6.4. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу ..... 104
§ 6.5. Середня кінетична енергія поступального руху молекул ідеального газу.Внутрішня енергія газу ..... 106
§ 6.6. Швидкість поступального руху молекул газу ..... 110
§ 6.7. Середня довжина вільного пробігу молекул і кількість зіткнень молекул за одиницю часу ..... 112
§ 6.8. Явища перенесення в газах ..... 115
      6.8.1. Загальне рівняння перенесення ..... 115
      6.8.2. Явище дифузії. Закон Фіка ..... 117
      6.8.3. Явище теплопровідності. Закон Фур’є ..... 119
      6.8.4. Внутрішнє тертя. В’язкість. Закон Ньютона ..... 121
Контрольні завдання та запитання ..... 123

Розділ 7. Основи термодинаміки
§ 7.1. Температура. Кількість теплоти. Теплоємність ..... 125
§ 7.2. Термодинамічна система і термодинамічний процес ..... 128
§ 7.3. Перший закон термодинаміки ..... 129
§ 7.4. Робота термодинамічної системи в разі різних процесів ..... 130
      7.4.1. Iзотермічний процес ..... 130
      7.4.2. Iзобаричний процес ..... 131
      7.4.3. Адіабатний процес. Рівняння Пуассона ..... 132
      7.4.4. Політропний процес ..... 134
§ 7.5. Зворотні та незворотні процеси. Циклічні процеси ..... 136
      7.5.1. Цикл Карно та його коефіцієнт корисної дії ..... 137
      7.5.2. Зворотній цикл Карно ..... 140
      7.5.3. Ентропія. Теорема Нернста. Нерівність Клаузіуса ..... 140
§ 7.6. Критерії рівноваги. Термодинамічні потенціали ..... 145
§ 7.7. Застосовність законів термодинаміки до живих організмів ..... 147
§ 7.8. Елементи термодинаміки систем поблизу рівноваги (лінійна термодинаміка) ..... 150
Контрольні завдання та запитання ..... 151

Розділ 8. Молекулярні явища в реальних газах і рідинах. Поняття про кристали
§ 8.1. Поняття про фазові перетворення і діаграму станів речовини ..... 153
§ 8.2. Реальний газ. Рівняння Ван-дер-Ваальса ..... 55
§ 8.3. Зрідження газів. Ефект Джоуля–Томсона ..... 158
§ 8.4. Будова та властивості рідин ..... 160
      8.4.1. Явище змочування ..... 163
      8.4.2. Тиск під викривленою поверхнею рідини ..... 165
      8.4.3. Капілярні явища ..... 166
§ 8.5. Поняття про кристали ..... 167
      8.5.1. Плавлення та кристалізація ..... 167
      8.5.2. Поняття про кристалічну будову речовини. Елементарна кристалічна ґратка ..... 169
      8.5.3. Тепловий рух у кристалах. Теплоємність кристалів ..... 172
Контрольні завдання та запитання ..... 174


Частина 3. ЕЛЕКТРИКА ТА МАГНЕТИЗМ

Розділ 9. Електростатика
§ 9.1. Взаємодія електричних зарядів. Електричне поле. Закон Кулона ..... 175
§ 9.2. Напруженість електричного поля. Силові лінії ..... 179
§ 9.3. Потік вектора напруженості електричного поля. Теорема Остроградського–Гаусcа та її застосування ..... 180
      9.3.1. Напруженість електричного поля рівномірно зарядженої нескінченної площини ..... 182
      9.3.2. Напруженість електричного поля двох паралельних різнойменно заряджених нескінченних площин ..... 183
§ 9.4. Робота під час переміщення заряду в електростатичному полі. Потенціал і різниця потенціалів. Зв'язок потенціалу з напруженістю ..... 184
§ 9.5. Дія електростатичного поля на діелектрики. Діелектрична проникливість середовища ..... 189
§ 9.6. Вектор електричного зміщення ..... 192
§ 9.7. Електроємність провідників. Конденсатор ..... 194
§ 9.8. Енергія зарядженого конденсатора та електростатичного поля ..... 198
§ 9.9. Дія електростатичного поля на біологічну клітину ..... 199
Контрольні завдання та запитання ..... 200

Розділ 10. Постійний електричний струм
§ 10.1. Сила струму. Джерела струму. Напруга ..... 201
§ 10.2. Опір провідників. Закон Ома ..... 203
§ 10.3. Робота і потужність постійного електричного струму ..... 206
§ 10.4. Розгалужені кола. Правила Кірхгофа ..... 208
§ 10.5. Природа електричного струму в металах ..... 209
      10.5.1. Причина електричного опору. Класична електронна теорія металів ..... 211
      10.5.2. Закон Ома для ділянки кола ..... 213
      10.5.3. Закон Джоуля?Ленца ..... 214
      10.5.4. Межі застосовності класичної електронної теорії металів ..... 215
§ 10.6. Природа електричного струму у вакуумі та газах ..... 216
§ 10.7. Природа електричного струму в рідинах ..... 221
      10.7.1. Закон Ома для електролітів ..... 221
      10.7.2. Закони Фарадея для електролізу ..... 223
§ 10.8. Електричний струм у напівпровідниках. Контакт двох напівпровідників ..... 225
§ 10.9. Контактні явища в металах ..... 229
§ 10.10.Дія електричного струму на живі тканини ..... 232
Контрольні завдання та запитання ..... 233

Розділ 11. Магнітостатика
§ 11.1. Електричний струм і магнітне поле. Правило свердлика ..... 234
§ 11.2. Магнітна взаємодія струмів ..... 235
§ 11.3. Вектор індукції магнітного поля. Закон Біо–Савара–Лапласа ..... 237
§ 11.4. Дія магнітного поля на провідник зі струмом ..... 240
§ 11.5. Рух заряджених частинок в електричному та магнітному полях. Визначення питомого заряду електрона ..... 242
      11.5.1. Частинка в однорідному електричному полі ..... 242
      11.5.2. Частинка в магнітному полі ..... 244
§ 11.6. Рух заряджених частинок в електричному та магнітному полях у науково-дослідних приладах ..... 245
      11.6.1. Електронний осцилограф ..... 245
      11.6.2. Мас-спектрограф ..... 247
      11.6.3. Електронний мікроскоп ..... 248
      11.6.4. Циклотрон ..... 249
§ 11.7. Магнітні властивості речовин ..... 251
      11.7.1. Діамагнетики ..... 253
      11.7.2. Парамагнетики ..... 254
      11.7.3. Магнітна сприйнятливість речовини ..... 255
      11.7.4. Феромагнетики ..... 257
      11.7.5. Джерела магнітних полів у живих організмах ..... 259
Контрольні завдання та запитання ..... 260

Розділ 12. Електромагнетизм
§ 12.1. Електромагнітна індукція ..... 262
§ 12.2. Електромагнітна взаємо- та самоіндукція ..... 266
§ 12.3. Загальні рівняння електродинаміки ..... 269
      12.3.1. Теорія Максвелла ..... 269
      12.3.2. Повна система рівнянь Максвелла ..... 275
§ 12.4. Енергія магнітного поля ..... 277
§ 12.5. Електромагнітні хвилі ..... 279
§ 12.6. Змінний електричний струм ..... 282
      12.6.1. Рамка, що обертається в магнітному полі ..... 282
      12.6.2. Змінний струм ..... 284
      12.6.3. Потужність, що виділяється у колі змінного струму ..... 287
      12.6.4. Резонанс струмів ..... 289
      12.6.5. Резонанс напруг ..... 290
§ 12.7. Дія електричного струму на живий організм ..... 291
§ 12.8. Дія електромагнітного випромінювання на біологічні об’єкти ..... 292
Контрольні завдання та запитання ..... 296


Частина 4. ОПТИКА

Розділ 13. Елементи геометричної оптики
§ 13.1. Закони поширення світла ..... 297
§ 13.2. Заломлення світла на сферичній поверхні та в тонких лінзах. Аберації оптичних систем ..... 300
§ 13.3. Основи фотометрії ..... 303
Контрольні завдання та запитання ..... 307

Розділ 14. Хвильові властивості світла
§ 14.1. Хвильова теорія світла. Принцип Гюйгенса ..... 308
§ 14.2. Інтерференція світла і методи її спостереження ..... 311
      14.2.1. Iнтерференція світла від двох когерентних джерел ..... 314
      14.2.2. Iнтерференція світла в тонких плівках ..... 316
§ 14.3. Дифракція світла ..... 318
      14.3.1. Дифракція Френеля на круглому отворі ..... 323
      14.3.2. Дифракція Френеля на диску ..... 324
      14.3.3. Дифракція на одній щілині (дифракція Фраунгофера) ..... 324
      14.3.4. Дифракція на дифракційній ґратці ..... 326
      14.3.5. Розсіяння світла ..... 329
      14.3.6. Дифракція на просторових структурах ..... 331
§ 14.4. Елементарні основи голографії ..... 332
§ 14.5. Дисперсія світла. Електронна теорія дисперсії ..... 334
§ 14.6. Поляризоване та природне світло ..... 337
§ 14.7. Відбивання та заломлення світла на межі двох діелектриків ..... 340
§ 14.8. Подвійне променезаломлення світла. Поляризаційні призми ..... 341
§ 14.9. Обертання площини поляризації. Поляриметрія ..... 343
Контрольні завдання та запитання ..... 345

Розділ 15. Квантові властивості світла
§ 15.1. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла. Хвилі де Бройля ..... 347
§ 15.2. Теплове випромінювання ..... 349
      15.2.1. Випромінювальна і поглинальна здатність тіл ..... 349
      15.2.2. Закони Кірхгофа, Стефана–Больцмана, Віна для випромінювання абсолютно чорного тіла ..... 352
      15.2.3. Оптична пірометрія ..... 354
      15.2.4. Квантова гіпотеза Планка. Формула Планка ..... 356
§ 15.3. Поглинання світла ..... 357
§ 15.4. Фотоефект. Рівняння Айнштайна для фотоефекту ..... 361
§ 15.5. Ефект Комптона ..... 364
Контрольні завдання та запитання ..... 367


Частина 5. ФIЗИКА АТОМА ТА АТОМНОГО ЯДРА

Розділ 16. Будова атома та елементи квантової фізики твердого тіла
§ 16.1. Атом. Дискретність станів атомних систем. Постулати Бора ..... 369
      16.1.1. Спектр водню і будова атома водню. Енергетичні рівні в атомі водню ..... 372
§ 16.2. Елементи квантової фізики атома ..... 374
      16.2.1. Поняття про будову багатоелектронних атомів ..... 379
      16.2.2. Х-випромінювання, його властивості та використання ..... 382
§ 16.3. Елементи квантової фізики ..... 384
      16.3.1. Загальне рівняння Шредінгера. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів ..... 387
      16.3.2. Рух вільної частинки ..... 388
      16.3.3. Частинка в одновимірній потенціальній ямі з безмежно високими стінками ..... 389
      16.3.4. Гармонічний квантовий осцилятор ..... 393
      16.3.5. Принципи відповідності та причинності у квантовій механіці ..... 394
§ 16.4. Поняття про зонну теорію твердих тіл ..... 395
      16.4.1. Метали, діелектрики напівпровідники ..... 398
      16.4.2. Фотопровідність ..... 400
§ 16.5. Люмінесценція. Види люмінесценції ..... 401
      16.5.1. Механізми виникнення люмінесценції ..... 402
      16.5.2. Властивості люмінесценції ..... 403
§ 16.6. Лазерне випромінювання, його властивості та використання ..... 405
§ 16.7. Будова та спектри молекул ..... 409
      16.7.1. Молекулярні спектри ..... 411
      16.7.2. Комбінаційне розсіяння світла ..... 412
      16.7.3. Фотохімічні реакції ..... 413
Контрольні завдання та запитання ..... 414

Розділ 17. Елементи ядерної фізики
§ 17.1. Будова ядра. Ядерні сили ..... 416
§ 17.2. Стійкі та нестійкі ядра. Радіоактивність ..... 422
§ 17.3. Закон та характеристики радіоактивного розпаду. Період піврозпаду ..... 425
§ 17.4. Дія йонізувального випромінювання на живий організм ..... 427
§ 17.5. Ядерні реакції ..... 429
§ 17.6. Екологічні проблеми ядерної енергетики ..... 434
§ 17.7. Елементарні частинки ..... 435
Контрольні завдання та запитання ..... 439

СПИСОК ЛIТЕРАТУРИ ..... 440

ДОДАТКИ ..... 442

ІМЕННИЙ ПОКАЖЧИК ..... 445

ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК ..... 449