Демонстрационные эксперименты по общей физике, Кожевников Н.М., 2016

Демонстрационные эксперименты по общей физике, Кожевников Н.М., 2016.

   Описаны лекционные демонстрации по общей физике, входящие в коллекцию физического кабинета кафедры экспериментальной физики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Приведены методические рекомендации по проведению лекционных опытов по физике в соответствующих разделах теоретического курса. Пособие иллюстрировано фотографиями и схемами демонстрационных установок и наблюдаемых с их помощью эффектов.
Предназначено для студентов, изучающих общую физику в технических вузах, а также для аспирантов, преподавателей и всех, кто интересуется экспериментальной физикой.




Эксперимент и теория на лекциях по физике.
Уже упомянутая фраза «Физика — наука экспериментальная» звучит несколько обидно для тех, кто занимается теоретической физикой. Получается, что они, теоретики, к физике имеют, мягко говоря, косвенное отношение. Путаница в понимании значения и различия экспериментального и теоретического компонентов в физике приводит не только к недооценке теоретической и переоценке экспериментальной физики, но и к ошибочным представлениям о целях, методологии и результатах деятельности в области физики.

Как известно, в любой науке, в том числе в физике, существуют два уровня — эмпирический и теоретический. На эмпирическом (экспериментальном, феноменологическом, опытном) уровне формулируются так называемые эмпирические законы, представляющие собой обнаруженные опытным путем корреляции между физическими величинами. Истинность этих законов, являющихся индуктивным обобщением экспериментальных данных, не может быть «доказана», так как для этого пришлось бы провести бесконечное число опытов. Зато один-единственный опровергающий эксперимент может «похоронить» индуктивный закон. Вот почему ученые стремятся не столько «доказать», сколько опровергнуть («фальсифицировать») тот или иной эмпирический закон. Эмпирическими являются законы Кеплера, Ома, законы феноменологической термодинамики и многие другие. Большинство законов биологии, социологии и других наук также являются эмпирическими.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
К читателям серии учебных изданий «Физика в технических университетах».
Введение.
1. Значение и организация лекционных демонстраций по физике.
1.1. Эксперимент и теория на лекциях по физике.
1.2. Общие принципы функционирования кабинетов физики.
1.3. Большая физическая аудитория Политехнического института.
2. Лекционные демонстрации по механике.
2.1. Инерция.
2.2. Движение по окружности («мертвая петля»).
2.3. Упругое и неупругое столкновение шаров.
2.4. Передача импульса по цепочке шаров («умные шары»).
2.5. Движение центра тяжести двойного конуса («антигравитация»).
2.6. Невесомость.
2.7. Сила трения.
2.8. Маятник Максвелла.
2.9. Деформация тел при вращении.
2.10. «Скамья Жуковского».
2.11. Прецессия гироскопа.
2.12. Тележка на проволоке.
2.13. Динамическая устойчивость.
2.14. Кельтский камень.
2.15. Сила Архимеда («картезианский водолаз»).
2.16. Давление воздуха.
3. Лекционные демонстрации по молекулярной физике и термо-динамике.
3.1. Броуновское движение.
3.2. Внутреннее трение в воздухе.
3.3. Диффузия аммиака в воздухе.
3.4. Зависимость теплопроводности воздуха от давления.
3.5. Изотермическое сжатие углекислого газа.
3.6. Переход серного эфира через критическое состояние.
3.7. Влияние давления на температуру плавления льда.
3.8. Опыты с жидким азотом.
3.9. Модели кристаллических решеток.
4. Лекционные демонстрации электрических явлений.
4.1. Электризация трением.
4.2. Опыты с электрофорной машиной.
4.3. Силовые линии электрического поля.
4.3.1. Опыты с «султанчиками».
4.3.2. Опыты с крупой и касторовым маслом.
4.4. «Электрический Буратино».
4.5. Распределение зарядов на проводнике сложной формы.
4.6. «Электрический ветер».
4.7. Отклонение пламени свечи.
4.8. Электрический дымоулавливатель.
4.9. Электростатическая индукция.
4.10. Электрический пинг-понг.
4.11. «Клетка Фарадея».
4.12. Электрические разряды в газах.
4.12.1. Искровой разряд.
4.12.2. Тлеющий разряд.
4.12.3. Коронный разряд.
4.12.4. Дуговой разряд.
5. Лекционные демонстрации магнитных явлений.
5.1. Магнитное поле Земли.
5.2. Опыт Эрстеда.
5.3. Магнитная стрелка в поле кругового тока.
5.4. Сила Ампера.
5.5. Взаимодействие прямолинейных проводников с током.
5.6. Взаимодействие двух катушек с током.
5.7. Силовые линии магнитного поля.
5.8. Катушка в неоднородном магнитном поле.
5.9. Электромагнитная пушка.
5.10. Диа- и парамагнетики.
5.11. Точка Кюри ферромагнетиков.
5.12. Магнитные домены в феррите-гранате.
6. Лекционные демонстрации электромагнитной индукции.
6.1. Опыты Фарадея.
6.2. Правило Ленца.
6.3. Вихревые токи.
6.3.1. Торможение металлического маятника.
6.3.2. Вращение металлического кубика в магнитном поле.
6.3.3. Магнит над вращающимся металлическим диском.
6.4. Динамо-машина Грамма.
6.5. Трансформатор Теслы.
7. Лекционные демонстрации колебаний и волн.
7.1. Резонанс пружинного маятника.
7.2. Биения и фигуры Лиссажу.
7.3. Акустические биения.
7.4. Волны в ансамбле маятников.
7.5. Связанные маятники.
7.5.1. Симпатические маятники.
7.5.2. Двойной маятник.
7.5.3. Цепочка связанных маятников.
7.6. Фигуры Хладни.
7.7. Резонаторы Гельмгольца и органные трубы.
7.8. Трубка Рийке.
7.9. Волновая машина Снелла.
7.10. Акустический интерферометр Квинке.
7.11. Волны на резиновой трубке.
8. Лекционные демонстрации по оптике.
8.1. Полное отражение.
8.1.1. Возникновение полного отражения на границе раздела двух диэлектриков.
8.1.2. Поляризация отраженной волны.
8.1.3. Проникновение излучения в область среды с меньшим показателем преломления.
8.1.4. Модель световода (светопроводящий стержень).
8.1.5. Многожильный световод для передачи изображений.
8.1.6. Волоконно-оптические линии связи.
8.2. Интерференция в тонких пленках.
8.3. Кольца Ньютона.
8.4. Интерферометр Майкельсона.
8.5. Бипризма Френеля.
8.6. Интерферометр Фабри—Перо.
8.7. «Интерференция» муаровых картин.
8.8. Дифракция Френеля на простейших преградах.
8.9. Переход от дифракции Френеля к дифракции Фраунгофера.
8.10. Пространственная фильтрация.
8.11. Дифракция при скользящем падении на решетку.
8.12. Дифракция на одинаковых беспорядочно расположенных частицах (дифракция на ликоподии).
8.13. Дифракционные решетки.
8.14. Голография.
8.15. Закон Малюса.
8.16. Поляризация жидких кристаллов.
8.17. Угол Брюстера.
8.18. Двулучепреломление.
8.19. Оптическая анизотропия.
8.19.1. Анизотропные фазовые пластинки.
8.19.2. Четвертьволновые и полуволновые пластинки.
8.19.3. «Цветные» фазовые пластинки. Фазовые клинья.
8.19.4. Фотоупругость.
8.19.5. Циркулярная фазовая анизотропия. Оптическая активность.
8.19.6. Эффект Фарадея.
8.20. Дифракция и поляризация в СВЧ-диапазоне.
8.20.1. Дифракция Френеля на СВЧ.
8.20.2. Поляризация СВЧ-излучения.
8.21. Куб Лесли.
9. Лекционные демонстрации по квантовой физике.
9.1. Гелий-неоновый лазер.
9.2. Камера Вильсона.
9.3. Фотоэффект (опыт Столетова).
9.4. Волновые свойства микрочастиц.
Библиографический список.
Именной указатель.
Предметный указатель.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Кожевников