| Предисловие к первому изданию | 3
|
| Введение | 5
|
| Раздел I. МЕХАНИКА | 10
|
| § 1. Кинематика произвольного движения материальной точки | 10
|
| § 2. Кинематика движения материальной точки по окружности | 17
|
| § 3. Связь между угловыми и линейными характеристиками движения | 19
|
| § 4, Замечания о терминологии | 21
|
| § 5. Основа динамики движения материальной точки —законы Ньютона | 22
|
| § 6. Импульс и кинетическая энергия материальной точки. Законы их изменения | 31
|
| § 7. Работа различных сил. Потенциальная энергия | 34
|
| § 8. Закон изменения механической энергии материальной точки | 37
|
| § 9. Закон изменения импульса и энергии системы материальных точек | 42
|
| § 10. Уравнение движения тела переменной массы (уравнение Мещерского) | 46
|
| § 11. Центр масс (центр инерции) системы материальных точек и закон его движения | 47
|
| § 12. Момент импульса системы материальных точек и закон его изменения | 50
|
| § 13. Элементарные сведения о плоском движении твердого тела | 54
|
| § 14. Качение | 61
|
| § 15. Прецессия момента импульса | 65
|
| § 16. Описание механических процессов с помощью законов Ньютона и законов сохранения | 66
|
| § 17. О механике Гамильтона | 69
|
| § 18. Понятие о связях | 74
|
| § 19. Принцип относительности Галилея | 78
|
| § 20. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции | 85
|
| § 21. Элементы механики идеальных жидкостей и газов | 91
|
| а) «Закон» Паскаля | 93
|
| б) Уравнение Бернулли | 94
|
| в) «Закон» Архимеда | 97
|
| Раздел II. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ | 101
|
| § 1. Колебания | 101
|
| § 2. Механические колебания | 107
|
| а) Собственные колебания | 107
|
| б) Затухающие колебания | 112
|
| в) Вынужденные колебания | 114
|
| § 3. Распространение колебаний — волны | 117
|
| § 4. Энергия волн | 120
|
| § 5. Уравнение плоской и сферической волн | 122
|
| § 6. Интерференция волн | 124
|
| § 7. Стоячие волны | 125
|
| § 8. Группы волн и волновые пакеты | 127
|
| § 9. Принцип Гюйгенса и Френеля | 129
|
| § 10. Дифракция волн | 131
|
| § 11. Материальная точка и волна | 135
|
| Раздел III. ТЕОРИЯ ПОЛЯ | 136
|
| А. Гравитационное поле | 137
|
| § 1. Закон тяготения | 137
|
| § 2. Напряженность гравитационного поля | 138
|
| § 3. Суперпозиция полей и поле протяженного тела | 140
|
| § 4. Потенциал гравитационного поля | 141
|
| § 5. Связь напряженности поля с потенциалом | 142
|
| § 6. Теорема Остроградского — Гаусса | 144
|
| § 7. О роли тяготения в природе | 147
|
| § 8. О принципе эквивалентности тяжелой и инертной масс | 148
|
| § 9. О терминологии | 151
|
| Б. Электромагнитное поле | 152
|
| § 1. Поле неподвижных зарядов | 152
|
| § 2. Электрический ток. Закон Ома | 159
|
| § 3. Магнитное поле постоянного тока | 163
|
| § 4. Прецессия магнитного момента в магнитном поле | 168
|
| § 5. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея | 169
|
| § 6. Уравнения Максвелла | 173
|
| § 7. Электромагнитные волны | 179
|
| § 8. Свет | 180
|
| § 9. Интерференция световых волн | 180
|
| § 10. Фотометрические понятия | 185
|
| Раздел IV. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ | 187
|
| § 1. Эфир и принцип относительности | 187
|
| § 2. Опыт Майкельсона и Морли | 190
|
| § 3. Постулаты Эйнштейна | 192
|
| § 4. Координаты Минковского, четырехмерный мир, мировая линия | 194
|
| § 5. Интервал и преобразование Лоренца | 198
|
| § 6. Кинематика материальной точки | 206
|
| § 7. Динамика материальной точки | 208
|
| § 8. Электромагнитное поле в теории относительности | 215
|
| § 9. Об измерениях в теории относительности | 217
|
| § 10. Абсолютные и относительные величины | 221
|
| § 11. Значение теории относительности | 222
|
| Приложение. Некоторые краткие сведения по математике | 225
|
| § 1. Векторы | 225
|
| § 2. Производная | 228
|
| § 3. Интеграл | 232
|
| § 4. Комплексные числа и функции | 236
|
| § 5. Перечень встречающихся в тексте производных и интегралов | 238
|
Предлагаемая читателю книга представляет собой попытку изложить на современном уровне и в более или менее логической связи основные представления физики. Изложение весьма сжато и теоретизировано. Поэтому чтение книги будет, вероятно, непростой задачей и потребует от читателя определенного упорства.
Автор остановился на названии «Минимальная физика», желая этим подчеркнуть, что в книге дается некоторый минимум знаний, необходимый для представления о физике в целом.
Все изложенное в книге автор преподносил (частично на факультативных занятиях) учащимся физико-математических школ № 239 и № 45 г. Ленинграда в течение 1964—1969 гг. Опыт показал, что несмотря на сложность рассматриваемых вопросов, учащиеся вполне усваивали материал. Насыщенность математикой вызывает затруднения лишь в первые месяцы занятий, а в дальнейшем существенно облегчает и изложение материала и усвоение его учащимися. Следует отметить, что учащиеся ознакамливались с элементами векторной алгебры и высшей математики в процессе занятий и в большой мере «на пальцах», т. е. без всяких обоснований, а с «потребительским» уклоном, примерно на уровне, который дан в приложении к этой книге. Разумеется это делалось не из пренебрежения к математике, а из-за жесткого лимита времени — 6 часов в неделю это не так уж много.
В 1968/69 учебном году автор данной книги рискнул преподнести большую часть материала в обычной (не физико-математической) школе № 62 г. Ленинграда и, надо сказать, результаты оказались совсем неплохими — основной материал большинство учащихся усваивало. Автор склонен поэтому думать, что уровень преподавания физики в обычной школе вполне можно повысить в значительной мере по сравнению с уровнем существующего учебника. Это тем более похоже на правду, что опыт математиков показывает, что элементы векторной алгебры и понятия о производной и интеграле также вполне возможно излагать в современной школе. Использование же их позволяет излагать материал по физике и математике значительно строже.
Так или иначе, а попытки изложения физики в школе на современном уровне делать надо, не пугаясь трудностей, а преодолевая их и находя оптимальные выходы из сложных положений. Один из вариантов, одна из возможностей преподнесения физики в физико-математических (а в большой мере и в обычных) школах и излагается автором данной книги в довольно конспективной форме.
Книга будет полезной преподавателям физики, учащимся физико-математических школ, студентам первых курсов вузов (особенно педагогических), а также тем из учащихся обычных школ, которые не побоятся сделать значительное усилие для ознакомления с элементами математики.
Автор благодарен А. В. Тиморевой и Л. Т. Турбовичу за ряд критических замечаний, содействовавших улучшению книги.
1970 г.
Кобушкин Виктор Кириллович
Советский физик, преподаватель высшей и средней школы, автор учебников и пособий для школьников. Кандидат педагогических наук, доцент. Родился в Ленинграде. В годы Великой Отечественной войны был призван в ряды РККА, участвовал в боевых действиях во время Советско-японской войны 1945 г. В 1955 г. окончил физический факультет Ленинградского государственного университета им. А. А. Жданова (ЛГУ). В 1964 г. одним из первых был приглашен в школу-интернат № 45 при ЛГУ (ныне Академическая гимназия им. Д. К. Фаддеева СПбГУ) для преподавания физики.
В. К. Кобушкин — автор ряда сборников задач и учебных пособий для школьников и поступающих в вузы. Его практические и методические наработки использовались при создании новых программ обучения физике, которые существенно отличались от имеющихся в те годы программ в среднем образовании. По оценке, данной впоследствии действительным членом Российской академии образования А. С. Кондратьевым, разработка данных программ была осуществлена в правильном направлении. Среди учеников В. К. Кобушкина — многочисленные профессора, доктора и кандидаты наук, победители международных, всесоюзных и ленинградских физических олимпиад.
