Учебник подготовлен в соответствии с программой для среднего профессионального образования. Он содержит систематизированное изложение физических понятий, явлений и законов. Каждая тема сопровождается задачами с полным численным решением. Часть задач иллюстрирует применение законов физики к медико-биологическим системам. В конце каждой темы помещена таблица основных понятий и формул, представлен обширный материал для самостоятельной и внеаудиторной работы, помогающий закрепить полученные знания. Учебник предназначен учащимся и преподавателям училищ и колледжей, в том числе и медицинского профиля, а также учащимся средней школы, интересующимся физикой, биологией и медициной.
Предисловие
МЕХАНИКА
ГЛАВА 1. Кинематика
§ 1.1. Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория, путь и перемещение
§ 1.2. Скорость и ускорения движения тела
§ 1.3. Относительность движения. Сложение скоростей.
Преобразования Галилея
§ 1.4. Равномерное прямолинейное движение, графики
§ 1.5. Прямолинейное движение с постоянным ускорением, графики
§ 1.6. Свободное падение и его ускорение. Движение тела, брошенного под углом к горизонту
§ 1.7. Вращение тела вокруг оси. Движение тела по окружности, центростремительное ускорение
§ 1.8. Совместное движение тел со связями. Сочленения
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 2. Динамика. Элементы статики
Динамика материальной точки
§ 2.1. Первый закон Ньютона, инерциальная система отсчета.
Принцип относительности Галилея
§ 2.2. Масса. Сила. Второй закон Ньютона для материальной точки. Сложение и разложение сил
§ 2.3. Третий закон Ньютона
Динамика реального тела
§ 2.4. Центр масс. Внешние и внутренние силы. Второй закон Ньютона для реального тела
§ 2.5. Земная сила тяжести. Измерение сил, динамометр.
Пружинные весы
§ 2.6. Гравитационные силы, закон всемирного тяготения
§ 2.7. Движение искусственных спутников, первая космическая скорость. Вторая космическая скорость
§ 2.8. Силы упругости. Закон Гука
§ 2.9. Силы, действующие на тело со стороны твердой
поверхности: сила нормального давления, силы трения. Коэффициент трения
§ 2.10. Основные силы механики
§ 2.11. Силы инерции. Принцип Даламбера. Сила тяжести (общее понятие)
§ 2.12. Вес тела. Перегрузки и невесомость. Элементы статики
§ 2.13. Момент силы, правило моментов. Рычаги и их применение
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 3. Законы сохранения в механике
§ 3.1. Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное
движение. Значение работ К.Э. Циолковского
для космонавтики
§ 3.2. Кинетическая энергия и механическая работа. Мощность
§ 3.3. Работы основных сил механики
§ 3.4. Потенциальные силы, потенциальная энергия. Принцип минимума потенциальной энергии
§ 3.5. Полная механическая энергия, закон сохранения энергии в механике
§ 3.6. Работа и мощность человека
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 4. Свойства жидкостей
Гидростатика
§ 4.1. Давление. Закон Паскаля. Гидравлический пресс
§ 4.2. Сообщающиеся сосуды. Барометры и манометры
§ 4.3. Закон Архимеда. Условия плавания тел
Гидродинамика
§ 4.4. Расчет объема жидкости, протекающей по трубе, уравнение неразрывности. Зависимость давления жидкости от скорости ее течения, уравнение Бернулли
§ 4.5. Всестороннее сжатие. Разность давлений и деформация
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 5. Основы молекулярно-кинетической теории
§ 5.1. Основные положения МКТ и их опытное обоснование. Броуновское движение
§ 5.2. Атомная единица массы, атомная масса, молекулярная масса. Постоянная Авогадро. Моль, молярная масса (историческая справка)
§ 5.3. Моль, постоянная Авогадро, молярная масса (СИ). Количество вещества. Массы и размеры молекул
§ 5.4. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа
§ 5.5. Температура и ее измерение. Тепловое равновесие
§ 5.6. Абсолютная температурная шкала. Энергетический смысл абсолютной температуры. Применение низких температур в медицине
§ 5.7. Уравнение состояния идеального газа (Менделеева-Клапейрона), универсальная газовая постоянная. Смесь газов, закон Дальтона
§ 5.8. Переход газа из одного состояния в другое.
Изопроцессы и их графики. Легочное дыхание
§ 5.9. Испарение и конденсация. Насыщенный и ненасыщенный пары. Водяной пар в атмосфере,
влажность воздуха
§ 5.10. Высыхание влажных поверхностей. Конденсация пара в атмосфере, точка росы
§ 5.11. Кипение жидкостей. Зависимость температуры кипения от давления
§ 5.12. Агрегатные состояния
§ 5.13. Свободная поверхность жидкости, поверхностная
энергия. Поверхностное натяжение. Граница жидкости и твердого тела. Капиллярные явления
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 6. Основы термодинамики
§ 6.1. Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия и работа идеального газа
§ 6.2. Количество теплоты. Нагревание, удельная теплоемкость вещества. Плавление, удельная теплота плавления. Парообразование, удельная теплота парообразования
§ 6.3. Первый закон термодинамики и его применение к изопроцессам. Адиабатический процесс. Необратимость тепловых процессов
§ 6.4. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение.
Охрана окружающей среды
§ 6.5. Первое начало термодинамики в жизнедеятельности организма. Физические основы терморегуляции живого организма
Основные понятия и формулы
Задачи
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
ГЛАВА 7. Электростатика
§ 7.1. Заряды элементарных частиц. Заряды ионов и макроскопических тел. Закон сохранения заряда
§ 7.2. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона
§ 7.3. Электрическое поле. Напряженность электрического поля
§ 7.4. Электрическое поле точечного заряда. Принцип
суперпозиции полей. Однородное электрическое поле
§ 7.5. Работа кулоновских сил при перемещении заряда. Потенциал и разность потенциалов. Связь между напряженностью и разностью потенциалов в однородном поле
§ 7.6. Графическое изображение электрических полей
§ 7.7. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость вещества
§ 7.8. Конденсатор, электроемкость. Энергия электрического поля. Емкость плоского конденсатора
§ 7.9. Биопотенциалы
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 8. Постоянный электрический ток
§ 8.1. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление проводника. Закон Ома для участка цепи
§ 8.2. Последовательное и параллельное соединение проводников
§ 8.3. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца
§ 8.4. Источники тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи
§ 8.5. Электронная проводимость металлов.
Сверхпроводимость
§ 8.6. Электрический ток в растворах и расплавах
электролитов. Закон Фарадея для электролиза
§ 8.7. Электрический ток в газах
§ 8.8. Электрический ток в вакууме
§ 8.9. Электрический ток в полупроводниках
§ 8.10. Действие постоянного тока на человека
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 9. Магнитное поле. Электромагнитная индукция
§ 9.1. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Магнитная индукция .
§ 9.2. Магнитные свойства вещества. Магнитная
проницаемость. Ферромагнетизм
§ 9.3. Графическое изображение магнитного поля. Соленоид
§ 9.4. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, закон Ампера. Правило левой руки. Сила Лоренца
§ 9.5. Электромагнитная индукция, опыт Фарадея. Магнитный поток.
§ 9.6. Вихревое электрическое поле. Закон электромагнитной индукции, правило Ленца. Токи Фуко
§ 9.7. Явление самоиндукции. Индуктивность.
Энергия магнитного поля
§ 9.8. Магнитобиология, биомагнетизм
§ 9.9. Магнитное поле Земли и его роль в защите биологической жизни
Основные понятия и формулы
Задачи
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
ГЛАВА 10. Механические колебания и волны
§ 10.1. Периодические колебания. Период и частота колебаний. Размах колебаний
§ 10.2. Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Математический маятник.
Колебания тела на пружине
§ 10.3. Свободные гармонические колебания при отсутствии трения. Упругие колебания.
Колебания математического маятника
§ 10.4. Превращения энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные колебания. Резонанс
§ 10.5. Вибрация
§ 10.6. Механические волны, частота волны.
Продольные и поперечные волны
§ 10.7. Волновой фронт. Скорость и длина волны
§ 10.8. Звук и скорость его распространения.
Звуковое давление, спектр звука. Тембр и высота звука.
Звуковые методы исследования
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 11. Электромагнитные колебания и волны
§ 11.1. Электромагнитные колебания. Колебательный контур и свободные колебания в нем. Превращения энергии в колебательном контуре. Собственная частота
колебаний в контуре
§ 11.2. Производство электроэнергии. Переменное напряжение и переменный ток. Действующие значения тока и напряжения
§ 11.3. Трансформатор. Передача электроэнергии на большие расстояния
§ 11.4. Электромагнитные волны. Излучение электромагнитных волн
§ 11.4. Воздействие электромагнитных волн на организм человека
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 12. Волновая и геометрическая оптика. Элементы теории относительности
§ 12.1. Электромагнитная природа света. Абсолютный
показатель преломления среды. Дисперсия света
§ 12.2. Интерференция света, испускание света веществом. Дифракция света. Поляризация света
§ 12.3. Прямолинейное распространение света.
Законы отражения света. Построение изображения в плоском зеркале
Содержание
§ 12.4. Законы преломления света. Полное внутреннее отражение
§ 12.5. Разложение белого света стеклянной призмой
§ 12.6. Линза, оптическая ось. Тонкие линзы. Собирающие и рассеивающие линзы
§ 12.7. Фокус и фокусное расстояние линзы. Оптическая сила линзы. Построение изображения
§ 12.8. Формула тонкой линзы. Линейное увеличение
§ 12.9. Элементы теории относительности
Основные понятия и формулы
Задачи
ГЛАВА 13. Квантовая физика
§ 13.1. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Квантовая гипотеза Планка. Термография
§ 13.2. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна
для фотоэффекта. Фотоны, давление света
§ 13.3. Химическое действие света. Фотобиологические
процессы
§ 13.4. Опыт Резерфорда по рассеянию .-частиц.
Ядерная модель атома
§ 13.5. Квантовые постулаты Бора. Испускание
и поглощение света атомом. Люминесценция
§ 13.6. Взаимодействие света с веществом. Лазеры
§ 13.7. Радиоактивность. Альфа- и бета-частицы. Гамма-излучение. Биофизические основы действия
ионизирующего излучения
§ 13.8. Состав ядра атома, радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. Изотопы
§ 13.9. Ядерные силы. Дефект массы, энергия связи
атомных ядер
§ 13.10. Деление тяжелых атомных ядер, цепная реакция деления. Ядерные реакторы
§ 13.11. Термоядерный синтез
Основные понятия и формулы
Рекомендуемая литература