A física é uma das ciências básicas das ciências naturais. O estudo da física na escola começa na 7ª série e continua até o final da escolaridade. A essa altura, as crianças em idade escolar já deveriam ter formado o aparato matemático adequado necessário para estudar o curso de física.

• O currículo escolar em física consiste em várias seções grandes: mecânica, eletrodinâmica, oscilações e ondas, óptica, física quântica, física molecular e fenômenos térmicos.

Tópicos de física escolar

Na 7ª série há um conhecimento superficial e uma introdução ao curso de física. Os conceitos físicos básicos são considerados, a estrutura das substâncias é estudada, bem como a força de pressão com que várias substâncias agem sobre outras. Além disso, as leis de Pascal e Arquimedes são estudadas.

Na 8ª série vários fenômenos físicos são estudados. São fornecidas informações iniciais sobre o campo magnético e os fenômenos em que ele ocorre. Uma corrente elétrica direta e as leis básicas da óptica são estudadas. Separadamente, vários estados agregados da matéria e os processos que ocorrem durante a transição da matéria de um estado para outro são analisados.

9º anoé dedicado às leis básicas do movimento dos corpos e sua interação uns com os outros. São considerados os conceitos básicos de oscilações e ondas mecânicas. O tema som e ondas sonoras é analisado separadamente. São estudados os fundamentos da teoria do campo eletromagnético e das ondas eletromagnéticas. Além disso, há um conhecimento dos elementos da física nuclear e estuda-se a estrutura do átomo e o núcleo atômico.

No 10º ano inicia-se um estudo aprofundado de mecânica (cinemática e dinâmica) e leis de conservação. Os principais tipos de forças mecânicas são considerados. Há um estudo aprofundado dos fenômenos térmicos, a teoria molecular-cinética e as leis básicas da termodinâmica estão sendo estudadas. Os fundamentos da eletrodinâmica são repetidos e sistematizados: eletrostática, as leis da corrente elétrica contínua e da corrente elétrica em diversos meios.

Grau 11 dedicado ao estudo do campo magnético e do fenômeno da indução eletromagnética. Vários tipos de oscilações e ondas são estudados em detalhes: mecânicas e eletromagnéticas. Há um aprofundamento do conhecimento da seção de óptica. São considerados elementos da teoria da relatividade e da física quântica.

• Abaixo está uma lista das séries 7 a 11. Cada série contém tópicos de física escritos por nossos tutores. Estes materiais podem ser utilizados tanto pelos alunos como pelos seus pais, bem como pelos professores e tutores das escolas.

Nome: Física. Curso completo escolar

Anotação: O livro contém notas, diagramas, tabelas, um workshop sobre resolução de problemas, laboratório e trabalho prático, tarefas criativas, trabalho independente e de controle em física. Tanto os alunos quanto os professores podem trabalhar com o livro didático universal com igual sucesso.
AST-Press, 2000. - 689 p.
Este tutorial é universal tanto em estrutura quanto em propósito. Um resumo de cada tópico termina com quadros de formação e informação que permitem resumir e sistematizar o conhecimento adquirido sobre o tema. O trabalho laboratorial, independente e prático é um processo de aprendizagem e de teste de conhecimento na prática. O trabalho de controle realiza o controle generalizador temático. As tarefas criativas permitem levar em conta a individualidade de cada aluno, desenvolver a atividade cognitiva do aluno. Todos os conceitos teóricos são suportados por tarefas práticas. Uma sequência clara de tipos de atividades educacionais no estudo de cada tópico ajuda qualquer aluno a dominar o material, desenvolve a capacidade de adquirir e aplicar conhecimentos de forma independente, ensina a observar, explicar, comparar, experimentar. Tanto os alunos quanto os professores podem trabalhar com o livro didático universal com igual sucesso.

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O livro do famoso físico norte-americano J. Orir é um dos cursos introdutórios de física de maior sucesso na literatura mundial, abrangendo desde a física como disciplina escolar até uma descrição acessível de suas últimas realizações. Este livro ocupou um lugar de destaque na estante de várias gerações de físicos russos e, para esta edição, o livro foi substancialmente suplementado e modernizado. O autor do livro, aluno do notável físico do século 20, o Prêmio Nobel E. Fermi, vem ensinando seu curso para alunos da Universidade de Cornell há muitos anos. Este curso pode servir como uma introdução prática útil para o amplamente conhecido na Rússia Feynman Lectures on Physics e o Berkeley Course in Physics. Em termos de nível e conteúdo, o livro de Orir já está disponível para alunos do ensino médio, mas também pode interessar a alunos, pós-graduandos, professores, bem como a todos aqueles que desejam não apenas sistematizar e reabastecer seus conhecimentos na campo da física, mas também aprender a resolver com sucesso uma ampla classe de tarefas físicas.

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Volume 1

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Volume 2

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ÍNDICE
Prefácio do editor da edição russa 13
Prefácio 15
1. INTRODUÇÃO 19
§ 1. O que é física? 19
§ 2. Unidades de medida 21
§ 3. Análise das dimensões 24
§ 4. Precisão em física 26
§ 5. O papel da matemática na física 28
§ 6. Ciência e sociedade 30
Inscrição. Respostas corretas sem alguns erros comuns 31
Exercício 31
Tarefas 32
2. MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL 34
§ 1. Velocidade 34
§ 2. Velocidade média 36
§ 3. Aceleração 37
§ 4. Movimento uniformemente acelerado 39
Principais descobertas 43
Exercício 43
Tarefas 44
3. MOVIMENTO BIDIMENSIONAL 46
§ 1. Trajetórias de queda livre 46
§ 2. Vetores 47
§ 3. O movimento do projétil 52
§ 4. Movimento uniforme em círculo 24
§ 5. Satélites artificiais da Terra 55
Principais descobertas 58
Exercício 58
Tarefas 59
4. DINÂMICA 61
§ 1. Introdução 61
§ 2. Definições de conceitos básicos 62
§ 3. Leis de Newton 63
§ 4. Unidades de força e massa 66
§ 5. Forças de contato (forças de reação e atrito) 67
§ 6. Solução de problemas 70
§ 7. Máquina de Atwood 73
§ 8. Pêndulo cônico 74
§ 9. Lei da conservação do momento 75
Principais descobertas 77
Exercício 78
Tarefas 79
5. GRAVIDADE 82
§ 1. Lei da gravidade 82
§ 2. Experiência Cavendish 85
§ 3. Leis de Kepler para movimentos planetários 86
§ 4. Peso 88
§ 5. Princípio de equivalência 91
§ 6. Campo gravitacional dentro de uma esfera 92
Principais descobertas 93
Exercício 94
Tarefas 95
6. TRABALHO E ENERGIA 98
§ 1. Introdução 98
§ 2. Trabalho 98
§ 3. Potência 100
§ 4. O produto escalar 101
§ 5. Energia cinética 103
§ 6. Energia potencial 105
§ 7. Energia potencial gravitacional 107
§ 8. Energia potencial de uma mola 108
Principais descobertas 109
Exercício 109
Tarefas 111
7. LEI DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA DE
§ 1. Conservação de energia mecânica 114
§ 2. Colisões 117
§ 3. Conservação da energia gravitacional 120
§ 4. Diagramas de energia potencial 122
§ 5. Conservação da energia total 123
§ 6. Energia em biologia 126
§ 7. Energia e o carro 128
Principais descobertas 131
Inscrição. Lei de conservação de energia para um sistema de N partículas 131
Exercícios 132
Tarefas 132
8. CINEMÁTICA RELATIVISTA 136
§ 1. Introdução 136
§ 2. A constância da velocidade da luz 137
§ 3. Dilatação do tempo 142
§ 4. Transformações de Lorentz 145
§ 5. Simultaneidade 148
§ 6. Efeito Doppler Óptico 149
§ 7. O paradoxo dos gêmeos 151
Principais descobertas 154
Exercícios 154
Tarefas 155
9. DINÂMICA RELATIVISTA 159
§ 1. Adição relativística de velocidades 159
§ 2. Definição de momento relativista 161
§ 3. Lei da conservação do momento e da energia 162
§ 4. Equivalência de massa e energia 164
§ 5. Energia cinética 166
§ 6. Massa e força 167
§ 7. Relatividade geral 168
Principais descobertas 170
Inscrição. Conversão de Energia e Momento 170
Exercícios 171
Tarefas 172
10. MOVIMENTO ROTATIVO 175
§ 1. Cinemática do movimento rotacional 175
§ 2. Produto vetorial 176
§ 3. Momento angular 177
§ 4. Dinâmica do movimento rotacional 179
§ 5. Centro de massa 182
§ 6. Corpos rígidos e momento de inércia 184
§ 7. Estática 187
§ 8. Volantes 189
Principais descobertas 191
Exercícios 191
Tarefas 192
11. MOVIMENTO VIBRACIONAL 196
§ 1. Força harmônica 196
§ 2. Período de oscilações 198
§ 3. Pêndulo 200
§ 4. Energia de movimento harmônico simples 202
§ 5. Pequenas oscilações 203
§ 6. Intensidade do som 206
Principais descobertas 206
Exercícios 208
Tarefas 209
12. TEORIA CINÉTICA 213
§ 1. Pressão e hidrostática 213
§ 2. A equação de estado de um gás ideal 217
§ 3. Temperatura 219
§ 4. Distribuição uniforme de energia 222
§ 5. Teoria cinética do calor 224
Principais descobertas 226
Exercícios 226
Tarefas 228
13. TERMODINÂMICA 230
§ 1. A primeira lei da termodinâmica 230
§ 2. A conjectura de Avogadro 231
§ 3. Calor específico 232
§ 4. Expansão isotérmica 235
§ 5. Expansão adiabática 236
§ 6. Motor a gasolina 238
Principais descobertas 240
Exercício 241
Tarefas 241
14. A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA 244
§ 1. Máquina de Carnot 244
§ 2. Poluição térmica do meio ambiente 246
§ 3 Frigoríficos e bombas de calor 247
§ 4. A segunda lei da termodinâmica 249
§ 5. Entropia 252
§ 6. Reversão de tempo 256
Principais descobertas 259
Exercício 259
Tarefas 260
15. FORÇA ELETROSTÁTICA 262
§ 1. Carga elétrica 262
§ 2. Lei de Coulomb 263
§ 3. Campo elétrico 266
§ 4. Linhas de energia elétrica 268
§ 5. Teorema de Gauss 270
Principais descobertas 275
Exercícios 275
Tarefas 276
16. ELETROSTÁTICA 279
§ 1. Distribuição de carga esférica 279
§ 2. Distribuição linear de carga 282
§ 3. Distribuição de taxa fixa 283
§ 4. Potencial elétrico 286
§ 5. Capacidade elétrica 291
§ 6. Dielétricos 294
Principais descobertas 296
Exercícios 297
Tarefas 299
17. CORRENTE ELÉTRICA E FORÇA MAGNÉTICA 302
§ 1. Corrente elétrica 302
§ 2. Lei de Ohm 303
§ 3. Circuitos CC 306
§ 4. Dados empíricos sobre força magnética 310
§ 5. Derivação da fórmula para a força magnética 312
§ 6. Campo magnético 313
§ 7. Unidades de campo magnético 316
§ 8. Transformação relativística de *8 e E 318
Principais descobertas 320
Inscrição. Transformações relativísticas de corrente e carga 321
Exercícios 322
Tarefas 323
18. CAMPOS MAGNÉTICOS 327
§ 1. Lei de Ampère 327
§ 2. Algumas configurações de correntes 329
§ 3. Lei Bio-Savart 333
§ 4. Magnetismo 336
§ 5. Equações de Maxwell para correntes contínuas 339
Principais descobertas 339
Exercícios 340
Tarefas 341
19. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 344
§ 1. Motores e geradores 344
§ 2. Lei de Faraday 346
§ 3. Lei Lenz 348
§ 4. Indutância 350
§ 5. Energia do campo magnético 352
§ 6. Circuitos CA 355
§ 7. Correntes RC e RL 359
Principais Descobertas 362
Inscrição. Esboço Livre 363
Exercícios 364
Tarefas 366
20. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA E ONDAS 369
§ 1. Deslocamento de corrente 369
§ 2. As equações de Maxwell na forma geral 371
§ 3. Radiação eletromagnética 373
§ 4. Radiação de uma corrente senoidal plana 374
§ 5. Corrente não senoidal; Expansão de Fourier 377
§ 6. Ondas viajantes 379
§ 7. Transferência de energia por ondas 383
Principais Descobertas 384
Inscrição. Derivação de Equação de Onda 385
Exercício 387
Tarefas 387
21. INTERAÇÃO DE RADIAÇÃO COM SUBSTÂNCIA 390
§ 1. Energia de radiação 390
§ 2. Pulso de radiação 393
§ 3. Reflexão de radiação de um bom condutor 394
§ 4. Interação da radiação com um dielétrico 395
§ 5. Índice de refração 396
§ 6. Radiação eletromagnética em meio ionizado 400
§ 7. Campo de radiação de cargas pontuais 401
Principais descobertas 404
Apêndice 1 Método do Diagrama de Fase 405
Aplicação2. Pacotes de Ondas e Velocidade de Grupo 406
Exercícios 410
Tarefas 410
22. INTERFERÊNCIA DE ONDA 414
§ 1. Ondas estacionárias 414
§ 2º. Interferência de ondas emitidas por duas fontes pontuais 417
§3. Interferência de ondas de um grande número de fontes 419
§ 4. Grade de difração 421
§ 5. Princípio 423 de Huygens
§ 6. Difração por uma fenda individual 425
§ 7. Coerência e incoerência 427
Principais descobertas 430
Exercícios 431
Tarefas 432
23. ÓPTICA 434
§ 1. Holografia 434
§ 2. Polarização da luz 438
§ 3. Difração por furo circular 443
§ 4º Instrumentos ópticos e sua resolução 444
§ 5. Espalhamento de difração 448
§ 6. Óptica geométrica 451
Principais Descobertas 455
Inscrição. Lei Brewster 455
Exercícios 456
Tarefas 457
24. NATUREZA ONDA DA SUBSTÂNCIA 460
§ 1. Física clássica e moderna 460
§ 2. Efeito fotoelétrico 461
§ 3 Efeito Compton 465
§ 4. Dualidade onda-partícula 465
§ 5. O grande paradoxo 466
§ 6. Difração de elétrons 470
Principais Descobertas 472
Exercício 473
Tarefas 473
25. MECÂNICA QUÂNTICA 475
§ 1. Pacotes de ondas 475
§ 2. O princípio da incerteza 477
§ 3. Uma partícula em uma caixa 481
§ 4. A Equação de Schrödinger 485
§ 5. Poços potenciais de profundidade finita 486
§ 6. Oscilador harmônico 489
Principais Descobertas 491
Exercícios 491
Tarefas 492
26. ÁTOMO DE HIDROGÊNIO 495
§ 1. Teoria aproximada do átomo de hidrogênio 495
§ 2. A equação de Schrödinger em três dimensões 496
§ 3. Teoria rigorosa do átomo de hidrogênio 498
§ 4. Momento angular orbital 500
§ 5. Emissão de fótons 504
§ 6. Emissão estimulada 508
§ 7. O modelo de Bohr do átomo 509
Principais Descobertas 512
Exercícios 513
Tarefas 514
27. FÍSICA ATÔMICA 516
§ 1. Princípio de exclusão de Pauli 516
§ 2. Átomos multieletrônicos 517
§ 3. Sistema periódico de elementos 521
§ 4. Radiação de raios-X 525
§ 5. Ligação em moléculas 526
§ 6. Hibridação 528
Principais Descobertas 531
Exercícios 531
Tarefas 532
28. MATÉRIA CONDENSADA 533
§ 1. Tipos de comunicação 533
§ 2. A teoria dos elétrons livres nos metais 536
§ 3. Condutividade elétrica 540
§ 4. Teoria da zona de sólidos 544
§ 5. Física de semicondutores 550
§ 6. Superfluidez 557
§ 7. Penetração pela barreira 558
Principais descobertas 560
Inscrição. Várias aplicações /? - n-transição a (no rádio e na televisão) 562
Exercícios 564
Tarefas 566
29. FÍSICA NUCLEAR 568
§ 1. Dimensões dos núcleos 568
§ 2. Forças fundamentais atuando entre dois núcleons 573
§ 3. A estrutura dos núcleos pesados ​​576
§ 4. Decaimento alfa 583
§ 5. Decaimentos gama e beta 586
§ 6. Fissão Nuclear 588
§ 7. Síntese de núcleos 592
Principais descobertas 596
Exercício 597
Tarefas 597
30. ASTRÓFÍSICA 600
§ 1. Fontes de energia das estrelas 600
§ 2. A evolução das estrelas 603
§ 3. Pressão quântica-mecânica de um gás Fermi degenerado 605
§ 4. Anãs brancas 607
§ 6. Buracos negros 609
§ 7. Estrelas de nêutrons 611
31. FÍSICA DAS PARTÍCULAS ELEMENTARES 615
§ 1. Introdução 615
§ 2. Partículas fundamentais 620
§ 3. Interações fundamentais 622
§ 4. Interações entre partículas fundamentais como troca de quanta de um campo transportador 623
§ 5. Simetrias no mundo das partículas e leis de conservação 636
§ 6. Eletrodinâmica quântica como uma teoria de calibre local 629
§ 7. Simetrias internas de hádrons 650
§ 8. Modelo Quark de hádrons 636
§ 9. Cor. Cromodinâmica Quântica 641
§ 10. Os quarks e glúons são "visíveis"? 650
§ 11. Interações fracas 653
§ 12. Não conservação da paridade 656
§ 13. Bósons intermediários e a não renormalizabilidade da teoria 660
§ 14 Modelo Padrão 662
§ 15. Novas ideias: GUT, supersimetria, supercordas 674
32. GRAVIDADE E COSMOLOGIA 678
§ 1. Introdução 678
§ 2. Princípio da equivalência 679
§ 3. Teorias métricas da gravitação 680
§ 4. A estrutura das equações GR. As soluções mais simples 684
§ 5. Testando o princípio de equivalência 685
§ 6. Como estimar a escala dos efeitos do GR? 687
§ 7. Testes clássicos de relatividade geral 688
§ 8. Fundamentos da cosmologia moderna 694
§ 9. Modelo do Universo quente (modelo cosmológico "padrão") 703
§ 10. Era do Universo 705
§onze. Densidade Crítica e Cenários de Evolução de Friedmann 705
§ 12. Densidade da matéria no Universo e massa oculta 708
§ 13. Cenário dos três primeiros minutos da evolução do Universo 710
§ 14. Perto do início 718
§ 15. Cenário de inflação 722
§ 16. O enigma da matéria escura 726
APÊNDICE A 730
Constantes físicas 730
Algumas informações astronômicas 730
APÊNDICE B 731
Unidades de medida de grandezas físicas básicas 731
Unidades elétricas 731
APÊNDICE B 732
Geometria 732
Trigonometria 732
Equação Quadrática 732
Alguns derivados 733
Algumas integrais indefinidas (até uma constante arbitrária) 733
Produtos de vetores 733
alfabeto grego 733
RESPOSTAS A EXERCÍCIOS E PROBLEMAS 734
ÍNDICE 746

Atualmente, não há praticamente nenhuma área das ciências naturais ou do conhecimento técnico onde, de uma forma ou de outra, as conquistas da física não seriam utilizadas. Além disso, essas conquistas estão penetrando cada vez mais nas humanidades tradicionais, o que se reflete na inclusão da disciplina "Conceitos da ciência natural moderna" nos currículos de todas as especialidades de humanidades das universidades russas.
O livro de J. Orir, oferecido à atenção do leitor russo, foi publicado pela primeira vez na Rússia (mais precisamente, na URSS) há mais de um quarto de século, mas, como acontece com livros realmente bons, não perdeu interesse e relevância. O segredo da vitalidade do livro de Orir está no fato de ele preencher com sucesso um nicho invariavelmente demandado por novas gerações de leitores, principalmente jovens.
Não sendo um livro didático no sentido usual da palavra - e sem pretensões de substituí-lo - o livro de Orir oferece uma apresentação bastante completa e consistente de todo o curso de física em um nível bastante elementar. Este nível não é sobrecarregado por matemática complexa e, em princípio, está disponível para todos os alunos curiosos e trabalhadores, e ainda mais para um aluno.
Um estilo de apresentação fácil e livre que não sacrifica a lógica e não evita perguntas difíceis, uma seleção cuidadosa de ilustrações, diagramas e gráficos, o uso de um grande número de exemplos e tarefas que, em regra, são de importância prática e correspondem à experiência de vida dos alunos - tudo isso torna o livro de Orir uma ferramenta indispensável para a autoeducação ou leitura complementar.
Claro, ele pode ser usado com sucesso como um complemento útil para livros e manuais de física comuns, principalmente em aulas de física e matemática, liceus e faculdades. O livro de Orir também pode ser recomendado para estudantes juniores de instituições de ensino superior em que a física não é uma disciplina importante.