
CÍMLAP
Baranyi Károly
A fizikai gondolkodás iskolája
TARTALOM, FÜLSZÖVEG
Tartalom
I. rész
Mechanika
1. Kinematika
1.1. A mozgás
1.1.1. A mozgás viszonylagossága
1.1.2. Távolságmérés
1.1.3. Időmérés
1.1.4. Koordináta-rendszer
1.2. Egyenes vonalú mozgások
1.2.1. A mozgás grafikonja
1.2.2. Egyenes vonalú, egyenletes mozgás
1.2.3. Átlagsebesség
1.2.4. Pillanatnyi sebesség
1.2.5. Egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás
1.2.6. Átlaggyorsulás, pillanatnyi gyorsulás
1.2.7. Harmonikus rezgőmozgás
I. Feladatcsoport: egyenes vonalú mozgások
1.3. Forgómozgás
1.3.1. A forgómozgást jellemző mennyiségek
1.3.2. A forgómozgást jellemző vektorok
II. Feladatcsoport: forgómozgás
1.4. A tömegpontok térbeli mozgása
1.4.1. A térbeli mozgás leírása
1.4.2. Hajítások
1.4.3. Körmozgás
1.4.4. Koordináta-rendszerek transzformációja
III. Feladatcsoport: térbeli mozgások, hajítások, körmozgás, relatív mozgás
2. Tömegpontok dinamikája
2.1. Az impulzustétel
2.1.1. A dinamika alapfogalmai
2.1.2. Newton törvényei
2.1.3. A szabadesés értelmezése
2.1.4. Kötélerők
2.1.5. Mozgás lejtőn
2.1.6. Súrlódás
2.1.7. Ütközések
IV. Feladatcsoport: Newton-törvények
2.2. A munkatétel
2.2.1. Mozgási energia, fizikai mennyiségek
2.2.2. A mozgási energia tulajdonságai
2.2.3. A nehézségi erő munkája
V. Feladatcsoport: munkatétel, energiamérleg
2.3. A körmozgás és a harmonikus rezgőmozgás dinamikája
2.3.1. Körmozgás
2.3.2. Harmonikus rezgőmozgás
2.3.3. A rugalmas erő munkája
VI. Feladatcsoport: a körmozgás és a harmonikus rezgőmozgás dinamikája
2.4. A gravitáció
2.4.1. A Newton-féle általános tömegvonzási törvény és a háttere
2.4.2. A gravitációs térerősség, Gauss tétele
2.4.3. Gravitációs potenciál, potenciális energia
2.4.4. Kepler törvényei
VII. Feladatcsoport: gravitáció
3. Pontrendszerek mechanikája
3.1. A pontrendszerek mechanikájának általános elvei
3.1.1. Fizikai mennyiségek, fizikai törvények
3.1.2. Impulzustétel, tömegközéppont
3.1.3. Impulzusmomentum-mérleg
3.1.4. Az energiamérleg
VIII. Feladatcsoport: pontrendszerek, tömegközéppont
3.2. Merev testek mozgása
3.2.1. A merev test mozgását leíró törvények
3.2.2. A merev testek kényszermozgása
3.2.3. A fizikai inga
3.2.4. Az impulzusmomentum megmaradása
3.2.5. A merev testek statikája
IX. Feladatcsoport: merev testek mozgása
3.3. Deformálható és rugalmas testek
3.3.1. A deformáció kinematikai és dinamikai leírása
3.3.2. Rugalmas testek, Hooke törvénye
3.3.3. A deformáció terjedése rugalmas testben
3.3.4. Transzverzális és longitudinális hullámok
3.3.5. Huygens-Fresnel-elv
X. Feladatcsoport: rugalmas testek, rugalmas deformáció terjedése
3.4. A folyadékok dinamikája
3.4.1. Bernoulli törvénye
3.4.2. A folyadékok statikája
3.4.3. A felhajtóerő, Arkhimédész törvénye
XI. Feladatcsoport: folyadékok
3.5. A gázok dinamikája
3.5.1. Boyle-Mariotte-törvény és alkalmazásai
3.5.2. A gázok energiája, a gázon végzett munka
XII. Feladatcsoport: gázok
II. rész
Termodinamika
1. A termodinamika alaptörvényei
1.1. A termodinamika problémája
1.1.1. A hő Caratheodory-féle értelmezése
1.1.2. A termodinamika modellje
1.1.3. A termodinamika nulladik főtétele
1.1.4. A termodinamika első főtétele
1.1.5. A termodinamika második főtétele
1.1.6. A hőmérséklet mérése
1.2. Hőtágulás
1.2.1. Szilárd testek és folyadékok hőtágulása
1.2.2. Gay-Lussac törvényei
XIII. Feladatcsoport: hőtágulás
2. Az ideális gázok termodinamikája
2.1. Állapotegyenletek, mérlegegyenletek
2.1.1. Az ideális gázok állapotegyenletei
2.1.2. Az első főtétel logikája, speciális folyamatok
2.1.3. Fajhők
2.1.4. Az entrópia fenomenologikus értelmezése
2.1.5. A folyamatok lokális és globális jellemzése
2.1.6. Termodinamikai potenciálok
XIV. Feladatcsoport: az ideális gázok hőtana
3. Reális gázok, folyadékok, szilárd testek hőtana
3.1. Reális gázok
3.1.1. Van der Waals-állapotegyenlet
3.1.2. Telített és telítetlen gőzök
3.2. Fázisátalakulások
3.2.1. Párolgás, forrás, lecsapódás
3.2.2. Olvadás, fagyás
3.2.3. A fázisátalakulások energetikai leírása
XV. Feladatcsoport: reális gázok, halmazállapot-változások
4. A termodinamika statisztikus szemléltetése
4.1. A kinetikus gázmodell
4.1.1. A gázok sűrűségeloszlása
4.1.2. Az entrópia statisztikus értelmezése
4.1.3. Energiaeloszlás
XVI. Feladatcsoport: statisztikus mechanika
III. rész
Elektrodinamika és optika
1. Elektromosságtan
1.1. Az elektromos tér
1.1.1. A Coulomb-törvény
1.1.2. Az elektromos térerősség, Gauss-tétel elektromos térre
1.1.3. Az elektromos potenciál és tulajdonságai
1.1.4. Az elektromos tér anyagi természete
1.1.5. Az elektromos töltés és az elektromos tér kölcsönhatása
1.1.6. A kapacitás
1.1.7. Az elektromos tér és a kémiai anyag kölcsönhatása
XVII. Feladatcsoport: elektrosztatika
1.2. Az elektromos áram
1.2.1. Ohm törvénye
1.2.2. Joule törvénye
1.2.3. Áramforrások
1.2.4. Kirchhoff törvényei
1.2.5. Az ellenállások kapcsolása
1.2.6. Az áramerősség és a feszültség mérése
XVIII. Feladatcsoport: egyenáram
2. Mágnesség tan
2.1. A mágneses tér
2.1.1. A mágneses térerősség
2.1.2. A mágneses pólus és az elektromos töltés kölcsönhatása
2.1.3. Biot-Savart-törvény, Ampère-féle gerjesztési törvény
2.1.4. Gauss-tétel mágneses térre
XIX. Feladatcsoport: mágneses tér
2.2. Az elektromágneses indukció
2.2.1. A Lorentz-erő
2.2.2. A vezetőre ható erő és forgatónyomaték
2.2.3. A mozgási indukció
2.2.4. A nyugalmi indukció
XX. Feladatcsoport: elektromágneses indukció
2.3. Váltakozó áram
2.3.1. A váltakozó áram előállítása
2.3.2. Impedancia
2.3.3. A váltakozó áram teljesítménye
2.3.4. Transzformátor, energiaátvitel
2.3.5. Feszültségrezonancia és áramrezonancia
XXI. Feladatcsoport: váltakozó áramú körök
2.4. Elektromágneses tér
2.4.1. Eltolási áram
2.4.2. Maxwell törvényei
2.4.3. Elektromágneses hullámok
2.4.4. Az elektromágneses sugárzás dinamikája
XXII. Feladatcsoport: az elektromágneses tér
3. Optika
3.1. Hullámoptikai jelenségek
3.1.1. Az elektromágneses spektrum
3.1.2. A fény interferenciája
3.1.3. A fény diffrakciója
3.1.4. A fény polarizációja
3.2. Geometriai optika
3.2.1. A Fermat-elv
3.2.2. Optikai leképezés törőközeggel
3.2.3. Lencsék, tükrök
XXIII. Feladatcsoport: optika
4. Relativitáselmélet
4.1. A Lorentz-transzformáció
4.1.1. A fény sebessége
4.1.2. Időmérés, távolságmérés
4.1.3. Kinematikai mennyiségek transzformációja
4.1.4. A Minkowski-féle téridő
4.2. Relativisztikus dinamika
4.2.1. Tömeg és impulzus
4.2.2. Energia
XXIV. Feladatcsoport: relativitáselmélet
IV. rész
Atomfizika
1. Az anyag atomos szerkezete
1.1. Elemi atomelmélet
1.1.1. Avogadro törvénye
1.1.2. Az elektromosság atomos szerkezete
1.1.3. A katódsugárzás
1.2. A fény részecsketermészete
1.2.1. Hőmérsékleti sugárzás, a folytonos színkép
1.2.2. Fényelektromos hatás
1.2.3. A vonalas színkép
2. Kvantummechanika
2.1. A kvantummechanika alapelvei
2.1.1. Az alapkísérletek és értelmezésük
2.1.2. Mikrofizikai folyamatok
2.1.3. A Heisenberg-féle határozatlansági reláció
2.2. Kvantummechanikai rendszerek
2.2.1. A dobozprobléma
2.2.2. A hidrogénatom
XXV. Feladatcsoport: mikrofizika
V. rész
Feladatmegoldások
I. Feladatcsoport: egyenes vonalú mozgások
II. Feladatcsoport: forgómozgás
III. Feladatcsoport: térbeli mozgások, hajítások, körmozgás, relatív mozgás
IV. Feladatcsoport: Newton-törvények
V. Feladatcsoport: munkatétel, energiamérleg
VI. Feladatcsoport: a körmozgás és a harmonikus rezgőmozgás dinamikája
VII. Feladatcsoport: gravitáció
VIII. Feladatcsoport: pontrendszerek, tömegközéppont
IX. Feladatcsoport: merev testek mozgása
X. Feladatcsoport: rugalmas testek, a rugalmas deformáció terjedése
XI. Feladatcsoport: folyadékok
XII. Feladatcsoport: gázok
XIII. Feladatcsoport: hőtágulás
XIV. Feladatcsoport: az ideális gázok hőtana
XV. Feladatcsoport: reális gázok, halmazállapot-változások
XVI. Feladatcsoport: statisztikus mechanika
XVII. Feladatcsoport: elektrosztatika
XVIII. Feladatcsoport: egyenáram
XIX. Feladatcsoport: mágneses tér
XX. Feladatcsoport: elektromágneses indukció
XXI. Feladatcsoport: váltakozó áramú körök
XXII. Feladatcsoport: elektromágneses tér
XXIII. Feladatcsoport: optika
XXIV. Feladatcsoport: relativitáselmélet
XXV. Feladatcsoport: mikrofizika
Függelék
Fülszöveg
Felvételi vizsgára készülő diákoknak, középiskolásoknak, tanároknak,
tanárjelölteknek és a gyermekeik tanulmányait értő figyelemmel kísérő
szülők számára készült ez a nagyszabású, háromkötetes mű. Nem íróasztal
mellett született, majd két évtizedes oktatómunka írásos eredménye, mely
a diákokkal való együttgondolkodás során csiszolódott ki.
A szerző az élő előadások nyomán bevonja a hallgatót-olvasót a fizikai
gondolatmenetekbe, a fogalmak megalkotásába, saját tudásuk felnövekedésének
szellemi folyamatába. Emellett utat mutat a tanultak alkalmazására: a
fizika elméletét 300 részletesen tárgyalt problémán keresztül mutatja be, a
kérdéskörökhöz 800 feladat is tartozik, a feladatok részletes megoldásával
együtt. Mint középiskolai segédkönyv kiválóan alkalmas arra, hogy egyetemi
felvételire készülők vezérfonala legyen, és hasznos a tanároknak is:
újfajta szemlélettel, hatásos, a gyakorlatban bevált módszerekkel
ismerkedhetnek meg.
Az 1. kötet a fizika alapozó fejezetét, a mechanikát tartalmazza. Általában
egyszerű, jól megfigyelhető fizikai jelenségekből indul ki, amelyek
elvezetnek a legáltalánosabb elvekhez is. A mozgások tanulmányozásakor a
szerző különös hangsúlyt helyez a mozgás viszonylagosságára, a vonatkozási
rendszerekre. A dinamika alapfogalmainak és törvényeinek tárgyalása során
újszerű gondolatmenetet követ. A tömegpontok mechanikájában a pontszerű
fizikai testek állapotjelzőinek, az impulzusnak, a mechanikai energiának,
valamint az impulzusmomentumnak a tulajdonságait vizsgálja, a
hasonlóságukra és különbségükre téve a hangsúlyt. A pontrendszerek
mechanikájában a merev testek, a deformálható (és rugalmas) testek, a
folyadékok és a gázok mechanikai tulajdonságait tárgyalja. A fizikai
törvényeket (a mérlegegyenleteket) úgy fogalmazza meg, hogy a különféle
pontrendszerek egységes szemléletben legyenek tárgyalhatók.
A 2. kötet első részében kapott helyet a termodinamika, egyszerű, elegáns,
mégis a hőtan legfontosabb tényeit érintő tárgyalásmódban. A szerző különös
gondot fordít a fogalomalkotás tisztaságára, a törvények feltételeinek
megvilágítására, az alkalmazás lehetőségeire. Nagy értéke ennek a résznek,
hogy a hőtannal kapcsolatos tévedéseket tudatosan kikerüli.
A következő rész az elektrodinamikát és az optikát tartalmazza, amely
szerves része az elektrodinamikának. A nyelvhasználatban a szerző bátran
szakít a rossz hagyományokkal. Egyszerű gondolatmenettel jut el az
elektrodinamika törvényeihez (a Maxwell-törvényekhez). Megvilágítja a
mágnességtan jobbkéz-szabályainak hátterét és kapcsolatát. Ehhez a részhez
kapcsolódik a relativitáselméletről szóló fejezet. Ebben érik be a
fáradozás gyümölcse, sok olyan problémára fény derül, amellyel már az
1. kötetben is találkoztunk.
E kötetben egy rövid részt kapott a mikrofizika. Célja, hogy ismertesse
azokat a meghökkentő, de egyszerű kísérleteket, amelyek az emberi
gondolkodást a kvantummechanika felé terelték, rámutasson e tények azon
vonásaira, amelyek a klasszikus fizikával nem magyarázhatók meg.
A 3. kötetben találja meg az olvasó az 1. és 2. kötetben kitűzött, a szerző
által 25 feladatcsoportba rendezett 800 feladat részletes megoldását. A
feladatok azt a célt szolgálják, hogy a fizika elméletét az olvasó jobban
elsajátítsa, alkalmazásra képes tudásra tegyen szert. Szorosan kapcsolódnak
azokhoz a problémákhoz, mintapéldákhoz, amelyeken keresztül a szerző az
elméletet tárgyalta. A megoldások gyakran utalnak az elméleti részekre,
ahol az adott témakör részletes kifejtése megtalálható.