دانلود pdf فیزیک پایه کمیاب و عالی

فیزیک پایه ۲ سفری عمیق به قلب پدیده‌های الکترومغناطیسی آغاز می‌کند و در گام نخست، به مبحث جذاب الکتروستاتیک می‌پردازد. این بخش با معرفی انواع و ویژگی‌های بارهای الکتریکی شروع شده و روش‌های باردار کردن اجسام به شیوه القا را تشریح می‌کند.

فصل دوم به مفهوم میدان الکتریکی اختصاص یافته و نحوه رسم و ویژگی‌های این میدان‌ها را به دقت توضیح می‌دهد.

میدان الکتریکی یکنواخت و کاربردهای متنوع آن در ابزارهای الکترونیکی، از جمله مباحث مهمی است که در این بخش به آن پرداخته می‌شود. تمرکز بعدی بر میدان الکتریکی بارهای گسترده است که با ارائه مثال‌هایی از میدان خطی باردار و میدان دیسک باردار، این مفاهیم را روشن‌تر می‌سازد.

همچنین، میدان الکتریکی صفحات باردار و مفهوم چگالی بار روی این سطوح با جزئیات کامل بررسی می‌شود. در ادامه مباحث فیزیک پایه، فصل سوم به معرفی قانون گاوس می‌پردازد. ابتدا شار الکتریکی در میدان یکنواخت و سپس در میدان غیریکنواخت تعریف شده و قانون گاوس به عنوان یک ابزار قدرتمند معرفی می‌گردد.

این قانون، محاسبه میدان‌های الکتریکی را در شرایط تقارنی بسیار ساده می‌کند و اساس درک بسیاری از پدیده‌های الکتریکی است. کاربردهای قانون گاوس برای محاسبه میدان‌های ناشی از اشکال هندسی متقارن مانند کره باردار، میله باردار و صفحات باردار به تفصیل تشریح می‌شوند.

این بخش به دانشجویان کمک می‌کند تا با بهره‌گیری از تقارن، به سادگی به میدان‌های پیچیده دست یابند. مسائل حل شده مربوط به قانون گاوس که در پنج بخش متوالی ارائه شده‌اند، فرصت مناسبی برای تقویت مهارت‌های حل مسئله فراهم می‌آورد.

دو بخش ابتدایی این مسائل، چگونگی به کارگیری اصول قانون گاوس در سناریوهای مختلف را آموزش داده و درک عملی آن را عمیق‌تر می‌سازد. سه بخش بعدی از مسائل حل شده قانون گاوس، با ارائه مثال‌های متنوع و چالش‌برانگیز، به تثبیت دانش و افزایش توانایی تحلیل مسائل کمک می‌کند.

این تمرینات جامع، اطمینان از تسلط بر کاربردهای گسترده این قانون را فراهم می‌آورد. فصل چهارم به مفهوم پتانسیل الکتریکی اختصاص دارد. در این بخش، تعریف و مفاهیم بنیادی پتانسیل الکتریکی به همراه اختلاف پتانسیل و سطوح هم پتانسیل بررسی می‌شود.

همچنین، پتانسیل و انرژی پتانسیل مرتبط با بارهای نقطه‌ای و مسائل مربوط به آن‌ها به دقت توضیح داده می‌شود. سپس، پتانسیل دستگاه بارهای نقطه‌ای و نحوه حل مسائل مرتبط با آن مورد تحلیل قرار می‌گیرد.

در ادامه، انرژی پتانسیل بارهای نقطه‌ای و پتانسیل الکتریکی بارهای گسترده به صورت جامع شرح داده می‌شود. فصل پنجم به خازن‌ها و دی‌الکتریک‌ها می‌پردازد. ابتدا ظرفیت و انواع مختلف خازن‌ها معرفی شده و روش‌های محاسبه ظرفیت خازن‌های گوناگون بررسی می‌شود.

به طور خاص، محاسبه ظرفیت خازن‌های کروی و استوانه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرد. اتصال سری و موازی خازن‌ها و تأثیر این اتصالات بر ظرفیت معادل مدار، از دیگر مباحث مهم این بخش است.

همچنین، انرژی ذخیره شده در خازن و چگالی انرژی در آن به تفصیل شرح داده می‌شود. دی‌الکتریک‌ها و اثر آن‌ها بر ظرفیت خازن و میدان الکتریکی داخلی به صورت گسترده مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

اثر دی‌الکتریک در خازن‌های متصل به باتری و تغییرات پارامترهای مختلف آن نیز به روشنی توضیح داده می‌شود. در فصل ششم از فیزیک پایه، به مباحث جریان و مقاومت پرداخته می‌شود. تعریف و ماهیت جریان الکتریکی، چگالی جریان و سرعت رانش الکترون‌ها از جمله مطالب ابتدایی این بخش است.

سپس، قانون اهم و مفهوم مقاومت الکتریکی، همراه با مقاومت ویژه و توان الکتریکی، مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. توان الکتریکی تلف شده (اتلافی) در مدارهای مقاومتی به عنوان یک جنبه مهم از مصرف انرژی بررسی می‌شود.

این مفهوم کمک می‌کند تا بهره‌وری مدارهای الکتریکی را ارزیابی کرده و تلفات انرژی را مدیریت کنیم. فصل هفتم به مدارهای جریان مستقیم می‌پردازد و با معرفی باتری و نیروی محرکه الکتریکی (ن.م.ا.) آغاز می‌شود.

قواعد کیرشهوف، اتصال سری و موازی مقاومت‌ها، و مدارهای RC شامل باردهی و تخلیه خازن نیز بررسی می‌گردند. ثابت زمانی و جریان در مدارهای RC هنگام تخلیه و شارژ خازن به طور کامل توضیح داده می‌شود. همچنین محاسبه بار خازن در طول زمان (شارژ) و جریان در خازن شارژ شده ارائه می‌گردد.

در نهایت، فصل هشتم از فیزیک پایه به میدان مغناطیسی وارد می‌شود که شامل مغناطیس میله‌ای و مفاهیم اولیه آن، نیروی مغناطیسی بر سیم حامل جریان و ذره باردار، حرکت ذره باردار در میدان مغناطیسی و الکتریکی، و مفاهیمی چون انتخاب‌گر سرعت و طیف‌سنج جرمی است.