بقلم: دوغلاس سي جيانكولي
الطبعة: السابع
السنة: 2014
يعد نص جيانكولي كلاسيكيًا موثوقًا به، ومعروفًا بكتابته الأنيقة وعرضه الواضح وجودة المحتوى. باستخدام الملاحظات والتجارب الملموسة التي يمكن للطلاب الارتباط بها، يتميز النص بنهج يعكس كيفية ممارسة العلم فعليًا: فهو يبدأ بالتفاصيل، ثم ينتقل إلى التعميمات الرائعة والجوانب الأكثر رسمية للموضوع ليُظهر للطلاب سبب اعتقادنا بما نؤمن به.
تم كتابته بهدف منح الطلاب فهمًا شاملاً للمفاهيم الأساسية للفيزياء في جميع جوانبها، ويستخدم النص تطبيقات مثيرة للاهتمام في علم الأحياء والطب والهندسة المعمارية والتكنولوجيا الرقمية لإظهار مدى فائدة الفيزياء للطلاب في حياتهم اليومية وفي مهنهم المستقبلية.
الفصل الأول: المقدمة والقياس والتقدير
1.1 طبيعة العلم
1.2 الفيزياء وعلاقتها بالمجالات الأخرى
1.3 النماذج والنظريات والقوانين
1.4 القياس وعدم اليقين؛ شخصيات مهمة
1.5 الوحدات الكيانايرية SI
1.6 تحويل الوحدات
1.7 ترتيب الحجم: التقدير السريع
1.8 *الأبعاد وتحليل الأبعاد
الفصل الثاني: وصف الحركة: الكينماتيكا في بعد واحد
2.1 الأطر المرجعية والإزاحة
2.2 متوسط السرعة
2.3 السرعة اللحظية
2.4 التسارع
2.5 الحركة بتسارع مستمر
2.6 حل المشاكل
2.7 الأجسام المتساقطة بحرية
2.8 التحليل الرسومي للحركة الخطية
الفصل الثالث: الكينماتيكا في بعدين؛ المتجهات
3.1 المتجهات والكميات القياسية
3.2 إضافة المتجهات.-الطرق الرسومية
3.3 طرح المتجهات وضرب المتجه بمقياس قياسي
3.4 إضافة المتجهات حسب المكونات
3.5 حركة المقذوفات
3.6 حل مشاكل حركة المقذوفات
3.7 *حركة المقذوف مكافئة
3.8 السرعة النسبية
الفصل الرابع: الديناميكيات: قوانين نيوتن للحركة
4.1 القوة
4.2 قانون نيوتن الأول للحركة
4.3 الكتلة
4.4 قانون نيوتن الثاني للحركة
4.5 قانون نيوتن الثالث للحركة
4.6 الوزن – قوة الجاذبية. والقوة العادية
4.7 حل المشكلات باستخدام قوانين نيوتن: مخططات الجسم الحر
4.8 المشاكل التي تنطوي على الاحتكاك، ويميل الاحتكاك
الفصل 5 الحركة الدائرية؛ الجاذبية
5.1 حركيات الحركة الدائرية المنتظمة
5.2 ديناميات الحركة الدائرية المنتظمة
5.3 منحنيات الطرق السريعة: مصرفية وغير مصرفية
5.4 *حركة دائرية غير منتظمة
5.5 قانون نيوتن للجذب العام
5.6 الجاذبية بالقرب من سطح الأرض
5.7 الأقمار الصناعية وانعدام الوزن
5.8 الكواكب وقوانين كبلر وتوليف نيوتن
5.9 يشرق القمر بعد ساعة من كل يوم
5.10 أنواع القوى في الطبيعة
الفصل السادس: الشغل والطاقة
6.1 الشغل الذي تقوم به قوة ثابتة
6.2 *الشغل المبذول بواسطة قوة متفاوتة
6.3 الطاقة الحركية ومبدأ الشغل والطاقة
6.4 الطاقة المحتملة
6.5 القوى المحافظة وغير المحافظة
6.6 الطاقة الميكانيكية وحفظها
6.7 حل المشكلات باستخدام حفظ الطاقة الميكانيكية
6.8 الأشكال الأخرى للطاقة وتحولات الطاقة؛ قانون الحفاظ على الطاقة
6.9 الحفاظ على الطاقة مع القوى المبددة: حل المشكلات
6.10 القوة
الفصل السابع: كمية الحركة (الزخم) الخطية (الزخم)
7.1 الزخم وعلاقته بالقوة
7.2 الحفاظ على الزخم
7.3 الاصطدامات والاندفاع
7.4 الحفاظ على الطاقة والزخم في الاصطدامات
7.5 الاصطدامات المرنة في بُعد واحد
7.6 الاصطدامات غير المرنة
7.7 *الاصطدامات في بعدين
7.8 مركز كندا (CM)
7.9 * سم لجسم الإنسان
7.10 *CM والحركة الانتقالية
الفصل الثامن: الحركة الدورانية
8.1 الكميات الزاوية
8.2 التسارع الزاوي المستمر
8.3 حركة التدحرج (بدون انزلاق)
8.4 عزم الدوران (العزم) (العزم)
8.5 ديناميات الدوران. عزم الدوران (العزم) (العزم) والقصور الذاتي الدوراني
8.6 حل المشاكل في ديناميكيات الدوران
8.7 الطاقة الحركية الدورانية
8.8 الزخم الزاوي وحفظه
8.9 *الطبيعة المتجهة للكميات الزاوية
الفصل التاسع: التوازن الساكن؛ المرونة والكسر
9.1 شروط التوازن
9.2 حل المشاكل الإحصائية
9.3 تطبيقات على العضلات والمفاصل
9.4 الاستقرار والتوازن
9.5 المرونة؛ الإجهاد والتوتر
9.6 الكسر
9.7 *الامتداد في الفضاء: الأقواس والقباب
الفصل العاشر: السوائل
10.1 مراحل المادة
10.2 الكثافة والجاذبية النوعية
10.3 الضغط في السوائل
10.4 الضغط الجوي وقياس الضغط
10.5 مبدأ باسكال
10.6 قياس الضغط. أجهزة القياس والبارومتر
10.7 الطفو ومبدأ أرخميدس
10.8 السوائل المتحركة؛ معدل التدفق ومعادلة الاستمرارية
10.9 معادلة برنولي
10.10 تطبيقات مبدأ برنولي: توريتشيلي، الطائرات، كرات البيسبول، تدفق الدم
10.11 * اللزوجة
10.12 *التدفق في الأنابيب: معادلة بوازويل، تدفق الدم
10.13 *التوتر السطحي والشعرية
10.14 *المضخات والقلب
الفصل 11: التذبذبات والأمواج
11.1 الحركة التوافقية البسيطة – التذبذبات الربيعية
11.2 الطاقة في الحركة التوافقية البسيطة
11.3 النسبة والطبيعة الجيبية للـ SHM
11.4 البندول البسيط
11.5 الحركة التوافقية المخمدة
11.6 التذبذبات القسرية؛ صدى
11.7 الحركة الموجية
11.8 أنواع الموجات وسرعاتها: المستعرضة والطولية
11.9 الطاقة المنقولة بواسطة الأمواج
11.10 انعكاس وانتقال الموجات
11.11 التدخل؛ مبدأ التراكب
11.12 الموجات الدائمة؛ صدى
11.13 *الانكسار †
11.14 * الحيود
11.15 *التمثيل الرياضي للموجة المتنقلة
الفصل 12: الصوت
12.1 خصائص الصوت
12.2 شدة الصوت: ديسيبل
12.3 *الأذن واستجابتها؛ بريق
12.4 مصادر الصوت: الأوتار المهتزة وأعمدة الهواء
12.5 * جودة الصوت والضوضاء؛ تراكب
12.6 تداخل الموجات الصوتية؛ يدق
12.7 تأثير دوبلر
12.8 *موجات الصدمة والانفجار الصوتي
12.9 *التطبيقات: السونار والموجات فوق الصوتية والتصوير الطبي
الفصل الثالث عشر: درجة الحرارة والنظرية الحركية
13.1 النظرية الذرية للمادة
13.2 درجة الحرارة ومقاييس الحرارة
13.3 التوازن الحراري والقانون الصفري للديناميكا الحرارية
13.4 التمدد الحراري
13.5 قوانين الغاز ودرجة الحرارة المطلقة
13.6 قانون الغاز المثالي
13.7 حل المشكلات باستخدام قانون الغاز المثالي
13.8 قانون الغاز المثالي بدلالة الجزيئات: رقم أفوجادرو
13.9 النظرية الحركية والتفسير الجزيئي لدرجة الحرارة
13.10 توزيع السرعات الجزيئية
13.11 الغازات الحقيقية وتغيرات الطور
13.12 ضغط البخار والرطوبة
13.13 *الانتشار
الفصل 14: الحرارة
14.1 الحرارة كنقل للطاقة
14.2 الطاقة الداخلية
14.3 الحرارة النوعية
14.4 قياس السعرات الحرارية – حل المشكلات
14.5 الحرارة الكامنة
14.6 انتقال الحرارة: التوصيل
14.7 انتقال الحرارة: الحمل الحراري
14.8 انتقال الحرارة: الإشعاع
الفصل الخامس عشر: قوانين الديناميكا الحرارية
15.1 القانون الأول للديناميكا الحرارية
15.2 العمليات الديناميكية الحرارية والقانون الأول
15.3 *الأيض البشري والقانون الأول
15.4 القانون الثاني للديناميكا الحرارية – مقدمة
15.5 المحركات الحرارية
15.6 الثلاجات ومكيفات الهواء والمضخات الحرارية
15.7 الإنتروبيا والقانون الثاني للديناميكا الحرارية
15.8 من أجل الفوضى
15.9 عدم توفر الطاقة؛ الموت الحراري
15.10 *التفسير الإحصائي للإنتروبيا والقانون الثاني
15.11 *التلوث الحراري والاحتباس الحراري وموارد الطاقة
الفصل السادس عشر: الشحنة الكهربائية والمجال الكهربائي
16.1 الكهرباء الساكنة؛ الشحنة الكهربائية والحفاظ عليها
16.2 الشحنة الكهربائية في الذرة
16.3 العوازل والموصلات
16.4 الشحن المستحث؛ المكشاف الكهربائي
16.5 قانون كولومب
16.6 حل المسائل التي تتضمن قانون كولوم والمتجهات
16.7 المجال الكهربائي
16.8 خطوط المجال الكهربائي
16.9 المجالات الكهربائية والموصلات
16.10 *القوى الكهربائية في البيولوجيا الجزيئية: بنية الحمض النووي وتكراره
16.11 *تستخدم آلات التصوير وطابعات الكمبيوتر الكهرباء الساكنة
16.12 *قانون غاوس
الفصل السابع عشر: الإمكانات الكهربائية
17.1 طاقة الوضع (الكامنة) (الكامنة) الكهربائية وفرق الجهد
17.2 العلاقة بين فرق فرق الجهد الكهربائي والمجال الكهربائي
17.3 الخطوط والأسطح متساوية الجهد
17.4 الإلكترون فولت، وحدة الطاقة
17.5 فرق فرق الجهد الكهربائي بسبب رسوم النقطة
17.6 * الإمكانات بسبب ثنائي القطب الكهربائي؛ لحظة ثنائي القطب
17.7 السعة
17.8 العوازل
17.9 تخزين الطاقة الكهربائية
17.10 رقمي؛ الأرقام الثنائية؛ جهد الإشارة
17.11 *شاشات التلفزيون والكمبيوتر: شاشات CRT، الشاشات المسطحة
17.12 *مخطط كهرباء القلب (ECG أو EKG)
الفصل الثامن عشر: التيارات الكهربائية
18.1 البطارية الكهربائية
18.2 التيار الكهربائي
18.3 قانون أوم: المقاومة والمقاومات
18.4 المقاومة
18.5 الطاقة الكهربائية
18.6 الطاقة في الدوائر المنزلية
18.7 التيار المتردد
18.8 *عرض مجهري للتيار الكهربائي
18.9 * الموصلية الفائقة
18.10 *التوصيل الكهربائي في الجهاز العصبي للإنسان
الفصل 19: دوائر التيار المستمر
19.1 المجالات الكهرومغناطيسية والجهد الطرفي
19.2 توصيل المقاومات على التوالي والتوازي
19.3 قواعد كيرشوف
19.4 المجالات الكهرومغناطيسية المتسلسلة والتوازي؛ شحن بطارية
19.5 الدوائر التي تحتوي على مكثفات موصلة على التوالي وعلى التوازي
19.6 دائرة RC - توصيل ومكثف على التوالي
19.7 المخاطر الكهربائية
19.8 الأميتر والفولتميتر - يؤثر القياس على الكمية التي يتم قياسها
الفصل 20: المغناطيسية
20.1 المغناطيس والمجالات المغناطيسية
20.2 التيارات الكهربائية تنتج مجالات مغناطيسية
20.3 القوة المؤثرة على تيار كهربائي في مجال مغناطيسي؛ تعريف ب
20.4 القوة المؤثرة على شحنة كهربائية تتحرك في مجال مغناطيسي
20.5 المجال المغناطيسي بسبب سلك طويل مستقيم
20.6 القوة بين سلكين متوازيين
20.7 الملفات اللولبية والمغناطيسات الكهربائية
20.8 قانون أمبير
20.9 عزم الدوران (العزم) (العزم) في الحلقة الحالية؛ اللحظة المغناطيسية
20.10 التطبيقات: المحركات ومكبرات الصوت والجلفانومتر
20.11 *مطياف الكتلة
20.12 المغناطيسية الحديدية: المجالات والتباطؤ
الفصل الحادي والعشرون: الحث الكهرومغناطيسي وقانون فاراداي
21.1 المجالات الكهرومغناطيسية المستحثة
21.2 قانون فاراداي للتحريض؛ قانون لينز
21.3 المجالات الكهرومغناطيسية المستحثة في موصل متحرك
21.4 يؤدي تغير التدفق المغناطيسي إلى إنتاج مجال كهربائي
21.5 المولدات الكهربائية
21.6 EMF خلفي خلفي (العزم) مضاد؛ تيارات إيدي
21.7 المحولات ونقل الطاقة
21-8 * تخزين المعلومات: المغناطيسي وأشباه الموصلات؛ الشريط، القرص الصلب، ذاكرة الوصول العشوائي
21.9 *تطبيقات الحث: الميكروفون؛ جهاز قياس الزلازل غفسي
21.10 *الحث
21.11 *الطاقة المخزنة في المجال المغناطيسي
21.12 * حلبة LR
21.13 *دوائر التيار المتردد والمفاعلة
21.14 * دائرة التيار المتردد من سلسلة LRC
21.15 *الرنين في دوائر التيار المتردد
الفصل 22: الموجات الكهرومغناطيسية
22.1 المجالات الكهربائية المتغيرة تنتج مجالات مغناطيسية؛ معادلات ماكسويل
22.2 إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية
22.3 الضوء كموجة كهرومغناطيسية والطيف الكهرومغناطيسي
22.4 قياس سرعة الضوء
22.5 الطاقة في الموجات الكهرومغناطيسية
22.6 نقل الزخم وضغط الإشعاع
22.7 الإذاعة والتلفزيون؛ الاتصالات اللاسلكية
الفصل 23 الضوء: البصريات الهندسية
23.1 نموذج الشعاع للضوء
23.2 التأمل؛ تكوين الصورة بواسطة مرآة الطائرة
23.3 تكوين الصور بواسطة المرايا الكروية
23.4 معامل الانكسار
23.5 الانكسار: قانون سنيل
23.6 إجمالي الانعكاس الداخلي؛ الألياف الضوئية
عدسات رفيعة 23.7؛ تتبع راي
23.8 معادلة العدسة الرقيقة
23.9 *مجموعات العدسات
23.10 *معادلة صانع العدسات
الفصل 24: الطبيعة الموجية للضوء
24.1 الموجات مقابل الجسيمات؛ مبدأ هيغنز والحيود
24.2 *مبدأ هيوجينز وقانون الانكسار
24.3 التداخل – تجربة الشق المزدوج ليونج
24.4 الطيف المرئي والتشتت
24.5 الحيود بواسطة شق واحد أو قرص
24.6 صريف الحيود
24.7 المطياف والتحليل الطيفي
24.8 التدخل في الأغشية الرقيقة
24.9 *مقياس تداخل ميشيلسون
24.10 الاستقطاب
24.11 *شاشات كريستال (LCD)
24.12 *تشتت الضوء في الغلاف الجوي
الفصل 25: الأجهزة البصرية
25.1 الكاميرات: الأفلام والرقمية
25.2 العين البشرية؛ العدسات التصحيحية
25.3 العدسة المكبرة
25.4 التلسكوبات
25.5 المجهر المركب
25.6 انحرافات العدسات والمرايا
25.7 حدود القرار؛ الفتحات الدائرية
25.8 تحليل التلسكوبات والمجاهر؛ حد لامدا
25.9 دقة العين البشرية والتكبير المفيد
25.10 *المجاهر المتخصصة والتباين
25.11 الأشعة السينية وحيود الأشعة السينية
25.12 * التصوير الإشعاعي والتصوير المقطعي المحوسب (CT)
الفصل السادس والعشرون: النظرية النسبية الخاصة
26.1 النسبية الجاليلية النيوتونية
26.2 مسلمات النظرية النسبية الخاصة
26.3 التزامن
26.4 تمدد الزمن ومفارقة التوأم
26.5 انكماش الطول
26.6 الفضاء والزمن رباعي الأبعاد
26.7 الزخم النسبي
26.8 السرعة القصوى
26.9 ح = mc2; نعمة
26.10 الإضافة النسبية للسرعات
26.11 تأثير النسبية الخاصة
الفصل 27: نظرية الكم المبكرة ونماذج الذرة
27.1 اكتشاف وخصائص الإلكترون
27.2 إشعاع الجسم الأسود؛ فرضية بلانك الكمومية
27.3 نظرية الفوتون للضوء والتأثير الكهروضوئي
27.4 الطاقة والكتلة والزخم للفوتون
27.5 * تأثير كومبتون
27.6 تفاعلات الفوتون؛ إنتاج الزوج
27.7 ازدواجية الموجة والجسيم؛ مبدأ التكامل
27.8 الطبيعة الموجية للمادة
27.9 المجاهر الإلكترونية
27.10 النماذج المبكرة للذرة
27.11 الأطياف الذرية: مفتاح بنية الذرة
27.12 نموذج بور
27.13 تطبيق فرضية دي برولي على الذرات
الفصل الثامن والعشرون: ميكانيكا الكم للذرات
28.1 ميكانيكا الكم – نظرية جديدة
28.2 الدالة الموجية وتفسيرها؛ تجربة الشق المزدوج
28.3 مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ
28.4 الآثار الفلسفية؛ الاحتمال مقابل الحتمية
28.5 النظرة الميكانيكية الكمومية للذرات
28.6 ميكانيكا الكم لذرة الهيدروجين؛ أرقام الكم
28.7 الذرات المتعددة الإلكترونات؛ مبدأ الاستبعاد
28.8 الجدول الدوري للعناصر
28.9 *أطياف الأشعة السينية والعدد الذري
28.10 * الإسفار والفسفور
28.11 الليزر
28.12 * التصوير المجسم
الفصل 29: الجزيئات والمواد الصلبة
29.1 *الترابط في الجزيئات
29.2 *مخططات الطاقة المحتملة للجزيئات
29.3 *سندات (فان دير فال) الضعيفة
29.4 * الأطياف الجزيئية
29.5 *الترابط في المواد الصلبة
29.6 *نظرية الإلكترون الحر للمعادن؛ طاقة فيرمي
29.7 *نظرية نطاق المواد الصلبة
29.8 *أشباه الموصلات والمنشطات
29.9 *ثنائيات أشباه الموصلات، ومصابيح LED، ومصابيح OLED
29.10 *الترانزستورات: ثنائي القطب ووحدات MOSFET
29.11 *الدوائر المتكاملة بتقنية 22 نانومتر
الفصل الثلاثون: الفيزياء النووية والنشاط الإشعاعي
30.1 هيكل وخصائص النواة
30.2 ربط الطاقة والقوى النووية
30.3 النشاط الإشعاعي
30.4 اضمحلال ألفا
30.5 اضمحلال بيتا
30.6 اضمحلال غاما
30.7 حفظ العدد النووي وقوانين الحفظ الأخرى
30.8 نصف العمر ومعدل الاضمحلال
30.9 الحسابات التي تتضمن معدلات الاضمحلال ونصف العمر
30.10 سلسلة الاضمحلال
30.11 التأريخ الإشعاعي
30.12 *الاستقرار وحفر الأنفاق
30.13 الكشف عن الجسيمات
الفصل 31: الطاقة النووية؛ آثار واستخدامات الإشعاع
31.1 التفاعلات النووية وتحويل العناصر
31.2 الانشطار النووي؛ المفاعلات النووية
31.3 الاندماج النووي
31.4 مرور الإشعاع عبر المادة؛ الأضرار البيولوجية
31.5 قياس الإشعاع – قياس الجرعات
31.6 *العلاج الإشعاعي
31.7 *التتبعات في البحث والطب
31.8 *التصوير المقطعي بالانبعاث: PET وSPECT
31.9 الرنين المغناطيسي (NMR) والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)
الفصل 32: الجسيمات الأولية
32.1 الجسيمات والمسرعات عالية الطاقة
32.2 بدايات فيزياء الجسيمات الأولية – تبادل الجسيمات
32.3 الجسيمات والجسيمات المضادة
32.4 تفاعلات الجسيمات وقوانين الحفظ
32.5 النيوترينوات
32.6 تصنيف الجسيمات
32.7 استقرار الجسيمات والرنين
32.8 الغرابة؟ سحر؟ نحو نموذج جديد
32.9 كواركات
32.10 النموذج الكلاسيكي: QCD ومجلسية الكهروضعف
32.11 النظريات الموحدة الكبرى
32.12 الأوتار والتناظر الفائق
الفصل 33: الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات
33.1 النجوم والمجرات
33.2 التطور النجمي: ولادة النجوم وموتها، والتخليق النووي
33.3 قياسات المسافة
33.4 النسبية العامة: الجاذبية وانحناء الفضاء
33.5 الكون المتوسع: الانزياح الأحمر وقانون هابل
33.6 الانفجار الكبير والخلفية الكونية الميكروية
33.7 النموذج الكوني القياسي: التاريخ المبكر للكون
33.8 التضخم: شرح التسطيح والتوحيد والبنية
33.9 المادة المظلمة والطاقة المظلمة
33.10 البنية واسعة النطاق للكون
33.11 تايمز...