مبانی فیزیک هالیدی

کتاب مبانی فیزیک جزو منابعی است که به هرکسی که قصد ورود به المپیاد فیزیک را داشته باشد، به عنوان یکی از اولین منابع معرفی می شود. این کتاب که به «فیزیک هالیدی» مشهور است، اثر دیوید هالیدی، رابرت رزنیک و در ویراست های جدیدتر، یرل واکر است. فیزیک هالیدی در نسخه های متعددی داخل ایران وجود دارد و اکثر ناشران دانشگاهی و آموزشی، آن را ترجمه کرده اند. همچنین این کتاب به عنوان کتاب درسی پایه در رشته های مهندسی در دانشگاه تدریس می شود. در حال حاضر 12 ویراست از این کتاب منتشر شده است که ویراست دوازدهم در سال 2021 منتشر شد. ویراست آخر این کتاب هنوز در ایران ترجمه نشده است اما تا ویراست یازدهم در بازار موجود است. برخی از معروف ترین ناشرانی که این کتاب را ترجمه و چاپ کرده اند عبارتند از:
مرکز نشر دانشگاهی، انتشارات نیاز دانش، انتشارات صفار و …

این متن طبق ویراست ده کتاب نوشته شده است. تفاوت اصلی میان ویرایش های مختلف کیفیت چاپ و سوالات و مثال های هر فصل است. وگرنه از لحاظ متن، تفاوت چندانی میان ویراست های گوناگون وجود ندارد.
ویراست دهم این کتاب در 44 فصل تألیف شده است که می توان آن ها را به چهار بخش کلی تقسیم کرد. بخش اول، که در المپیاد فیزیک مهم ترین بخش کتاب است، به مکانیک اختصاص دارد و فصل های 1 تا 13 را در بر می گیرد. البته فصل 15 که نوسان است و دو فصل بعدی که به امواج مادی پرداخته اند نیز جزو مکانیک به حساب می آید. بخش های دیگر به صورت کلی عبارتند از الکترومغناطیس و اپتیک، ترمودینامیک و نظریه جنبشی و فیزیک مدرن.

به طور کلی کتاب مباحث را تا مرحله دوم به خوبی دارد ولی باید توجه داشت که به تنهایی منبع کافیای برای حل مساله نیست. از لحاظ پیش نیاز ریاضیاتی، لازم است حسابان مختصری در حد مشتق و انتگرال مقدماتی و مثلثات بلد باشید.

مرحله مقدماتی(مرحله اول و دوم)

دوره تابستانی(40نفر)

دوره تیم/جهانی

مکانیک

فصل 1.اندازه گیری

زیرسرفصل‌ها :

یکا ها تبدیل یکا ها تخمین دقت در اندازه گیری و ارقام با معنی زمان یکای استاندارد جرم چگالی

فصل 2.حرکت یک بعدی

زیرسرفصل‌ها :

حرکت جابجایی و مسافت سرعت و تندی متوسط سرعت لحظه ای شتاب ثابت سقوط آزاد تحلی نمودار ها

فصل 3.بردار ها

زیرسرفصل‌ها :

مختصه های بردار توابع مثلثاتی و معکوس آنها بردار های پایه(یکه) جمع و تفریق بردار ها ضرب نقطه ای و برداری

فصل 4.حرکت دو و سه بعدی

زیرسرفصل‌ها :

جابجایی در برابر مسافت سرعت متوسط و لحظه ای شتاب متوسط و لحظه ای پرتابه حرکت دایره ای یکنواخت حرکت نسبی

منابع :

فصل 5.نیرو و حرکت 1

زیرسرفصل‌ها :

قانون اول و دوم نیوتن نیروی گرانشی نیروی اصطکاک نیروی کشش طناب قانون سوم نیوتن استفاده از قوانین نیوتن(رسم دیاگرام جسم آزاد و...)

فصل 6.نیرو و حرکت 2

زیرسرفصل‌ها :

اصطکاک

نیروی کششی و سرعت حد حرکت دایره ای یکنواخت

فصل 7.کار و انرژی جنبشی

زیرسرفصل‌ها :

انرژی جنبشی کار قضیه کار و انرژی کار نیروی گرانشی کار نیروی فنر کار نیروی دلخواه توان

فصل 8.انرژی پتانسیل و تبدیل انرژِی

زیرسرفصل‌ها :

انرژی پتانسیل نیروهای پایستار و ناپایستار تبدیل انرژی مکانیکی نمودار انرژی پتانسیل بدست آوردن نیرو از پتانسیل بدست آوردن پتانسیل از نیرو کار نیروی خارجی پایستگی انرژی

فصل 8.انرژی پتانسیل و تبدیل انرژی

زیرسرفصل‌ها :

نقاط تعادل تعادل پایدار و ناپایدار

فصل 9.مرکز جرم و تکانه خطی

زیرسرفصل‌ها :

مرکز جرم قانون دوم نیوتن برای مجموعه ای از ذرات تکانه خطی برخورد و ضربه پایستگی تکانه خطی تکانه و انرژی جنبشی در برخورد برخورد کشسان یک بعدی برخورد ناکشسان یک بعدی برخورد در دو بعد جرم متغیر

فصل 9.مرکز جرم و تکانه خطی

زیرسرفصل‌ها :

جرم متغیر

فصل 10.دوران

زیرسرفصل‌ها :

متغیر های دورانی دوران با شتاب زاویه ای ثابت کمیت های دورانی به صورت برداری

رابطه میان سینماتیک خطی و دورانی انرژی جنبشی در دوران لختی دورانی گشتاور قانون دوم نیوتن برای دوران کار و انرژی جنبشی دورانی

فصل 11.غلتش گشتاور و تکانه زاویه ای

زیرسرفصل‌ها :

غلتش نیروها و انرژی جنبشی غلتش

یویو قانون دوم نیوتن در شکل زاویه ای تکانه زاویه ای جسم صلب پایستگی تکانه زاویه ای

فصل 11.غلتش گشتاور و تکانه زاویه ای

زیرسرفصل‌ها :

بررسی بیشتر گشتاور تکانه زاویه ای

فصل 11.غلتش گشتاور و تکانه زاویه ای

زیرسرفصل‌ها :

ژیروسکوپ

فصل 12.تعادل و کشسانی

زیرسرفصل‌ها :

تعادل اجسام صلب مرکز گرانی

کشسانی

فصل 13.گرانش

زیرسرفصل‌ها :

قانون گرانش نیوتن همنهشتی گرانش گرانش در سطح زمین انرژی پتانسیل گرانشی سرعت فرار

فصل 13.گرانش

زیرسرفصل‌ها :

گرانش داخل زمین قانون کپلر ماهواره ها وسیارات

فصل 14.شاره ها

زیرسرفصل‌ها :

چگالی و فشار فشار مایعات اصل پاسکال نیروی ارشمیدس شاره های آرمانی در حال حرکت معادله پیوستگی معادله برنولی

فصل 15.نوسان ها

زیرسرفصل‌ها :

حرکت هماهنگ ساده قانون نیرو برای حرکت هماهنگ ساده انرژی در حرکت هماهنگ ساده نوسانگر هماهنگ زاویه ای آونگ ها مقایسه حرکت هماهنگ ساده و حرکت دایره ای یکنواخت حرکت هماهنگ ساده میرا نوسان های واداشته و تشدید

فصل 16.امواج 1

زیرسرفصل‌ها :

انواع موج ها موج های عرضی و طولی طول موج و عدد موج زاویه ای دامنه و فاز دوره تناوب بسامد و بسامد زاویه ای تندی موج پیشرونده تندی موج در ریسمان کشیده شده انرژی و توان موج پیشرونده در ریسمان معادله موج اصل برهمنهی امواج تداخل امواج بردار های فاز امواج ایستاده امواج ایستاده و تشدید

فصل 17.امواج 2

زیرسرفصل‌ها :

امواج صوتی تندی صوت امواج صوتی پیشرونده تداخل شدت و تراز صوت چشمه های صوتی در موسیقی زنش اثر دوپلر تندی های فراصوتی امواج ضربه ای

ترمودینامیک

فصل 18.دما گرما و قانون اول ترمودینامیک

زیرسرفصل‌ها :

دما قانون صفرم ترمودینامیک

اندازه گیری دما مقیاس های سلسیوس و فارنهایت انبساط گرمایی گرما ظرفیت گرمایی و ظرفیت گرمایی ویژه ظرفیت گرمایی ویژه مولی گرمای نهان(گرمای تغییر حالت) قانون اول ترمودینامیک فرایند های خاص ترمودینامیکی رسانش تابش

فصل 19.نظریه جنبشی گاز ها

زیرسرفصل‌ها :

عدد آواگادرو معادله حالت گاز کامل کار انجام شده توسط گاز کامل در دمای ثابت کار انجام شده در حجم و فشار ثابت فشار دما و تندی مجذور میانگین مربعی انرژی جنبشی انتقالی پویش آزاد میانگین توزیع تندی های مولکولی انرژی درونی گرمای ویژه مولی در حجم ثابت گرمای ویژه مولی در فشار ثابت درجات آزادی و گرماهای ویژه مولی نکته ای از نظریه کوانتومی انبساط بی در رو گاز کامل انبساط های آزاد

فصل 20.آنتروپی و قانون دوم ترمودینامیک

زیرسرفصل‌ها :

ماشین کارنو بازده ماشین کارنو یخچال ها و یخچال کارنو بازده ماشین های واقعی

فصل 20.آنتروپی و قانون دوم ترمودینامیک

زیرسرفصل‌ها :

فرایندهای برگشت ناپذیر و آنتروپی تغییر در آنتروپی قانون دوم ترمودینامیک ماشین استرلینگ دیدگاه آماری آنتروپی

الکترومغناطیس

فصل 21.قانون کولن

زیرسرفصل‌ها :

بار الکتریکی رسانا ها و عایق ها قانون کولن

فصل 22.میدان الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

میدان الکتریکی خطوط میدان الکتریکی میدان الکتریکی ناشی از ذره باردار میدان الکتریکی ناشی از دوقطبی الکتریکی میدان ناشی از خط باردار میدان ناشی از حلقه باردار میدان ناشی از قرص باردار اندازه گیری بار بنیادی فروشکست الکتریکی و جرقه زنی مطالعه دوقطبی در میدان الکتریکی انرژی پتانسیل دوقطبی الکتریکی

فصل 23.قانون گاوس

زیرسرفصل‌ها :

شار الکتریکی قانون گاوس رسانای منزوی باردار کاربرد قانون گاوس-تقارن استوانه ای کاربرد قانون گاوس-تقارن صفحه ای کاربرد قانون گاوس-تقارن کروی

فصل 24.پتانسیل الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

انرژی پتانسیل الکتریکی پتانسیل الکتریکی سطوح هم پتانسیل محاسبه پتانسیل با استفاده از میدان الکتریکی پتانسیل ناشی از بار نقطه ای پتانسیل ناشی از دوقطبی الکتریکی پتانسیل ناشی از توزیع بار پیوسته انرژی پتانسیل الکتریکی دستگاه بار های نقطه ای پتانسیل رسانای منزوی باردار

فصل 24.پتانسیل الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

محاسبه میدان الکتریکی با استفاده از پتانسیل

فصل 25.ظرفیت الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

ظرفیت الکتریکی و خازن خازن صفحه-موازی خازن استوانه ای خازن کروی خازن های موازی و سری انرژی ذخیره شده در میدان الکتریکی و انرژی خازن چگالی انرژی دی الکتریک خازن با دی الکتریک

فصل 26.جریان و مقاومت الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

جریان الکتریکی چگالی جریان مقاومت و مقاومت ویژه الکتریکی قانون اهم توان در مدار های الکتریکی نیم رسانا ها و ابررسانا ها

27.مدار های الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

کار انرژی و نیروی محرکه الکتریکی قاعده حلقه(KVL) قاعده گره(KCL) مقاومت درونی باتری مقاومت سری و موازی توان در مدار آمپرسنج و ولت سنج مدار های RC

فصل 28.میدان مغناطیسی

زیرسرفصل‌ها :

تعریف میدان مغناطیسی ترکیب میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی عمود بر هم اثر هال سیکلروترون و سنکروتون نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان گشتاور وارد بر حلقه حامل جریان دوقطبی مغناطیسی حرکت در مختصات قطبی صفحه ای

فصل 29.میدان مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی

زیرسرفصل‌ها :

میدان های مغناطیسی ایجاد شده به علت جریان الکتریکی نیروی بین دو سیم حامل جریان موازی قانون آمپر سیم لوله و چنبره حلقه جریان به عنوان دوقطبی مغناطیسی

فصل 30.القا و القاییدگی

زیرسرفصل‌ها :

قانون لنز و قانون فارادی القا و تبدیل انرژی میدان الکتریکی القا شده القا و القاگر خود القایی مدار RL انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی چگالی انرژی میدان مغناطیسی القای متقابل

فصل 31.نوسان های الکترومغناطیسی و جریان متناوب

زیرسرفصل‌ها :

نوسانات در مدار LC ترانسفورماتور ها

فصل 31.نوسان های الکترومغناطیسی و جریان متناوب

زیرسرفصل‌ها :

نوسانات میرا در مدارهای RLC

فصل 31.نوسان های الکترومغناطیسی و جریان متناوب

زیرسرفصل‌ها :

نوسان واداشته در سه مدار ساده سری های مدار RCL توان در مدارها با جریان متفاوت

فصل 32.معادلات ماکسول

زیرسرفصل‌ها :

آهنربا ها

فصل 32.معادلات ماکسول

زیرسرفصل‌ها :

قانون گاوس برای میدان های مغناطیسی میدان مغناطیسی القا شده جریان جابجایی مغناطیس و الکترون ها دیامغناطیس پارامغناطیس فرومغناطیس

فصل 33.امواج الکترومغناطیس

زیرسرفصل‌ها :

بازتاب و شکست بازتاب کامل داخلی قطبش با بازتاب

فصل 33.امواج الکترومغناطیس

زیرسرفصل‌ها :

انتقال انرژی و بردار پوینتینگ فشار تابشی

فصل 33.امواج الکترومغناطیس

زیرسرفصل‌ها :

امواج الکترومغناطیس قطبش

اپتیک

فصل 34.تصویر ها

زیرسرفصل‌ها :

تصاویر و آینه های تخت آینه های کروی اثبات ها

فصل 34.تصویر ها

زیرسرفصل‌ها :

سطوح کروی شکست کننده عدسی ها ابزار های نوری

فصل 35.تداخل

زیرسرفصل‌ها :

نور به عنوان موج

فصل 35.تداخل

زیرسرفصل‌ها :

آزمایش تداخل یانگ شدت در آزماییش دو شکاف یانگ تداخل روی فیلم های نازک تداخلگر میکلسون

فصل 36.پراش

زیرسرفصل‌ها :

پراش از یک شکاف(تک شکافی) شدت در پراش تک شکافی پراش با یک دیافراگم دایره ای پراش از دو شکاف توری پراش انتشار و قدرت تفکیک توری پراش اکس ری

فیزیک نوین

فصل 37.نسبیت

زیرسرفصل‌ها :

همزمانی و انبساط زمان نسبیت طول تبدیلات لورنتز نسبیت سرعت ها اثر دوپلر در نور تکانه و انرژی

فصل 38.فوتون ها و موج های ماده

زیرسرفصل‌ها :

فوتون کوانتوم نور اثر فوتوالکتریک الکترون ها و موج های ماده

فصل 38.فوتون ها و موج های ماده

زیرسرفصل‌ها :

فوتون ها تکانه پراکندگی کمپتون تداخل نور تولد فیزیک کوانتوم معادله شرودینگر اصل عدم قطعیت هایزنبرگ بازتاب از یک گام بالقوه تونل زنی در سد

فصل 39.مطالعه بیشتر درباره موج های ماده

زیرسرفصل‌ها :

انرژی های الکترون به دام افتاده تابع های موج الکترون به دام افتاده الکترون در چاه متناهی دام های الکترونی دو بعدی و سه بعدی اتم هیدروژن

فصل 40.همه چیز درباره اتم ها

زیرسرفصل‌ها :

خواص اتم ها آزمایش اشترنگرلاخ تشدید مغناطیسی اصل طرد و چندین الکترون در یک دام ساختمان جدول تناوبی عناصر پرتو های ایکس و شماره گذاری عنصر ها لیزر ها

فصل 41.رسانش الکتریسیته در جامدات

زیرسرفصل‌ها :

خواص الکتریکی در فلزات نیمه هادی ها و دوپینگ پیوندگاه p-n و ترانزیستور

فصل 42.فیزیک هسته ای

زیرسرفصل‌ها :

کشف شدن هسته اتم برخی از خاصیت های هسته ای تجزیه رادیو اکتیو واپاشی آلفا واپاشی بتا

فصل 42.فیزیک هسته ای

زیرسرفصل‌ها :

سن یابی پرتوزایی اندازه گیری دز بندی تابش مدل های هسته ای

فصل 43.انرژی هسته ای

زیرسرفصل‌ها :

شکافت هسته ای راکتور هسته ای راکتور هسته ای طبیعی گداخت گرما هسته ای:فرایند اساسی گداخت گرما هسته ای در خورشید و ستاره های دیگر گداخت گرما هسته ای مهار شده