Cursul de Fizică Generală era predat în anul I la Facultatea de Științe de la Universitatea din București de către profesorul C. Stătescu. Prezentăm programa analitică (din anul 1929) a acestui curs obligatoriu pentru studenții Institutului de Chimie Industrială din cadrul Facultății de Științe.

„Introducere :

Obiect și metode ale fizicei.

Măsuri de lungimi și de unghiuri, verniere, sferometru, catetometru, nivelă.

Unități de măsură. Dimensiuni.

Vectori : operații vectoriale, momente.

1. CORPURI SOLIDE.

Noțiuni de mecanică și gravitate.

a) Mișcarea liberă.

Cinematica : traiectoria, viteză liniară, mișcare absolută și mișcare relativă. Mișcare uniformă. Viteza unghiulară. Mișcare variată.

Accelerația : componenta tangențială și normală, mișcare uniform variată.

Dinamica : forțe, principiul inerției, massa, gravitatea. Legile căderei corpurilor. Planul înclinat. Mașina Atwood. Mișcarea unui punct material sub influența gravitășei. Mișcarea proectilelor în vid. Principiul egalităței acțiunei și reacțiunei. Legea gravitațiunei. Atracțiunea pământului. Legea atracțiunei universale. Coeficientul de proporționalitate din legea gravitațiunei (constanta gravitațiunei universale). Densitatea medie a pământului. Lucru mecanic, unități, forță vie, energia cinetică. Teoremul forțelor vii. Potențial, energie potențială. Principiul conservărei energiei.

b) Mișcări silite.

Mișcarea pe un plan înclinat : Mașini. Rezistență. Dinamometru. Prony.

Mișcarea în jurul unei axe : Corp solid. Mișcarea de rotație. Moment static. Forțe paralele. Cuplu.

Mașini : pârghii, balanțe, metode de cântărire, massă și greutate, scripete. Forțe centripetale și centrifugale. ,,Giroscopul”. Momente de inerție. Pendulul simplu și compus. Pendul reversibil. Intensitatea accelerațiunei gravităței g. Perioada oscilației pendulului. Influența rotației pământului asupra greutăței corpurilor. Turtirea pământului la poli. Geoid. Variația greutăței : Balanța Etvs. Flux și reflux.

c) Principiile generale ale mecanicei. Statica : principiul deplasărilor virtuale. Dinamica : principiul d’Alembert. Relativitatea mișcărei. Sistem inerțial. Principiul relativităței în mecanica clasică. Formulele de transformare. Iuțeala luminei este constant. Principiul special (restrains) al relativităței (Einstein). Noțiunea relativistă a massei. Inerția energiei. Principiul general al relativităței.

d) Câteva proprietăți ale materiei : Divizibilitate- atomi-cohesiune- stările de agregație. Elasticitatea la solide. Legea Hooke. Coeficient și modul de elasticitate. Compresiune și tracțiune. Flexiune și torsiune. Corpuri omogene și eterogene (isotropi și anisotropi).

e) Starea cristalizată a materiei : proprietăți de simetrie, sisteme cristaline. Legile cristalografiei. Teoria structurei cristaline. Proprietățile fizice ale cristalelor.

1. CORPURI LICHIDE.

a) Presiuni.

Lichide ideale. Propagarea presiunei în interiorul unui lichid. Presa hidraulică. Compresibilitate-piezometre. Presiunea hidrostatică. Paradoxul hidrostatic. Vase comunicante. Principiul Arhimede. Balanța hidrostatică. Plutirea. Metacentru. Densitate-greutate specifică. Densitatea solidelor (picnometre și areometre). Densitatea lichidelor (picnometre, densimetre, balanțe Mohr).

b) Lichidele în mișcare.

1) Presiunea și iuțeala la lichidele în scurgere. Presiunea hidrodinamică. Iuțeala de scurgere și debitul ( Legea Toricelli). Frecare. Legea Poisenille. Unde în apă. Iuțeala lor de propagare. Forțe hidraulice. Roți și turbine de apă.

2) Deplasări ale lichidelor datorite forțelor moleculare. Mișcări moleculare în lichide. Fenomene capilare. Stratul limită : presiunea lui depinde de curbură. Tensiunea superficială. Soluțiuni. Difuziune. Osmosă-presiune osmotică. Iuțeala de difuziune-cristaloide și coloide.

III. GAZE.

a) Presiune și volum.

Expansibilitate și compresibilitatea gazelor : Legea Boyle-Mariotte-Gay-Lussac. Teoria cinetică a gazelor. Constanta gazelor. Numărul Avogadro. Iuțeala mișcărei moleculare. Mărimea moleculelor. Complectarea Legei Boyle-Mariotte de către Van der Waals. Principiul Arhimede la gaze. Reducerea cântăririlor la vid. Baloane și avioane. Presiunea atmosferică. Barometre- (măsura înălțimilor cu barometrul). Pompe pneumatice. Pompe cu mercur sistem Gaede. Trompe cu apă și mercur. Pompe de compresiune. Manometre. Pompe aspiratoare-respingătoare. Sifon.

b) Gaze în mișcare.

Iuțeala de scurgere și măsura densităței gazelor. Difuziunea gazelor. Legea Graham. Acțiunea de absorbție a unui curent de gaz. Disolvarea gazelor în lichide. Aderența lor de corpurile solide.

1. CĂLDURA.

a) Teoria moleculară a căldurei. Natura căldurei. Teoriile vechi. Definiția temperaturei. Termodinamica. Căldura o formă a energiei. Prima lege a termodinamicei : principiul conservărei energiei. Mașini termice : mașini cu vapori- motori cu explozie. A doua lege a termodinamicei : principiul lui Carnot. Entropia.

b) Termometrie. Termometre cu gaz. Zero absolut de temperatură. Termometre cu mercur. Alte forme de termometre.

c) Dilatarea corpurilor din cauza căldurei : la solide, lichide și gaze. Coeficient de dilatare. Măsura dilatărei mercurului. Variațiunile de volum și densitate a apei.

d) Calorimetrie. Călduri specifice. Calorie. Metode calorimetrice : metoda amestecurilor. Metoda topirei gheței. Calorimetrul Bunsen. Căldura atomică- legea Dulong și Petit. Căldura specifică a gazelor. Teoriile vechi asupra căldurei specifice. Teoriile noui : teoria quantelor.

e) Schimbarea stărilor de agregație.

Topirea. Căldura latentă de topire. Influența presiunei. Solidificare.

Trecerea lichidelor în gaze. Vaporizarea. Vaporizarea în vid : vapori saturați și nesaturați. Presiunea maximă a vaporilor. Vaporizarea în un gaz : evaporațșia. Fierberea : legi, influența presiunei. Distilație. Turbine cu vapori. Calefacție.

Căldura de vaporizație.

Sublimație : echilibrul unui corp sub cele trei stări de agregație. Temperaturi critice : experiențele Andrews. Continuitatea stărei lichide și stărei gazoase. Lichefacerea gazelor : compresiune și răcire. Răcirea prin detentă. Mașini de lichefacerea gazelor. Vaporarea de apă în atmosferă : higrometria. Principiile higrometrelor. Psychometre. Higrometre cu păr. Roua, bruma, ceața, nouri, ploaia.

Disolvarea : soluțiuni saturate. Cristalizare. Suprasaturație. Amestecuri refrigerente.

Soluțiuni diluate. Crioscopia : legea Raoult. Tonometria. Osmosa și presiunea osmotică. Analogia între soluțiunile diluate și gaze. Electroliții. Soluțiuni coloidale. Densitatea gazelor și vaporilor. Relațiunea între densitatea vaporilor și greutatea moleculară.

f) Fenomene termo-chimice. Disociație. Căldura reacțiunilor de combinație. Căldura de ardere. Sobele de regenerație Siemens. Arderi : iuțeală de ardere. Exploziuni. Flacăra. Soarele ca isvor de căldură.

g) Propagarea căldurei prin conductibilitate (legea Wiedemann și Franz). Conductibilitatea la lichide și gaze. Propagarea prin convecțiune. Propagarea prin radiere. Eterul.

V. MIȘCAREA OSCILATORIE ȘI ACUSTICĂ.

Vibrații. Oscilațiile unui șir de puncte legate elastic. Vibrațiuni transversale. Perioada, lungimea de undă. Iuțeala de propagare. Compunerea mișcărilor vibratorii. Vibrațiuni longitudinale. Compunerea vibrațiilor. Interferența. Unde staționare. Noduri și umflări. Suprafața de undă. Principiul Huygens. Iuțeala de propagare depinde de elasticitatea și densitatea mediului (formula Newton).

a) Producerea și propagarea sunetului. Sgomote și sunete muzicale. Calitățile sunetului : intensitate, înălțime și timbru. Sunet fundamental și armonice.

b) Înălțimea : numărul vibrațiilor unui ton. Sirena. Intervale muzicale, tonuri majore și minore. Limita auditivă a sunetelor. Principiul Doppler.

c) Timbrul. Teorema Fourier. Analiza sunetului. Instrumente muzicale. Rezonanță. Rezonatori. Auzul.

d) Isvoare sonore : coarde. Vergi-diapazon. Membrane. Vibrațiuni longitudinale la corpurile solide. Coloane sonore de aer- tuburi sonore. Diverse instrumente de vânt. Flacări sensibile.

e) Interferența sunetului. Bătăi. Consonanță și dizonanță.

VI. OPTICA.

A) Optica geometrică.

a) Teorii ale luminei. Iuțeala de propagare. Propagarea în linie dreaptă.

b) Intensitatea luminoasă. Fotometrie-unitate.

c) Reflexiunea luminei : oglinzi plane. Oglinzi sferice. Oglinzi concave : oglinzi parabolice. Imagini reale și virtuale. Întrebuințările oglinzilor concave. Oglinzi convexe.

d) Refracția. Prin straturi plan paralele. Prin prisme. Dispersiunea luminei. Spectre. Liniile Frauenhoffer. Refracția simplă : Legi, indici de refracție. Reflexiune totală. Refracția dublă : prin spatul de Islanda. Sistemele cristaline în privința refracției. Cristale uniaxe și biaxe. Caracteristica luminei dublu refractată. Prisma Nicol. Măsura indicilor de refracție : minimum de deviație, reflexiune totală. Refractometre (Abbe). Mersul dispersiunei. Formula de dispersiune.

Refracția prin suprafețe sferice. Formulă de refracție prin suprafețe sferice. Imagini. Refracția prin un sistem centrat. Lentile. Formula generală. Plane și puncte principale. Puncte și suprafețe nodale. Construcție geometrică a imaginilor. Lentile biconvexe, biconcave. Acromatism : la lentile și la prisme. Aberațiuni. Astigmatism. Diafragme – rolul lor.

e) Instrumente optice. Camera fotografică, ochiul, lupa. Microscop : claritate, puterea de mărire, puterea de separație. Imersiune. Ultramicroscop. Lunete. Diversele însușiri ale instrumentelor optice.

B) Optica fizică.

a) Interferența luminei, oglinzile Fresnel. Natura ondulatoare a luminei. Lame subțiri. Întrebuințarea interferenței la măsuri fizice.

Difracția luminei prin o deschidere fină. Spectre de difracție. Măsura lungimei de undă. Ultramicroscop.

b) Polarizația luminei. Polarizația luminei prin refracția dublă. Transversalitatea vibrațiilor luminoase. Despărțirea vibrațiilor luminoase în componente. Polarizația prin reflexie și prin refracție. Unghiul de polarizație. Lumina naturală. Interferența luminei polarizate.

Polarizație rotatorie : rotirea planului de polarizație. Polarimetre. Sacharometre.

Absorpție și Emisiune : nașterea culorilor prin absorpție. Micșorarea intensităței luminoase prin absorpție. Fosforescența și Fluorescența.

Radiațiunile isvoarelor artificiale de lumină. Radiațiuni calorice. Radiare (legea Prevost). Relația dintre emisiune și absorpțiune (legea lui Kirchoff). Corpuri negre. Legile fundamentale ale raadiațiunei corpurilor negre. Formula Planck. Realizarea corpului negru. Spectru corpurilor radiante. Analiza spectrală. Principiul Doppler. Spectru de linii. Spectrul soarelui – origina liniilor negre Frauenhoffer. Dispersiune anormală.

VII. ELECTRICITATEA.

a) Electrostatica. Electrizarea prin frecare. Ambele feluri de electricități se nasc în același timp. Conductori și izolatori. Electroscop și electrometru. Legea lui Coulomb Potențial electric : unitatea diferenței de potențial. Suprafețe echipotențiale. Linii de forță. Electrizrea prin influență. Densitate electrică. Teoria Faraday asupra inducțiunei. Electricitatea este la suprafața conductorilor. Experiențele Faraday : ecran electric. Constanta dielectrică. Condensatori. Capacitatea electrostatică. Descărcarea electrică prin scântei . Mașini electrice. Electroforul. Mașina Holtz. Mașina Whimshurst.

b) Electrocinetica.

1) Curentul electric : Descărcarea prin conductori, curentul electric. Legea Ohm. Legil Kirchoff. Energia unei sarcini electrice. Energia curentului electric. Nașterea căldurei prin curenți electrici.

Termoelectricitatea. Elemente termice.

Electroliza. Disociația electrolitică. Legea Faraday. Electroliza apei. Aplicațiunile electrolizei. Acțiunile electromotrice ale ionilor. Presiunea electrolitică de dizolvare. Mecanismul elementelor galvanice (după Nernst). Elementele galvanice. Gruparea lor. Elemente normale. Polarizația galvanică. Acumulatori.

2) Electromagnetismul și magnetismul : acțiunile magnetice ale unui curent. Acțiunile curenților. Solenoid. Electromagnet. Magnetismul : declinație și înclinație. Acțiunile reciproce ale magneților. Linii de forță magnetice. Intensitatea câmpului magnetic. (Teoria moleculară a magneților. Para și diamagnetism). Busola de tangente. Măsura absolută a curentului. Galvanometre. Teoria moleculară a magnetismului. Para și diamagnetism. Permeabilitate. Hysteresis magnetic. Magnetism remanent, forță coercitivă.

3) Inducțiune magnetică și voltaică. Telefon și microfon. Inductor (mașini de inducție). Transformatori. Condițiunile nașterei curenților de inducțiune, legea Lenz, legile inducțiunei. Unitatea de forță electromotrice. Rezistența electrică : măsura ei.

Selfinducția : coeficienți, extracurent. Curenții Foucault. Curenți continui și alternativi. Mașină dinamo. Electromotori. Mașini pentru curenți alternativi. Motori cu curent alternativ.

c) Descărcarea prin gaze. Fenomenul descărcărei în gaze rarefiate. Proprietăți și natura razelor catodice. Deviația lor în câmpul electric și magnetic. Electroni. Nașterea electronilor prin foto-electricitate și prin căldură. Raze canal (sau pozitive). Ionizarea gazelor. Măsura curenților de ionizare. Sarcina electrică a ionilor. Sarcina electrică elementară. Sarcina specifică e/m.

d) Raze Roentgen sau raze X : proprietăți. Reflexiunea razelor Roentgen în cristale. Măsura lungimei de undă ( λ ) a lor. Spectre de radiațiuni Roentgen.

e) Radioactivitatea : observații fundamentale. Teoria desfacerei atomului. Constanta acestei desfaceri. Echilibru radioactiv. Formarea substanțelor radioactive din substanța mumă. Privire asupra diverselor feluri de raze. Raze (alfa). Radium.

f) Constituția atomului. Atomul Rutherford. Constituția și spectrul atomului de Hidrogen. Spectre Roentgen în lumina teoriei lui Bohr. Numărul sarcinei sâmburelui. Numărul de ordine, sau numărul atomic. Isotropie. Tabloul elementelor.

g) Oscilațiuni electrice : Încercările fundamentale. Relațiunea dintre radiațiunile electrice și luminoase. Experiențele H. Hertz. Telegrafia și telefonia fără fir. Tabloul undelor electromagnetice de frecvențe felurite. Lungimea de undă și regiuni de spectru măsurate în Angstrom”.

[Andreea-Diana Ilie, Adelina Zemoiu]