Autor podává klasický popis gravistatického a elektrostatického pole, probírá základy kvantové teorie polí konečného dosahu a současné představy o vesmíru a jeho gravitačním a elektrostatickém poli. Vysvětluje megafyzikální pojetí hmotnosti, setrvačnosti a energie, Lorentzovu transformaci, relativistickou transformaci síly, elektrodynamické, gravidynamické, mezonové a leptonové dynamické pole. Shrnuje obecnou teorii šíření vln, zabývá se vlivem místního gravitačního pole na geometrii prostoročasu a na šíření elektromagnetického pole..
PŘEDMLUVA 11 // ÚVOD 15 // a) Hmota a fyzikální jevy 15 // b) Látka, pole, částice 17 // c) Fyzikální teorie a experiment 20 // 1. STATICKÁ FYZIKÁLNÍ POLE 22 // 1.1. Základní jevy a veličiny charakterizující materiální objekty 22 // 1.1.1. Hmotnost a gravistatická interakce 22 // a) Setrvačná hmotnost a síla 23 // b) Zobecnění pojmu síly 26 // c) Gravitační hmotnost 27 // d) Newtonův gravitačni zákon 30 // 1.1.2. Elektrický náboj a elektrostatická interakce 32 // a) Elektrický náboj 33 // b) Coulombův zákon 36 // c) Zákon zachování náboje 37 // d) Elementární náboj a zákon kvantování náboje 37 // 1.2. Veličiny popisující pole 39 // 1.2.1. Intenzita pole 40 // a) Definice intenzity 40 // b) Zákon superpozice 41 // c) Tok vektoru intenzity pole 42 // d) Věta Gaussova-Ostrogradského 45 // 1.2.2. Potenciál pole 46 // a) Práce síly v poli, konzervativní síly 46 // b) Potenciální energie, potenciál 49 // 1.2.3. Souvislost intenzity pole s potenciálem 53 // 1.2.4. ’ Příklady polí spojitých materiálních objektů 56 // a) Obecný postup řešení polí spojitých objektů 56 // b) Intenzita pole přímkového materiálního objektu 57 // c) Intenzita pole materiálního objektu tvaru roviny 59 // d) Intenzita a potenciál pole materiálního objektu tvaru uzavřené kulové plochy 60 // e) Intenzita a potenciál pole materiálního objektu tvaru plné koule s konstantní objemovou hustotou 64 // 5 f) Pole materiálního objektu s kulově symetrickou objemovou hustotou; gravitační pole Země 66 // 1.2.5. Vlastní gravistatická a elektrostatická energie materiálních objektů 67 // a) Vlastní energie 67 // b) Vlastni energie soustavy sférických materiálních objektů 68 // c) Vlastní energie materiálního objektu se spojitě rozloženou hmotností, resp. nábojem 70 // 1.2.6. Energie pole 72 //
a) Energie elektrostatického pole 72 // b) Energie gravistatického pole 74 // 1.3. Vlastnosti materiálních objektů v elektrostatickém poli 76 // 1.3.1. Elektrický stav nevodičů 76 // a) Dielektrická polarizace 76 // b) Vliv dielektrika na elektrostatické pole 77 // c) Elektrická indukce 79 // 1.3.2. Kapacita vodičů 80 // a) Definice kapacity 80 // b) Energie elektrostatického pole kondenzátoru 81 // c) Kapacita válcového kondenzátoru 82 // 1.4. Dosah polí 83 // 1.4.1. Některé poznatky kvantové fyziky 83 // a) Dualismus „vlna-částice“ 83 // b) Statistický výklad de Broglieových vln 86 // c) Heisenbergův princip neurčitosti 89 // d) Kvantově mechanický pojem částice 93 // 1.4.2. Základní představy kvantové teorie pole 93 // a) Mechanismus interakce mezi částicemi 93 // b) Dosah interakce a hmotnost výměnných částic 95 // c) Podstata silné interakce (jaderných sil) 97 // d) Problematika dosahu elektromagnetické a gravitační interakce . 100 // 1.4.3. Kvantitativní popis polí konečného dosahu 101 // a) Potenciál pole 101 // b) Intenzita pole 102 // c) Nástin kvantové teorie pole konečného dosahu 103 // Í.5. Gravitační a elektrostatické pole vesmíru 104 // 1.5.1. Základní představy o vesmíru 104 // a) Úvod 104 // b) Sluneční soustava a Galaxie 108 // c) Metagalaxie 111 // a) Galaxie a jejich soustavy 111 // |S) Kosmické záření 114 // y) Hubblův zákon 115 // ô) Kvazary, reliktové záření a vývoj metagalaxie 117 // d) Antihmota ve vesmíru? 120 // e) Vesmír 124 // 1.5.2. Kvazistatické gravitační pole vesmíru 126 // 1.5.3. Elektrostatické pole vesmíru 129 // 2. RELATIVISTICKÁ TRANSFORMACE POLE 130 // 2.1. Pohyb materiálního objektu v gravitačním poli vesmíru 130 // 2.1.1. Inerciální vztažné soustavy a gravitační potenciál vesmíru 130 //
2.1.2. Experimenty a jevy, které jsou důsledkem identity gravitační a setrvačné hmotnosti 135 // a) Dynamické experimenty 136 // b) Statické experimenty 137 // c) Astronomické jevy 139 // Setrvačné síly 140 // a) Neinerciální vztažné soustavy a setrvačné síly 140 // b) Princip ekvivalence gravitačních a setrvačných sil 144 // c) Zdroj setrvačných sil 146 // Zákon zachování a přeměny energie 149 // Závislost hmotnosti na rychlosti 150 // Hmotnost a energie 156 // a) Zákon vzájemné vazby hmotnosti a energie 156 // b) Souvislost setrvačnosti materiálních objektů s potenciálem gravitačního pole vesmíru 159 // c) Zákon zachování hmotnosti — energie 160 // Setrvačnost energie a její důsledky 162 // a) Setrvačnost energie 162 // b) Nelinearita gravitační interakce 164 // Prostoročasové vztahy v gravitačním poli vesmíru 166 // Lorentzova transformace a některé její důsledky 166 // Relativnost současnosti a princip kauzality 172 // a) Relativnost současnosti bodových událostí 172 // b) Princip kauzality a maximální rychlost přenosu interakce 175 // Relativistická transformace síly 177 // Transformace síly při malých rychlostech 177 // a) Zjednodušení transformačních vztahů 177 // b) Transformace rychlosti 179 // c) Transformace hmotnosti, hybnosti a síly 179 // Obecná transformace síly 182 // Princip akce a reakce v teorii relativity 183 // 3. DYNAMICKÁ FYZIKÁLNÍ POLE // Elektrodynamické pole // Invariantnost náboje a zobecnělý Coulombův zákon // a) Invariantnost náboje // b) Zobecnělý Coulombův zákon // Elektromagnetické pole nabité částice konající setrvačný pohyb v inerciální soustavě // a) Silové působení nabitých částic při setrvačném pohybu // b) Elektrické a magnetické pole nabité částice pohybující se rychlostí v cf //
c) Elektrické a magnetické pole relativistické nabité částice // Magnetické pole stacionárního elektrického proudu // a) Makroskopický elektrický proud ve vodičích // b) Biotův-Savartův-Laplaceův zákon // c) Magnetické pole přímého vodiče // d) Magnetomotorické napětí // e) Magnetické pole kruhové proudové smyčky // f) Magnetické pole solenoidu a toroidu // g) Magnetické pole proudové roviny // Vzájemné silové působení elektrických proudů // a) Ámpérův zákon // b) Vzájemné silové působení dvou přímých rovnoběžných proudů // Silové působení magnetického pole na proudovou smyčku // Vlastnosti látek v magnetickém poli // a) Magnetika // b) Magnety 222 // 3.1.7. Elektromagnetická indukce 224 // a) Elektrické pole indukované při setrvačném pohybu nabité částice v magnetickém poli 666 // b) Elektrické pole indukované pohybem vodiče v magnetickém // poli 666 // c) Elektrické pole indukované zrychleným pohybem náboje 666 // d) Elektrické pole indukované ve vodičích časové proměnným // proudem 233 // e) Faradayův zákon elektromagnetické indukce 234 // 3.1.8. Vzájemná a vlastní indukčnost a indukce 235 // a) Vzájemná indukčnost a indukce 235 // b) Vlastní indukčnost a indukce 237 // 3.1.9. Energie magnetického pole 237 // a) Energie magnetického pole proudové smyčky 237 // b) Hustota energie magnetického pole 238 // 3.1.10. Indukčnost některých vodičů 240 // a) Indukčnost solenoidu a toroidu 240 // b) Indukčnost koaxiálního kabelu 241 // c) Souvislost délkové hustoty indukčnosti a kapacity soustavy dvou // rovnoběžných vodičů 243 // 3.2. Gravidynamické pole 245 // 3.2.1. Gravidynamické síly mezi materiálními objekty v setrvačném pohybu 245 // a) Zobecnělý Newtonův gravitační zákon 245 //
b) Gravitační interakce mezi dvěma materiálními objekty v setrvačném pohybu 246 // 3.2.2. Gravitační pole indukované zrychleným pohybem materiálního // objektu 249 // a) Gravitační pole indukované v místním gravitačním poli 249 // b) Gravitační pole indukované v gravitačním poli vesmíru 250 // c) Setrvačné síly jako důsledek setrvačnosti energie 251 // 3.3. Mezonové a leptonové dynamické pole 253 // 3.3.1. Zobecnělé magnetické pole 253 // 3.3.2. Mezonové dynamické pole a jaderny pseudomagnetismus 255 // 3.3.3. Leptonové dynamické pole a slabý magnetismus 256 // 4. SÍŘENÍ FYZIKÁLNÍCH POLÍ 258 // 4.1. Vlnová rovnice 258 // 4.1.1. Vlnová rovnice pro jednorozměrné kontinuum 258 // 4.1.2. Užití vlnové rovnice pro případ struny 263 // 4.1.3. Obecný tvar vlnové rovnice 264 // 4.2. Šíření elektromagnetického pole 265 // 4.2.1. Šíření elektromagnetického pole nabité částice konající setrvačný // pohyb 265 // 4.2.2. Maxwellovy rovnice elektromagnetického pole 270 // 4.2.3. Šíření elektromagnetických vln v soustavě dvou rovnoběžných vodičů 275 // a) Postupné vlny 275 // b) Stojaté vlny 279 // 4.2.4. Rychlost šíření elektromagnetických vln 283 // a) Rychlost šíření elektromagnetických vln a gravitační potenciál // vesmíru 283 // b) Dosah gravitačního pole a klidová hmotnost gravitonu 285 // 8 c) Vliv nenulové klidové hmotnosti fotonu na rychlost šíření // elektromagnetických vln 286 // 4.2.5. Relativistický Dopplerův jev 288 // 4.3. Vliv místního gravitačního pole na prostoročas a jeho důsledky pro // šíření elektromagnetického pole 292 // 4.3.1. Zakřivený prostoročas 293 // a) Geometrie prostoročasu jako vlastnost gravitačního pole 293 // b) Neeuklidovská geometrie 297 // c) Metrika prostoročasu 301 // d) Einsteinovo řešení 304 //
e) Schwarzschildovo řešení 305 // f) Einsteinův statický (kvazistatický) model vesmíru 307 // 4.3.2. Foton v místním gravitačním poli 308 // a) Gravitační rudý posuv 308 // b) Vliv místního gravitačního pole na velikost a směr rychlosti // fotonu 311 // 4.3.3. Kosmologický rudý posuv 313 // 4.4. Šíření gravitačního pole a gravitační kolaps 317 // 4.4.1. Gravitační vlny 317 // 4.4.2. Zobecnělý gravitační zákon a gravitační kolaps 320 // a) Gravitační zákon pro silná pole 320 // b) Zobecnělý gravitační zákon 321 // c) Gravitační kolaps 322 // d) Některé problémy teorie gravitace 323 // 4.4.3. Závěrečná stadia vývoje hvězd 324 // ZÁVĚR 331 // DODATEK 332 // D.l. Základní vzorce vektorové algebry 332 // D.2. Základní vzorce diferenciálního počtu 335 // D.3. Základní vzorce integrálního počtu 339 // D.4. Aproximace některých funkcí 341 // D.5. Některé fyzikální a astronomické konstanty 342 // D.6. Elementární částice 344 // LITERATURA 349 // REJSTŘÍK 353