Innledning 13 13 Temperatur, varme og tilstand 17 13.1 Temperatur 19 13.2 Varme 21 13.3 Ideelle gasser; tilstandsligningen 26 13.4 Reelle gasser 29 13.5 Arbeid 33 13.6 Indre energi 36 13.7 Reversible og irreversible prosesser 37 Oppsummering 38 Oppgaver 40 14 Kinetisk teori for gasser 47 14.1 Mikroskopisk modell for trykk i ideelle gasser 48 14.2 Ekvipartisjonsprinsippet og den indre energien til en ideell gass 51 14.3 Maxwells hastighetsfordeling 54 14.4 Kollisjonsavhengige prosesser 55 14.5 Transportfenomener 61 Oppsummering 68 Oppgaver 69 15 Termodynamikkens første lov 73 15.1 Termodynamiske prosesser 74 15.2 Varmekapasiteten i gasser 76 15.3 Reversibel adiabatisk prosess 79 15.4 Kretsprosesser 84 Oppsummering 89 Oppgaver 90 16 Termodynamikkens annen lov 95 16.1 Alternative formuleringer av termodynamikkens annen lov 96 16.2 Carnots teorem 97 16.3 Carnotmaskiner 98 16.4 Varmekraftprosesser og kjøleprosesser 102 Oppsummering 108 Oppgaver 109 7
17 Entropi og elementær statistisk mekanikk 115 17.1 Clausius' ulikhet 116 17.2 Beregning av entropiendring i en ideell gass 118 17.3 Prinsippet om entropiens økning 120 17.4 Hva er entropi? 121 17.5 Relasjoner basert på entropi 122 17.6 Termodynamiske potensialer 125 17.7 Det maksimale arbeidet, eller eksergien 128 17.8 Joule-Thomson-effekten 132 17.9 Åpne systemer 135 17.10 Faseoverganger 137 17.11 Elementær statistisk mekanikk 144 Oppsummering 152 Essay: Energi og entropi begrepene som forandret vitenskapene 154 Essay: Kraftproduksjon med saltkraftverk 157 Oppgaver 159 18 Varmetransport 165 18.1 Varmeledning i én dimensjon 167 18.2 Konveksjon og Newtons avkjølingslov 169 18.3 To- og tredimensjonal stasjonær varmeledning 172 18.4 Stråling 176 18.5 Tidsavhengig varmeledning 187 Oppsummering 193 Essay: Solenergi 194 Oppgaver 196 19 Elektriske ladninger og felter 203 19.1 Elektrisk ladning 204 19.2 Ledere og isolatorer 207 19.3 Coulombs lov 209 19.4 Det elektriske feltet 213 19.5 Punktladning som kilde til elektrisk felt 214 19.6 Elektriske feltlinjer 223 19.7 Gauss' lov 225 19.8 Elektrostatiske egenskaper for ledere 232 19.9 Elektrostatisk potensial og potensiell energi 235 19.10 Elektrisk dipol 242 19.11 Ekvipotensialflater og elektrostatiske egenskaper ved ledere 245 Oppsummering 247 Essay: Lyn og torden 249 Oppgaver 251 20 Kondensatorer og kapasitanser 255 20.1 Kapasitans 256 20.2 Sammenkoplinger av kondensatorer 260 20.3 Elektrisk potensiell energi 262 8
20.4 Energien i det elektriske feltet 265 20.5 Dielektrikum og polarisasjon 269 Oppsummering 278 Oppgaver 280 21 Strøm og motstand 285 21.1 Elektrisk strøm og strømtetthet 286 21.2 Ohms lov 289 21.3 Sammenkoplinger av motstander 292 21.4 Drudes metallmodell 294 21.5 Isolatorer, ledere, halvledere og superledere 295 Oppsummering 300 Oppgaver 302 22 DC-kretser 305 22.1 Batteri og elektromotorisk spenning 306 22.2 Elektrisk effekt 310 22.3 Kirchhoffs regler 311 22.4 RC-kretser 314 Oppsummering 317 Oppgaver 318 23 Magnetisk felt 321 23.1 Det magnetiske feltet 322 23.2 Kraften på en strømførende leder 325 23.3 Kraftmomentet på en strømførende sløyfe 326 23.4 Ladninger i elektromagnetiske felt 329 23.5 Kilder til magnetisk felt 332 23.6 Ampères lov 334 23.7 Gauss' lov for magnetfelt 338 23.8 Forskyvningsstrøm 338 Oppsummering 341 Essay: Kristian Birkeland og 200-kronerseddelen 343 Oppgaver 345 24 Faradays lov 349 24.1 Faradays lov 350 24.2 Induserte elektriske felt 353 24.3 Generatorer og motorer 355 Oppsummering 357 Oppgaver 358 25 Induktans 361 25.1 Selvindusert elektromotorisk spenning og selvinduktans 362 25.2 RL-kretsen 365 25.3 Energi i en induktor og magnetisk energitetthet 367 9
25.4 Gjensidig induktans 369 Oppsummering 371 Oppgaver 372 26 Magnetfelt i materie 375 26.1 Magnetisering 376 26.2 Atomære og nukleære magnetiske momenter 379 26.3 Diamagnetisme 381 26.4 Paramagnetisme 383 26.5 Ferromagnetisme 384 26.6 Magnetisme og superledere 387 26.7 Transformatorer 389 26.8 Kjernemagnetisk resonans 392 Oppsummering 395 Essay: NMR i oljeleting 396 Oppgaver 400 27 Elektriske svingninger og vekselstrøm 403 27.1 LC-svingninger 404 27.2 RLC-krets 406 27.3 Vekselspenningskilde i serie med enkle elementer 407 27.4 Fasediagrammer (viserdiagrammer) 408 27.5 RLC-krets drevet av en vekselspenning 410 27.6 Effekt avgitt til en RLC-krets som er drevet av en vekselspenningskilde 412 Oppsummering 417 Oppgaver 418 28 Elektromagnetiske bølger 421 28.1 Maxwells ligninger 422 28.2 Grenseoverganger for feltene E, D, B og H 423 28.3 Bølgeligningen for elektromagnetiske bølger 424 28.4 Det elektromagnetiske spektrumet 428 28.5 Lyshastigheten 429 28.6 Intensiteten i en elektromagnetisk bølge 430 28.7 Utbredelse av elektromagnetiske bølger 433 28.8 Polarisasjon 435 28.9 Refleksjon og refraksjon 437 Oppsummering 440 Essay: EISCAT og inkoherent spredning 442 Oppgaver 447 29 Geometrisk optikk 449 29.1 Geometrisk optikk 450 29.2 Avbildning ved speiling 457 29.3 Avbildning ved refraksjon 460 29.4 Linser 460 29.5 Optisk utstyr 463 10
Oppsummering 468 Oppgaver 469 30 Diffraksjon, interferens og polarisasjon 471 30.1 Diffraksjon 472 30.2 Interferens fra to spalter 473 30.3 Intensitetsfordelingen i dobbeltspalteeksperimentet 474 30.4 Diffraksjonsgitter 476 30.5 Spredning fra en enkelt spalte 480 30.6 Interferens ved refleksjon 482 30.7 Spredning og dispersjon 484 30.8 Bruk av komplekse tall 488 Oppsummering 490 Essay: Holografi 491 Oppgaver 494 Fasit 497 Tabeller 509 Stikkord 515 Bildeliste 521 11