Физика, Оптика, Квантовая физика, 11 класс, Мякишев Г.Я., Синяков А.З., 2002

Физика, Оптика, Квантовая физика, 11 класс, Мякишев Г.Я., Синяков А.З., 2002.
    В учебнике на современном уровне изложены фундаментальные вопросы оптики, квантовой физики и специальной теории относительности, представлены основные технические применения законов физики, рассмотрены методы решения задач.
Книга адресована учащимся физико-математических классов и школ, слушателям и преподавателям подготовительных отделений ВУЗов, а также читателям, занимающимся самообразованием.
Корпускулярная и волновая теории света.
В соответствии с двумя возможными способами передачи действия от источника к приемнику возникли и начали развиваться две совершенно различные теории о том, что такое свет, какова его природа. Причем возникли они почти одновременно в XVII в. Одна из этих теорий связана с именем Ньютона, а другая — с именем Гюйгенса.
Ньютон придерживался так называемой корпускулярной теории света, согласно которой свет — это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества).
Согласно же представлениям Гюйгенса, свет — это волны, распространяющиеся в особой, гипотетической среде — эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел.
Обе теории длительное время существовали параллельно. Ни одна из них не могла одержать решающей победы. Лишь авторитет Ньютона заставлял большинство ученых отдавать предпочтение корпускулярной теории. Известные в то время из опыта законы распространения света более или менее успешно объяснялись обеими теориями.
На основе корпускулярной теории было трудно объяснить, почему световые пучки, пересекаясь в пространстве, никак не действуют друг на друга. Ведь световые частицы должны сталкиваться и рассеиваться.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОПТИКА
Развитие взглядов на природу света 3
Глава 1. Геометрическая оптика 6
§1.1. Световые лучи 6
§ 1.2. Закон прямолинейного распространения света 8
§ 1.3. Фотометрия 11
§ 1.4. Сила света 14
§ 1.5. Освещенность. Яркость 16
§ 1.6. Фотометры 21
§ 1.7. Примеры решения задач 23
Упражнение 1 25
§ 1.8. Принцип Ферма и законы геометрической оптики 27
§ 1.9. Отражение света. Плоское зеркало 33
§ 1.10. Сферическое зеркало 36
§ 1.11. Построение изображений в сферическом зеркале. Увеличение зеркала 42
§ 1.12. Примеры решения задач 46
Упражнение 2 51
§ 1.13. Преломление света 54
§ 1.14. Полное отражение 59
§ 1.15. Преломление света в плоскопараллельной пластинке и треугольной призме 63
§ 1.16. Примеры решения задач 68
Упражнение 3 74
§ 1.17. Преломление на сферической поверхности 77
§ 1.18. Линза 81
§ 1.19. Фокусное расстояние и оптическая сила линзы 85
§ 1.20. Построение изображений в тонкой линзе. Увеличение линзы 90
§ 1.21. Освещенность изображения, даваемого линзой 92
§ 1.22. Недостатки линзы 94
§ 1.23. Фотоаппарат. Проекционный аппарат 97
§ 1.24. Глаз. Очки 99
§ 1.25. Лупа 104
§ 1.26. Микроскоп 106
§ 1.27. Зрительные трубы. Телескопы 108
§ 1.28. Примеры решения задач 112
Упражнение 4 121
Глава 2. Световые волны 125
§ 2.1. Скорость света 125
§ 2.2. Дисперсия света 129
§ 2.3. Интерференция света 132
§ 2.4. Осуществление интерференции в оптике. Длина световой волны 138
§ 2.5. Интерференция в тонких пленках 142
§ 2.6. Кольца Ньютона 145
§ 2.7. Некоторые применения интерференции 148
§ 2.8. Дифракция света 152
§ 2.9. Теория дифракции 153
§ 2.10. Дифракция Френеля на простых объектах 158
§ 2.11. Дифракция Фраунгофера 162
§ 2.12. Дифракционная решетка 166
§ 2.13. Разрешающая способность микроскопа и телескопа 169
§ 2.14. Поперечность световых волн. Поляризация света . 172
§ 2.15. Поперечность световых волн и электромагнитная теория света 176
§ 2.16. Примеры решения задач 178
Упражнение 5 185
Глава 3. Основы теории относительности 189
§ 3.1. Законы электродинамики и принцип относительности 189
§ 3.2. Опыт Майкельсона 192
§ 3.3. Постулаты теории относительности 195
§ 3.4. Относительность одновременности 197
§ 3.5. Преобразования Лоренца 200
§ 3.6. Относительность расстояний 205
§ 3.7. Относительность промежутков времени 208
§ 3.8. Релятивистский закон сложения скоростей 212
§ 3.9. Релятивистская динамика. Зависимость массы от скорости 215
§ 3.10. Синхрофазотрон 220
§ 3.11. Связь между массой и энергией 222
§ 3.12. Примеры решения задач 227
Упражнение 6 232
Глава 4. Излучения и спектры 234
§ 4.1. Виды излучений. Источники света 234
§ 4.2. Спектры и спектральные аппараты 237
§ 4.3. Виды спектров 240
§ 4.4. Спектральный анализ 242
§ 4.5. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения 244
§ 4.6. Рентгеновские лучи 246
§ 4.7. Шкала электромагнитных излучений 252
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Глава 5. Световые кванты. Действия света 256
§ 5.1. Зарождение квантовой теории 256
§ 5.2. Фотоэффект 260
§ 5.3. Теория фотоэффекта 263
§ 5.4. Фотоны 265
§ 5.5. Применение фотоэффекта 271
§ 5.6. Давление света 274
§ 5.7. Химическое действие света. Фотография 276
§ 5.8. Запись и воспроизведение звука в кино 278
§ 5.9. Примеры решения задач 280
Упражнение 7 284
Глава 6. Атомная физика. Квантовая теория 287
§ 6.1. Спектральные закономерности 287
§ 6.2. Строение атома. Модель Томсона 289
§ 6.3. Опыты Резерфорда 290
§ 6.4. Планетарная модель атома 292
§ 6.5. Постулаты Бора 293
§ 6.6. Модель атома водорода по Бору 294
§ 6.7. Экспериментальное доказательство существования стационарных состояний 298
§ 6.8. Трудности теории Бора. Квантовая механика 301
§ 6.9. Корпускулярно-волновой дуализм 303
§ 6.10. Соотношение неопределенностей Гейзенберга 308
§ 6.11. Волны вероятности 313
§ 6.12. Интерференция вероятностей 317
§ 6.13. Многоэлектронные атомы 320
§ 6.14. Квантовые источники света — лазеры 324
§ 6.15. Примеры решения задач 332
Упражнение 8 335
Глава 7. Физика атомного ядра 336
§ 7.1. Атомное ядро и элементарные частицы 336
§ 7.2. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц 337
§ 7.3. Открытие естественной радиоактивности 347
§ 7.4. Альфа-, бета- и гамма-излучения 349
§ 7.5. Радиоактивные превращения 351
§ 7.6. Закон радиоактивного распада. Период полураспада 354
§ 7.7. Изотопы 356
§ 7.8. Правило смещения 358
§ 7.9. Искусственное превращение атомных ядер 359
§ 7.10. Открытие нейтрона 361
§ 7.11. Строение атомного ядра 363
§ 7.12. Ядерные силы 365
§ 7.13. Энергия связи атомных ядер 372
§ 7.14. Искусственная радиоактивность 374
§ 7.15. Ядерные реакции 375
§ 7.16. Деление ядер урана 378
§ 7.17. Цепные ядерные реакции 381
§ 7.18. Ядерный реактор 384
§ 7.19. Термоядерные реакции 387
§ 7.20. Применение ядерной энергии 391
§ 7.21. Получение радиоактивных изотопов и их применение 393
§ 7.22. Биологическое действие радиоактивных излучений 397
§ 7.23. Примеры решения задач 400
Упражнение 9 403
Глава 8. Элементарные частицы 405
§ 8.1. Три этапа в развитии физики элементарных частиц 405
§ 8.2. Открытие позитрона. Античастицы 409
§ 8.3. Распад нейтрона. Открытие нейтрино 411
§ 8.4. Промежуточные бозоны — переносчики слабых взаимодействий 415
§ 8.5. Сколько существует элементарных частиц? 419
§ 8.6. Кварки 421
§ 8.7. Взаимодействие кварков. Глюоны 425
Упражнение 10 430
Значение физики для объяснения мира и развития производительных сил общества 431
Единая физическая картина мира 431
Физика и научно-техническая революция 435
Ответы к упражнениям 442.