Основы физики - Колебания и волны. Квантовая физика, физика ядра и элементарных частиц. - Том 2 - Яворский Б.М., Пинский А.А.

Название: Основы физики - Колебания и волны. Квантовая физика, физика ядра и элементарных частиц. 2003.
Автор: Яворский Б.М., Пинский А.А.
Введение новых программ по физике для средней школы, организация факультативных курсов физики, наличие физико-математических школ с расширенной программой вызвали потребность в пособиях, где основы классической и современной физики излагались бы значительно шире и глубже, чем это может быть сделано в стабильном учебнике.
Во втором томе `Основы физики` рассмотрены: колебательные и волновые процессы, включая оптику, современные представления о физике атомов, молекул, твердых тел и об их важнейших свойствах. Все разделы второго тома, так же как и первого органически связаны с теорией относительности и квантовой механикой. От читателя требуется основательное знание математики и физики в объеме неполной средней школы. Работа над книгой поможет школьникам изучить курс физики достаточно углубленно и на современном уровне. `Основы физики` - это не книга для развлекательного чтения; работа над книгой потребует от читателя серьезных усилий.
Для учащихся школ, гимназий, лицеев с углубленным изучением физико-математических дисциплин, для подготовки к конкурсным экзаменам в ВУЗы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть VI Колебания и волны
Глава   49.   Гармонические колебания
§49.1. Гармонический осциллятор (9). §49.2. Частота и период колебаний (11). §49.3. Энергия гармонического осциллятора (12). §49.4. Запись колебаний (13). §49.5. Сложение колебаний одинако­вой частоты  (15).   §49.6. Векторные диаграммы  (16).
Глава   50.   Гармонический анализ
§50.1. Сложение колебаний с близкими частотами (17). §50.2. Мо­дулированные колебания (18). §50.3. Сложение колебаний с крат­ными частотами  (19).   § 50.4. Разложение Фурье. Спектр  (21).
Глава   51.   Свободные колебания
§51.1. Пружинный маятник (22). §51.2. Степень затухания. Добротность     (23).            §51.3.    Математический     маятник     (25). §51.4. Физический маятник (26). §51.5. Колебательный кон­тур (28). §51.6. Энергия, собственная частота и добротность контура (29).   §51.7. Единый подход к изучению колебаний  (30).
Глава   52.   Автоколебания
§52.1.   Автоколебательная    система    (34).               §52.2.   Часы    (36). §52.3. Генератор незатухающих электромагнитных колебаний (36). §52.4. Самовозбуждение автоколебаний  (38).
Глава   53.   Вынужденные колебания
§53.1. Синусоидальная вынуждающая сила (39). §53.2. Ре­зонанс (41). §53.3. Резонанс и гармонический анализ (42). §53.4. Полуширина резонансной кривой. Избирательность (43). §53.5. Процесс установления вынужденных колебаний (44). §53.6. Установление колебаний при резонансе (45). §53.7. Со­отношение неопределенностей для частоты и времени (46).
Глава   54.   Переменный ток
§54.1. Синхронный генератор переменного тока (47). §54.2. Цепь переменного тока (49). §54.3. Активное сопротивление (50). §54.4. Действующие значения тока и напряжения (50). §54.5. Ем­костное сопротивление (52). §54.6. Индуктивное сопротивление (52). §54.7. Закон Ома для цепи переменного тока (53). §54.8. Мощность переменного тока (54). §54.9. Трансформа­тор (55).   § 54.10. Передача энергии на расстояние (57).
Глава   55.   Упругие волны
§55.1. Поперечные и продольные волны (58). §55.2. Скорость упругих волн (59). §55.3. Энергия и интенсивность волны (61). §55.4. Затухание волн (61).
Глава   56.   Уравнение волны
§56.1. Длина волны (63). §56.2. Уравнение плоской волны (65). §56.3. Уравнение сферической волны (66). §56.4. Эффект Допле­ра в акустике (67). §56.5. Отражение и преломление волн (69). §56.6. Коэффициенты отражения и прозрачности  (71).
Глава   57.   Интерференция и дифракция
§57.1. Принцип суперпозиции (72). §57.2. Стоячие волны (74). §57.3. Собственные частоты (75). §57.4. Интерференция (76). §57.5. Интерференция от двух источников (78). §57.6. Интер­ференция от нескольких источников (81). §57.7. Интенсивность главных максимумов (82). §57.8. Дифракция (83). §57.9. Ди­фракция на прямоугольной щели (85). §57.10. Преломление волн и интерференция  (86).
Глава   58.   Элементы акустики
§58.1. Характеристики звука (89). §58.2. Источники звука (91). §58.3. Ультразвуковые преобразователи (93). §58.4. Приемники звука (94). §58.5. Ухо (95). §58.6. Особенности инфра- и ультра­звуков (97).
Часть VII Электромагнитные волны и основы оптики
Глава   59.   Электромагнитные волны
§59.1. Скорость электромагнитных волн (101). §59.2. Плоская синусоидальная волна (102). §59.3. Световое давление (103). § 59.4. Излучение электромагнитных волн ускоренно движущимся зарядом (105). §59.5. Излучение колеблющегося заряда и диполя (107). §59.6. Излучение циркулирующего заряда (108). §59.7. Излучение Вавилова-Черенкова (110). §59.8. Эффект Доплера в оптике (111).
Глава 60. Элементы радиотехники
§60.1. Радиосвязь (113). §60.2. Радиовещание (114). §60.3. Те­левидение (116). §60.4. Усилитель (116). §60.5. Детектирование (демодуляция)   (118).
Глава   61.   Интерференция света
§61.1. Шкала электромагнитных волн (120). §61.2. Волновой цуг. Световой вектор (121). §61.3. Соотношение неопределенностей для координаты и волнового числа (122). §61.4. Монохроматич­ность (124). §61.5. Интерференция света (127). §61.6. Коге­рентность (128). §61.7. Расстояние между интерференционными максимумами (130). §61.8. Интерферометр Майкельсона (132). §61.9. Применение интерференции  (134).
Глава   62.   Дифракция света
§62.1. Дифракция на одном отверстии (135). §62.2. Дифрак­
ционная    решетка    (135).            §62.3.   Угловая    ширина    главного максимума (137). §62.4. Разрешающая способность решетки (138). §62.5. Дифракция рентгеновского излучения (139). §62.6. Ди­фракция в трехмерной решетке (140). §62.7. Рентгеноструктурный анализ (142).   §62.8. Рассеяние света (144).
Глава   63.   Дисперсия и поглощение
§63.1. Показатель преломления света (146). §63.2. Коэффици­енты отражения и прозрачности (148). §63.3. Дисперсия (149). §63.4. Дисперсия и спектральное разложение (151). §63.5. Элек­тронная теория дисперсии (152). §63.6. Нормальная и аномальная дисперсия (153). § 63.7. Поглощение света (155). § 63.8. Фазовая и групповая скорость  (156).   § 63.9. Измерение скорости света (158).
Глава   64.   Поляризация света
§64.1. Поляризованный и естественный свет (161). §64.2. Анализа­тор. Закон Малюса (162). §64.3. Двойное лучепреломление (164). §64.4. Причина двойного лучепреломления (166). §64.5. Дихро­изм (167). §64.6. Поляроид — поляризатор и анализатор (168). §64.7. Вращение плоскости поляризации (169). §64.8. Оптическая активность в живой природе (171).
Глава   65.   Геометрическая оптика
§ 65.1. Основные законы геометрической оптики. Пучок и луч (172). §65.2. Преломление света. Полное отражение (174). §65.3. Приз­ма (178). §65.4. Линза (181). §65.5. Построение изображений в тонкой линзе (185). §65.6. Недостатки линз (188). §65.7. Сфери­ческое зеркало (190).
Глава   66.   Оптические приборы
§66.1. Фотометрия (192). §66.2. Глаз (195). §66.3. Аккомода­ция. Бинокулярное зрение (197). §66.4. Угол зрения. Разрешаю­щая способность глаза (199). §66.5. Лупа (200). §66.6. Микро­скоп (201). §66.7. Телескоп (202). §66.8. Разрешающая способ­ность оптического прибора (205). §66.9. Проекционная аппарату­ра (207). §66.10. Спектральные приборы (209). §66.11. Гологра­фия (210).
Часть VIII Основы квантовой физики атомов, молекул и твердых тел
Глава   67.   Тепловое излучение
§ 67.1. Тепловое излучение (215). § 67.2. Законы излучения абсолют­но черного тела (217). §67.3. Идеи Планка. Формула Планка для теплового излучения (219). §67.4. Квантовая теория теплоемкости и теплового расширения твердых тел  (221).
Глава 68. Основы квантовой оптики
§68.1. Фотоэлектрический эффект (224). §68.2. Законы внешне­го фотоэффекта  (225).    §68.3. Понятие о квантовой природе света. Квантовое объяснение законов внешнего фотоэффекта (227). § 68.4. Фотохимические действия света (231). §68.5. Импульс фото­на. Световое давление с квантовой точки зрения (232). §68.6. Эф­фект Комптона (235). §68.7. Корпускулярно-волновая двойствен­ность свойств света (238). §68.8. Фотон — релятивистская безмассо­вая частица (241). § 68.9. Флуктуация фотонов (244). §68.10. Фо­тоны и ньютоновская корпускулярная теория света (247).
Глава   69.   Волновые свойства частиц вещества
§69.1. Корпускулярно-волновая двойственность свойств частиц ве­щества (251). §69.2. Волновые свойства нейтронов, атомов и мо­лекул (257). §69.3. Физический смысл волн де Бройля (260). §69.4. Фокусировка электронных пучков (264). §69.5. Электрон­ный микроскоп (266).   §69.6. Ионный проектор (267).
Глава   70.   Понятие о квантовой механике
§70.1. Понятие о волновой функции (269). §70.2. Соотношения неопределенностей Гайзенберга (271). §70.3. Движение свободной частицы (277). §70.4. Частица в потенциальной яме прямоуголь­ной формы (279). §70.5. Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике (284). §70.6. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер (288).
Глава   71.   Водородоподобные системы по Бору
§71.1. Ядерная модель атома Резерфорда (293). §71.2. Трудности классического объяснения ядерной модели атома (297). §71.3. Ли­нейчатый спектр атома водорода (299). §71.4. Постулаты Бо­ра (303). §71.5. Квантование энергии и вычисление постоянной Ридберга в теории Бора (306). § 71.6. Опыты Франка и Герца (309).
Глава   72.   Водородоподобные системы в квантовой механике
§72.1. Квантование энергии электрона атома водорода (312). §72.2. Квантование момента импульса (315). §72.3. Физический смысл боровских орбит (316). §72.4. Пространственное квантова­ние (316). §72.5. Еще о спине электрона (318). §72.6. Тонкая структура спектральных линий (322). §72.7. Квантово-механический смысл постулатов Бора (323). §72.8. Спонтанное (самопроизвольное) излучение света (325). §72.9. Вынужденное (индуцированное) излучение света (328).
Глава   73.   Многоэлектронные атомы
§73.1. Принцип Паули (331). §73.2. Периодическая система элементов Менделеева (334). §73.3. Тормозное рентгеновское излучение    (339). §73.4.Характеристическое рентгеновское излучение (341).
Глава   74.   Строение молекул и их спектры
§ 74.1. Общая характеристика химических связей (346). §74.2. Ион­ные молекулы (348). §74.3. Молекулы с ковалентной химической связью (350). § 74.4. Понятие о молекулярных спектрах (353).
Глава   75.   Электрическая проводимость металлов в современной теории
§75.1. Недостатки классической теории электрической проводимо­сти металлов (357). §75.2. Квантование энергии электронов в ме­талле (359). § 75.3. Уровень Ферми для электронов в металле (360). § 75.4. Понятие об импульсном пространстве электронов в метал­ле (362). § 75.5. Понятие о вырождении электронов в металле (365). § 75.6. Распределение электронов в металле по энергиям при абсо­лютном нуле (367). §75.7. Влияние температуры на распределение электронов по энергиям (369). §75.8. Теплоемкость вырожденного электронного газа (371). § 75.9. Понятие о квантовой теории прово­димости металлов (373). § 75.10. Явление сверхпроводимости (376). § 75.11. Контактные явления на границе металлов (381).
Глава   76.   Элементы зонной теории кристаллов
§76.1. Понятие о зонной теории твердых тел (384). §76.2. Расщеп­ление энергетических уровней валентных и внутренних электронов в атомах твердого тела (386). § 76.3. Расположение энергетических зон в твердом теле. Внутризонные и междузонные переходы элек­тронов (389). § 76.4. Металлы и диэлектрики в зонной теории (391). § 76.5. Зонная теория собственной и примесной проводимости полу­проводников  (393).
Глава   77.   Некоторые оптические свойства вещества
§77.1. Комбинационное рассеяние света (396). §77.2. Люминес­ценция (399). §77.3. Отрицательное поглощение света (402). §77.4. Оптические квантовые генераторы  (405).
Часть  IX Основы физики ядра и элементарных частиц
Глава   78.   Основные свойства и строение атомных ядер
§ 78.1. Заряд и масса атомных ядер (415). § 78.2. Спин и магнитный момент ядра (417). § 78.3. Состав ядра (419). § 78.4. Энергия связи ядра. Дефект массы (423). § 78.5. Ядерные силы (426). §78.6. Раз­меры ядер (432).   § 78.7. Капельная модель ядра (433).
Глава   79.   Естественная радиоактивность
§79.1. Общие сведения о радиоактивных излучениях (435). § 79.2. Правила смещения при радиоактивных превращениях (437). §79.3. Основной закон радиоактивного распада (439). §79.4. Ак­тивность и ее измерение (441). §79.5. Как пользоваться законом радиоактивного распада (443). §79.6. Статистический характер явления радиоактивного распада (444). §79.7. Использование явления радиоактивности для измерения времени в геологии и археологии (445). §79.8. Экспериментальные методы изучения радиоактивных излучений и частиц (448). § 79.9. Понятие о теории радиоактивного а-распада (453). §79.10. Гамма-излучение (456). § 79.11. Эффект Мёссбауэра (458). § 79.12. Понятие о закономерно­стях /3-распада (464).
Глава   80.   Искусственные превращения атомных ядер
§80.1. Превращение азота в кислород. Открытие нейтро­на (469). §80.2. Явление искусственной радиоактивности (472). § 80.3. Возникновение и уничтожение электронно-позитронных пар (474). §80.4. Составное ядро. Общая характеристика ядерных реакций (476). §80.5. Понятие о взаимодействии нейтронов с веществом (479). § 80.6. Трансурановые элементы (481). §80.7. Де­ление ядер (482). §80.8. Энергия активации деления. Спонтанное деление ядер (486). §80.9. Цепная реакция деления (489). §80.10. Ядерные реакторы (491). §80.11. Атомная бомба (495). §80.12. Термоядерные реакции (496). §80.13. Сжатие и удержание плазмы  (502).
Глава   81.   Элементарные частицы
§81.1. Два подхода к структуре элементарных частиц (507). §81.2. Основные характеристики элементарных частиц (509). §81.3. Краткие сведения о космическом излучении (511). §81.4. Лептоны (511). §81.5. Мезоны (515). §81.6. Барионы (520). §81.7. Роль электромагнитного взаимодействия в ядерной физике (522). § 81.8. Античастицы (524). § 81.9. Фундаментальные взаимодействия и взаимопревращения частиц (531). §81.10. Поня­тие о классификации элементарных частиц (535).
Предметный указатель