Статистическая механика, Курс лекций, Фейнман Р.Ф.

Статистическая механика, Курс лекций, Фейнман Р.Ф.
  Предлагаемая книга представляет собой запись курса лекций лауреата Нобелевской премии проф. Р. Фейнмана, известного своими работами в области статистической физики, теории элементарных частиц и теории твердого тела.
Автор с большим педагогическим мастерством вводит читателей в круг проблем и методов этих областей физики, иллюстрируя основные принципы теории рядом удачно подобранных задач и примеров. При этом наиболее подробно рассматриваются тс задачи, в решение которых большой вклад внес сам автор (метод интегрирования по путям, теория полярона, диаграммы Фейнмана, вихри в сверхтекучем гелии и т. д.).
Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся вопросами статистической физики; особый интерес она представляет для специалистов, активно работающих в этой области, а также для преподавателей аспирантов и студентов старших курсов университетов.

Эффект Мейсснера.
Переменное магнитное поле возбуждает электрическое поле, поэтому в среде с нулевым сопротивлением переменное магнитное поле не может существовать. Если сверхпроводящий шар поместить в магнитное поле, то силовые линии поля будут выталкиваться из шара. Если кольцо охлаждать в магнитном поле до тех пор, пока оно не перейдет в сверхпроводящее состояние, то поток магнитного поля через кольцо сохраняется после выключения внешних источников магнитного поля. При этом сопротивление оказывается точно равным нулю, поскольку эксперимент показывает, что поток магнитного поля остается постоянным бесконечно долго (если кольцо не нагревается).
Более удивительным является эффект Мейсснера. Если твердый односвязный кусок сверхпроводящего материала поместить в магнитное поле и затем охладить его ниже критической температуры, то магнитное поле будет вытолкнуто из сверхпроводника. Практически может оказаться, что некоторые линии магнитного поля будут захвачены образцом, так как отдельные его части перейдут в сверхпроводящее состояние раньше других. Более того, достаточно сильное магнитное поле вообще не будет выталкиваться. В таком случае материал не становится сверхпроводящим. Его сопротивление и теплоемкость остаются нормальными. Например, железо нельзя перевести в сверхпроводящее состояние из-за наличия магнитных доменов.
Оглавление
Предисловие редактора перевода
1. Введение в статистическую механику
§1. Статистическая сумма
§2. Линейные гармонические осцилляторы
§3. Излучение абсолютно черного тела
§4. Колебания в твердом теле
§5. Теплоемкость кристалла
§6. Эффект Мёссбауэра
§7. Квантовая статистика систем многих частиц
§8. Вычисление интегралов
§9. Идеальный газ Бозе—Эйнштейна
§10. Газ Ферми—Дирака
Литература
2. Матрицы плотности
§1. Введение
§2. Дополнительные свойства матрицы плотности
§3. Матрица плотности в статистической механике
§4. Матрица плотности для свободной частицы с одной степенью свободы
§5. Линейный гармонический осциллятор
§6. Ангармонический осциллятор
§7. Функция Вигнера
§8. Симметризованная матрица плотности для системы из N частиц
§9. Частичные матрицы плотности
§10. Разложение матрицы плотности в ряд теории возмущений
§11. Доказательство неравенства F < F0+ < H - Н0 >0
Литература
3. Интегралы по траекториям
§1. Введение матрицы плотности с помощью интеграла по траекториям
§2. Вычисление интегралов по траекториям
§3. Вычисление интегралов по траекториям с помощью теории возмущений
§4. Вариационный принцип для интеграла по траекториям
§5. Применение вариационной теоремы
Литература
4. Классические системы N частиц
§1. Введение
§2. Второй вириальный коэффициент
§3. Групповое разложение Майера
§4. Радиальная функция распределения
§5. Термодинамические функции
§6. Уравнение Борна—Грина для n2
§7. Одномерный газ
§8. Одномерный газ с потенциалом вида ехр(-|x|)
§9. Краткое обсуждение конденсации
Литература
5. Теория переходов порядок—беспорядок
§1. Введение
§2. Переход порядок-беспорядок в одномерном случае
§3. Приближенные методы для двумерного случая
§4. Проблема Онсагера
§5. Различные замечания
Литература
6. Операторы рождении и уничтожения
§1. Простая математическая задача
§2. Гармонический осциллятор
§3. Ангармонический осциллятор
§4. Система гармонических осцилляторов
§5. Фононы
§6. Квантование поля
§7. Система тождественных частиц
§8. Гамильтониан и другие операторы
§9. Основное состояние для ферми-системы
§10. Гамильтониан электрон-фононной системы
§11. Электрон-фотонное взаимодействие
§12. Фейнмановские диаграммы
Литература
7. Спиновые волны
§1. Спин-спиновое взаимодействие
§2. Алгебра спиновых операторов Паули
§3. Спиновые волны в решетке
§4. Квазиклассическая интерпретация спиновых волн
§5. Две спиновые волны
§6. Две спиновые волны (точное решение)
§7. Рассеяние двух спиновых волн
§8. Неортогональность спин-волновых состояний
§9. Операторный метод
§10. Рассеяние спиновых волн—сопоставление с осциллятором
Литература
8. Проблема полярона
§1. Введение
§2. Решение поляронной проблемы по теории возмущений
§3. Формулировка вариационного метода решения
§4. Вариационное решение
§5. Эффективная масса
Литература
9. Электронный газ в металле
§1. Введение. Волновая функция основного состояния
§2. Звуковые волны §3. Вычисление парной функции Р (R)
§4. Корреляционная энергия §5. Плазменные колебания
§6. Приближение случайных фаз §7. Вариационный метод
§8. Корреляционная энергия и фейнмановские диаграммы
§9. Вклады членов высшего порядка теории возмущений
Литература
10. Сверхпроводимость
§1. Экспериментальные результаты и первые теории
§2. Выбор гамильтониана
§3. Полезная теорема
§4. Основное состояние сверхпроводника
§5. Основное состояние сверхпроводника (продолжение)
§6. Возбуждения
§7. Конечные температуры
§8. Проверка существования спаренных состояний и энергетической щели
§9. Сверхпроводник с током
§10. Зависимость тока от поля
§11. Ток при конечной температуре
§12. Другая точка зрения
Литература
11. Сверхтекучесть
§1. Введение. Природа фазового перехода
§2. Сверхтекучесть. Ранние теории
§3. Определение волновой функции из интуитивных соображений. Основное состояние
§4. Фононы и ротоны
§5. Ротоны
§6. Критическая скорость
§7. Безвихревое сверхтекучее течение
§8. Вращение сверхтекучей жидкости
§9. Соображения, подтверждающие существование вихревых линий
§10. ?-переход в жидком гелии
Литература
Предметный указатель.