Во втором томе «Осноа 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, как и первого, органически связаны с теорией относительности и квантовой механикой. Работа над книгой поможет изучить курс физики достаточно детально и на современном уровне. «Основы физики»— это не книга для развлекательного чтения; работа над книгой потребует от читателя серьезных усилий.
В настоящем издании во многом учтены пожелания, высказанные в письмах читателей. Проведено сокращение второстепенного материала; при выводе ряда формул исполь-зо».шы элементы математического анализа, изучаемые в школе по новой программе; усилены связи геометрической и волновой оптики и т. д.
Книга предназначена для углубленного изучения физики при подготовке в вузы на подготовительных отделениях и подготовительных курсах. Она будет полезна учащимся старших классов средней школы для самостоятельных занятий. Она представляет интерес, для студентов вузов, преподавателей физики школ, техникумов и средних профтехучилищ
Рис. 259. Табл. 10.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов ...,....•,....,...•.,.•. ..... »
ЧАСТЬ ШЕСТАЯ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Глава 49. Гармонические колебания................ 9
§ 49.1. Гармонический осциллятор (9). § 49.2. Частота и период колебаний (10). § 49.3. Энергия гармонического осциллятора (11). § 49.4. Запись колебаний (12). § 49.5. Сложение колебаний одинаковой частоты (14). § 49.6. Векторные диаграммы (15).
Глава 50. Гармонический анализ.................. 16
§50.1. Сложение колебаний с близкими частотами (16). §50.2. Модулированные колебания (17). § 50.3. Сложение колебаний с кратными частотами (18). § 50.4. Разложение Фурье. Спектр (19).
Глава 51. Свободные колебания.................. 21
§ 51.1. Пружинный маятник (21). § 51.2. Степень затухания. Добротность (22). § 51.3. Математический маятник (23). § 51.4. Физический маятник (24). § 51.5. Колебательный контур (25). § 51.6. Энергия, собственная частота и добротность контура (26). § 51.7. Единый подход к изучению колебаний (27).
Глава 52. Автоколебания..................... 29
§52.1. Автоколебательная система (29). § 52.2. Часы (30). §52.3. Ламповый генератор (31). § 52.4. Самовозбуждение автоколебаний (32).
Глава 53. Вынужденные колебания................ 33
§53.1. Синусоидальная вынуждающая сила (33). §53.2. Резонанс (34). § 53.3. Резонанс и гармонический анализ (35). §53.4. Полуширина резонансной кривой. Избирательность (36). § 53.5. Процесс установления вынужденных колебаний (37). § 53.0. Установление колебаний при резонансе (38). § 53.7. Соотношение неопределенностей для частоты и времени (39).
Глава 54. Переменный ток.................... 39
§54.1. Синхронный генератор переменного тока (39). § 54.2. Це;>ь переменного тока (41). § 54.3. Активное сопротивление (42). § 54.4. Действующие значения тока и напряжения (42). § 54.5. Емкостное сопротивление (43). § 54.6. Индуктивное сопротивление (44). §54.7. Закон Ома для цепи переменного тока (45). §54.8. Мощность переменного тока (46). § 54.9. Трансформатор (46). § 54.10. Передача энергии на расстояние (48).
Глава 55. Упругие волны..................... 49
§55.1. Поперечные и продольные волны (49). §55.2. Скорость упругих волн (50). § 55.3. Энергия и интенсивность волны (51). §^55.4. Затухание волн (52).
Глав а 56. Уравнение волны.................... 53
§ 50.1. Длина волны (53). § 56.2. Уравнение плоской волны (54). § 50.3. Уравнение сферической волны (55). § 56.4. Эффект Доплера в акустике (56). § 56.5. Отражение и преломление волн (57). § 56.6. Коэффициенты отражения и прозрачности (59).
Глав а 57. Интерференция и дифракция............... 60
§ 57.1. Принцип суперпозиции (60). § 57.2. Стоячие волны (61). $57.3. Собственные частоты (62). § 57.4. Интерференция (64). § 57.5. Интерференция от двух источников (65). § 57.6. Интерференция от нескольких источников (67). § 57.7. Интенсивность главных максимумов (68). § 57.8. Дифракция (69). § 57.9. Дифракция на прямоугольной щели (70). § 57.10. Преломление волн и интерференция (72).
Глава 58. Элементы акустики................... 74
§58.1. Характеристики звука (74). § 58.2. Источники звука (75). §58.3. Ультразвуковые преобразователи (77). § 58.4. Приемники звука (79). § 58.5. Ухо (79). § 58.6. Особенности инфра- и ультразвуков (81).
Глава 59. Электромагнитные волны................ 83
§59..!. Скорость электромагнитных волн (83). §59.2. Плоская синусоидальная волна (84). § 59.3. Световое давление (85). § 59.4. Излучение электромагнитных волн ускоренно движущимся зарядом (86). § 59.5. Излучение колеблющегося заряда и диполя (88). § 59.6. Излучение циркулирующего заряда (89). § 59.7. Излучение Вавилова — Черепкова (90). § 59.8. Эффект Доплера в оптике (91).
Глава 60. Элементы радиотехники................ 93
§60.1. Радиосвязь (93). § 60.2. Радиовещание (94). § 60.3. Телевидение (95). § 60.4. Ламповый усилитель (96). § 60.5. Детектирование (демодуляция) (97).
Глава 61. Интерференция света.................. 98
§61.1. Шкала электромагнитных волн (98). §61.2. Волновой цуг. Световой вектор (100). § 61.3. Соотношение неопределенностей для координаты и волнового числа (100). § 61.4. Монохроматичность (102). §61.5. Интерференция света (104). §61.6. Когерентность (105). § 61.7. Расстояние между интерференционными максимумами (107). §61.8. Интерферометр Майкельсона (109). § 61.9. Применение интерференции (ПО).
Глава 62. Дифракция света.................... 111
§62.1. Дифракция на одном отверстии (111). §62.2. Дифракционная реи'.етка (112). § 62.3. Угловая ширина главного максимума (113). §62.4. Разрешающая способность решетки (114). § 62.5. Дифракция рентгеновских лучей (115). § 62.6. Дифракция в трехмерной решетке (115). §02.7. Рентгеноструктурный анализ (117). §62.8. Рассеяние света ([ 19).
Г л а в л 63. Дисперсия и поглощение................ 121
§'.>•'!. 1. Показатель преломления света (121). §03.2. Коэффициенты отражения и прозрачности (122). §63.3. Дисперсия (123). § 63.4. Дис-• Персия и спектральное разложение (124). §03.5. Электронная теория дисперсии (125). § 63.0. Нормальная и аномальная дисперсия (127). §^5y. Поглощение света (128). § 63.8. Фазовая и групповая скорость (!2'0). §63.9. Измерение скорости п-ета (130).
Глас а 64. Поляризация света................... 133
§64.1. Поляризованный и естественный свет (133). § 64.2. Анализатор. Закон Малюса (134). § 64.3. Двойное лучепреломление (136). § 04.4. Причина двойного лучепреломления (137). § 64.5. Дихроизм (138). § 64.6. Поляроид — поляризатор и анализатор (139). § 64.7. Вращение плоскости поляризации (140). § 64.8. Оптическая активность в жицой природе (142).
Глава 65. Геометрическая оптика................. 143
§65.1. Основные законы геометрической оптики. Пучок и луч (143). § 05.2. Преломление света. Полное внутреннее отражение (144). §65.3. Призма (146). § 65.4. Линза (149). §65.5. Построение изображений в тонкой линзе (152). § 65.6. Недостатки линз (154). §65.7. Сферическое зеркало (156). §65.8. Фокусировка электронных пучков (157).
Глава 66. Оптические приборы.................. 159
§66.1. Фотометрия (159). § 66.2. Глаз (162). §66.3. Аккомодация. Бинокулярное зрение (164). § 66.4. Угол зрения. Разрешающая способность глаза (165). § 66.5. Лупа (166). §66.6. Микроскоп (167). §66.7. Телескоп (168). § 66.8. Разрешающая способность оптического прибора (170). §66.9. Электронный микроскоп (172). §66.10. Проекционная аппаратура (173). §66.11. Ионный проектор (174). §66.12. Спект- . ральиые приборы (175). § 66.13. Голография (176).
ЧАСТЬ СЕДЬМАЯ
ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ АТОМОВ, МОЛЕКУЛ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Глава 67. Тепловое излучение.................. , 181
§67.1. Тепловое излучение (181). §67.2. Законы излучения абсолютно черного тела (183). § 67.3. Идеи Планка. Формула Планка для теплового излучения (185).
Глава 68. Основы квантовой оптики................ 186
§ 68.1. Фотоэлектрический эффект (186). § 68.2. Законы внешнего фотоэффекта (187). § 68.3. Понятие о квантовой природе света. Квантовое объяснение законов внешнего фотоэффекта (189). § 68.4. Фотохимические действия света (192). § 68.5. Масса и импульс фотона. Световое давление с квантовой точки зрения (193). § 68.6. Понятие об эффекте Комптона (196). § 68.7. Корпускулярно-волновая двойственность свойств света (199).
Глава 69. Волновые свойства частиц вещества.......... 202
§69.1. Корпускулярно-волновая двойственность свойств частиц вещества (202). § 69.2. Волновые свойства нейтронов, атомов и молекул (206). § 69.3. Физический смысл волн де Бройля (208).
Глава 70. Понятие о квантовой механике.............. 210
§70.1. Понятие о волновой функции (210). § 70.2. Соотношения неопределенностей Гайзенберга (212). § 70.3. Движение свободной частицы (218). § 70.4. Частица в потенциальной яме прямоугольной формы (219). § 70.5. Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике (223). § 70.6. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер (226).
Глава 71. Водородоподобные системы по Бору........... 230
§71.1. Ядерная модель атома Резерфорда (230). § 71.2. Трудности классического объяснения ядерной модели атома (233). § 71.3. Линейчатый спектр атома водорода (234). § 71.4. Постулаты Бора (237).
§ 71.5. Квантование энергии и вычисление постоянной Ридберга в теории Бора (240). § 71.6. Опыты Франка и Герца (242).
Глава 72. Водородоподобные системы в квантовой механике ..... 244
§72.1. Квантование энергий электрона атома водорода (244). § 72.2. Квантование момента импульса (247). § 72.3. Физический смысл б'оровских орбит (247). § 72.4. Пространственное квантование (248). § 72.5. Еще о спине электрона (249). § 72.6. Тонкая структура спектральных линий (252). § 72.7. Квантовомеханический смысл постулатов Бора (254). § 72.8. Спонтанное (самопроизвольное) излучение сьета (255). § 72.9. Понятие о вынужденном (индуцированном) излучении света (258).
Гласа 73. Многоэлектронные атомы................ 260
§73.1. Принцип Паули (260). § 73.2. Периодическая система элементов Менделеева (263). § 73.3. Тормозные рентгеновские лучи (266). § 73.4. Характеристические рентгеновские лучи (269).
Глава 74. Строение молекул и их спектры.............. 273
§74.1. Общая характеристика химических связей (273). § 74.2. Ионные молекулы (275). § 74.3. Молекулы с ковалентной химической связью (276). § 74.4. Понятие о молекулярных спектрах (279).
Глава 75. Электрическая проводимость металлов в современной теории 282
§ 75.1. Недостатки классической теории электрической проводимости металлов (282). § 75.2. Квантование энергии электронов в металле (284). § 75.3. Уровень Ферми для электронов в металле (284), § 75.4. Понятие об импульсном пространстве электронов в металле (2-86). § 75.5. Понятие о вырождении электронов в металле (289). § 75.6. Распределение электронов в металле по энергиям при абсолютном нуле (291). § 75.7. Влияние температуры на распределение электронов по энергиям (292). § 75.8. Теплоемкость вырожденного электронного газа (294). § 75.9. Понятие о квантовой теории проводимости металлов (295). § 75.10. Явление сверхпроводимости (298).
Глава 76. Элементы зонной теории кристаллов........... 302
§ 76.1. Понятие о зонной теории твердых тел (302). § 76.2. Расщепление энергетических уровней валентных и внутренних электронов в атомах твердого тела (304). § 76.3. Расположение энергетических зон в твердом теле. Внутризонные и междузонные переходы электронов (306). § 76.4. Металлы и диэлектрики в зонной теории (307).
Глава 77. Электрические свойства полупроводников......... 310
§77.1. Собственная электронная проводимость полупроводников (310). § 77.2. Собственная дырочная проводимость полупроводников (312). § 77.3. Примесные электронные полупроводники (полупроводники л-тнпа) (313). § 77.4. Примесные дырочные полупроводники (полупроводники р-типа) (314).
Глава 78. Физические процессы в полупроводниковых устройствах . . 316
§78.1. Контактные явления на границе металлов (316). §78.2. Выпрямление на границе металл— полупроводник (319). § 78.3. Выпрямление iia границе электронно-дырочного перехода (320). § 78.4. Полупроводниковые триоды (транзисторы) (322). § 78.5. Фотосопротивления и полупроводниковые фотодиоды (323).
Глава 79. Некоторые оптические свойства вещества......... 325
§79.1. Комбинационное рассеяние света (325). § 79.2. Люминесценция (327). § 79.3. Отрицательное поглощение света (330). § 79.4. Оптические квантовые генераторы (333).
ЧАСТЬ ВОСЬМАЯ ОСНОВЫ ФИЗИКИ ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
Глава 80. Основные свойства и строение атомных ядер........ 340
§80.1. Заряд и масса атомных ядер (340). §80.2. Спин и магнитный момент ядра (341). § 80.3. Состав ядра (343). §80.4. Энергия связи ядра. Дефект массы (346). § 80.5. Ядерные силы (349). § 80.6. Размеры ядер (354). § 80.7. Капельная модель ядра (355).
Глава 81. Естественная радиоактивность............. 358
§ 81.1. Общие сведения о радиоактивных излучениях (358). § 81.2. Правила смещения при радиоактивных превращениях (360). § 81.3. Основной закон радиоактивного распада (362). § 81.4. Активность и ее измерение (364). § 81.5. Как пользоваться законом радиоактивного распада (365). § 81.6. Статистический характер явления радиоактивного распада (366). § 81.7. Использование явления радиоактивности для измерения времени в геологии и археологии (366). § 81.8. Экспериментальные методы изучения радиоактивных излучений и частиц (369). § 81.9. Понятие о теории радиоактивного сс-распада (373). § 81.10. Гамма-лучи (375). § 81.11. Эффект Мёссбауэра (377). §81.12. Понятие о закономерностях Р-распада (382).
Глава 82. Искусственные превращения атомных ядер........ 386
§ 82.1. Превращение азота в кислород. Открытие нейтрона (386). § 82.2. Явление искусственной радиоактивности (389). § 82.3. Во?никновение и уничтожение электронно-позитронных пар (391). § 82.4. Составное ядро. Общая характеристика ядерных реакций (393). §82.5. Понятие о взаимодействии нейтронов с веществом (395). §82.6. Трансурановые элементы (396). § 82.7. Деление ядер (397). § 82.8. Энергия активации деления. Спонтанное деление ядер (401). § 82.9. Цепная реакция деления (404). § 82.10. Ядерные реакторы (406)4 §82.11. Атомная бомба (408). § 82.12. Термоядерные реакции (403). § 82.13. Сжатие и удержание плазмы (413).
Глава 83. Элементарные частицы................. 418
§83.1. Два подхода к структуре элементарных частиц (418). § 83.2. Понятие о космических лучах и их свойствах (419). § 83.3. Мюоны и их свойства. Тау-лептон (422). §83.4. Пионы (л-мезоны) и их свойства (425). § 83.5. Классификация взаимодействий в ядерной физике (428). §83.6. Каоны (К-мезоны) и гипероны (430). § 83.7. Античастицы (433). § 83.8. Понятие о структуре нуклонов (441).
Заключение............................. 443
Предметный указатель............,.......... 444
Цена: 150руб.
