Книга представляет собой учебное пособие по физике для студентов высших технических учебных заведений' и состоит из трех частей: 1) механическое и тепловое движение, 2) электромагнитное поле, 3) строение и свойства вещества. Таким образом, оптика и электродинамика излагаются с единой точки зрения, а все проблемы строения атомов, молекул и твердых тел даются последовательно на основе знаний, полученных в первых двух частях книги. Пособие отличается также относительно небольшим объемом, оригинальностью и современностью изложения. Второе издание переработано в связи с необходимостью отразить в книге развитие физики за послед-,ние годы.
Табл. 14, рис. 330.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ко второму изданию.................. 10
ЧАСТЬ г МЕХАНИЧЕСКОЕ И ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ
Глава 1. Основной закон механики................ 11
§ 1. Кинематика........................ И
§ 2. Силы............................ 17
§ 3. Основной закон механики................ 19
§ 4. Приложение основного закона механики к ускоренному прямолинейному движению.................. 22
§ 5. Приложение основного закона механики к движению по окружности ........................... 25
§ 6. Влияние вращения Земли на механические явления..... 30
§ 7. Какие данные необходимы для решения механической задачи? 33 § 8. Коэффициенты пропорциональности в формулах физики и размерности физических величин............... 36
Глава 2. Механическая энергия.................. 38
§ 9. Работа........................... 38
§ 10. Кинетическая энергия.................. 40
§11. Потенциальная энергия.................. 41
§ 12. Закон сохранения механической энергии ......... 46
§ 13. Потенциальные кривые. Равновесие............ 47
Глава 3. Импульс........................ 50
§ 14. Сохранение импульса................... 50
§ 15. Центр инерции...................... 51
§ 16. Соударения........................ 53
§ 17. Явления отдачи...................... 59
Глава 4. Вращение твердого тела................. 62
§ 18. Кинетическая энергия вращения.............. 62
§ 19. Момент инерции..................... 64
§20. Работа вращения и основное уравнение вращения...... 66
§21. Момент импульса..................... 68
§ 22. Свободные оси вращения................. 71
§ 23. Гироскопы......................... 73
Глава 5. Колебания.........,............. 74
§24. Малые отклонения от равновесия............. 74
§25. Частные случаи колебаний..............., 76
§26. Превращения энергии. Затухающие колебания....... 78
1* 3
§27. Вынужденные колебания................. 81
§ 28. Автоколебания...................... 86
§ 29. Сложение колебаний одного направления.......... 88
§30. Спектр колебания..................... 91
§31. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний..... 93
Глава 6. Бегущие волны...................... 95
§32. Распространение деформации............... 95
§ 33. Возникновение волнового движения............ 98
§34. Волны давления и скорости колебания........... 100
§35. Поток энергии...................... 102
§36. Затухание упругих волн................. 104
§37. Интерференция волн................... 106
§ 38. Принцип Гюйгенса — Френеля. Отражение и преломление волн 108
§39. Коэффициент отражения................. НО
§40. Явление Доплера..................... 112
Глава 7. Стоячие волны....................... 114
§41. Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны 114
§42. Собственные колебания стержней............. 116
§43. Собственные колебания двумерных и трехмерных систем ... 118
§44. Вынужденные колебания стержней и пластинок...... 120
§45. Колебания пьезоэлектриков................ 122
Глава 8. Вопросы акустики.................... 123
§46. Объективная и субъективная характеристики звука..... 123
§47. Сила и громкость звука................. 125
§48. Архитектурная акустика................. 127
§49. Атмосферная акустика.................. 128
§ 50. Действие ультразвука.................. 130
Глава 9. Температура и теплота.................. 131
§51. Тепловое равновесие................... J31
§ 52. Внутренняя энергия................... 133
§ 53. Первое начало термодинамики............... 134
§ 54. Энергия микроскопических систем............. 136
§55. Уравнение состояния................... 137
§56. Уравнение газового состояния............... 139
§57. Уравнения состояния реальных газов........... 14!
Глава 10. Термодинамические процессы.............. 142
§58. Графическое изображение процессов............ 142
§59. Работа. Циклы......................' 144
§60. Процессы изменения состояния газов........... 145
§61. Процесс Джоуля — Томсона................ 153
Глава 11. Энтропия........................ 154
§ 62. Принцип существования энтропии.............. 154
§ 63. Принцип возрастания энтропии.............. 157
§64. Принцип действия тепловой машины............ 159
§65. Цикл Карно. Максимальный к. п. д............. 161
§66. Второе начало термодинамики............... 153
Глава 12. Кинетическая теория газов................ 154
§67. Основные представления................... 154
§ 68. Длина свободного пробега................ 1Q7
§ 69. Давление газа. Средняя квадратичная скорость молекул .... 168
§70. Внутренняя энергия газа................. 171
§71. Статистическое распределение................ 173
4
§72. Закон Больцмана..................... 174
§ 73. Распределение частиц по высоте в поле тяжести...... 176
§ 74. Распределение молекул по скоростям........... 178
§75. Измерение скоростей молекул газа............ 180
§ 76. Вероятность состояния.................. 181
§77. Необратимые процессы с молекулярной точки зрения..... )83
§ 78. Флуктуации. Границы применения второго начала..... 185
Глава 13. Процессы перехода к равновесию............ 187
§ 79. Диффузия......................... 187
§ 80. Теплопроводность и вязкость............... 189
§81. Быстрота выравнивания.................. 190
§ 82. Стационарные процессы................. 193
§ 83. Движение в вязкой среде................. 194
§84. Коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности для газов 196
§ 85. Ультраразреженные газы................. 198
ЧАСТЬ II
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Глава 14. Электрическое поле................... 200
§ 86. Векторные характеристики электрического поля: напряженность и смещение..................... 200
§ 87. Диэлектрическая проницаемость.............. 202
§ 88. Законы электрического поля............... 204
§ 89. Вычисление полей простейших систем............ 206
§90. Электрическая энергия................... 216
§91. Радиус электрона и границы классической электродинамики 219
§ 92. Электрические силы.................... 220
§ 93. Дипольный момент системы зарядов............ 223
§ 94. Поляризация изотропного диэлектрика........... 226
§95. Поляризация кристаллических веществ.......... 229
§96. Ограниченные диэлектрические тела в электрическом поле . . 230
Глава 15. Магнитное поле.................... 234
§ 97. Магнитный момент.................... 234
§ 98. Сила Ампера ...................... 237
§99. Сила, действующая на движущийся заряд........ 239
§ 100. Магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами . . . 240
§ 101. Напряженность магнитного поля............. 242
§ 102. Взаимодействия токов и магнитов............ 244
§ 103. Эквивалентность токов и магнитов............ 246
§ 104. Вихревой характер магнитного поля........... 248
§ 105. Закон электромагнитной индукции и сила Лоренца .... 252
§106. Измерение магнитного поля методом индукционного толчка . 253
§ 107. Ограниченные тела в магнитном поле........... 256
§ 108. Связь между магнитной проницаемостью и восприимчивостью. 259
§ 109. Искажение магнитного поля при внесении в него магнетика 260
§ ПО. Магнитный гистерезис.................. 263
Глава 16. Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла...... 266
§ 111. Обобщение закона электромагнитной индукции...... 266
§ 112. Ток смещения...................... 269
§113. Картина электромагнитного поля............. 272
Глава 17. Энергетические превращения в электромагнитном поле . . . 274
§114. Превращения в цепи постоянного тока......... 274
§ 115. Превращения в замкнутой цепи переменного тока..... 276
§ 116. Магнитная энергия поля................. 278
§117. Электрические колебания................ 280
§ 118. Электромагнитная энергия ................ 283
§119. Импульс и давление электромагнитного поля....... 286
Глава 18. Электромагнитное излучение............... 288
§ 120. Элементарный диполь................... 288
§ 121. Антенна как электрический диполь............ 289
§ 122. Излучение диполя.................... 291
§ 123. Электромагнитный спектр................. 293
§ 124. Квантовая природа излучения .............. 295
Г л а в а 19. Распространение электромагнитных волн......... 296
§ 125. Дисперсия и поглощение................. 296
§ 126. Поведение электромагнитной волны на границе двух сред . 299 § 127. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при
отражении......................... 302
§ 128. Распространение световых волн в среде с градиентом показателя
преломления....................... 304
, § 129. Распространение радиоволн ............... 307
§ 130. Радиолокация...................... 309
Г л а в а 20. Интерференционные явления.............. 312
' ' § 131. Сложение волн от двух источников............ 312
§ 132. Когерентность..................... . 314
§ 133. Интерференция в пластинке................ 318
§ 134. Полосы равной толщины и полосы равного наклона . . . 320
; ' § 135. Практические применения интерференции......... 323
Глава 21. Рассеяние........................ 328
§ 136. Вторичное излучение . ................. 328
§ 137. Дифракция волн на отверстиях............. 330
§ 138. Система беспорядочно расположенных рассеивателей .... 334
1 § 139. Поведение сплошной однородной среды.......... 337
§ 140. Рассеяние в неоднородной среде............. 338
§ 141. Дифракционная решетка................. 341
§ 142. Направленные излучатели радиоволн .......... 345
§ 142а. Голография........................ 347
Г л а в а 22. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле....... 349
, .. § 143. Кристалл как, дифракционная решетка.......... 349
§ 144. Определение параметров элементарной ячейки кристалла . . . 352
§ 145. Интенсивность дифракционных лучей........... 353
. • § 146. Методы рентгеновского анализа.............. 355
Глава 23. Двойное лучепреломление................ 358
§ 147. Анизотропия поляризуемости............... 358
§ 148. Распространение света в одноосных кристаллах..... 362
§ 149. Поляризаторы. Исследование поляризационного состояния
света.......................... 366
§150. Кристаллическая пластинка между «скрещенными» николями 368
§ 151. Двойное лучепреломление, вызванное внешним воздействием 370
§ 152. Оптическая активность.................. 372
§ 153. Принципы теории оптической активности........ 374
Глава 24. Теория относительности................ 377
§ 154. Основания теории.................... 377
§ 155. Опытные подтверждения принципа постоянства скорости света 378
§ 156. Время в теории относительности............. 381
§ 157. Масса . ,........................ 383
6
§ 158. Энергия......................... 384
§ 159. Дефект массы...................... •#»
§160. Принцип эквивалентности и понятие об общей теории относительности ......................... 386
Глава 25. Квантовая природа поля................ 388
§ 161. Фотон.......................... 388
§ 162. Фотоэлектрический эффект................ 390
§ 163. Флуктуации светового потока.............. 393
§ 164. Закон Кирхгофа...................... 394
§ 165. Абсолютно черное тело................... 396
§ 166. Теория теплового излучения............... 398
§ 166а. Стимулированное излучение............... 402
§1666. Люминесценция.................... 403
ЧАСТЬ III
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
Глава 26. Потоки заряженных частиц............... 405
§ 167. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном
полях.......................... 405
§ 168. Получение пучков заряженных частиц........... 408
§ 169. Электронные линзы................... 409
§ 170. Электронный микроскоп................. 412
§ 171. Электронные и ионные проекторы............ 416
§ 172. Электронно-лучевая трубка................ 418
§ 173. Масс-спектрограф..................... 420
§ 174. Ускорители заряженных частиц.............. 422
§ 175. Автофазировка...................... 423
§ 176. Синхрофазотрон. Синхротрон............... 425
§ 177. Ионизованный газ.................... 427
§ 178. Электрический разряд в газе............... 428
§ 178а. Плазма........................ 432
Глава 27. Волновые свойства микрочастиц............. 439
§ 179. Дифракция электронов.................. 439
§ 180. Основные идеи квантовой механики............ 440
§ 181. Принцип неопределенности................ 443
§ 182. Потенциальный ящик.................. 447
§ 183. Что дает решение уравнения Шредингера......... 450
§ 184. Туннельный переход................... 451
Глава 28. Строение атома..................... 452
§ 185. Энергетические уровни атома водорода.......... 452
§ 186. Квантовые числа...................... 456
§ 187. Электронное облако для s- и р-состояний........ 457
§ 188. Принцип Паули..................... 459
§ 189. Отклонение атомного пучка в магнитном поле....... 460
§ 190. Спин электрона..................... 462
§ 191. Магнитные моменты атомов................ 464
§ 192. Периодический закон Менделеева............. 465
§ 193. Ионизационные потенциалы................ 467
§ 194. Спектры атомов в оптической области.......... 468
§ 195. Атомные рентгеновские спектры............. 470
Глава 29. Молекула........................ 472
§ 196. Химическая связь.................... 472
§ 197. Геометрия молекул.................... 476
§ 198. Электронная оболочка молекулы............. 479
7
§ 199. Энергетические уровни молекул.............. 480
§ 200. Вращательный спектр молекул.............. 482
§201. Инфракрасный колебательно-вращательный спектр..... 485
§ 202. Комбинационное рассеяние света............. 489
§ 203. Электронный спектр поглощения............. 492
§ 204. Магнитный резонанс................... 494
§ 205. Квадрупольный резонанс................. 496
§ 206. Газовые лазеры..................... 498
Глава 30. Атомное ядро..................... 504
§ 207. Экспериментальные методы ядерной физики........ 504
§ 208. Частицы, входящие в состав ядра............ 512
§ 209. Масса и энергия атомного ядра............. 513
§210. Спин и магнитный момент ядра............. 515
§211. Силы взаимодействия нуклонов.............. 517
§ 212. Нуклоны в ядре.................... 518
§ 213. Спектры атомных ядер................. 20
§214. Нейтрино бета-распада.................. 522
§ 215. Общие закономерности химических и ядерных превращений 523
§ 216. Радиоактивность..................... 525
§ 217. Ядерные реакции.................... 529
§ 217а. Реакции деления тяжелых ядер............ 531
§ 2176. Цепная реакция.....................' 532
§ 217в. Принципы действия ядерного реактора ......... 534
§217г. Искусственные радиоактивные продукты ......... 536
§ 218. Термоядерные реакции.................. 538
Глава 31. Элементарные частицы................. 539
§ 219. Термин «элементарная» частица.............. 539
§ 220. Взаимодействие быстродвижущихся электронов...... 540
§221. Мезонная теория взаимодействия нуклонов........ 542
§222. Мезоны......................... 543
§ 223. Релятивистская теория электрона............. 544
§ 224. Рождение и аннигиляция пар частиц........... 546
§ 225. Частицы и античастицы.................. 547
§ 226. Асимметрия элементарных частиц............. 549
§ 226а. Барионный спектр................... 551
§2266. Кварки......................... 554
Глава 32. Атомное строение тел.................. 555
§ 227. Поликристаллическое вещество и монокристаллы ..... 555
§ 228. Пространственная решетка................ 557
§229. Выбор ячейки. Симметрия кристалла........... 561
§ 230. Упаковка частиц в кристалле............... 565
§231. Молекулярный кристалл................. 567
§ 232. Плотные упаковки шаров................ 570
§ 233. Примеры кристаллических структур............ 573
§ 234. Тепловые колебания в кристалле............. 576
§ 235. Тепловые волны..................... 578
§ 236. Тепловое расширение................... 580
§ 237. Дефекты кристалла.................... 582
§ 238. Ближний порядок. Жидкости............... 586
§239. Аморфные тела..................... 588
§ 240. Дальний и ближний порядок расположения атомов в сплавах ........................... 589
§241. Жидкие кристаллы.................... 592
§ 242. Полимерные вещества.................. 593
§ 242а. Биологические макромолекулы .............. 595
8
Глава 33. Фазовые превращения.................. 596
§ 243. Диаграмма состояния.................. 596
§ 244. Фазовые превращения.................. 598
§ 244а. Диаграмма состояния и свойства гелия ......... 609
§ 245. Условия устойчивого состояния фазы........... 603
§ 246. Метастабильные состояния................ 605
§ 247. Превращения газ ^± жидкость.............. 607
§ 248. Сжижение газов...................... 609
§249. Превращения газ^±кристалл............... 610
§250. Превращения жидкость ^± кристалл........... 611
§ 251. Превращения кристалл ^ кристалл........... 614
§ 252. Диффузия в твердых телах............... 616
Глава 34. Деформация тел..................... 618
§253. Упругие свойства .................... 618
§254. Пластические свойства.................. 619
§ 255. Предел прочности.................... 621
§ 256. Механические свойства поликристаллического материала. . . 622
§ 257. Влияние поверхностно-активных веществ на деформацию . . . 623
§ 258. Разрушение материалов под действием потока частиц . . . 624
Глава 35. Диэлектрики...................... 627
§ 259. Связь между диэлектрической проницаемостью и поляризуемостью молекулы...................... 627
§ 260. Поляризация полярных и неполярных молекул...... 629
§261. Аддитивность молекулярной рефракции........... 632
§ 262. Пиро- и пьезоэлектрики................. 634
§ 262а. Сегнетоэлектрики.................... 636
Глава 36. Магнетики ...................... 637
§ 263. Три класса магнетиков................. 637
§ 264. Диамагнетизм...................... 638
§ 265. Парамагнетизм..................... 640
§ 266. Ферромагнетизм..................... 642
Глава 37. Электронное строение и сзойства тел.......... 648
§ 267. Свободные электроны.................. 648
§ 268. Энергетические уровни в твердом теле.......... 649
§ 269. Электронный газ..................... 652
§ 270. Проводимость...................... 655
§271. Сверхпроводимость................... 658
§ 272. Полупроводники..................... 660
§ 273. Эмиссия электронов................... 665
§ 274. Фотоэлектрический эффект................ 667
§ 275. Запирающие слои...................... 670
§ 276. Контактная разность потенциалов............. 672
§ 276а. Электролюминесценция полупроводников......... 673
§277. Распределение зарядов в неравномерно нагретом теле . . . 675
§ 278. Термоэлектродвижущая сила............... 676
§ 279. Выделение тепла в электрических цепях ......... 678
§ 280. Применения термоэлектрического эффекта......... 680
Приложение. Таблица формул электродинамики............ 681
Предметный указатель........................ 685
Цена: 150руб.
