Книга М. Борна «Атомная физика» занимает особое место в физической литературе, являясь одним из самых простых и доступных изложений физики атомов и молекул. Для чтения ее от читателя не требуется большой специальной подготовки. Сложные физические выводы, а также некоторые математические сведения вынесены автором в ряд приложений, помешенных в конце книги. Это позволяет читать книгу «на двух уровнях». Тот, кто интересуется физической картиной явлений, может ограничиться основным текстом. В то же время в целом книга представляет собой научно строгое и достаточно полное руководство для более подготовленного читателя. Наконец, для специалиста-физика книга интересна тем, что она передает героическую атмосферу того времени, когда создавалась квантовая физика,— времени, число непосредственных свидетелей которого уже невелико.
Поэтому круг читателей, которым Макс Борн адресует свою книгу, весьма широк. Ее охотно приобретут физики-специалисты. Она будет полезным пособием для студентов и преподавателей вузов, в которых изучается физика; ею будут пользоваться химики, биологи, инженеры. Книгу будут читать и неспециалисты, интересующиеся физикой.
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ПЕРЕВОДУ
Монография Макса Борна «Атомная физика» смело может быть названа классической. Эта монография является всесторонним и последовательным изложением основных проблем и достижений атомной физики. Весьма привлекательной отличительной особенностью книги М. Борна является ее простота и дссгупность, совмещенная с полнотой и строгостью изложения. Целее поколение физиков — и теоретиков, и экспериментаторов — знакомилось именно по ней с тем переворотом в наших представлениях о строении вещества, который принесла с собой квантовая механика.
В книге рассматривается обширный круг вопросов: теория атомных спектров, физика ядра, структура атомов и молекул, квантовая статистика, электронная теория металлов, некоторые аспекты физики элементарных частиц и т. д. При этом необходимые для понимания теории сведения о квантовой механике и ее математическом аппарате излагаются попутно — или в самом тексте, или •— большей частью •— в вынесенных в конец книги многочисленных приложениях. Таким образом, по широте охвата темы «Атомная физика» М. Борна представляет собой прекрасное введение в проблемы современной атомной физики, доступное читателю с минимальными математическими познаниями. Существенно отметить, что эта книга не требует от читателя и большой специальной подготовки.
Книга была написана тридцать лет назад — в 1933 году — и с тех пор непрерывно переиздается, причем автор подвергает ее каждый раз такой переработке, что она никогда не выглядит устаревшей. Поэтому советский читатель, знакомый лишь с выполненным в 1937 году переводом первого издания монографии, встретится теперь как бы с совсем другой книгой, и можно надеяться, что настоящий новый перевод, сделанный О. И. Завьяловым и В. Н. Павловым с седьмого английского издания, найдет многочисленных читателей.
Акад. Н. Н. Боголюбов
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому переводу Предисловие к седьмому изданию Предисловие ...........
Глава I. Кинетическая теория газов ................. g
§ 1. Атомистическая теория в химии .............. g
§ 2. Основные предположения кинетической теории газов ... ц
§ 3. Вычисление давления газа ................ jg
§ 4. Температура газа .................... jg
§ 5. Теплоемкость ...................... J7
§ 6. Закон распределения по энергиям и скоростям ...... 18
§ 7. Длина свободного пробега ............... 27
[§ 8. Определение числа Авогадро ............... 29
Глава II. Элементарные частицы ................... 34
§ 1. Прохождение электрического тока сквозь разреженные газы . 34
§ 2. Каналовые и анодные (положительно заряженные) лучи . . 38
§ 3. Рентгеновские лучи ................... 40
§ 4. Радиоактивные излучения ................ 41
§ 5. Гипотеза Проута. Изотопия. Протон ........... 50
§ 6. Нейтрон ......................... 57
§ 7. Космические лучи. Позитроны ............... 58
§ 8. Мезоны и ядерные силы ................. 62
Глава III. Атом и его ядро ..................... 69
§ 1 . Теория электрона Лоренца ............... 69
§ 2. Теорема инертности энергии. Единая теория поля ..... 71
§ 3. Изучение строения атома на экспериментах по рассеянию . . 77
§ 4. Дефект массы и энергия связи ядер. Нейтрино ...... 81
§ 5. Тяжелый водород и тяжелая вода ............ 86
§ 6. Искусственное расщепление ядер и искусственная радиоактив-
ность ........................... 88
Глава IV. Волны • — частицы ..................... 96
§ 1. Волновая теория света. Интерференция и дифракция ... 96
§ 2. Кванты света ....................... 100
§ 3. Квантовая теория атома ................. 103
§ 4. Эффект Комптона ..................... 106
§ 5. Волновая природа материи. Теория де-Бройля ...... 108
§ 6. Экспериментальное доказательство существования волн мате-
рии ............................ 111
§7. Противоречие между волновой и корпускулярной теориями.
Устранение этого противоречия .............. 114
Глава V. Структура атома и спектральные линии ........... 125
§ 1. Атом Бора; стационарные орбиты для простого периодического
движения ........................ '25
дви-
§ 2. Квантовые условия для простого и кратнопериодического дв
жения.......................... 135
3. Матричная механика................... 153
4. Волновая механика.................... 156
5. Механический момент (момент импульса) в волновой механике 167
§ 6. Четность......................... 169
§ 7. Статистическая интерпретация волновой механики..... 170
Глава VI. Спин электрона и принцип Паули............. 177
§ I. Дублеты щелочных металлов и спин электрона ...... 177
§ 2. Аномальный эффект Зеемана............... 181
§ 3. Атом водорода и рентгеновские термы .......... 190
§ 4. Атом гелия........................ 196
$ 5. Принцип запрета Паули................ 207
с гт-----
§ 6. Периодическая система. Заполненные оболочки...... 208
§ 7. Магнетизм......................... 211
§ 8. Волновая теория спина электрона............. 215
§ 9. Плотность электронного облака.............. 224
Глава VII. Ядерная физика..................... 232
§ 1. Размеры ядра и а-распад................. 232
§ 2. Момент количества движения и магнитный момент..... 236
§ 3. Дейтрон и ядерные силы . ................ 243
§ 4. Структура ядра...................... 248
§ 5. Оболочечная модель ядра................. 249
§ 6. Коллективная модель ядра................ 258
§ 7. (3-распад и ^-захват................... 259
§ 8. Дискретный (5-спектр и ядерные возбуждения ...... 268
§ 9. Капельная модель ядра и деление ядер ......... 271
Глава VIII. Квантовая статистика
280
§ 1. Тепловое излучение и закон Планка........... 280
§ 2. Теплоемкость твердых тел и многоатомных газов .... 290
§ 3. Квантование черного излучения............. 299
§ 4. Статистика Бозе — Эйнштейна для световых квантов . . 301
§ 5. Эйнштейнова теория вырождения газа.......... 309
§ 6. Статистика Ферми — Дирака............... 312
§ 7. Электронная теория металлов. Распределение по энергии . . 314
§ 8. Термоэффект и фотоэффект в металлах.......... 318
§ 9. Магнетизм электронного газа............... 321
§ 10. Электропроводность и теплопроводность. Термоэлектричество 322
Глава IX. Строение молекул..................... 326
§ 1. Свойства молекул как отражение распределения заряда в электронном облаке...................... 326
§ 2. Экспериментальное определение молекулярных постоянных 328
§ 3. Полосатые спектры и эффект Рамана........... 337
§ 4. Химическая связь. Классификация типов связей ..... 348
§ 5. Теория гетерополярной ионной связи........... 349
16*
§ 6. Теория ковалентной связи ................ 353
§ 7. Теория сил Ван-дер-Ваальса и других видов связи..... 356
§ 8. Заключение....................... 358
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Вычисление некоторых интегралов, встречающихся в кинетической теории газов............................. 360
V 2. Теплопроводность, вязкость и диффузия.............. 362
3. Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса............... 366
4. Среднее квадратичное отклонение .................. 368
5. Теория относительности ...................... 371
ч.'6. Теория электрона......................... 375
7. Теорема инертности энергии..................... 377
V8. Вычисление коэффициента рассеяния света на свободных частицах . . 378
9. Формула Резерфорда для рассеяния ex-частиц........... 380
10. Комптон-эффект.......................... 383
\/11. Фазовая и групповая скорость.................. 385
12. Элементарный вывод соотношения неопределенностей Гейзенберга . . 387
13. Теория Гамильтона и переменные действия............ 388
14. Квантование эллиптических орбит в теории Бора ........ 391
15. Осциллятор в матричной механике................ 396
'«16. Осциллятор в волновой механике................. 400
V 17. Колебания круглой мембраны................... 402
18. Решение уравнений Шредингера для задачи Кеплера ...... 403
19. Полный механический момент................... 408
20. Вывод формулы Резерфорда в волновой механике......... 410
21. Вывод правил отбора в задаче Кеплера.............. 413
22. Аномальный эффект Зеемана для D-линий натрия......... 418
23. Подсчет числа уровней в случае двух р-электронов........ 420
24. Атомный формфктор....................... 423
25. Формализм квантовой механики.................. 430
26. Общее доказательство соотношения неопределенностей........ 438
27. Вероятности перехода....................... 439
',28. Квантовая теория излучения.................... 443
29. Электростатическая энергия ядер................. 448
30. Теория «-распада......................... 448
31. Основное состояние дейтрона................... 451
32. Мезонная теория......................... 453
33. Закон Стефана — Больцмана и закон смещения Вина....... 453
34. Поглощение осциллятором..................... 457
35. Температура и энтропия в квантовой статистике.......... 461
36. Термоэлектронная эмиссия..................... 463
37. Температурная зависимость для парамагнетизма.......... 465
38. Теория ковалентной связи..................... 468
39. Теория сил Ван-дер-Ваальса................... 471
Библиография............................ 474
Предметный указатель......................... 477
Цена: 300руб.
