Файл: Китайгородский А.И. Введение в физику учеб. пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 257
Скачиваний: 0
§ 158. |
Энергия |
|
384 |
|
§ 159. |
Дефект массы |
|
385 |
|
§160. Принцип эквивалентности и понятие об общей теории относи |
386 |
|||
|
тельности |
|
||
Г л а в а 25. |
Квантовая природа поля |
388 |
||
§ 161. |
|
Фотон |
эффект |
388 |
§ 162. |
|
Фотоэлектрический |
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 |
|
|
|
|
|
Ч А С Т Ь |
Ш |
|
|
|
|
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА |
|
||
Г л а в а |
26. |
|
Потоки заряженных частиц |
|
405 |
|
§ 167. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном |
405 |
|||||
|
полях |
|
|
|||
§ 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 |
||
Г л а в а |
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 |
|
Г л а в а |
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 |
|||||
Г л а в а |
29. |
Молекула |
|
|
472 |
|
§ 196. |
|
Химическая |
связь |
|
472 |
|
§ 197. |
|
Геометрия молекул . . . . |
|
476 |
||
§ 198. |
|
Электронная |
оболочка молекулы |
479 |
||
§ 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 |
|||
Г л а в а |
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 |
ядер |
|
518 |
|||
§ 213. |
Спектры |
атомных |
|
20 |
|||||
§ 214. |
Нейтрино |
бета-распада |
|
|
522 |
||||
§ 215. |
Общие закономерности химических и ядерных превращений |
523 |
|||||||
§216. |
Радиоактивность |
|
|
|
525 |
||||
§217. |
Ядерные |
реакции |
тяжелых |
ядер |
529 |
||||
§217а. |
Реакции |
деления |
531 |
||||||
§ 2176. |
Цепная реакция |
|
|
|
532 |
||||
§217в. Принципы действия ядерного реактора |
534 |
||||||||
§ 217г. Искусственные радиоактивные продукты |
536 |
||||||||
§218. Термоядерные реакции |
|
|
538 |
||||||
Г л а в а |
31. Элементарные |
частицы |
|
539 |
|||||
§219. Термин «элементарная» |
частица |
539 |
|||||||
§ 220. |
Взаимодействие |
быстродвижущихся электронов |
540 |
||||||
§221. |
Мезонная |
теория взаимодействия нуклонов |
542 |
||||||
§ 222. |
Мезоны |
|
|
теория |
электрона |
543 |
|||
§ 223. |
Релятивистская |
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 |
||
Г л а в а |
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 |
Жидкости |
582 |
|||||
§ 238. |
Ближний порядок. |
586 |
|||||||
§ 239. |
Аморфные |
тела |
|
|
|
588 |
|||
§ 240. |
Дальний и ближний порядок расположения атомов в спла |
589 |
|||||||
|
|
вах |
|
|
|
|
|
|
|
§241. Жидкие кристаллы |
|
|
|
592 |
|||||
§ 242. |
Полимерные вещества |
|
|
593 |
|||||
§ 242а. Биологические |
макромолекулы |
595 |
|||||||
Г л а в а |
33. |
Фазовые превращения |
|
|
596 |
||
§ 243. |
Диаграмма состояния |
|
|
596 |
|||
§ 244. |
Фазовые |
превращения |
|
|
598 |
||
§ 244а. |
Диаграмма состояния и свойства гелия |
|
600 |
||||
§ 245. |
Условия |
устойчивого состояния фазы |
|
603 |
|||
§ 246. |
Метастабильные состояния . . |
|
605 |
||||
§ 247. |
Превращения |
газ 5± жидкость |
|
607 |
|||
§ 248. |
Сжижение газов |
|
|
609 |
|||
§249. |
Превращения |
газ^±кристалл |
|
610 |
|||
§ 250. |
Превращения |
жидкость |
q± кристалл |
|
611 |
||
§ 251. |
Превращения |
кристалл |
^± кристалл |
|
614 |
||
§ 252. Диффузия в твердых телах |
|
616 |
|||||
Г л а в а |
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 |
||||
Г л а в а |
35. Диэлектрики |
|
|
627 |
|||
§ 259. Связь между диэлектрической проницаемостью и поляризуемо |
627 |
||||||
§ 260. |
стью молекулы |
и неполярных молекул |
|
||||
Поляризация |
полярных |
|
629 |
||||
§261. |
Аддитивность молекулярной рефракции |
|
632 |
||||
§ 262. |
Пиро- и |
пьезоэлектрики |
|
634 |
|||
§ 262а. Сегнетоэлектрики |
|
|
636 |
||||
Г л а в а |
36. Магнетики |
|
|
|
637 |
||
§ 263. |
Три класса магнетиков |
|
|
637 |
|||
§ 264. |
Диамагнетизм |
|
|
638 |
|||
§ 265. |
Парамагнетизм |
|
|
640 |
|||
§ 266. |
Ферромагнетизм |
|
|
642 |
|||
Г л а в а |
37. Электронное строение и свойства 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 |
||
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Более десяти лет прошло со времени выхода в свет первого издания этой книги. За ним последовали два издания на английском языке, два на польском. Многие учебные заведения (в основном, к моему сожалению, зарубежные) сочли принципы, положенные в основу этой книги, совпадающими с их собственными. Я лишь перечислю эти основные идеи, которые счел нужным подробно аргументиро вать в предисловии к первому изданию. Это отсутствие деталей, отсутствие описаний опытов, дедуктивное изложение теории, отсутствие историзма, полный отказ от повторения школьного материала. В то же время я не считаю возможным опускать сложные вещи, полагаю, что беглое упоминание многих проблем, волнующих физиков, необходимо хотя бы просто для того, чтобы читатель знал об их существовании. Это обстоятельство послужило причиной того, что один любимый и уважаемый мною коллега наз вал эту книгу «Физикой с птичьего полета». Я воспринимаю эту несколько двусмысленную оценку как комплимент. Конечно, при кратком изложении детали теряются, но если автору удалось дать четкие контуры стройного и изящного издания физики, то он мо жет считать свою задачу выполненной.
Из предисловия к первому изданию я хочу перенести свою бла годарность Э. И. Федину и В. В. Шмидту. При подготовке к пере изданию я еще раз оценил, сколь существенной была их помощь в составлении рисунков и примеров.
А. Китайгородский
Ч А С Т Ь I
МЕХАНИЧЕСКОЕ И ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ
Г Л А В А 1
ОСНОВНОЙ ЗАКОН МЕХАНИКИ § 1. Кинематика
Уравнения движения материальной точки. Если размеры и форма тела не играют роли при рассмотрении явления, то его мысленно за меняют точкой. Приближенное представление тела материальной (т. е. обладающей массой) точкой справедливо не только в тех слу чаях, когда размеры тела малы по сравнению с другими расстояния ми, встречающимися в задаче,— оно допустимо всегда, когда инте рес представляет лишь движение центра тяжести тела.
Рис. 1.
Для описания движения материальной точки нужно указать, в каких местах пространства побывала точка и в какие моменты вре мени она проходила ту или иную точку траектории. Для этой цели необходимо прежде всего выбрать систему отсчета координат (рис. 1). Расположение точки по отношению к такой системе, которую проще всего выбрать прямоугольной, характеризуется тремя координатами
