Учеб. пособие - Спб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 864 с.
Изложены основны атомной и квантовой физики. Главное внимание
уделено экспериментальным основам физики атомов и молекул, а также
методам определения мировых констант в области атомной физики.
Недогматически написанное учебное пособие содержит четыре главы: дискретность вещества, дискретность электрического заряда, дискретность электромагнитного излучения и дискретность динамических переменных классической физики.
Материал, изложенный в учебном пособии, максимально облегчает необходимость принятия нерелятивистской квантовой механики в качестве теоретического описания явлений атомного и субатомного масштаба.
Для контроля знаний к конце каждой из глав приведены задачи, рекомендуемые для решения. ISBN 978-5-7422-3449-4 Оглавление:
Дискретность вещества
Развитие атомистических представлений до начала XX века
Распределение Максвелла по скорости
Распределение по длине свободного пробега
Распределение Больцмана
Процессы переноса
Диффузия
Теплопроводность
Вязкость
Окончательная победа атомизма
Броуновское движение
Эксперименты Перрена
Дискретность электрического заряда
Электролиз
Основные представления теории электролитов
Электролитическая проводимость
Проводимость газов
Несамостоятельный разряд
Экспериментальное определение характеристик газовых ионов
Катодные лучи. Открытие электрона и делимости атома
Измерение заряда электрона Милликеном
Динамика частиц в статических полях
Сводка основных результатов релятивистской динамики
Движение заряженных частиц в статическом однородном магнитном поле
Циклотрон
Статическое поперечное однородное магнитное поле как масс-спектрометр (анализатор отношения е/m)
Движение заряженных частиц в статическом электрическом поле
Первые экспериментальные данные о строении атома
Рассеяние электронов в веществе
Открытие изотопов. Определение истинных масс атомов
Создание Резерфордом ядерной модели атома
Открытие радиоактивности и идентификация а-частиц
Открытие обратного рассеяния а-частиц и создание ядерной модели атома
Описание рассеяния а-частиц в рамках ядерной модели атома
Экспериментальная проверка формулы Резерфорда
Определение заряда и размеров ядра
Протон и нейтрон. Краткая сводка современных представлений о структуре материи
Недостаточность законов классической физики для описания строения атома
Дискретность электромагнитного излучения
Открытие рентгеновских лучей
Первые результаты, касающиеся природы рентгеновских лучей.
Завершение дискуссии о природе рентгеновских лучей победой электромагнитной точки зрения
Рентгеноструктурный анализ
Рентгеноспектральный анализ
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Биологическое действие рентгеновских лучей. Защита от лучей
Тепловое излучение и открытие постоянной Планка
Характеристики теплового излучения
Равновесное тепловое излучение и абсолютно черное тело
Закон Кирхгофа
Давление равновесного теплового излучения и закон Стефана-Больцмана
Законы Вина
Экспериментальное изучение равновесного теплового излучения
Открытие постоянной Планка. Закон излучения Планка
Фотонная теория Эйнштейна и ее экспериментальные подтверждения
Фотоэффект
Эффект Комптона как прямое доказательство существования фотонов
Обратный эффект Комптона как прямое доказательство существования фотонов
Регистрация единичных электронов и фотонов
Интерпретация волновых свойств излучения в рамках фотонной теории
Интерференция и дифракция в фотонной теории
Интерференционные опыты с единичными квантами
Эффект Доплера в фотонной теории
Краткая сводка с комментариями основных положений фотонной теории
Законы, описывающие поведение вещества на атомном уровне
Спектры поглощения и испускания — ключи к установлению дискретности внутренней энергии атомов
Спектральные закономерности
Законы Бора
Вывод Эйнштейном закона излучения Планка и предсказание спонтанного и вынужденного излучений
Удары первого и второго рода
Открытие всеобщности корпускулярно-волнового дуализма
Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля для электронов
Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля для атомов и молекул
Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля для нейтронов
Волновая механика Шрёдингера
Временнбе уравнение Шрёдингера
О наблюдаемых и сопоставляемых им операторах
Квантование линейного гармонического осциллятора
Логическая структура волновой механики Шрёдингера
Основные положения волновой механики
Общие следствия из основных положений волновой механики
Волновая механика Шрёдингера как обоснование механики Ньютона
Орбитальный момент импульса в волновой механике
Квантование атома водорода
Характеристика квазистационарных состояний водородоподобных ионов
Экранированный потенциал ядра
Вероятности переходов и правила отбора
Спин и магнитный момент микрообъектов как наблюдаемые
Уравнение Шрёдингера для бесспиновой частицы в магнитном поле
Явный вид оператора спина электрона и нерелятивистское уравнение Паули
Полный момент импульса атома и тонкая структура.
Многоэлектронные атомы и принцип Паули
Принцип тождественности одинаковых микрообъектов.
О строении электронных оболочек многоэлектронных атомов
Приложение 1. О формуле для математического
ожидания случайной величины
Приложение 2. Флуктуации и точность
физических измерений.
Приложение 3. Заряженный гармонический осциллятор со слабым затуханием в поле
равновесного теплового излучения.
Приложение 4. О равновесии между паром и каплей жидкости
Недогматически написанное учебное пособие содержит четыре главы: дискретность вещества, дискретность электрического заряда, дискретность электромагнитного излучения и дискретность динамических переменных классической физики.
Материал, изложенный в учебном пособии, максимально облегчает необходимость принятия нерелятивистской квантовой механики в качестве теоретического описания явлений атомного и субатомного масштаба.
Для контроля знаний к конце каждой из глав приведены задачи, рекомендуемые для решения. ISBN 978-5-7422-3449-4 Оглавление:
Дискретность вещества
Развитие атомистических представлений до начала XX века
Распределение Максвелла по скорости
Распределение по длине свободного пробега
Распределение Больцмана
Процессы переноса
Диффузия
Теплопроводность
Вязкость
Окончательная победа атомизма
Броуновское движение
Эксперименты Перрена
Дискретность электрического заряда
Электролиз
Основные представления теории электролитов
Электролитическая проводимость
Проводимость газов
Несамостоятельный разряд
Экспериментальное определение характеристик газовых ионов
Катодные лучи. Открытие электрона и делимости атома
Измерение заряда электрона Милликеном
Динамика частиц в статических полях
Сводка основных результатов релятивистской динамики
Движение заряженных частиц в статическом однородном магнитном поле
Циклотрон
Статическое поперечное однородное магнитное поле как масс-спектрометр (анализатор отношения е/m)
Движение заряженных частиц в статическом электрическом поле
Первые экспериментальные данные о строении атома
Рассеяние электронов в веществе
Открытие изотопов. Определение истинных масс атомов
Создание Резерфордом ядерной модели атома
Открытие радиоактивности и идентификация а-частиц
Открытие обратного рассеяния а-частиц и создание ядерной модели атома
Описание рассеяния а-частиц в рамках ядерной модели атома
Экспериментальная проверка формулы Резерфорда
Определение заряда и размеров ядра
Протон и нейтрон. Краткая сводка современных представлений о структуре материи
Недостаточность законов классической физики для описания строения атома
Дискретность электромагнитного излучения
Открытие рентгеновских лучей
Первые результаты, касающиеся природы рентгеновских лучей.
Завершение дискуссии о природе рентгеновских лучей победой электромагнитной точки зрения
Рентгеноструктурный анализ
Рентгеноспектральный анализ
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Биологическое действие рентгеновских лучей. Защита от лучей
Тепловое излучение и открытие постоянной Планка
Характеристики теплового излучения
Равновесное тепловое излучение и абсолютно черное тело
Закон Кирхгофа
Давление равновесного теплового излучения и закон Стефана-Больцмана
Законы Вина
Экспериментальное изучение равновесного теплового излучения
Открытие постоянной Планка. Закон излучения Планка
Фотонная теория Эйнштейна и ее экспериментальные подтверждения
Фотоэффект
Эффект Комптона как прямое доказательство существования фотонов
Обратный эффект Комптона как прямое доказательство существования фотонов
Регистрация единичных электронов и фотонов
Интерпретация волновых свойств излучения в рамках фотонной теории
Интерференция и дифракция в фотонной теории
Интерференционные опыты с единичными квантами
Эффект Доплера в фотонной теории
Краткая сводка с комментариями основных положений фотонной теории
Законы, описывающие поведение вещества на атомном уровне
Спектры поглощения и испускания — ключи к установлению дискретности внутренней энергии атомов
Спектральные закономерности
Законы Бора
Вывод Эйнштейном закона излучения Планка и предсказание спонтанного и вынужденного излучений
Удары первого и второго рода
Открытие всеобщности корпускулярно-волнового дуализма
Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля для электронов
Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля для атомов и молекул
Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля для нейтронов
Волновая механика Шрёдингера
Временнбе уравнение Шрёдингера
О наблюдаемых и сопоставляемых им операторах
Квантование линейного гармонического осциллятора
Логическая структура волновой механики Шрёдингера
Основные положения волновой механики
Общие следствия из основных положений волновой механики
Волновая механика Шрёдингера как обоснование механики Ньютона
Орбитальный момент импульса в волновой механике
Квантование атома водорода
Характеристика квазистационарных состояний водородоподобных ионов
Экранированный потенциал ядра
Вероятности переходов и правила отбора
Спин и магнитный момент микрообъектов как наблюдаемые
Уравнение Шрёдингера для бесспиновой частицы в магнитном поле
Явный вид оператора спина электрона и нерелятивистское уравнение Паули
Полный момент импульса атома и тонкая структура.
Многоэлектронные атомы и принцип Паули
Принцип тождественности одинаковых микрообъектов.
О строении электронных оболочек многоэлектронных атомов
Приложение 1. О формуле для математического
ожидания случайной величины
Приложение 2. Флуктуации и точность
физических измерений.
Приложение 3. Заряженный гармонический осциллятор со слабым затуханием в поле
равновесного теплового излучения.
Приложение 4. О равновесии между паром и каплей жидкости