Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т. 2

Description

Учебник составлен с учетом требований государственных образовательных стандартов для технических специальностей высших учебных заведений. Его содержательная основа соответствует базовой программе по дисциплине «Физика» для технических вузов, одобренной Президиумом Научно-технического совета Российской Федерации по высшему образованию. Настоящий учебник признан одним из победителей конкурса на создание новых учебников по общим естественнонаучным дисциплинам для высших учебных заведений (приказ Министерства общего и профессионального образования РФ № 709 от 22.03.99). Учебник предназначен для студентов технических специальностей. Он состоит из двух томов. РАЗДЕЛ 4. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА Введение Глава 4.1. Экспериментальное обоснование основных идей квантовой механики 4.2.Линейные спектры атомов 4.3.Опыты Франка и Герца 4.4.Опыты Штерна и Герлаха Вопросы для самоконтроля Глава 4.2. Квантовые представления о природе света 4.5.Фотоны 4.6.Фотоэффект 4.7.Эффект Комптона 4.8.Тепловое равновесное излучение 4.9.Формула Рэлея–Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа 4.10.Гипотеза и формула Планка Вопросы для самоконтроля Глава 4.3. Корпускулярно-волновой дуализм 4.11.Гипотеза де Бройля 4.12.Микрочастица в двухщелевом интерферометре 4.13.Влияние наблюдения (измерения) на опыт с электронами 4.14.Прохождение света через прозрачную пластинку Вопросы для самоконтроля Глава 4.4. Квантовые состояния 4.15.Задание микросостояния частиц 4.16.Волновая функция и ее статистический смысл. Суперпозиция состояния 4.17.Соотношение неопределенностей. Наборы одновременно измеримых величин 4.18.Оценка энергии основного состояния атома водорода и энергии нулевых колебаний осциллятора 4.19.Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей. Вероятность в квантовой теории Вопросы для самоконтроля Глава 4.5. Уравнение Шредингера 4.20.Нестационарное уравнение Шредингера 4.21.Стационарное уравнение Шредингера. Стационарные состояния 4.22.Микрочастица в одномерной потенциальной яме бесконечной глубины 4.23.Частица в трехмерной потенциальной яме бесконечной глубины 4.24.Прохождение частицы под потенциальным барьером (туннельный эффект) 4.25.Надбарьерное прохождение 4.26.Гармонический осциллятор Вопросы для самоконтроля Глава 4.6. Атом 4.27.Уравнение Шредингера для водородоподобного атома 4.28.Сферически симметричные решения 4.29.Общее решение уравнения Шредингера для атома водорода 4.30.Спектр атома водорода 4.31.Конфигурация электронных состояний атома водорода 4.32.Мезоатомы Вопросы для самоконтроля Глава 4.7. Многоэлектронные атомы и молекулы 4.33.Одноэлектронное приближение 4.34.Неразличимость одинаковых микрочастиц и принцип Паули 4.35.Периодическая система химических элементов 4.36.Структура энергетических уровней многоэлектронных атомов 4.37.Правила отбора при излучении и поглощении света 4.38.Оптические спектры 4.39.Рентгеновские спектры 4.40.Молекулярная связь 4.41.Молекулярные энергетические уровни и спектры Вопросы для самоконтроля Глава 4.8. Электроны в кристаллах 4.42.Приближение сильной и слабой связи 4.43.Модель свободных электронов в металле 4.44.Функции Блоха 4.45.Зонная структура электронного энергетического спектра в кристаллах 4.46.Заполнение электронами зон в металлах, диэлектриках и проводниках 4.47.Эффективная масса электрона в кристалле 4.48.Полупроводники 4.49.Собственные полупроводники 4.50.Электропроводность собственных полупроводников 4.51.Примесные полупроводники 4.52.Электропроводность примесных полупроводников 4.53.Неравновесная электропроводность проводников 4.54.Понятие о p–n-переходе 4.55.Понятие о биполярном транзисторе 4.56.Явление сверхпроводимости. Основные экспериментальные факты 4.57.Основные идеи микроскопической теории сверхпроводимости 4.58.Куперовское спаривание электронов 4.59.Туннельный контакт. Эффект Джозефсона и его применение 4.60.Понятие о высокотемпературной сверхпроводимости Вопросы для самоконтроля Глава 4.9.Элементы квантовой электроники 4.61.Теория возмущений для уравнения Шредингера 4.62.Вероятность перехода 4.63.Элементы квантовой теории излучения 4.64.Свойство спонтанного и вынужденного излучения 4.65.Принцип работы квантового генератора 4.66.Применения квантовой электроники Вопросы для самоконтроля Глава 4.10. Атомное ядро 4.67.Состав и характеристики атомного ядра 4.68.Модели атомного ядра 4.69.Ядерные силы 4.70.Дефект массы. Энергия связи ядра 4.71.Радиоактивные превращения ядер 4.72.Закономерности a-распада 4.73.Бета-распад 4.74.Гамма-излучение и его свойства 4.75.Основные дозиметрические величины 4.76.Резонансное поглощение g-излучений 4.77.Ядерные реакции 4.78.Законы сохранения при ядерных реакциях 4.79.Эффективное сечение ядерной реакции 4.80.Ядерные реакции на нейтронах 4.81.Реакция деления 4.82.Цепная ядерная реакция 4.83.Ядерные реакторы 4.84.Типы ядерных реакторов 4.85.Термоядерный синтез 4.86.Управляемые термоядерный синтез Вопросы для самоконтроля РАЗДЕЛ 5. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКАИ ТЕРМОДИНАМИКА Введение. Термодинамический и статистический методы Глава 5.1. Элементы молекулярно-кинетической теории 5.2.Термодинамическая система; макросостояния; макропроцесс 5.3.Модель идеального газа 5.4.Уравнение состояния идеального газа 5.5.Температура 5.6.Явления переноса 5.7.Элементы молекулярно-кинетической теории явлений переноса 5.8.Особенности диффузии и теплопроводности в конденсированных средах 5.9.Электрический ток в вакууме 5.10.Вольтамперная характеристика вакуумного диода 5.11.Электронная эмиссия 5.12.Термоэлектронная эмиссия. Основное уравнение термоэлектронной эмиссии 5.13.Электрический ток в газах 5.14.Понятие о плазме Вопросы для самоконтроля Глава 5.2. Элементы термодинамики 5.15.Неравномерность и релаксация. Квазиравномерные и квазиобратимые процессы 5.16.Работа и теплота как обобщенные формы обмена энергии в термодинамике 5.17.Первый принцип термодинамики 5.18.Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона 5.19.Работа идеального газа при изопроцессах и при адиабатическом процессе 5.20.Замкнутые процессы. Цикл Карно. КПД тепловых машин 5.21.Эмпирические формулировки второго принципа термодинамики 5.22.Теорема Карно и теорема Клаузиуса 5.23.Энтропия 5.24.Энтропия идеального газа 5.25.Закон возрастания энтропии 5.26.Полный дифференциал функции двух переменных. (Математическая справка) 5.27.Термодинамические функции 5.28.Получение информации о свойствах тел с помощью термодинамических функций 5.29.Соотношения Максвелла и уравнения Гиббса–Гельмгольца 5.30.Вариационные принципы термодинамики 5.31.Уравнение состояния, внутренняя энергия и энтропия тел с межмолекулярными взаимодействиями 5.32.Зависимость термодинамических функций от числа частиц. Химический потенциал 5.33.Фазовые переходы первого и второго рода 5.34.Условия фазового равновесия. Уравнение Клайперона–Клаузиуса 5.35.Теорема Нернста 5.36.Термодинамика поверхности раздела фаз 5.37.Критическая точка. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояния 5.38.Химические реакции. Условие химического равновесия 5.39.Элементы линейной неравновесной термодинамики 5.40.Термодинамические системы вдали от равновесия 5.41.О синергетике Вопросы для самоконтроля Глава 5.3. Статистическая физика 5.42.Вероятность, среднее значение и среднеквадратичная флуктуация 5.43.Предмет статистической физики; статистические закономерности 5.44.Макро- и микросостояния; статистический ансамбль; средние значения макроскопических характеристик 5.45.Эргодическая гипотеза; микроканоническое распределение; энтропия в статистической физике 5.46.Статистическое равновесие 5.47.Физический смысл и статистический характер второго принципа термодинамики 5.48.Температура и химический потенциал в статистической физике 5.49.Каноническое распределение Гиббса 5.50.Квантовая статистика Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна 5.51.Квазиклассическая форма распределения Гиббса. Фазовое пространство 5.52.Распределение Максвелла 5.53.Распределение Больцмана для идеального газа во внешнем потенциальном поле. Барометрическая формула 5.54.Критерий вырождения и температура вырождения 5.55.Выражение термодинамических функций через статистическую сумму системы 5.56.Статистическая сумма и свободная энергия идеального газа Вопросы для самоконтроля Глава 5.4.Кристаллы 5.57.Строение кристаллов 5.58.Обозначение плоскостей, направлений и узлов в кристалле 5.59.Методы определения кристаллической структуры 5.60.Дефекты в кристаллах 5.61.Тепловые колебания атомов в кристаллах 5.62.Теплоемкость кристалла 481 5.63.Теплопроводность кристаллов 5.63.Теплопроводность кристаллов 5.64.Жидкие кристаллы 5.65.Влияние магнитного и электрического полей на жидкие кристаллы Вопросы для самоконтроля Глава 5.5. Диэлектрики и магнетики 5.66.Диэлектрическая поляризация 5.67.Механизмы диэлектрической поляризации 5.68.Электрическое поле в диэлектрике 5.69.Связь между макро- и микрохарактеристиками диэлектриков 5.70.Элементы термодинамики диэлектриков 5.71.Магнетики 5.72.Диамагнетизм 5.73.Парамагнетизм 5.74.Ферромагнетизм 5.75.Магнитострикция ферромагнетиков 5.76.Антиферромагнетизм 5.77.Элементы термодинамики магнетиков Вопросы для самоконтроля РАЗДЕЛ 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА Глава 6.1. Современная физическая карта мира 6.1.Иерархия структурных форм материи 6.2.Физический вакуум 6.3.Частицы и античастицы 6.4.Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия 6.5.Кварки, лептоны и кванты фундаментальных полей как основа классификации элементарных частиц 6.6.Физические аспекты современной космологии 6.7.Вещество в условиях высоких плотностей, высоких температур и в сильных электромагнитных полях 6.8.Незавершенность современной физики 6.9.Основные этапы эволюции физики и становление новых форм рационального мышления Вопросы для самоконтроля Приложение Использованная литература Предметный указатель