Л.Л. Гольдин, Г.И. Новикова - Квантовая физика. Вводный курс

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие Введение 72 72 Глава 1. Физические основы квантовой теории ........ 9 1. Корпускулярные свойства электромагнитного излучения Э2. Волновые свойства частиц э 3. Свойства волн де Бройля 94. Принцип неопределенности, Глава 2. Основы квантовой механики э 5. Средние значения Э 6. Операторы э 7. Собственные состояния 9 8. Уравнение Шредингера Глава 3. Частица в потенциальной яме. Квантование энергии Туннелъный эффект 39. Прямоугольная потенциальная яма. Принцип соответствия 910.

Потенциальный барьер. Туннельный эффект........ 9 П, Линейный гармонический осциллятор. Колебательные уровни молекул Глава 4. Водородоподобные атомы э 12. Энергетические уровни водородоподобных атомов 913. Экспериментальные исследования энергетических уровней атома. Потенциалы возбуждения и ионизации э 14. Спектры водородоподобных атомов 9 15. Распределение электронной плотности в атоме водорода 916.

Мезоатомы э 17. Ширина уровней 7 !5 21 28 38 38 42 48 51 53 53 63 66 78 81 89 90 Огллвльиив 184 184 194 Гланд 8. Основы квантовой статистики.............. 201 Э 39. Число квантовых состояний. Статистический вес..... 202 ~ 40. Заполнение уровней. Распределения Бозе — Эйнштейна и Ферми — Дирака......, . 207 2!5 215 220 222 228 230 Глдва 5. Угловой момент и магнитные характеристики электро нов, атомов и молекул $18. Угловой момент .. ф 19. Вращательные уровни молекул. Молекулярные спектры э20. Классификация состояний электронов. Главное квантовое число. Вырождение уровней ! 21. Правила сложения угловых моментов з22. Орбитальный магнитный момент электрона э 23.

Экспериментальное определение угловых и магнитных моментов . ф 24. Спин электрона э 25. Магнитомеханические явления .... э26. Полные угловой и магнитный моменты электрона . э27. Тонкая структура уровней атома водорода и водородоподобных атомов $28. Строение атома по Бору Глана 6. Структура и спектры сложных атомов......... ф29. Структура электронных уровней в сложных атомах....

9 30. Типы связи электронов в атомах ............... 9 31. Принцип Паули (принцип исключения) ф 32. Периодическая сне~сна элементов Д, И.Менделеева ф 33. Правила отбора при излучении атомов ф34. Оптические спектры сложных атомов............

э 35. Рентгеновское излучение э 36. Классическая и квантовая физика Глава 7. Атомы в магнитных полях э 37. Явление Зеемана . $38. Магнитный резонанс Глхвх 9. Тепловое излучение ф41. Равновесное излучение. Закон Кирхгофа 942. Формула Планка 943. Классические формулы для равновесного излучения э 44. Формула Рэлея — Джинса з45. Давление излучения . 94 94 100 107 109 ПЗ П6 П8 122 !23 126 129 134 !35 !37 139 143 151 156 163 177 Огллвлпнив волны, 325 325 328 331 335 337 341 344 345 347 348 355 360 369 Глава 1О.

Физические основы квантовой электроники . ф46. Спонтанное и индуцированное излучение...... ~47. Квантовые усилители и генераторы ф48, Методы создания инверсной населенности уровней 949. Устройство оптических квантовых генераторов .. 950, Структура лазерного излучения Глава П. Молекулы и кристаллы ф51. Химическая связь. Образование молекул..... ф52. Молекула водорода. Обменное взаимодействие .. а 53. Связь атомов в твердых телах (кристаллах) 954. Симметрия кристаллов ф 55.

Колебания кристаллических решеток. Звуковые Тепловое расширение ф56. Фононы ф 57. Теплоемкость кристаллических решеток ф 58. Решеточная тсплопроводность Глава 12. Электроны в кристаллах я 59, Связанные колебательные системы. Разрешенные и запрещенные зоны 960. Проводники и изоляторы $61.

Волны Блоха ф62. Динамика электронов в кристалле. Электропроводность кристаллов ф63. Электроны в металлах . Глава 13. Полупроводники 964. Чистые и примесные полупроводники... ~65, Электроны и дырки 966. Концентрапия электронов и дырок. Энергия Ферми ф67. Электропроводпость полупроводников ........ ф 68. и, — р-переход ф69.

Прохождение тока через и — р-переход 9 70. Транзисторы ф 71. Квазичастицы Глава 14. Атомное ядро, его характеристики и свойства ф 72. Основные характеристики атомного ядра ....... ф 73. Энергия связи ядер. Свойства ядерных сил ...... 9 74. Модели атомного ядра . а 75. Спонтанные превращения атомных ядер 233 233 240 243 247 255 260 260 264 271 2?6 280 288 291 297 299 299 303 306 3!4 320 ОГлАВление Глдвд 16. Элементарные частицы ................. 418 380.

Нуклоны и лептоны. Терминология. Слабое взаимодействие 419 474 474 476 477 479 480 элементов Список обозначений 481 482 Предметный указатель Глхвх 15, Ядерные реакции ф 76. Основные характеристики ядерных реакций 9 77. Теория составного ядра. Ядерные реакции с участием нейтронов 9 78, Взаимодействие с ядрами 7-лучей. Фотоядерные реакции.

Эффект М"ессбауэра .. 979. Цепная реакция деления. Проблемы ядерной энергетики . 981. Сильное взаимодействие. Кварки. Цвет и аромат кварков. Фундаментальные частицы первого поколения .. з 82. Некоторые результаты теории относительности 983. Старшие поколения фундаментальных частиц 984. Диаграммы Фейнмана. Виртуальные частицы. Поляризация вакуума, Лсимптотическя свобода 385. Переносчики взаимодействий.

Ядерные силы Таблицы фундаментальных частиц и переносчиков взаимодействий 986. Симметрии в физике. Нарушение основных типов симметрии при слабом взаимодействии 987. Элементарные частицы и космос ф 88. Ускорители заряженных частиц Заключение Приложения 1, Среднее значение проекции импульса... 11. Радиальная часть оператора Лапласа ........ 1П. Уравнения движения связанных маятников. 1Ч. Основные физические константы ...

У. Названия, символы и атомные массы химических 385 386 391 402 405 423 428 433 438 442 447 451 458 471 УДК 530.145(075.8) ББК 22.31 Г63 Интернет-магазин ° физика ° математика ° биология ° техника )т14р://а)гор.гсс).гм Гольдин Л. Л., Новикова Г. И. Квантовая физика. Вводный курс. — Москва: Институт компьютерных исследований, 2002, 496 стр. Содержит материал лекций, читавшихся для студентов Московского физико-технического института. Излагаются физические основы квантовой теории, даются необходимые представления и формулы нерелятивистской квантовой механики, важнейшие сведения об атомах и атомных явлениях, о химической связи и строении молекул, основы квантовой статистики, теории теплового излучения и квантовой алектроники, некоторые разделы физики твердого тела.

Эти главы основаны на «Введении в квантовую физику» тех же авторов (Мл Наука, !988). Дополнительные главы содержат сведения о свойствах атомных ядер, ядерных реакциях и о современном состоянии физики злемеитариых частиц. Предполагается знание механики, молекулярной физики, злектромагнетизма и оптики в плане обшей физики. Для студентов и аспирантов физико-технического и инженерно-физического профиля, а также научно-технических работников, занятых в различных областях современной физики. РЕЦЕНЗЕНТЫ: кафедра атомной физики и физики плазмы Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова; доктор физико-математических наук Я, Л.

Смородинский 1$ВХ 5-93972-080-3 ББК 22.31 ® Л.Л. Гольдин, Г.И. Новикова, 2002 © Институт компьютерных исследований, 2002 йир://гсс!.гм ПРЕДИСЛОВИЕ Предлагаемая книга основана на лекциях, которые читались студентам Московского Физико-технического института (МФТИ) и Инженерной академии в курсах общей физики (после оптики). Первые главы следуют «Введению в квантовую физику», изданному издательством «Наука» в !988 году, затем идут новые главы, посвященные ядерной физике и физике элементарных частиц.

При изложении главное внимание уделяется основным представлениям квантовой физики и физической сущности явлений. Математический аппарат излагается лишь постольку, поскольку это необходимо для ясного понимания материала, При написании книги мы уделялн главное внимание краткости и ясности изложения и старались отбросить все второстепенное. Мы считаем, что только такая книга, которая концентрирует внимание студента на понимании основных представлений и наиболее существенных явлений, оставляет у него время для размышлений и для решения задач.

Отобранный материал излагается достаточно подробно, с расчетами, сопоставлениями и выводами. Авторы искренне признательны профессору Э, И. Рашба, разрешившему нам воспользоваться конспектами его лекций по физике твердого тела и просмотревшему соответствующие главы рукописи, академику Л. Б. Окуню, просмотревшему первый вариант книги в рукописи и сделавшему ряд важных замечаний, и профессору М. Волошину, который указал нам на ряд погрешностей в изложении.