Спецфизика

Часть I. Элементы специальной теории относительности 6 1. Пространство и время классической физики 6 2. Критика классических представлений 7 3. Постулаты теории относительности 10 4. Неоднозначность и относительность понятия одновременности 11 5. Релятивистские эффекты замедления времени и сокращения длин 14 6. Преобразования Лоренца 16 7. Сложение скоростей в теории относительности 18 8. Релятивистские инварианты. Алгебра четырехмерных векторов 19 9. Релятивистская динамика 21 10. Эффект Доплера 26 11. Излучение Черенкова 28 12. Образование электрон-позитронных пар 29 13. Эффект Комптона 30 Библиографический список 32 Часть II. Основы квантовой механики 33 Введение 33 1. Дифракция электронов на двух щелях 34 2. Понятие физической системы и ее состояния 36 3. Принцип дополнительности Бора 38 4. Принцип суперпозиции состояний 41 5. Эволюция изолированной системы 42 6. Координатное представление. Волны Де-Бройля 43 7. Вывод соотношения неопределенностей Гейзенберга 44 8. Уравнение Шрёдингера 45 9. Плотность потока вероятности 48 10. Стационарные состояния 49 11. Электрон в одномерной прямоугольной потенциальной яме 51 12. Частица в трёхмерной потенциальной яме 54 13. Потенциальный барьер полубесконечной ширины 54 14. Потенциальный барьер конечной протяжённости 57 15. Линейный гармонический осциллятор 59 16. Атом водорода 63 17. Приближённое решение уравнения Шрёдингера методом ВКБ 71 18. Принцип тождественности частиц. Принцип Паули 73 19. Строение многоэлектронных атомов. Периодический закон Менделеева 74 20. Спектр рентгеновского излучения 77 21. Линейные операторы 79 22. Собственные значения и собственные функции операторов 81 23. Эрмитовые операторы 81 24. Квантовомеханические величины и операторы. Принцип соответствия 83 25. Ортогональность и нормировка собственных функций эрмитовых операторов 86 26. Вероятность и средние значения результатов измерений 87 27. Дифференцирование операторов по времени 89 28. Коммутация операторов 90 29. Соотношение неопределенностей Гейзенберга 91 30. Интегралы движения 93 31. Эволюционный оператор изолированной системы 94 32. Причинность в квантовой механике 96 33. Необратимость времени 99 34. Линейный осциллятор 101 35. Тонкая структура спектра атомов. L-S-расщепление 105 36. Матричная форма квантовой механики 107 37. Основы матричной алгебры 109 38. Теория возмущений. Стационарные возмущения 114 Заключение 117 Библиографический список 118 Часть III. Статистическая физика и стохастические процессы 119 Введение 119 1. Принцип макроскопической необратимости 120 2. Фазовое пространство системы и ее микросостояния 122 3. Закон Гиббса 125 4. Статистическая сумма и статистическая температура 127 5. Энтропия системы 128 6. Основное термодинамическое тождество 131 7. Основное термодинамическое неравенство 134 7.1. Невозможность построения вечного двигателя второго рода. Теорема Карно 135 8. Свободная частица в газе 136 9. Энтропия идеального газа 138 9.1. Вращение двухатомных молекул 139 10. Гармонический осциллятор 140 11. Спины в магнитном поле 141 12. Химические реакции 142 13. Равновесие кристалла с газовой фазой 144 14. Система с переменным числом частиц 146 15. Квантовые статистики 147 16. Ферми-газ при абсолютном нуле 148 17. Проблемы кинетической теории. Функция распределения 151 18. Принцип детального равновесия 152 19. Принцип детального равновесия для ядерных реакций 154 20. Формулы Брейта – Вигнера 156 21. Кинетическое уравнение Больцмана 160 22. Расчет коэффициентов переноса на основе решения уравнения Больцмана 162 22.1. Электропроводность электронного газа 162 22.2. Расчет коэффициента диффузии в газе 163 22.3. Вязкость газов 164 22.4. Теплопроводность газов 165 23. Стохастические процессы 166 24. Метод моментов для уравнения Колмогорова 169 25. Уравнение Фоккера – Планка 174 Библиографический список 178