Физика для инженеров. Оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц

ОПТИКА 3 ГЛАВА 1. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА 3 §1.1. Световые волны 3 §1.2. Основные законы оптики 3 §1.3. Световой поток 5 §1.4. Нормальное падение на границу двух сред 6 §1.5. Фотометрические величины 8 §1.6. Геометрическая оптика 9 §1.7. Преломление на сферической поверхности 10 §1.8. Тонкая линза 12 §1.9. Сферическое зеркало 14 §1.10. Центрированная оптическая система 16 §1.11. Зрение и очки 16 §1.12. Лупа 18 ГЛАВА 2. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА 19 §2.1. Интерференция света 19 §2.2. Временнáя и пространственная когерентность 22 §2.3. Способы наблюдения интерференции 24 §2.4. Интерференция при отражении от тонких пленок 25 §2.5. Дифракция света 26 §2.6. Принцип Гюйгенса – Френеля 27 §2.7. Зоны Френеля 29 §2.8. Дифракция от круглого отверстия и диска 33 §2.9. Дифракция от прямолинейного края полуплоскости 35 §2.10. Дифракция Фраунгофера от щели 38 §2.11. Спектральный анализ и дифракционная решетка 41 §2.12. Поляризация света 46 §2.13. Поляризация при отражении и преломлении 51 §2.14. Двойное лучепреломление 52 §2.15. Интерференция поляризованных лучей 55 §2.16. Искусственное двойное лучепреломление 56 §2.17. Вращение плоскости поляризации 58 §2.18. Магнитное вращение плоскости поляризации 59 §2.19. Дисперсия света 59 §2.20. Групповая скорость 60 §2.21. Поглощение и рассеяние света 60 ГЛАВА 3. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 62 §3.1. Тепловое излучение и люминесценция 62 §3.2. Закон Кирхгофа 62 §3.3. Равновесное излучение 65 §3.4. Закон Стефана – Больцмана и закон смещения Вина 66 §3.5. Стоячие волны 67 §3.6. Формула Рэлея – Джинса 68 §3.7. Формула Планка 68 ГЛАВА 4. ФОТОНЫ 71 §4.1. Тормозное рентгеновское излучение 71 §4.2. Фотоэффект 72 §4.3. Опыт Боте. Фотоны 73 §4.4. Эффект Комптона 75 АТОМНАЯ ФИЗИКА 78 ГЛАВА 5. БОРОВСКАЯ ТЕОРИЯ АТОМА 78 §5.1. Атомные спектры 78 §5.2. Модель атома Томсона 79 §5.3. Опыты по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома 79 §5.4. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца 80 §5.5. Правила квантования круговых орбит 82 §5.6. Элементарная боровская теория атома водорода 82 ГЛАВА 6. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ 85 §6.1. Гипотеза де Бройля. Волновые свойства вещества 85 §6.2. Необычные свойства микрочастиц 86 §6.3. Принцип неопределенности 87 §6.4. Уравнение Шрёдингера 89 §6.5. Операторы и их применение в квантовой механике 91 §6.6. Смысл пси-функции 93 §6.7. Квантование энергии 94 §6.8. Квантование момента импульса 96 §6.9. Принцип суперпозиции состояний. Квантовая телепортация 97 §6.10. Прохождение частиц через потенциальный барьер 100 §6.11. Гармонический осциллятор 103 ГЛАВА 7. ФИЗИКА АТОМОВ И МОЛЕКУЛ 104 §7.1. Атом водорода 104 §7.2. Спектры щелочных металлов 107 §7.3. Ширина спектральных линий 108 §7.4. Мультиплетность спектров и спин электронов 110 §7.5. Механический и магнитный моменты многоэлектронного атома 112 §7.6. Эффект Зеемана 113 §7.7. Электронный парамагнитный резонанс 114 §7.8. Квантовые статистики. Бозоны и фермионы 114 §7.9. Принцип Паули 116 §7.10. Периодическая система элементов Менделеева 117 §7.11. Рентгеновские спектры 118 §7.12. Вынужденное излучение 119 §7.13. Лазеры 121 §7.14. Голография 122 §7.15. Нелинейная оптика 123 ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 125 ГЛАВА 8. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТВЕРДОГО ТЕЛА 125 §8.1. Теория Эйнштейна 125 §8.2. Колебания систем с большим числом степеней свободы 126 §8.3. Теория Дебая 129 §8.4. Фононы 131 §8.5. Конденсация Бозе – Эйнштейна 132 ГЛАВА 9. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 134 §9.1. Распределение Ферми – Дирака 134 §9.2. Квантовая теория свободных электронов в металле 135 §9.3. Динамика электронов в периодической решетке 138 §9.4. Энергетические зоны в кристаллах 139 ГЛАВА 10. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 143 §10.1. Электропроводность металлов. Теории Друде и Зоммерфельда 143 §10.2. Электропроводность полупроводников 147 ГЛАВА 11. СВЕРХПРОВОДНИКИ 150 §11.1. Отсутствие электрического сопротивления 150 §11.2. Теория сверхпроводимости Бардина – Купера – Шриффера (БКШ) 153 §11.3. Выталкивание магнитного поля из сверхпроводников 154 §11.4. Три вида сверхпроводников 156 §11.5. Критические токи в сверхпроводниках 158 §11.6. Применение сверхпроводников 159 ГЛАВА 12. ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 161 §12.1. Методы регистрации частиц 161 §12.2. Открытие протона и нейтрона 162 §12.3. Состав ядра атома. Энергия связи 163 §12.4. Ядерные реакции 165 §12.5. Деление ядер урана 165 §12.6. Цепная реакция 166 §12.7. Радиоактивность 168 §12.8. Синтез атомных ядер 169 §12.9. Элементарные частицы 170 §12.10. Космические лучи 173