Д.В.Сивухин ОБЩИЙ КУРС ФИЗИКИ. Т.V,Ч.1 АТОМНАЯ ФИЗИКА В основе пособия — лекции, читанные автором для студентов Московского физико-технического института. Главное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий атомной физики, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи. Вторая часть выйдет в 1987 г. Для студентов физических и физико-математических факультетов университетов, физико-технических и инженерно-физических институтов, а также тех вузов, где физика является основной дисциплиной. ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 6 ГЛАВА I КВАНТЫ СВЕТА § 1. Энергия и импульс светового кванта 7 § 2. Фотоэлектрический эффект 12 § 3. Эффект Комптона 25 § 4. Эффект Допплера при движении источника света в вакууме с фотонной точки зрения 34 § 5. Отражение и преломление света в фотонной теории. Фотоны в среде 37 § 6. Излучение Вавилова — Черенкова. Эффект Допплера при движении источника света в среде 40 § 7. Фотоны в гравитационном поле 44 § 8. Некоторые опыты по обнаружению корпускулярных свойств света 47 ГЛАВА II СТРОЕНИЕ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ И СПЕКТРЫ АТОМА § 9. Ядерная модель атома и опыты Резерфорда 50 § 10. Определение заряда ядра из рассеяния рентгеновских лучей 58 § 11. Спектральные закономерности 61 § 12. Постулаты Бора 65 § 13. Спектр водорода 68 § 14. Экспериментальное подтверждение постулатов Бора 80 § 15. Резонансное свечение и люминесценция 87 § 16. Принципиальные недостатки теории Бора 91 ГЛАВА III ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА ЧАСТИЦ ВЕЩЕСТВА § 17. Гипотеза де Бройля 94 § 18. Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля 101 § 19. Статистическая интерпретация волн де Бройля и волновой функции 112 § 20. Соотношение неопределенностей 121 ГЛАВА IV УРАВНЕНИЕ ШРЕДИНГЕРА. КВАНТОВАНИЕ
426
Embed
ДВСивухин ОБЩИЙ КУРС ФИЗИКИ Т.V,Ч1 АТОМНАЯ ФИЗИКА · 2019-02-26 · Д.В.Сивухин ОБЩИЙ КУРС ФИЗИКИ. Т.v,Ч.1 АТОМНАЯ
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Д.В.Сивухин ОБЩИЙ КУРС ФИЗИКИ. Т.V,Ч.1
АТОМНАЯ ФИЗИКА В основе пособия — лекции, читанные автором для студентов Московского
физико-технического института. Главное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий атомной физики, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи. Вторая часть выйдет в 1987 г. Для студентов физических и физико-математических факультетов
университетов, физико-технических и инженерно-физических институтов, а также тех вузов, где физика является основной дисциплиной.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 6
ГЛАВА I КВАНТЫ СВЕТА
§ 1. Энергия и импульс светового кванта 7 § 2. Фотоэлектрический эффект 12 § 3. Эффект Комптона 25 § 4. Эффект Допплера при движении источника света в вакууме с фотонной
точки зрения 34
§ 5. Отражение и преломление света в фотонной теории. Фотоны в среде 37 § 6. Излучение Вавилова — Черенкова. Эффект Допплера при движении
источника света в среде 40
§ 7. Фотоны в гравитационном поле 44 § 8. Некоторые опыты по обнаружению корпускулярных свойств света 47
ГЛАВА II СТРОЕНИЕ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ И СПЕКТРЫ АТОМА
§ 9. Ядерная модель атома и опыты Резерфорда 50 § 10. Определение заряда ядра из рассеяния рентгеновских лучей 58 § 11. Спектральные закономерности 61 § 12. Постулаты Бора 65 § 13. Спектр водорода 68 § 14. Экспериментальное подтверждение постулатов Бора 80 § 15. Резонансное свечение и люминесценция 87 § 16. Принципиальные недостатки теории Бора 91
ГЛАВА III ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА ЧАСТИЦ ВЕЩЕСТВА
§ 17. Гипотеза де Бройля 94 § 18. Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля 101 § 19. Статистическая интерпретация волн де Бройля и волновой функции 112 § 20. Соотношение неопределенностей 121
ГЛАВА IV УРАВНЕНИЕ ШРЕДИНГЕРА. КВАНТОВАНИЕ
§ 21. Уравнение Шредингера 132 § 22. Уравнение Шредингера и квантование 137 § 23. Гармонический осциллятор 144 §24. Одномерные, прямоугольные потенциальные ямы. 147 § 25. Квантование в случае сферически симметричного силового поля 153 § 26. Система двух взаимодействующих частиц 155 § 27. Квантование водородоподобного атома в сферически симметричном
ГЛАВА V ДАЛЬНЕЙШЕЕ ПОСТРОЕНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И
СПЕКТРЫ
§ 30. Операторный метод 179 § 31. Момент импульса частицы 189 § 32. Сложение угловых моментов 198 § 33. Квантование водородного атома в общем случае 202 § 34. Энергетические уровни и спектральные серии щелочных металлов 206 § 35. Магнетизм атомов 215 § 36. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона 220 § 37. Эффект Садовского и спин фотона 225 § 38. Четыре квантовых числа электрона и тонкая структура спектральных
термов 235
§ 39. Правила отбора при излучении и поглощении света 244 § 40. Тонкая структура спектральных линий водорода и щелочных
металлов 248
§ 41. Простой и сложный эффект Зеемана 252 § 42. Магнитный резонанс 261 § 43. Эффект Штарка 270 § 44. Лэмбовский сдвиг уровней атомных электронов 274 § 45. Физический вакуум и объяснение лэмбовского сдвига 277
ГЛАВА VI АТОМНЫЕ СИСТЕМЫ СО МНОГИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ
§ 46. Принцип тождественности одинаковых частиц. Принцип Паули 282 § 47. Объяснение периодической системы химических элементов Д. И.
Менделеева 288
§ 48. Рентгеновские лучи 298 § 49. Атом гелия 312 § 50. Химическая связь. Молекула водорода 322 § 51. Параводород и ортоводород 330 § 52. Молекулярные силы 332
ГЛАВА VII. НЕКОТОРЫЕ МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ КВАНТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
§ 53. Возможные состояния частицы в ограниченном объеме 338 § 54. Теория Дебая теплоемкости твердых тел 340 § 55. Типы связей атомов в твердых телах 347 § 56. Колебания атомов в одномерной прямолинейной цепочке 349 § 57. Фононы и квазичастицы 357 § 58 Энергетические зоны в твердых телах 366 § 59. Зонная структура и волны Блоха 372 § 60. Сверхтекучесть. Опытные факты 383 § 61. Понятие о теории сверхтекучести 393 § 62. Понятие о теории сверхпроводимости 401 Именной указатель 411 Предметный указатель 413 Понимание явлений атомной физики, как и всех явлений микромира,
невозможно без квантовых представлений. Поэтому в настоящем томе затрагиваются основные понятия и принципы квантовой механики. Делается это на основе экспериментальных фактов, которые одни только с полной убедительностью и вынуждают нас принять квантовые представления. Разумеется, в общей физике количественному рассмотрению доступны только простейшие задачи. Большинство вопросов рассматривается качественно на основе общих принципов. В первой части настоящего тома рассматриваются не только явления,
происходящие в электронных оболочках атомов и молекул. Следуя историческому ходу развития, вначале вводится представление о фотонах и рассматриваются оптические явления, связанные с таким представлением. Затем идет основной материал, относящийся уже к атомной физике в узком смысле— физике электронных оболочек атомов. Наконец, коротко говорится о макроскопических квантовых явлениях — сверхтекучести, сверхпроводимости и пр. Ядерной физике будет посвящена вторая часть этого тома.