Физика для углубленного изучения 3. Строение и свойства вещества [Е. И. Бутиков] (pdf) читать постранично

Е.И.Бутиков, А.С.Кондратьев, В.М.Уздин
ФИЗИКА ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ 3. Строение и свойства
вещества
Учебник принципиально нового типа. Последовательность изложения
соответствует логической структуре физики как науки и отражает современные
тенденции ее преподавания. Материал разделен на обязательный и
дополнительный, что позволяет строить процесс обучения с учетом
индивидуальных
способностей
учащихся,
включая
организацию
их
самостоятельной работы. Задачи служат как для получения новых знаний, так и для
развития навыков исследовательской деятельности.
Для учащихся школ, гимназий, лицеев с углубленным изучением
физико-математических дисциплин, а также для подготовки к конкурсным
экзаменам в вузы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
9
§ 1. Принцип относительности
9
Равноправие инерциальных систем отсчета (10). Понятие события
(10). Классические представления о времени и пространстве (11).
Преобразования Галилея (11). Принцип относительности и
электродинамика (11). Отказ от классических представлений (12).
Постулаты теории относительности (13). Второй постулат и законы
механики (14).
§ 2. Релятивистская кинематика
15
Процедуры измерений (15). Одновременность событий и
синхронизация часов (16). Измерение расстояний (17).
Относительность одновременности событий (17). Относительность
промежутков времени (18). Относительность пространственных
расстояний (20). Классический предел (21).
§ 3. Преобразования Лоренца
22
Преобразования Лоренца. Интервал между событиями (23).
Инвариантность интервала (24). Классификация интервалов (24).
Закон преобразования скорости (25). Аберрация света (27).
§ 4. Релятивистская динамика
28
Импульс и энергия (28). Релятивистская масса (29). Энергия покоя
(29). Кинетическая энергия (29). Пропорциональность массы и
энергии (30). Эквивалентность энергии и массы (31). О законе
сохранения массы (32). Масса покоя и квантовые закономерности
(32). Вывод выражения для импульса (33). Вывод выражения для
энергии (36).
§ 5. Примеры релятивистского движения частиц
37
Связь энергии и импульса (38). Движение под действием постоянной
силы (38). Движение в магнитном поле (39). Ускоритель на встречных
пучках (39).
II. ЗАКОНЫ МИКРОМИРА. ЧАСТИЦЫ И ВОЛНЫ
44

§ 6. Световые кванты
Фотоэлектрический эффект (44). Экспериментальные
закономерности фотоэффекта (45). Кинетическая энергия
фотоэлектронов (45). Соотношение Планка (46). Уравнение
Эйнштейна (47). Корпускулярные и волновые свойства света (47).
Невозможность классического объяснения фотоэффекта (48).
Двойственная природа света (49). Фотоны (49). Эффект Комптона
(50). Законы сохранения в эффекте Комптона (50). Дискретный
характер взаимодействия света с электронами (52). Корпускулярное
объяснение эффекта Доплера (52).
§ 7. Границы применимости классической физики
Соотношения неопределенностей. Дифракция электронов (54).
Зарождение квантовой теории (54). Абстракции, лежащие в основе
классической физики (55). О классическом детерминизме (56).
Соотношения неопределенностей Гейзенберга (56). Иллюстрация
соотношения неопределенностей (57). Границы применимости
классических представлений (59).
§ 8. Свет — частицы или волны?
Корпускулярно-волновой дуализм (61). Частицы и волны в
классической физике (62). Мысленный опыт, снимающий логические
противоречия (62). Фотон — квантовый объект (65). Волны де Бройля
(66). Волновые свойства микрочастиц (67). Еще о границах
классического описания (67).
§ 9. Законы движения в квантовой физике
Роль средств наблюдения в квантовой физике (70). Вероятность в
классической и квантовой физике (70). Описание состояния системы
в квантовой физике (71). Принцип соответствия (72).
III. АТОМЫ, МОЛЕКУЛЫ, КРИСТАЛЛЫ
§ 10. Строение атома
Томсоновская модель атома (74). Опыты Резерфорда (74). Рассеяние
на большие углы (75). Открытие атомного ядра (75). Планетарная
модель атома (76). Постулаты Бора (76). Правило квантования (77).
Уровни энергии атома водорода (78). Спектральные серии (78). Атом
Бора и принцип соответствия (79). Современные представления о
строении атома водорода (80). Постоянная тонкой структуры (81).
Атомы с несколькими электронами (82). Принцип Паули (83).
Многоэлектронные атомы (83).
§11. Измерения в атомной физике
Опыты Дж. Томсона (85). Опыты X. Буша (86). Опыты Р. Милликена
(86). Дискретность электрического заряда (87). «Взвешивание»
электрона (88). Массы атомов и молекул (88). Принцип действия
масс-спектрографа (89). Селектор скоростей ионов (90).
Масс-спектрометр с поперечной фокусировкой (90). Разделение
изотопов (91). Электронная оптика (91). Разрешающая способность

44

54

61

69

74
74

85

(92). Атомная единица массы (92). Точные измерения атомных масс
(93). Количество вещества. Постоянная Авогадро (94). Молярная
масса (95). Размеры атомов и молекул (95).
§12. Молекулы
Химические силы и физика (97). Ионная связь между атомами (98).
Ковалентная связь (99). Взаимодействие атомов в