Общая физика Макет 1 - ff.tsu.ruff.tsu.ru/sites/default/files/Общая...

Контакты:

тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

e-mail: [email protected],

[email protected]

Cайт: www.id-intellect.ru

Почтовый адрес издательства:

141700, г. Долгопрудный,

МО, Промышленный проезд, 14.

КАТАЛОГ - I полугодие 2015г.

Общая физика

Издательский Дом “Интеллект” 3

Конкурс рукописей 4

Гринштейн Дж., Зайонц А.

Квантовый вызов. Современные исследования оснований квантовой механики,

2-е дополн. изд., пер. с англ. 6

Щеголев И. Ф.

Элементы статистической механики, термодинамики и кинетики, 2-е изд., испр. 9

Франк - Каменецкий Д. А.

Лекции по физике плазмы, 3-е изд. 11

Петров Ю.В.

Основы физики конденсированного состояния 13

Зильберман Г. Е.

Электричество и магнетизм, 2-е изд. 15

Райзер Ю. П.

Физика газового разряда, 3-е изд., перераб., доп. 19

Майер В.В., Вараксина Е.И.

Звук и ультразвук в учебных исследованиях, 2-е изд. 23

Паршаков А.Н.

Физика в ключевых задачах. Механика. Колебания. Акустика 28

Булыгин В.С., Кремлёв М.Г.,Прут Э.В. Избранные задачи студенческих олимпиад МФТИ по курсу общей физики 30

Астапенко В.А.

Взаимодействие излучения с атомами и наночастицами 31

Козлов В.Ф., Маношкин Ю.В., Миллер А.Б.,Петров Ю.В.,

Ромишевский Е.А., Стасенко А.Л.

Задачи по общей и прикладной физике 33

Тарасов Л.В.

Земной магнетизм 36

Зуев Л. Б. , Данилов В. И.

Физические основы прочности материалов 37

Егоров Н.В., Шешин Е.П.

Автоэлектронная эмиссия. Принципы и приборы 39

Мейлихов Е.З

Магнетизм. Основы теории 41


Электромагнетизм в ключевых задачах 44

Гегузин Я.Е.

Капля, 3-е изд. 51


Пузыри, 2-е изд.

54


Живой кристалл, 3-е изд. 57

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М.

Механика и молекулярная физика, 4-е изд. 59

Мейлихов Е.З.

Векторный магнитный потенциал, эффект Ааронова-Бома и магнитный монополь 64

Гольдин Л.Л. , Новикова Г.И.

Квантовая физика. Вводный курс 66

Издательский дом «Интеллект» предлагает Вашему вниманию разделы электронного Каталога с

аннотациями и полными оглавлениями:

• История науки

• Общая физика

• Теоретическая и математическая физика

• Методы и техника эксперимента. Прикладная физика

• Оптика и фотоника

• Радиофизика и электроника

• Прикладная и вычислительная математика

• Материаловедение

• Нанотехнологии

• Химия и химические технологии

• Биомедицинские науки

• Науки о Земле. Экология

• Нефтегазовый комплекс

• Энергетика и электротехника

• Промышленные технологии. Машиностроение

По Вашему желанию мы можем выслать на e-mail любые из вышеуказанных разделов

Более подробную информацию о вышедших и готовящихся к изданию книгах Издательского Дома

«Интеллект» Вы можете получить на сайте www.id-intellect.ru

а также по тел. (495) 617-41-83

Контакты:

тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

e-mail: [email protected],

[email protected]

Cайт: www.id-intellect.ru

Уважаемые читатели!

Издательский Дом «Интеллект» выпускает научно-техническую литературу по всему спектру ес-

тественных и технических наук и современным технологиям.

Наша целевая аудитория – студенты и аспиранты, преподаватели высшей школы, специалисты

– исследователи и разработчики.

Приоритетные тематические направления выбраны с учетом потребностей высшей школы и реа-

лий мирового научно-технического развития. Отсутствие современных учебных пособий на рус-

ском языке по большому числу разделов фундаментальной и прикладной науки заставляет нас

уделять этим областям особое внимание. Особенно это касается новейших направлений, возник-

ших «на стыках» традиционных дисциплин.

В планах Издательского Дома – переводы книг ведущих западных издательств и в равной мере

учебные пособия и учебно-справочные руководства авторитетных отечественных авторов.

Генеральный директор

Л.Ф.Соловейчик

Издательский Дом «Интеллект» объявляет конкурс рукописей учебных пособий!

Тематика конкурса включает в себя актуальные, по нашему мнению, направления, важные для возрож-

дения отечественного образования и науки. Ниже перечислены некоторые из предлагаемых тем.

- Экспериментальные методы современного естествознания

- Методы и приборы современной наблюдательной астрономии (физические основы)

- Астрономия для физиков

- Экспериментальная проверка эффектов общей теории относительности

- Экспериментальная физика в задачах

- Современный курс общей физики для инженеров

- Основы акустики для физиков и инженеров

- Основы физики твёрдого тела

- Физика и техника высоких давлений

- Физика фазовых переходов и критических явлений

- Физика Земли – модели и методы эксперимента

- Физические основы исследований глобального климата

- Методы и приборы современной спектроскопии

- Квантовые состояния света

- Высокочастотная электродинамика сплошных сред и метаматериалов. Физические основы

- Физические основы техники ИК-диапазона

- Методы и техника эксперимента в рентгеновском диапазоне

- Современные источники света

- Твердотельные светоизлучающие структуры

- Основы современной метрологии (воспроизведение единиц физических величин)

- Физика шумов и флуктуаций

- Методы и приборы для исследования быстропротекающих процессов

- Электрические и магнитные измерения

- Электроника в технике эксперимента

- Расходометрия – физические основы и приборы

- Электромеханические устройства для физиков и инженеров

- Жидкие кристаллы - физические основы и применения

- Современные магнитные материалы и приборы

- Введение в спинтронику

- Ядерный магнитный резонанс. Принципы и применения

- Элементоорганическая химия

- Физика массопереноса в химических и биологических системах

- Экспериментальные методы исследования химических реакций

- Химические источники тока

- Проблема предбиологической эволюции

- Методы исследований в физике и химии полимеров

- Технологии секвенирования в биоинформатике

- Введение в экспериментальные методы молекулярной биологии

- Основы биоинформатики

- Биологическая эволюция

- Радиофизика и техника передающих и приёмных антенных решёток и устройств СВЧ

- Радиофизические основы современной связи

- Томографические методы в науке, технике и медицине

- Прикладные плазменные технологии и плазмохимия

- Физические основы технологических процессов в машиностроении

- Промышленная автоматика

- Физико-технические основы записи, хранения и сжатия цифровой информации

Мы внимательно рассмотрим все предложения по другим темам, относящимся к естественным и техни-

ческим наукам.

По нашему мнению, важность и актуальность тематики определяется в первую очередь уровнем высших

достижений мировой науки и университетского образования

К рассмотрению принимаются не только готовые рукописи, но и план-проспекты учебных пособий!

План-проспект обязательно должен включать в себя:

- развёрнутое предварительное оглавление создаваемой книги (желательно трёхуровневое);

- сопоставительный анализ (сравнение с книгами, выходившими на русском языке в последние годы и,

по возможности, с наиболее известными современными учебными изданиями в мировой литературе).

Адреса для предложений:

[email protected]

[email protected]

Тел. (495) 579-96-45, (495) 617-41-85

Гринштейн Дж., Зайонц А.

Квантовый вызов. Современные исследования оснований квантовой ме-

ханики, пер. с англ.,2-е изд.

ISBN: 978-5-91559-124-9

2012, 432 с., 70х100/16, твёрдый переплёт

Основные достижения физики двадцатого века связаны с квантовой механикой. Од-

нако выдающейся физик Ричард Фейнман утверждал, что «никто не понимает кванто-

вую механику». Попытки вдуматься в это утверждение и работы Дж. Белла привели к

появлению квантовых вычислений и квантовой криптографии. Авторы раскрывают

смысл высказывания Фейнмана наиболее подходящим для этого способом. На примере

экспериментов, сделанных в последние годы, они показывают потрясающую парадок-

сальность квантового мира. Новейшие экспериментальные результаты и фундамен-

тальные проблемы квантовой физики изложены в предельно доходчивой форме.

Огромный интерес, проявленный в мире ко второму изданию на английском языке,

связан и с ожидаемыми прорывами в приложениях, основы которых обсуждаются в

книге.Дополнение редакторов перевода развивает основную линию книги, проясняя ло-

Гринштейн Дж., Зайонц А. Квантовый вызов. Совре-

менные исследования оснований квантовой механики

ИД Интеллект

тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

гическую структуру споров на «переднем крае» науки. Оно также знакомит с результатами, опубликованными уже

после выхода в США второго издания.

Дополнение ко второму изданию на русском языке содержит обзор новейших научных публикаций и критический

анализ оптимистических ожиданий в отношении реализации «квантового компьютера», а также принципиальные разъ-

яснения философских основ квантовой механики.

Для студентов и преподавателей физических и компьютерных специальностей, научных работников.

Оглавление

Предисловие редакторов перевода

Предисловие авторов книги

Введение

Глава 1.

Волны материи

1.1. Эксперимент

1.2. Второй эксперимент

1.3. Локальность

1.4. Вслед за электроном

1.5. Квантовая теория интерференции на двух щелях

1.6. Критический анализ квантового описания

Глава 2.

Фотоны

2.1. Существуют ли фотоны?

2.2. Корпускулярно-волновой дуализм для одиночных фотонов

Глава 3.

Принцип неопределенности

3.1. Эксперимент Пфлигора—Менделя

3.2. Размышления о принципе неопределенности

3.3. Некоторые следствия принципа неопределенности

3.4. Соотношение неопределенностей энергия—время

3.5. Сжатый свет и обнаружение гравитационных волн

3.6. Квантовые неразрушающие измерения

Глава 4.

Принцип дополнительности

4.1. Открытие Бором принципа дополнительности

4.2. Эйнштейн атакует принцип дополнительности

4.3. Новая интерпретация: информация

4.4. Является ли принцип дополнительности следствием принципа неопределенности?

4.5. Заключительные замечания

Глава 5.

ЭПР-парадокс и теорема Белла

5.1. Аргументация ЭПР

6

ОБЩАЯ ФИЗИКА

Раздел:Общая физика




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

5.2. Теорема БКС и контекстуальность

5.3. Теории скрытых параметров

5.4. Теорема Белла

Глава 6.

Проверка неравенств Белла: перепутанные состояния

6.1. Проверка неравенств Белла

6.2. Нелокальная теория скрытых параметров Бома

6.3. Парадоксальность ЭПР-корреляций

6.4. Нарушает ли квантовая нелокальность постулат теории относительности?

6.5. Квантовая нелокальность: новый источник и новый эксперимент

6.6. Теорема Гринбергера—Хорна—Цайлингера

6.7. Краткое обсуждение квантовой нелокальности

Глава 7.

Шредингеровский кот

7.1. В чем парадокс Шредингеровского кота?

7.2. Суперпозиция и смешивание состояний: более формальное изложение парадокса Шредингеровского кота

7.3. Продолжение обсуждения различия между суперпозицией и смешиванием состояний: спин

7.4. Почему квантовое поведение не наблюдается в макроскопическом мире?

7.5. Декогеренция

7.6. Наблюдение декогеренции

7.7. Наблюдение макроскопического квантового поведения в лаборатории

Глава 8.

Измерение

8.1. Проблема измерений

8.2. Активный характер процесса измерения в квантовой механике

8.3. Попытки решить проблему измерений

Глава 9.

Квантовая информация и квантовые вычисления

9.1. Биты и кубиты

9.2. Квантовая криптография

9.3. Квантовая телепортация

9.4. Квантовые вычисления: алгоритм Дойтча—Джоза

9.5. Краткое обсуждение проблемы квантовых устройств

Дополнение редакторов перевода

Что описывает квантовый формализм?

Глава 10.

В чем значение работ Белла?

10.1. История квантовой механики и ее интерпретаций

10.2. Теоремы фон Неймана и Белла о невозможности реалистической интерпретации квантовой механики

10.3. Почему ЭПР-парадокс является парадоксом

10.4. После Белла. Попытки решить проблему интерпретации

10.5. Скрытые параметры и проблема создания квантового компьютера

Глава 11.

Что описывает волновая функция?

11.1. Случай интерференции на двух щелях

11.2. Проблема измерений — главная проблема квантового формализма

11.3. Информационно-теоретическая интерпретация волновой функции

Глава 12.

Различие в применении квантового формализма на атомном и макроскопическом уровнях

12.1. Макроскопические квантовые явления

12.2. Волновая функция, описывающая сверхпроводящее состояние

12.3. Различие наших возможностей на атомном и макроскопическом уровнях

12.4. Нарушение симметрии между противоположными направлениями

12.5. Эффект Ааронова—Бома в интерференционном эксперименте и в сверхпроводниковых структурах

12.6. Доказано ли существование суперпозиции макроскопических квантовых состояний?

Дополнение ко второму изданию на русском языке

Противоречия с реализмом и идея квантовых вычислений

Д.1. Против чего выступает ортодоксальная квантовая механика

7





тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Д.2. Позволил ли отказ от реализма создать полную и непротиворечивую теорию?

Интерпретация Борна и сознание наблюдателя

Проблема коллапса волновой функции

Д.3. Почему квантовые вычисления нереальны в единственной вселенной?

Противоречие с локальным реализмом

Все ли квантовые явления могут свидетельствовать о существовании мультиверса?

Есть ли основания сомневаться в существовании Луны?

Почему Эйнштейн хотел думать, что Луна реально существует?

Эпилог

Приложение

Эксперименты для студенческой лаборатории

ЛИТЕРАТУРА

8


Щеголев И. Ф.

Элементы статистической механики, термодинамики и кинетики,

2-е изд., испр.

Серия “Физтеховский учебник”

ISBN: 978-5-91559-006-8


Учебное пособие по основам классической статистической физики и термодинамики,

созданное известным физиком-экспериментатором. Нестандартное построение делает ком-

пактную книгу углубленным дополнением к обычному курсу общей физики. Методически

сложные вопросы изложены оригинально и ясно, а задачи взяты из реальной физики.

Основное внимание уделено связи микроскопических состояний и макроскопических па-

раметров, последовательному введению равновесных статистических распределений, пред-

посылкам перехода к учёту квантовых эффектов, а также фазовым превращениям и

процессам переноса.

Для студентов и преподавателей физических и химических факультетов, а также техниче-

ских университетов.

Щеголев И. В. Элементы статис-

тической механики, термодинамики и кинетики


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Предисловие

Часть 1

Элементы статистической механики

Глава 1.

Основные факты, идеи и представления

1. Макроскопические параметры и макроскопические состояния

2. Микроскопические состояния и гипотеза о молекулярном хаосе

3. Термодинамическое равновесие и необратимость с микроскопической точки зрения

4. Основные свойства случайных событий

5. Случайные величины

Дополнение. Примеры вычисления вероятностей

Задачи к главе 1

Глава 2.

Некоторые детали и иллюстрации

1. Атомы и молекулы

2. Средняя скорость и средняя энергия теплового движения

3. Флуктуации и шумы


Глава 3.

Энтропия

1. Статистический вес и энтропия

2. Энтропия равновесного состояния идеального газа

3. Газ Ван-дер-Ваальса

4. Простейшая модель твердого тела

5. Распределение энергии по различным независимым «резервуарам»


Часть 2

Элементы термодинамики

Глава 4.

Температура и давление

1. Теплота и температура

2. Связь между температурой и энергией теплового движения

3. Отрицательные абсолютные температуры

4. Работа и давление

5. Уравнение состояния

6. Измерение температуры

Дополнение. Спиновые системы


9



Щеголев И. В. Элементы статис-

тической механики, термодинамики и кинетики


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 5.

Тепловые процессы

1. Обратимые и необратимые процессы

2. Процессы равновесные и неравновесные

3. Первый закон термодинамики

4. Графическое изображение равновесных состояний и равновесных процессов

5. Тепловые машины


Глава 6.

Равновесие фаз и фазовые превращения

1. Равновесие в системе твердое тело—пар

2. Тройная точка и критическая точка

3. Полиморфные превращения

4. Условие равновесия и уравнение Клапейрона—Клаузиуса

5. Эффекты перегрева и переохлаждения

6. Теория Ван-дер-Ваальса


Часть 3

Элементы статистической физики и кинетики

Глава 7.

Равновесное статистическое распределение

1. Каноническое распределение

2. Статистическая сумма

3. Статсумма и внутренняя энергия

4. Статсумма и статвес

5. Распределение Максвелла

6. Распределение Больцмана


Глава 8.

Квантовая теплоемкость

1. Определение и простейшие свойства теплоемкостей

2. Измерение теплоемкости

3. Теплоемкость твердого тела и крах классической физики

4. Одноатомные газы

5. Теплоемкость вырожденного электронного газа

6. Двухатомные газы

Задача к главе 8

Глава 9.

Процессы переноса

1. Диффузионные потоки

2. Кинетические коэффициенты

3. Распределение частиц по скоростям в неравновесном газе

4. Кинетические коэффициенты газов

5. Диффузия как процесс случайного блуждания

6. Диффузия и подвижность


10



Лекции по физике плазмы, 3-е изд.

Серия "Физтеховский учебник"

ISBN: 978-5-91559-002-0


Излагаются основные понятия физики плазмы и простейшие инженерные расчеты.

Подробно рассматриваются термодинамические свойства плазмы; равновесная и стацио-

нарная ионизация; адиабатическое и дрейфовое движение заряженных частиц; элемен-

тарная гидродинамическая теория распространения волн в холодной и горячей плазме;

простейшие вопросы физической кинетики и ее применения к плазме.

Книга рассчитана на студентов физических и технических специальностей и инжене-

ров, имеющих дело с многообразными приложениями физики плазмы.


Лекции по физике плазмы


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Предисловие автора

Обозначения

Глава 1.

Основные понятия

1. Квазинейтральность и разделение зарядов

2. Электростатическое экранирование

3. Плазма как сплошная среда

4. Идеальная проводимость и дрейфовое движение

5. Вмороженное поле

6. Диффузия магнитного поля

7. Модель двух жидкостей

8. Проводимость плазмы

9. Кулоновские столкновения

10. Столкновения с нейтральными частицами и перезарядка

11. Гидродинамическое представление диффузионных процессов

12. Вязкое течение

13. Плазма как система независимых частиц


Глава 2.

Термодинамика плазмы

1. Температура плазмы

2. Тепловая и кулоновская энергия плазмы

3. Кулоновские поправки к свободной энергии и давлению плазмы

4. Равновесие ионизации

5. Вывод формулы Саха из квазиклассической статистики

6. Вывод формулы Саха из химической термодинамики

7. Многоступенчатая ионизация

8. Статистический вес и внутренние степени свободы

9. Расходимость и обрезание полного статистического веса


Глава 3.

Траектории частиц в плазме

1. Дрейфовое движение

2. Наглядное объяснение дрейфового движения

3. Количественное рассмотрение дрейфового движения

4. Электрический дрейф

5. Дрейф в неоднородном магнитном поле

6. Поляризационный дрейф

7. Ток намагничивания

8. Квазигидродинамическое приближение

9. Плазма как диамагнитная среда


11




Лекции по физике плазмы


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 4.

Колебания и волны в холодной плазме

1. Основные понятия и определения

2. Волны в плазме без магнитного поля

3. Простейшие случаи распространения волн при наличии магнитного поля

4. Магнитогидродинамические волны

5. Дисперсия вблизи циклотронных частот

6. Магнитный звук

7. Гибридные частоты

8. Дисперсия магнитного звука

9. Структура прямых волн в плотной плазме

10. Косые волны и тензорные характеристики плазмы

11. Волны в плазме с конечной проводимостью

12. Резонансы поглощения

13. Плазменные волноводы

14. Магнитно-звуковой резонанс


Глава 5.

Колебания и волны в горячей плазме в гидродинамическом приближении

1. Уравнения гидродинамического приближения

2. Скорость звука

3. Плазменные волны и ионный звук

4. Тензорные характеристики горячей плазмы и пространственная дисперсия

5. Ускоренные и замедленные магнитно-звуковые волны

6. Дисперсия магнитного звука в горячей плазме


Глава 6.

Физическая кинетика плазмы

1. Функция распределения

2. Фазовое пространство

3. Моменты функции распределения

4. Уравнение Фоккера—Планка

5. Феноменологическое описание процессов переноса

6. Кинетическое уравнение без столкновений

7. Самосогласованное поле

8. Кинетическая теория плазменных волн

9. Волны в магнитном поле и тензорные характеристики плазмы

10. Решение кинетического уравнения с помощью интегрирования по углу

11. Специфическое затухание и раскачка колебаний

12. Слабая и сильная пространственная дисперсия

13. Волны на анизотропном фоне

14. Тензорные характеристики термической плазмы

15. Предельные случаи

16. Релятивистские эффекты и синхротронное излучение

17. Интегрирование по траекториям

18. Применение метода траекторий к линеаризованному кинетическому уравнению

19. Флуктуационное взаимодействие и кулоновские столкновения


Приложение 1. Гауссова система единиц

Приложение 2. Сведения из векторного анализа

Приложение 3. Свойства функции Бесселя

Приложение 4. Основные формулы статистической термодинамики

Приложение 5. Данные для расчета равновесий ионизации

Приложение 6. Интегралы от распределения Максвелла

Литература

Предметный указатель

12


Петров Ю.В.

Основы физики конденсированного состояния

ISBN 978-5-91559-110-2

2013, 216 с., 60х90/16, обложка

Учебное пособие нового поколения отличается в первую очередь тем, что в нем

рассматривается конденсированное состояние вещества как в упорядоченном, так и в

неупорядоченном состоянии. Наряду со строгими количественными соотношениями

большое место уделено приближенным оценкам физических величин, характерных для

физики конденсированного состояния. Рассмотрены такие новые состояния конденси-

рованного вещества как графен и его производные, а также горячее плотное вещество,

возникающее при взаимодействии ультракоротких фемтосекундных лазерных импуль-

сов с твердыми телами.

В книге обсуждаются многие темы, ранее не получавшие необходимого внимания в

учебной литературе. Это и аномальные зависимости плотности от температуры для

ряда веществ, и зонная структура жидкостей и аморфных тел, и новые квантовые эф-

фекты.

Для студентов и преподавателей физических, химических и материаловедческих

факультетов, научных работников и инженеров-исследователей.


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Глава 1.

Введение

1.1. Порядок величин в атомной физике

1.2. Характерные величины в молекулярной физике

1.3. Типы связи атомов в конденсированном состоянии

1.4. Характерный порядок величин в физике конденсированного состояния

1.5. Кристаллическое и аморфное состояния твердого тела, жидкости, жидкие кристаллы

Глава 2.

Кристаллы

2.1. Кристаллическое состояние твердого тела

2.2. Обратная решетка

2.3. Дифракция волн на кристаллической решетке

Глава 3.

Динамика кристаллической решетки

3.1. Колебания кристаллической решетки

3.2. Квантование колебаний решетки. Фононы

3.3. Термодинамика колебаний решетки

3.4. Уравнение состояния Ми-Грюнайзена

Глава 4.

Электроны в конденсированных веществах

4.1. Энергетические зоны электронов в конденсированных веществах

4.2. Приближение сильной связи для электронов в кристалле

4.3. Эффективная масса электрона

4.4. Металлы и диэлектрики

4.5. Электронный газа в металле

4.6. Термодинамика электронного газа

4.7. Собственные полупроводники

4.8. Примесные полупроводники

4.9. Конденсированное вещество, возникающее при действии ультракоротких лазерных импульсов на металлы

Глава 5.

Кинетические эффекты в конденсированных средах

5.1. Электропроводность

5.2. Теплопроводность

Глава 6.

Сверхпроводимость и сверхтекучесть

6.1. Сверхпроводимость. Основные свойства сверхпроводников

6.2. Куперовское спаривание

6.3. Токовое состояние сверхпроводника

6.4. Сверхпроводники в магнитном поле

6.5. Сверхпроводники I и II рода

6.6. Туннельные эффекты в сверхпроводниках

13

Петров Ю.В. Основы

физики конденсированного состояния

Ю.В. ПЕТРОВ

ОСНОВЫ ФИЗИКИКОНДЕНСИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

6.7. Сверхтекучесть

Глава 7.

Магнитные явления

7.1. Эффект Холла

7.2. Спиновый парамагнетизм

7.3. Ферромагнетизм

7.4. Спиновые волны в ферромагнетике

Глава 8.

Низкоразмерные системы

8.1. Квантовый эффект Холла

8.2. Трехмерные кристаллические полиморфные модификации углерода: графит и алмаз

8.3. Графен. Энергетический спектр электронов в графене в приближении сильной связи

8.4. Квантование Ландау в графене

8.5. Целочисленный квантовый эффект Холла в графене.

8.6. Углеродные нанотрубки

14

Петров Ю.В. Основы

физики конденсированного состояния



Электричество и магнетизм, 2-е изд.

ISBN: 978-5-91559-005-1

2008, 376 с., 60х90/16, твердый переплёт

Предлагаемая книга отличается от традиционных курсов электричества и магнетизма

дедуктивным методом изложения: автор прежде всего дает основы представления о поле,

о его источниках и вихрях, и с позиции теории векторного поля излагает весь дальнейший

материал. Такое построение курса позволяет при сравнительно небольшом объеме книги

рассмотреть широкий круг вопросов, охватываемых современной теорией электричества

и магнетизма и электронной теорией. Подробно рассмотрена электронная теория метал-

лов, полупроводников, диэлектриков и плазмы.

Книга рассчитана на студентов первых курсов и учителей, а также на школьников, из-

бравших физику своей будущей специальностью.


Электричество и магнетизм


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Предисловие ко второму изданию

Замечательная книга Г.Е. Зильбермана «Электричество и магнетизм» издавалась только однажды сравни-

тельно «небольшим» тиражом 70000 экз. в 1970 г. в издательстве «Наука». Однако она не прошла незамеченной, и

многие мои коллеги ее помнят и даже имеют в своих личных библиотеках. В ту пору еще не была издана книга Д.В.

Сивухина «Электричество», и мы, студенты МФТИ тех лет, немедленно оценили книгу Г.Е. Зильбермана, как не имев-

шую аналогов. С ее помощью мы тогда успешно сдали экзамен по физике (электричество и магнетизм).

Книга написана увлекательно и доходчивым языком. Множество хороших рисунков, отсутствие довлеющего

на читателя изобилия математических формул и выкладок (так характерного для современных книг по физике) делает

книгу Г.Е. Зильбермана весьма привлекательной. А если учесть высокое качество поясняющего текста, то книга ста-

новится просто незаменимой для, например, инженера, желающего обновить свои знания по теории электричества.

Наверное, эту книгу следует отнести к редкому разряду книг по «качественной» физике. В этом смысле я бы

ее сравнил с великолепной и очень теперь редкой книгой, изданной тогда же издательством «Наука» (1969 г.): Л.Д.

Ландау, А.И. Ахиезер, Е.М. Лифшиц «Курс общей физики. Механика и молекулярная физика». В самом деле: как заря-

жается конденсатор, как излучает диполь Герца или даже антенна, что такое скин-эффект, как течет ток через элек-

тролит, что такое двойной электрический слой, что такое вихрь…? На все эти и множество других вопросов здесь

можно получить исчерпывающие (для первого ознакомления) «качественные» ответы.

Прошедшие почти 40 лет со дня издания этой книги нисколько не сделали ее материал устаревшим, поскольку

автор описывал «нетленную», классическую часть физики. С тех пор изменились разве что написания единиц изме-

рения электрических величин, уточнены некоторые физические константы. Что особенно хорошо, автор написал фор-

мулы из «электричества» в двух системах единиц: СИ и СГСЭ, что делает книгу удобной для прочтения практически

любым заинтересованным читателем.

Надо сказать, что современный студент весьма прагматичен, торопится побыстрее разобраться в каких-то

вопросах, опираясь прежде всего на математические выкладки, с трудом воспринимает «качественные» соображения,

совершенно не умеет пользоваться наглядными средствами в своих рассуждениях, такими как рисунки и графики. На

мой взгляд, эта книга как раз восполняет такой пробел - учит, дает великолепные образцы владения «техникой» объ-

яснения сложнейших физических явлений и вещей.

Книга будет несомненно полезной для учителей и вузовских преподавателей физики, для студентов техниче-

ских, педагогических и даже физико-технических вузов, а также для старшеклассников, желающих поглубже разо-

браться и понять физику электричества и магнетизма.

В.А.Овчинкин, доцент МФТИ

15






тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru



Предисловие к первому изданию

Глава 1.

Экспериментальные основания теории электричества и магнетизма

1. Взаимодействие тел

2. Металлы и диэлектрики

3. Электрическое поле

4. Напряженность электрического поля

5. Магнитное поле

6. Связь между электрическим и магнитным полями

Глава 2.

Основы теории векторного поля

7. Линии векторного поля

8. Источники и вихри поля

9. Поле одних источников

10. Поле вихрей

11. Поверхностные источники и поверхностные вихри

12. Мощность источника и вихря

13. Скалярное и векторное произведение векторов

Глава 3.

Источники и вихри электрического и магнитного полей

14. Векторы E и B

15. Вектор электрической индукции D

16. Вектор напряженности магнитного поля H

17. Вихри и источники электрического и магнитного полей

18. Граничные условия для векторов E, D, B, H

Глава 4.

Электростатика

19. Электрический заряд

20. Элементарные частицы

21. Точечные, поверхностные и объемные заряды

22. Поле точечных и поверхностных зарядов

23. Поле объемных зарядов

24. Поле электрически нейтральных систем

25. Потенциал электростатического поля

26. Работа потенциального электрического поля над зарядом

27 Связь между потенциалом и напряженностью

28. Потенциальные диаграммы

29. Проводники в электростатическом поле

30. Плотность заряда на поверхности проводника

31. Метод изображений

32. Электростатическая экранировка. Заземление

33. Заряд и поле Земли

34. Электростатический генератор. Линейные ускорители

35. Емкость

36. Диэлектрики. Связанные заряды на поверхностях диэлектриков

37. Диэлектрики. Вектор поляризации P

38. Непосредственное измерение E и D в диэлектрике

39. Макроскопическое, микроскопическое, действующее поле

40. Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики

41. Энергия электрического поля

42. Энергия взаимодействия зарядов и энергия зарядов во внешнем поле

43. Пондеромоторные силы в электрическом поле

44. Неустойчивость электростатических систем

45. Классический радиус электрона

46. Образование атома

47. Волновые свойства микрочастиц

48. Атом водорода и многоэлектронные атомы

16





тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 5.

Постоянный э лектрический ток

49. Ток и плотность тока

50. Скорость упорядоченного движения зарядов. Скорость распространения

51. Электрическое сопротивление

52. Фононы

53. Сверхпроводимость

54. Закон Ома. Электродвижущая сила

55. Связь плотности тока и напряженности поля в проводнике

56. Поверхностные и объемные заряды в цепи постоянного тока

57. Закон непрерывности тока. Первый закон Кирхгофа

58. Ток смещения

59. Второй закон Кирхгофа. Расчет цепей постоянного тока

60. Работа потенциальных и сторонних сил в цепи тока

61. Поток энергии внутрь и вдоль проводника

Глава 6.

Основы электронной теории вещества

62. Электроны проводимости

63. Фермиевская энергия

64. Функция распределения

65. Закон дисперсии и ферми-поверхность

66. Термоэлектронная и фотоэлектронная эмиссия из металла

67. Автоионизация и автоэлектронная эмиссия

68. Контактная разность потенциалов

69. Термоэлектрические явления

70. Энергетический спектр

71. Зонный спектр электрона в кристалле

72. Полупроводники и диэлектрики

73. Металлы

74. Примесные полупроводники

75. Применение полупроводников

76. Электрический ток через электролиты

77. Ионизация, рекомбинация и возбуждение атомов газа

78. Газовый разряд

79. Плазма

Глава 7.

Магнитное поле

80. Магнитное поле тока

81. Магнитное поле движущегося заряда

82. Действие магнитного поля на электрический заряд

83. Циклотрон

84. Эффект Холла

85. Электрический заряд в неоднородном магнитном поле

86. Действие магнитного поля на электрический ток

87. Взаимодействие токов. Взаимодействие движущихся зарядов

88. Магнитный поток

Глава 8.

Магнитные свойства вещества

89. Вектор намагниченности

90. Парамагнетики

91. Диамагнетики

92. Природа ферромагнетизма

93. B и H в ферромагнетике

94. Поле постоянного магнита

95. Антиферромагнетики и ферриты

Глава 9.

Электромагнитная индукция

96. Электрическое поле, создаваемое движущимся магнитным полем

97. Электрическое поле, создаваемое переменным магнитным полем

98. Бетатрон

99. Индукционный генератор. Униполярная машина

100. Магнитогидродинамический генератор

101. Взаимная индукция и самоиндукция

102. Переменный ток в цепи с индуктивностью

17





тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

103. Пондеромоторные силы в магнитном поле

104. Трансформатор

105. Переменный ток в цепи с индуктивностью и емкостью

106. Колебательный контур

107. Скин-эффект

Глава 10.

Электромагнитные волны

108. Излучение движущегося заряда

109. Эффект Черенкова—Вавилова

110. Излучение колеблющегося диполя

111. Излучение вибратора и антенны

112. Электромагнитные волны в пустоте и в диэлектрике

113. Электромагнитные волны вдоль проводов и в волноводах

114. Уравнения Максвелла

18


Райзер Ю. П.

Физика газового разряда, 3-е изд., испр., доп.

ISBN: 978-5-91559-019-8


На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда:

элементарные атомные процессы, взаимодействие постоянного и переменных полей с

электронами плазмы, разряды всевозможных типов, от тлеющего до молнии. Цель моно-

графии – разъяснить сущность явлений, облегчить изучение специальной литературы,

дать необходимые сведения для исследовательской работы. Для этого приводится много

фактических и полезных справочных данных, результатов экспериментов, простых оценок

физических величин, теоретические формулы доведены до расчетного вида. Новое из-

дание существенно переработано по сравнению с предыдущими и дополнено по возмож-

ности более поздними результатами. Книга призвана послужить одновременно

руководством для специалистов и учебником для начинающих.

Для научно- технических работников в области газовой электроники и низкотемпе-

ратурной плазмы, а также для студентов и аспирантов физических и технических специ-

альностей.

Райзер Ю.П.

Физика газового разряда


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Предисловие к Третьему изданию



Глава1.

Введение

1.1. Что изучает физика газового разряда

1.2. Типичные разряды в постоянном электрическом поле

1.3. Классификация разрядных процессов

1.4. Коротко об истории исследования разрядов

Часть 1

Элементарные процессы и элементы разрядных процессов

Глава 2.

Упругие столкновения электронов и ионов с атомами и молекулами и друг с другом

2.1. Основные понятия физики атомных столкновений и кинетической теории газов

2.2. Сечения рассеяния электронов нейтральными атомами и молекулами

2.3. Потери импульса и энергии электронов

2.4. Упругое рассеяние по классической механике

2.5. Обмен импульсом и энергией в общем случае упругого рассеяния

2.6. Столкновения ионов с нейтральными частицами

2.7. Резонансная перезарядка

2.8. Кулоновские столкновения заряженных частиц

2.9. Экранирование зарядов в плазме и дебаевский радиус

2.10. Столкновения заряженных частиц (продолжение)

Глава 3.

Неупругие столкновения электронов с атомами и молекулами

3.1. Ионизация

3.2. Возбуждение и дезактивация электронных состояний

3.3. Возбуждение молекулярных колебаний

3.4. Возбуждение вращений молекул

3.5. Диссоциация молекул

3.6. Замечания о возбуждении и ионизации ионами

Глава 4.

Дрейф, энергия и диффузия заряженных частиц в постоянном поле

4.1. Дрейф электронов в слабоионизованном газе

4.2. Проводимость ионизованного газа

4.3. Энергия электронов

4.4. Диффузия электронов

4.5. Продольная и поперечная диффузия электронов

4.6. Ионы

4.7. Амбиполярная диффузия

19



Райзер Ю.П.



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

4.8. Протекание электрического тока в плазме в присутствии продольных градиентов плотности зарядов

4.9. Гидродинамическое описание

4.10. Движение зарядов в газе в присутствии магнитного поля

Глава 5.

Образование и гибель заряженных частиц в газе

5.1. Различные механизмы и их роль в условиях газового разряда

5.2. Ионизация электронным ударом в электрическом поле

5.3. Фотоионизация

5.4. Ионизация при столкновении возбужденного атома с атомом или молекулой

5.5. Термодинамически равновесная плотность электронов

5.6. Рекомбинация электронов и положительных ионов

5.7. Образование молекулярных ионов в атомарных газах

5.8. Прилипание электронов к атомам и молекулам

5.9. Освобождение электронов из отрицательных ионов

5.10. Рекомбинация положительных и отрицательных ионов

5.11. Диффузионные потери зарядов

Глава 6.

Испускание электронов твердыми телами

6.1. Электроны проводимости в металле

6.2. Термоэлектронная эмиссия

6.3. Эмиссия электронов под действием частиц

6.4. Эффективный коэффициент вторичной эмиссии в разряде

6.5. Вырывание электронов из тела сильным электрическим полем

6.6. Элементарный ток в цепи, содержащей разрядный промежуток

Глава 7.

Взаимодействие электронов ионизованного газа с переменными электрическими полями и электромагнит-

ными излучениями

7.1. Колебания электронов в осциллирующем поле

7.2. Энергия электронов

7.3. Основные уравнения электродинамики сплошных сред

7.4. Высокочастотные проводимость и диэлектрическая проницаемость плазмы

7.5. Распространение электромагнитных волн в плазме

7.6. Полное отражение электромагнитных волны от плазмы

7.7. Плазменные колебания и волны

7.8. Обмен квантами между полем излучения и свободными электронами в газе

7.9. Полуклассический способ нахождения квантовых коэффициентов

7.10. Фактические границы применимости классического подхода к эффектам взаимодействия

Глава 8.

Излучение и поглощение света плазмой

8.1. Типы радиационных переходов

8.2. Тормозное излучение при столкновениях электронов с ионами

8.3. Рекомбинационное излучение

8.4. Полное испускание в непрерывном спектре

8.5. Поглощение в непрерывном спектре

8.6. Излучение спектральных линий

8.7. Селективное поглощение

8.8. Молекулярные спектры

8.9. Перенос излучения, выход его из плазменного объема, радиационные потери

8.10. Принцип действия лазера

Часть 2

Фундаментальные методы теоретического и экспериментального исследования разрядной плазмы

Глава 9.

Кинетическое уравнение для электронов в слабоионизованном газе, находящемся в поле

9.1. Описание электронных процессов при помощи функций распределения по скоростям

9.2. Формулировка кинетического уравнения

9.3. Приближение для угловой зависимости функции распределения

9.4. Уравнение для энергетического спектра электронов

9.5. Критерий справедливости уравнения для спектра

9.6. Сравнение некоторых выводов, вытекающих из кинетического уравнения, с результатами элементарной теории

9.7. Стационарный спектр электронов в поле при действии одних упругих потерь

9.8. Численные расчеты для азота и воздуха

9.9. Пространственно неоднородные поля произвольной силы

9.10. Квантовое уравнение для электронного спектра и переход к классике

20


Райзер Ю.П.



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 10.

Электрические зонды

10.1. Введение. Схема эксперимента

10.2. Вольт-амперная характеристика одиночного зонда

10.3. Теоретические основы диагностики разреженной плазмы по электронному току

10.4. Техника измерения функции распределения

10.5. Ионный ток на зонд в разреженной плазме

10.6. Ток в вакуумном диоде и слой пространственного заряда около заряженного тела

10.7. Двойной зонд

10.8. Зонд в плазме повышенного давления

Часть 3.

Разряды разных типов

Глава 11.

Пробой газов в полях различных частотных диапазонов

11.1. Сущность явления

11.2. Пробой и зажигание самостоятельного разряда в постоянном однородном поле при не слишком больших про-

изведениях давления на длину промежутка

11.3. Эксперименты по пробою в СВЧ полях

11.4. Интерпретация результатов экспериментов по СВЧ пробою на основе элементарной теории

11.5. Вычисление частот ионизации и порогов пробоя на основе кинетического уравнения

11.6. Оптический пробой

11.7. Способы возбуждения высокочастотного поля в разрядном объеме

11.8. Пробой в полях высокочастотного и низкочастотного диапазонов

Глава 12.

Стабильный тлеющий разряд

12.1. Общая структура и внешний вид

12.2. Вольт-амперная характеристика разряда между электродами

12.3. Темный разряд и роль пространственных зарядов в образовании катодного слоя

12.4. Катодный слой

12.5. Переходная область между катодным слоем и однородным положительным столбом

12.6. Положительный столб

12.7. Влияние нагрева газа на поле и ВАХ положительного столба

12.8. Плазма электроотрицательных газов

12.9. Разряд в быстром потоке газа

12.10. Анодный слой

Глава 13.

Неустойчивости тлеющего разряда и их последствия

13.1. От чего возникают и к чему приводят неустойчивости

13.2. Квазистационарные параметры

13.3. Возмущения поля и электронной температуры в условиях квазистационарности

13.4. Ионизационно-перегревная неустойчивость

13.5. Прилипательная неустойчивость

13.6. Некоторые другие часто действующие дестабилизирующие факторы

13.7. Страты

13.8. Контракция положительного столба

Глава 14.

Дуговые разряды

14.1. Определение и отличительные признаки дуги

14.2. Виды дуг

14.3. Зажигание дуги

14.4. Угольная дуга в свободном воздухе

14.5. Прикатодные процессы в дуге с горячим катодом

14.6. Катодные пятна и вакуумная дуга

14.7. Анодная область

14.8. Дуга низкого давления с искусственным накалом катода

14.9. Положительный столб дуги высокого давления (экспериментальные факты)

14.10. Температура плазмы и ВАХ столба дуги высокого давления

14.11. Отрыв электронной и газовой температур в равновесной плазме

21


Райзер Ю.П.



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 15.

Поддержание и генерация равновесной плазмы в разрядах различных частотных диапазонов

15.1. Введение. Баланс энергии плазмы

15.2. Столб дуги в постоянном поле

15.3. Высокочастотный индукционный разряд

15.4. Сверхвысокочастотные разряды

15.5. Непрерывный оптический разряд

15.6. Генераторы плотной низкотемпературной плазмы – плазмотроны

15.7. Некоторые общие черты равновесных разрядов в потоке газа

Глава 16.

Искровой и коронный разряды

16.1. Общие представления

16.2. Одиночная электронная лавина

16.3. Понятие о стримере

16.4. Пробой и стример в электроотрицательных газах (воздухе) в не очень длинных промежутках с однородным

полем

16.5. Искровой канал

16.6. Коронный разряд

16.7. Распространение стримера

16.8. Пробой длинных воздушных промежутков с сильно неоднородным полем (эксперимент)

16.9. Лидерный механизм пробоя длинных промежутков

16.10. Отрицательный ступенчатый лидер

16.11. Молния

16.12. Обратная волна (возвратный удар)

16.13. Скользящий разряд

Глава 17.

Высокочастотный емкостный разряд

17.1. Дрейфовые качания электронного газа

17.2. Идеализированная модель протекания быстропеременного тока через длинный плоский промежуток при повы-

шенных давлениях

17.3. ВАХ однородного положительного столба

17.4. Эксперимент - о двух формах существования ВЧЕ разрядов и постоянном положительном потенциале простран-

ства

17.5. Электрические процессы в непроводящем приэлектродном слое и механизм замыкания тока

17.6. Постоянный положительный потенциал плазмы слаботочного разряда

17.7. Сильноточный режим

17.8. Структура разряда среднего давления по результатам численного моделирования

17.9. Нормальная плотность тока в слаботочном режиме и пределы его существования

17.10. Барьерный разряд

Глава 18.

Разряды в мощных СO2-лазерах непрерывного действия

18.1. Принцип работы электроразрядного лазера на СO2

18.2. Два типа лазеров, различающихся способом теплоотвода

18.3. Способы борьбы с неустойчивостями

18.4. Пути организации разряда в больших объемах с протоком газа

Дополнение

Принципы работы магнитогидродинамического генератора


Список литературы

22



Звук и ультразвук в учебных исследованиях, 2-е изд.

ISBN 978-5-91559-128-7

2012, 336 с., 60 х 90/16, обложка

Книга содержит описания учебных исследований, относящихся к физике упругих волн, ко-

торые рекомендуются для самостоятельного выполнения учащимися старших классов. Пред-

лагаются приборы для получения звука высокой и ультразвука низкой частоты. Подробно

рассмотрены физические явления линейной и нелинейной ультраакустики, практическое при-

менение ультразвука. Все опыты доступны и могут быть поставлены в школьном физическом

кабинете или в домашних условиях. Проводя небольшие экспериментальные исследования,

читатель познакомится с интересными и практически важными явлениями физики упругих волн,

приобретет навыки самостоятельной работы.

Для преподавателей физики средней и высшей школы, руководителей элективных курсов,

физических и технических кружков, а также для лиц, занимающихся самообразованием.


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru



Глава 1.

Упругие волны

1.1. Упругие волны в природе, науке, технике, технологии, медицине

1.1.1. Частотные диапазоны упругих волн

1.1.2. Инфразвуковые волны

1.1.3. Звук

1.1.4. Ультразвук

1.1.5. Гиперзвук

1.2.Механические источники упругих волн

1.2.1. Колебания стержней

1.2.2. Автоколебания стержня

1.2.3. Губной свисток

1.2.4. Газоструйные и гидродинамические излучатели

1.2.5. Акустическая сирена

1.3. Термические источники упругих волн

1.3.1. Электроразрядные излучатели

1.3.2. Тепловой автогенератор звука

1.3.3. Элементарная теория теплового автогенератора

1.3.4. Обратная связь в тепловом автогенераторе

1.4. Электромеханические преобразователи упругих волн

1.4.1. Электростатические преобразователи

1.4.2. Электромагнитные преобразователи

1.4.3. Электродинамические преобразователи

1.4.4. Пьезоэлектрические преобразователи

1.4.5. Магнитострикционные преобразователи

Глава 2.

Гармонические упругие волны

2.1. Гармоническая упругая волна

2.1.1. Гармонические колебания и их характеристики

2.1.2. Поперечные и продольные упругие волны

2.1.3. Уравнение гармонической волны

2.1.4. Фазовая скоростьволны

2.1.5. Физическая модель бегущей гармонической волны

2.1.6. Компьютерная модель бегущей гармонической волны

2.2. Величины, характеризующие упругую волну

2.2.1. Смещение, скорость и ускорение в гармонической волне

2.2.2. Давление в гармонической волне

2.2.3. Деформация в гармонической волне

2.2.4. Энергия волны

2.2.5. Интенсивность волны

2.2.6. Волновое сопротивление среды

2.2.7. Затухание волны

2.3. Экспериментальное исследование упругой волны в воздухе

2.3.1. Доказательство волновой природы звука

2.3.2. Осциллограмма звуковой волны

23


Звук и ультразвук в учебных исследованиях

В.В. МАЙЕР, Е.И. ВАРАКСИНА

ЗВУК И УЛЬТРАЗВУК

В УЧЕБНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

2.3.3. Индикатор интенсивности звука

2.3.4. Индикация фазы звуковой волны

2.3.5. Экспериментальная установка

2.3.6. Экспериментальное обоснование существования гармонической звуковой волны

Глава 3.

Магнитострикционный излучатель упругой волны

3.1. Прямой магнитострикционный эффект

3.1.1. Явление магнитострикции

3.1.2. Наблюдение прямого магнитострикционного эффекта

3.1.3. Исследование прямого магнитострикционного эффекта методом поворота иглы

3.1.4. Количественное исследование магнитострикции

3.1.5. Использование прямого магнитострикционного эффекта для получения упругой волны

3.2. Обратный магнитострикционный эффект

3.2.1. Обнаружение обратного магнитострикционного эффекта

3.2.2. Осциллограмма упругих колебаний стержня

3.3.Магнитострикционный излучатель ультразвука низкой частоты

3.3.1. Промышленные магнитострикционные излучатели

3.3.2. Подмагничивание вибратора магнитострикционного излучателя

3.3.3. Ферритовый вибратор магнитострикционного излучателя

3.3.4. Конструкция учебного излучателя

3.3.5. Технология изготовления излучателя

3.3.6. Магнитострикционный излучатель низкой частоты для школьного физического кабинета

3.3.7. Проверка излучателя в работе

3.3.8. Подмагничивание вибратора постоянным током

Глава 4.

Электронные генераторы для получения упругих волн

4.1. Элементы электронного генератора на транзисторах

4.1.1. Колебательный контур

4.1.2. Автоколебательная система

4.1.3. Транзистор в качестве ключа

4.1.4. Транзисторные усилители

4.1.5. Обратная связь

4.2.Мощный ультразвуковой генератор

4.2.1. Принципиальная схема ультразвукового генератора

4.2.2. Изготовление ультразвукового генератора

4.2.3. Налаживание ультразвукового генератора

4.3. Учебный ультразвуковой генератор

4.3.1. Принцип действия учебного генератора

4.3.2. Конструкция ультразвукового генератора

4.3.3. Технология изготовления прибора

4.3.4. Налаживание и проверка генератора в работе

4.4. Получение ультразвука средней частоты

4.4.1. Частотный диапазон ультразвукового генератора

4.4.2. Ультразвуковой генератор средней частоты

4.4.3. Магнитострикционные излучатели ультразвука на частоту до 50 кГц

4.4.4. Магнитострикционные излучатели ультразвука средней частоты

4.5. Ультразвуковой генератор на современной элементной базе

4.5.1. Таймер в качестве задающего генератора

4.5.2. Усилитель мощности на полевом транзисторе

4.5.3. Ультразвуковой генератор

4.5.4. Совершенствование ультразвукового генератора

Глава 5.

Исследования магнитострикционного излучателя

5.1. Собственные колебания стержня

5.1.1. Возбуждение колебаний стержня ударом

5.1.2. Стоячая волна в стержне

5.1.3. Собственные частоты стержня

5.2. Резонансное возбуждение вибратора магнитострикционного излучателя

5.2.1. Явление резонанса

5.2.2. Стоячая волна в вибраторе

5.2.3. Механические напряжения в вибраторе

5.2.4. Почему второй торец вибратора должен быть сухим

5.3. Упругие характеристики материала вибратора

5.3.1. Скорость импульса сжатия в твердом стержне

5.3.2. Экспериментальное определение упругих характеристик материала вибратора

24





тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

5.4. Амплитуда колебаний вибратора

5.4.1. Шарик, скачущий на вибраторе

5.4.2. Оценка амплитуды колебаний вибратора по высоте подскока стального шарика

5.4.3. Экспериментальная оценка амплитуды колебаний вибратора

5.4.4. Оценка амплитуды колебаний вибратора посредством ультразвукового движителя

5.4.5. Измерение амплитуды колебаний вибратора с помощью микроскопа

5.4.6. Оценка амплитуды колебаний вибратора по значению усталостной прочности

5.5. Излучение упругой волны колеблющимся вибратором

5.5.1. Вынужденные колебания и резонанс

5.5.2. Добротность колебательной системы

5.5.3. Энергия колебаний вибратора

5.5.4. Излучение упругой волны

Глава 6.

Линейные и нелинейные акустические

6.1. Нелинейные эффекты

6.1.1. Линейная акустика

6.1.2. Нелинейная акустика

6.1.3. Нелинейное взаимодействие упругих волн

6.1.4. Искажение формы ультразвуковой волны

6.1.5. Нелинейное поглощение упругих волн

6.2. Абсолютное измерение интенсивности

6.2.1. Измерения колебательной скорости и интенсивности

6.2.2. Качественное исследование диска Рэлея

6.2.3. Стоячая волна в воздухе и диск Рэлея

6.3. Ориентирующее действие ультразвука

6.3.1. Диск Рэлея в жидкости

6.3.2. Ориентация взвешенных в жидкости чешуек

6.3.3. Акустический контакт

6.3.4. Просветление мутной жидкости

6.4. Акустический ветер

6.4.1. Ультразвуковой ветер в воздухе

6.4.2. Ультразвуковой ветер в жидкости

6.4.3. Зависимость ультразвукового ветра от частоты

6.4.4. Качественное объяснение ультразвукового ветра

6.5. Силы, действующие на тела в поле упругой волны

6.5.1. Притяжение предмета к вибратору излучателя

6.5.2. Взаимодействие тел в ультразвуковом поле

Глава 7.

Давление упругих волн

7.1. Радиационное давление упругой волны

7.1.1. Радиационное давление волны

7.1.2. Элементарная теория радиационного давления

7.1.3. Обнаружение радиационного давления

7.2. Ультразвуковые радиометры

7.2.1. Радиационное давление в газе

7.2.2. Исключение влияния ультразвукового ветра

7.2.3. Радиационное давление в жидкости

7.2.4. Простейший радиометр

7.2.5. Радиационное давление в трубке

7.3. Ультразвуковой фонтан

7.3.1. Ультразвуковой фонтан

7.3.2. Гигантский ультразвуковой фонтан на низкой частоте

7.3.3. Отражение и прохождение волны на границе раздела сред

7.3.4. Ультразвуковой фонтан на границе раздела жидкостей

7.3.5. Ультразвуковой фонтан наоборот

7.3.6. Ультразвуковые фонтаны на высоких частотах

Глава 8.

Стоячая ультразвуковая волна в воздухе

8.1. Метод Кундта визуализации стоячей волны

8.1.1. Опыты Кундта

8.1.2. Действие ультразвука на легкий сыпучий порошок

8.1.3. Визуализация стоячей ультразвуковой волны методом Кундта

8.1.4. Распределение порошка в стоячей волне

8.1.5. Модулированная стоячая волна в трубке Кундта

25





тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

8.2. Измерение скорости звука в воздухе и в газах

8.2.1. Измерение скорости ультразвука

8.2.2. Исследование зависимости скорости звука от частоты

8.2.3. Наблюдение влияния ультразвукового ветра

8.2.4. Отражение звука от твердого плоского отражателя

8.2.5. Отражение звука от открытого конца трубки Кундта

8.3. Визуализация стоячей волны в воздухе слоем жидкости

8.3.1. Распределение жидкости в поле стоячей волны

8.3.2. Демонстрация стоячей волны, визуализированной жидкостью

8.3.3. Оптический метод измерения расстояний между пучностями стоячей волны

8.3.4. Перегородки из жидкости в трубке Кундта

Глава 9.

Стоячая ультразвуковая волна в жидкости

9.1. Визуализация стоячей волны методом ориентации взвешенных в жидкости частиц

9.1.1. Стоячая волна в стеклянной трубке

9.1.2. Особенности эксперимента

9.1.3. Демонстрационный вариант эксперимента

9.1.4. Измерение скорости ультразвука

9.1.5. Стоячая волна в стеклянной пробирке

9.2. Визуализация стоячей волны методом коагуляции взвешенных в жидкости частиц

9.2.1. Визуализация стоячей волны суспензией крахмала в воде

9.2.2. Области коагуляции суспензии крахмала в воде

9.2.3. Визуализация стоячей волны эмульсией керосина в воде

9.2.4. Зависимость коагуляции взвешенных в жидкости частиц от их плотности

9.2.5. Измерение скорости звука в воде

9.2.6. Акустический волновод

9.3. Ультразвуковой интерферометр

9.3.1. Модель ультразвукового интерферометра

9.3.2. Реакция излучателя

9.3.3. Схема компенсации

9.3.4. Работа с ультразвуковым интерферометром

9.3.5. Мостовая схема компенсации

9.3.6. Зависимость скорости звука в жидкости от частоты

Глава 10.

Упругая волна в пластинке

10.1. Упругие волны в твердом теле

10.1.1. Виды деформаций в упругих средах

10.1.2. Продольная волна в твердом теле

10.1.3. Поперечная волна в твердом теле

10.1.4. Поверхностные волны в твердых телах

10.1.5. Упругая волна в твердой пластинке

10.1.6. Изгибная волна в твердой пластинке

10.2. Фигуры Хладни

10.2.1. Хладниевы фигуры на круглой изотропной пластинке

10.2.2. Хладниевы фигуры на анизотропной круглой пластинке

10.2.3. Фигуры Хладни на пластинках произвольной формы

10.3. Дисперсия изгибных волн

10.3.1. Явление дисперсии изгибных волн

10.3.2. Экспериментальное исследование дисперсии изгибных волн

10.4. Поверхности равных фаз изгибных волн

10.4.1. Волны на бумаге

10.4.2. Цикл научного познания

10.4.3. Учебная физическая теория

10.4.4. Учебный физический эксперимент

10.5. Стоячая волна в стеклянном сосуде

10.5.1. Cтоячая волна в стеклянном стакане

10.5.2. Стоячая волна в стенках стеклянной колбы

Глава 11.

Интерференция и другие волновые явления

11.1. Интерференция изгибных волн

11.1.1. Интерференция волн от двух реальных источников

11.1.2. Интерференция круговых волн

11.1.3. Экспериментальное обоснование теории интерференции круговых волн

11.1.4. Интерференция при отражении от прямого края листа

11.1.5. Количественное подтверждение теории

26





тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

11.2. Интерференция при отражении волны от круглого края пластинки

11.2.1. Интерференция при отражении от выпуклого и вогнутого краев листа

11.3.Фокусировка волны

11.3.1. Получение действительного изображения в круглом крае

11.3.2. Отражение от эллиптической поверхности

11.3.3. Отражение от параболической поверхности

11.4. Некоторые волновые явления

11.4.1. Преломление изгибной волны

11.4.2. Рассеяние волны

11.4.3. Распространение волны в волноводе

Глава 12.

Ультразвуковая кавитация

12.1.Физическая сущность ультразвуковой кавитации

12.1.1. Получение кавитационной полости

12.1.2. Гидродинамический удар

12.1.3. Наблюдение ультразвуковой кавитации

12.1.4. Разрушающее действие ультразвуковой кавитации

12.1.5. Причина ультразвуковой кавитации

12.2. Звукокапиллярный эффект

12.2.1. Аномальное поднятие жидкости в капилляре

12.2.2. Экспериментальное исследование звукокапиллярного эффекта

12.2.3. Элементарная теория звукокапиллярного эффекта

12.2.4. Экспериментальная проверка следствий теоретической модели

12.3. Явление сонолюминесценции

12.3.1. Обнаружение сонолюминесценции

12.3.2. Способы наблюдения сонолюминесценции

12.3.3. Зависимость сонолюминесценции глицерина от температуры

Глава 13.

Практическое применение ультразвука

13.1.Максимальная интенсивность ультразвука от ферритового вибратора

13.1.1. Предельная интенсивность ультразвука

13.1.2. Ультразвуковой концентратор

13.2. Ультразвуковое диспергирование

13.2.1. Образование аэрозолей

13.2.2. Причина ультразвукового распыления жидкостей

13.2.3. Образование горючей смеси

13.2.4. Использование ультразвука для получения эмульсий

13.2.5. Образование суспензий

13.3. Ультразвуковая коагуляция

13.3.1. Ультразвуковая коагуляция гидрозолей

13.3.2. Ультразвуковая дегазация

13.4. Ультразвуковая очистка

13.4.1. Использование ультразвука для очистки

13.4.2. Экспериментальное исследование ультразвуковой очистки

13.5. Использование ультразвука в электрохимии

13.5.1. Воздействие ультразвука на электролиз

13.5.2. Дегазация электролита

13.5.3. Электролитическое осаждение металла

13.6. Ультразвуковая пайка

13.6.1. Залуживание и пайка алюминия

13.6.2. Залуживание стекла и керамики

13.7. Обработка твердых и хрупких материалов

13.7.1. Ультразвуковой сверлильный станок

13.7.2. Модель ультразвукового сверлильного станка

13.7.3. Ультразвуковое сверление стекла

13.8. Ультразвуковая сварка

13.8.1. Ультразвуковой сварочный станок

13.8.2. Экспериментальное исследование ультразвуковой сварки

13.9. Использование ультразвука в металлургии

13.9.1. Влияние ультразвука на кристаллизацию

13.9.2. Исследование кристаллизации под действием ультразвука

13.10. Применение ультразвука в медицине

Заключение



27




Паршаков А.Н. Физика в ключевых задачах. Механика. Колебания. Акустика

ISBN 978-5-91559-133-1

2013, 240 с., 60х90/16, обложка

Учебное пособие является первой частью книги «Физика в ключевых задачах».

Рассмотрены принципы и практика решения задач по разделам: механика (включая спе-

циальную теорию относительности), колебания и аку-стика. Оригинальный подбор задач

обусловлен в первую очередь возможно-стью их использования для иллюстрации фун-

даментальных законов физики и ее методологических принципов (симметрии, относитель-

ности и др.), истин-ный смысл которых проявляется именно при решении задач.

Рассмотрены не только способы решения конкретных задач, но и, самое главное, с чего

на-чать решение, какие физические законы и соотношения окажутся полезными в данной

ситуации. Приводится анализ возможных путей решения с обосно-ванием оптимального

варианта. Многие задачи сопровождаются обсуждени-ем полученного решения и возмож


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

ных путей его практического использования.

Предназначено для студентов физических и технических специально-стей университетов, преподавателей

общей физики физико-математических классов школ и лицеев.

Предисловие Издательства

Перед вами – первый выпуск серии книг « Физика в ключевых задачах».

По замыслу автора и издательства, следующие выпуски будут посвящены электромагнетизму, основам статистической

физики и тепловым явлениям, оптике и квантовой физике.

В совокупности они образуют единую книгу, наилучшим образом дополняющую различные учебники физики

и сборники задач. Основное отличие от известных пособий в обоих этих жанрах – упор на методологические принципы,

подробный разбор тем, которым меньше «повезло» в сложившихся программах курса общей физики – а это наиболее

трудные для освоения и интересные разделы физики (например, СТО, упругие волны).

Уровень изложения во всех задачах заставляет вспомнить лучшие образцы физико-математической литера-

туры, советской и мировой.

Книга написана чрезвычайно правильным и доходчивым языком, чего так не хватает нынешним студентам.

Большинство задач доведены «до числа», что особенно необходимо физикам и инженерам.

В ближайших планах ещё и «Современное введение в физику колебаний» того же автора.

В целом, книги А.Н. Паршакова сыграют, надеюсь, заметную роль в возрождении уровня образования в рос-

сийских технических университетах. Глубокое понимание физики во все времена было необходимым условием подго-

товки настоящих разработчиков.

В технических решениях всегда приходится осуществлять синтез разнообразных физических знаний, сопря-

гаемых с инженерным искусством.

Предлагаемое учебное пособие не в меньшей мере будет востребовано для углублённого изучения предмета

и на всех естественнонаучных и физических факультетах.

Л.Ф. Соловейчик


Данное пособие занимает промежуточное положение между вузовским учебником по общей физике и сбор-

ником задач. В нем отражен многолетний опыт преподавания автором курса физики на кафедре общей физики Перм-

ского государственного технического университета и в физико-математических классах лицея № 1 при ПГТУ. При этом

предполагается, что читатель уже знаком с основными законами физики.

Высокая степень понимания физики определяется не только умением использовать при решении задач фун-

даментальные физические законы, но и методологические принципы физики (симметрии, относительности и др.), ис-

тинный смысл которых проявляется именно при решении задач. Кроме того, существует и обратная связь между

практикой реше ния конкретных задач и более глубоким пониманием законов физики.

В каждом параграфе, насколько это соответствует логике изложения, за сравнительно простыми задачами

следуют более трудные и чаще всего более интересные. Подбор задач обусловлен в первую очередь их возможностью

проиллюстрировать известные физические законы и общие принципы. Ряд задач посвящен рассмотрению физических

парадоксов (например, «парадокс близнецов» в теории относительности).

Наибольшую пользу могут принести задачи, развивающие способность самостоятельно мыслить и приучаю-

щие быть готовым к нестандартной постановке вопроса. В таком виде книга может служить независимым учебным по-

собием по общей физике.

28


Физика в ключевых задачах.

Механика. Колебания.Акустика




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Автор выражает искреннюю благодарность главному редактору ИД «Интеллект» Л.Ф. Соловейчику за по-

мощь в подборе тематики задач и обсуждение их результатов.

Пособие предназначено в основном для студентов технических вузов и будет полезным также преподавате-

лям кафедр общей физики. Однако изложение построено так, что, опуская отдельные места, связанные с примене-

нием высшей математики, его можно использовать и в классах физико-математического профиля школ и лицеев.


Предисловие издательства


Глава 1.

Общие принципы

1.1. Метод анализа размерностей

1.2. Дискретизация временных и пространственных моделей

Глава 2.

Механика

2.1. Системы отсчета в кинематике

2.2. Основное уравнение динамики материальной точки и твердого тела

2.3. Законы сохранения в механике

2.4. Движение в поле тяготения

2.5. Неинерциальные системы отсчета

2.6. Специальная теория относительности

2.7. Механика жидкости

Глава 3.

Колебания

3.1. Методы исследования собственных колебаний

3.2. Период, частота и амплитуда собственных колебаний

3.3. Гармоническое движение

3.4. Колебания при внешнем воздействии

Глава 4.

Упругие волны. Акустика

4.1. Волновое движение

4.2. Акустика


Ниже приведены примеры задач.

29


Булыгин В.С, Кремлёв М.Г.,Прут Э.В.Избранные задачи студенческих олимпиад МФТИ по курсу общей физики


ISBN 978-5-91559-158-4

2015, 208 с., 60х90/16, обложка

Сборник содержит задачи студенческих олимпиад, проводившихсяв МФТИ с 1980

года по настоящее время. Авторами задач являются как преподаватели кафедры общей

физики, так, в ряде случаев, и студенты МФТИ. Олимпиады МФТИ по общей физике ори-

ентированы на поддержание высокого уровня и интереса к физике, олимпиадные задачи,

как правило, превышают уровень задач, предлагаемых кафедрой на контрольных и пись-

менных экзаменах по физике. Содержание задач охватывает все разделы курса общей

физики, при этом задачи нередко являются синтетическими, объединяющими программы

разных разделов физики, что воспитывает у студентов понимание единой физической

картины рассматриваемых в задачах физических явлений. Постановка многих задач не

предполагает строго определённого ответа и требует от студента самостоятельного вы-

бора и детализации модели физического явления. Многие задачи составлены специали-

стами в соответствующей области науки. Некоторые задачи имеют оценочный характер,

а некоторые ставят целью выявление самых общих представлений о характере изучаемых

явлений.

Сборник предназначен для студентов и преподавателей физических специально-

стей вузов.


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

30

Булыгин В.С., Кремлев М.Г.,

Прут Э.В.

ИЗБРАННЫЕ ЗАДАЧИ

СТУДЕНЧЕСКИХ

ОЛИМПИАД МФТИ ПО

КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ



Астапенко В.А.

Взаимодействие излучения с атомами и наночастицами,


ISBN 978-5-91559-083-9

2010, 496 с., 60 х 90/16, твёрдый переплет

Учебник посвящен систематическому изложению физики основных эле-

ментарных процессов, возникающих при взаимодействии электромагнитного

поля с атомами и наночастицами. Рассмотрены такие фундаментальные явле-

ния как поглощение излучения, люминесценция, индуцированное излучение,

фотоионизация, тормозное излучение, включая поляризационный канал, раз-

личные виды рассеяния фотона на атомах и мезообъектах, в том числе с уча-

стием поверхностных плазмонов, а также фотопереходы в молекулярных

системах и наноструктурах. Когерентные нестационарные процессы – само-

индуцированная прозрачность, оптическая нутация и фотонное эхо – описаны

в рамках формализма вектора Блоха, позволяющего дать их наглядную гео-

метрическую интерпретацию. Основному материалу предпослано рассмотре


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru



Глава 1.

Осциллятор в электромагнитном поле

1.1. Гармонический осциллятор в монохроматическом поле

1.2. Гармонический осциллятор в поле электромагнитного импульса

1.3. Гармонический осциллятор в поле теплового излучения

1.4. Осциллятор Морзе в электромагнитном поле

1.5. Возбуждение гармонического осциллятора при столкновении с заряженной частицей

Приложение 1



Глава 2.

Теория теплового излучения и квантование электромагнитного поля

2.1. Квантование энергии вещества и теория теплового излучения М. Планка

2.2. Вывод формулы для спектра теплового излучения на основании квантования энергии электромагнитного поля

2.3. Квантование гармонического осциллятора

2.4. Каноническое квантование электромагнитного поля

2.5. Когерентные состояния электромагнитного поля


Глава 3.

Фотоэффект и эффект Комптона

3.1. Фотоэффект

3.2. Эффект Комптона


Глава 4.

Взаимодействие излучения с веществом: описание в рамках принципа соответствия

4.1. Двухуровневая система в поле теплового излучения

4.2. Полуклассическая теория Бора

4.3. Спектроскопический принцип соответствия и сила осциллятора

4.4. Классический вывод выражений для коэффициентов Эйнштейна

4.5. Спектральная форма линии атомного перехода

4.6. Сечение радиационного перехода

4.7. Балансные уравнения и динамика лазерной генерации


31

Астапенко В.А. Взаимодействие

излучения с атомами и наночастицами

ние электромагнитного взаимодействия на примере простейших классических систем – гармонического

осциллятора и осциллятора Морзе. Особое внимание уделено фазовому контролю фотовозбуждения

классического осциллятора в поле ультракоротких импульсов и в бихроматическом поле, играющему

важную роль в современной лазерной физике и химии.

Представлено классическое описание взаимодействия электромагнитного излучения с веществом

на основе спектроскопического принципа соответствия, включая вывод выражений для коэффициентов

Эйнштейна. Подробно рассмотрена динамическая поляризуемость атома – величина, занимающая цент-

ральное место в описании отклика вещества на электромагнитное воздействие.

Рассмотрены неупругие процессы при взаимодействии электронов с атомными частицами.

Для студентов и преподавателей, научных работников в областях атомной физики и фотоники.

В.А. АСТАПЕНКО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕИЗЛУЧЕНИЯ

С АТОМАМИ И НАНОЧАСТИЦАМИ




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 5.

Динамическая поляризуемость атомов и наночастиц

5.1. Определение динамической дипольной поляризуемости

5.2. Динамическая поляризуемость атома

5.3. Общие соотношения для динамической поляризуемости

5.4. Поляризуемость водородоподобного атома (иона)

5.5. Статическая поляризуемость атомов и ионов

5.6. Модель локальной плазменной частоты для поляризуемости многоэлектронных систем

5.7. Динамическая поляризуемость наночастиц


Глава 6.

Излучательные процессы в дискретном спектре

6.1. Введение в квантовую теорию атома

6.2. Теория возмущений

6.3. Фотопроцессы в монохроматическом поле

6.4. Наномаркеры на квантовых точках

6.5. Двух- и многофотонные процессы

6.6. Двухуровневая система в резонансном поле

6.7. Фотовозбуждение вещества ультракороткими электромагнитными импульсами


Глава 7.

Излучательные процессы при связанно-свободных переходах

7.1. Фотоионизация и фотоотрыв в пертурбативном режиме

7.2. Фотоионизация атомов в сильном лазерном поле


Глава 8.

Рассеяние излучения на атомах, плазме и наночастицах

8.1. Рассеяние фотона на свободном электроне

8.2. Рассеяние излучения на атоме

8.3. Рассеяние высокочастотного излучения на атоме

8.4. Рассеяние излучения в плазме

8.5. Рассеяние и поглощение излучения на наночастицах


Глава 9.

Когерентные фотопроцессы

9.1. Формализм оптического вектора Блоха и простейшие когерентные явления

9.2. Уширение линии спектроскопического перехода и «выжигание провалов»

9.3. Затухание свободной поляризации и фотонное эхо

9.4. Фемтосекундное фотонное эхо на нанокристаллах

9.5. Фазовые эффекты при фотовозбуждении вещества мощными ультракороткими импульсами


Глава 10.

Излучательные процессы в бихроматическом поле

10.1. Двухфотонные процессы в бихроматическом поле

10.2. Фазовый контроль в бихроматическом поле

10.3. Эксперименты по фазовому контролю

10.4. Бихроматическое возбуждение атомов в электрическом поле


Глава 11.

Столкновительно-излучательные процессы

11.1. Два канала тормозного излучения на атоме

11.2. Вынужденный тормозной эффект

11.3. Резонансный тормозной эффект

11.4. Излучение релятивистских частиц на атомных кластерах

11.5. Поляризационное тормозное излучение на металлических наночастицах


Глава 12.

Ионизация и возбуждение атомов электронным ударом

12.1. Формула Томсона

12.2. Метод функции подобия для сечения ионизации

12.3. Сравнение с экспериментальными данными

12.4. Классическое рассмотрение ударного возбуждения атома

12.5. Метод функции подобия для ударного возбуждения атома12.6. Возбуждение дипольно-запрещенных переходов

в атомах.


32

Астапенко В.А. Взаимодействие

излучения с атомами и наночастицами


Козлов В.Ф., Маношкин Ю.В., Миллер А.Б.,Петров Ю.В.,Ромишевский Е.А.,

Стасенко А.Л.

Задачи по общей и прикладной физике


ISBN 978-5-91559-171-3

2015, 456 с., 60х90/16, переплет

Уважаемые читатели!

Предлагаем вашему вниманию примеры нескольких задач с решениями.


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

33

Козлов В.Ф., Маношкин

Ю.В., Миллер А.Б.,Петров

Ю.В.,Ромишевский Е.А.,

Стасенко А.Л.

Задачи по общей и

прикладной физике




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

34



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

35



Земной магнетизм

ISBN 978-5-91559-118-8

2012, 184 с., 60 х 90/16, обложка

В учебно-популярной форме рассказывается о земном магнетизме. Рассматриваются

как геомагнитное поле на земной поверхности (элементы земного магнетизма, магнитные

карты, дрейф и инверсия магнитных полюсов), так и магнитосфера Земли (радиационные

пояса, полярные сияния, магнитные бури). Обсуждается современная гипотеза происхож-

дения магнитного поля Земли (гипотеза гидромагнитного динамо). Дополнительно чита-

тель знакомится с палеомагнетизмом и современными представлениями о строении

земного шара.

Для преподавателей, студентов.


Земной магнетизм


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru



Глава 1.

Геомагнитное поле на поверхности земного шара и вблизи нее

1.1 Характеристики геомагнитного поля

1.2 Магнитные карты, магнитные аномалии, геомагнитные вариации

1.3 Как измерить элементы земного магнетизма?

1.4 Становление и развитие магнитных съемок

1.5 Дрейф магнитных полюсов Земли

1.6 Палеомагнетизм и инверсия магнитных полюсов Земли

1.7 Движение литосферных плит и полосовые магнитные аномалии

1.8 Моделирование главного магнитного поля Земли

Глава 2.

Магнитосфера Земля

2.1 Ионосфера Земли

2.2 Солнечный ветер и образование земной магнитосферы

2.3 Заряженная частица в магнитном поле

2.4 Радиационный пояс

2.5 Наблюдения небесных пазорей и сполохов (полярных сияний)

2.6 Магнитные бури

2.7 Природа полярных сияния

2.8 Магнитосфера Юпитера

Глава 3.

Проблема происхождения геомагнитного поля

3.1 Современные представления о строении земного шара

3.2 Примеры несостоятельных гипотез

3.3 Гипотеза гидромагнитного динамо

3.4 Грядущая переполюсовка геомагнитного поля

36

Л.В.ТАРАСОВ

ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМ



Зуев Л. Б. , Данилов В. И. Физические основы прочности материалов

ISBN: 978-5-91559-137-9

2013, 320 с., 60х90/16, обложка

В книге изложены основные сведения о природе прочности и пластической дефор-

мации твердых тел разной природы. Приведены сведения о дефектной структуре твер-

дых тел, поведении и взаимодействии дефектов. Рассмотрены основные вопросы

теории дислокаций и описываемые на ее базе представления о пластической деформа-

ции и разрушении твердых тел. Рассмотрены проблемы получения материалов с проч-

ностью, приближающейся к теоретической. Объяснена природа высокопрочного

состояния, ее физический смысл, а также описаны прочностные свойства используемых

в технике высокопрочных материалов.

Рассмотрены современные теории разрушения твердых тел и введены количествен-

ные характеристики, описывающие сопротивление разрушению.

Проанализированы методики испытания металлов и сплавов при активном нагружении,

ползучести, релаксации упругих напряжений и при усталости.


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Для студентов и преподавателей по направлениям подготовки высшего профессионального образования «При-

кладная механика» и «Техническая физика», а также аспирантов, специализирующихся в областях, связанных с фи-

зикой прочности и физического металловедения.


От редактора


Глава 1.

Введение. Прочность материалов и человеческая цивилизация

1.1. Прочность материалов как характеристика, определяющая прогресс

1.2. Прочность и катастрофы – две стороны одной медали

1.3. Краткая история исследований в области прочности материалов

Глава 2.

Количественные характеристики прочности

2.1. Методы статических механических испытаний

2.2. Количественные показатели пластичности и прочности

2.3. Методы ударных испытаний

2.4. Масштабный эффект при механических испытаниях

2.5. Статистическая обработка результатов определения прочностных характеристик ма-териалов

Глава 3.

Дефекты кристаллической решетки и их роль в прочности и пластичности

3.1. Дефекты кристаллического строения и их классификация

3.2. Точечные (нульмерные) дефекты в кристаллах (вакансии, атомы примесей)

3.3. Линейные (одномерные) дефекты (дислокации). Необходимые сведения из теории дислокаций

3.4. Поверхностные (двумерные) дефекты (свободная поверхность, границы зерен в поли-кристаллах)

3.5. Объемные (трехмерные) дефекты в кристаллах (включения, поры)

3.6. О природе взаимодействия дефектов кристаллического строения

3.7. Дефекты кристаллического строения и пути упрочнения. Кривая И.А. Одинга

Глава 4.

Природа деформационного и примесного упрочнения твердых тел

4.1. Анализ общих принципов упрочнения твердых тел разной природы.

4.2. Понятие о деформационном упрочнении. Основные определения

4.3. Основные теории деформационного упрочнения

4.4. Деформационное упрочнение поликристаллов

4.5. Локализация пластической деформации

4.6. Упрочнение твердых растворов и сплавов с выделениями вторых фаз

4.7. Упрочнение при сегрегации примесей на дислокациях

Глава 5.

О теоретической прочности и возможности ее реализации

5.1. Физический смысл понятия теоретической прочности и оценка ее величины

5.2. Микроскопические объекты с теоретической прочностью (нитевидные кристаллы, кристаллические «щепки»)

37

Зуев Л.Б., Данилов В.И.

Физические основы прочности материалов

ЗУЕЕВ Л.Б., ДАНИЛОВ В.И.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

5.3. Прочность тонких нитей

5.4. Прочность тонких пленок

5.5. Прочность графеновых слоев

5.6. Неожиданные следствия высокой прочности материалов

Глава 6.

Высокопрочные материалы в технике

6.1. Конструкционная прочность материалов

6.2. Высокопрочные стали и сплавы

6.3. Керамические материалы

6.4. Нанокристаллические материалы

6.5. Аморфные материалы

6.6. Прочность полимеров

6.7. Композитные материалы, принципы их создания и прочность

Глава 7.

Разрушение твердых тел

7.1. О связи пластической деформации и разрушения.

7.2. Вязкое и хрупкое разрушение

7.3. Микромеханизмы зарождения трещин при пластической деформации

7.4. Теория трещин Гриффитса, Баренблатта и Ирвина

7.5. Критерии разрушения

7.6. Кинетика роста хрупких трещин

7.7. Разрушение адиабатическим срезом

Глава 8.

Разрушение твердых тел в особых условиях

8.1. Хладноломкость металлов и сплавов

8.2. Жидкометаллическое охрупчивание металлов (эффект П.А. Ребиндера)

8.3. Водородная хрупкость металлов

8.4. Эффекты, сопровождающие разрушение (локальный разогрев, акустическая эмиссия, триболюминесценция…)

8.5. Процессы разрушения горных пород и проблема землетрясений

Глава 9.

Ползучесть и длительная прочность материалов

9.1. Стадийность процесса ползучести

9.2. Механизмы ползучести при низких температурах

9.3. Высокотемпературная ползучесть

9.4. Диффузионная ползучесть

9.5. Неупругая ползучесть

9.6. Разрушение при ползучести

9.7. Длительная прочность (кинетическая теория прочности С.Н. Журкова)

Глава 10.

Прочность при повторно-переменном нагружении (усталостная прочность)

10.1. Режимы усталостных испытаний

10.2. Кривая усталости А. Вёлера

10.3. Малоцикловая, многоцикловая и гигацикловая усталость

10.4. Характер разрушения при усталости

10.5. Рост усталостной трещины и стадийность разрушения

Заключение.

Пути прогресса в теории и практике получения высокопрочного состояния материалов

38

Зуев Л.Б., Данилов В.И.

Физические основы прочности материаловРаздел:Общая физика


Автоэлектронная эмиссия. Принципы и приборы

ISBN: 978-5-91559-027-3

2011, 704 с., 60х90/16, твёрдый переплет

Учебник-монография по актуальному направлению на стыке «классической» вакуум-

ной электроники и нанотехнологий. Наряду с теоретическими моделями особенно под-

робно даны сведения об экспериментальной технике для исследований, технологиях

изготовления эмиттеров и различных конструкциях автокатодов. Подробно изложены ре-

зультаты исследований и применения новых наноматериалов и углеродных нанотрубок

для создания автокатодов и электронных пушек на их основе. Рассмотрены применения

автокатодов в новых источниках света и плоских дисплеях, СВЧ приборах и рентгеновских

трубках.

Для студентов старших курсов и преподавателей, инженеров-разработчиков в раз-

личных областях прикладной физики и электроники.


Автоэлектронная эмиссия.Принципы и приборы


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Оглавление.


Введение

Глава 1.

Основные принципы

1.1. Введение

1.2. Теория АЭЭ из металлов Фаулера-Нордгейма (ФН)

1.3. Классическая теория АЭЭ из полупроводников Моргулиса-Стреттона

1.4. Элементы теории микроскопа-проектора Мюллера

1.5. Недостатки классических теорий АЭЭ и границы их применимости


Глава 2.

Экспериментальная техника и методика

2.1. Автоэлектронные микроскопы

2.2. Анализаторы полных энергий автоэлектронов

2.3. Универсальные конструкции автоэлектронных микроскопов

2.4. Электронные системы

2.5. Технология изготовления эмиттеров

2.6. Некоторые методические примеры использования автоэлектронных микроскопов


Глава 3.

Современные теретические исследования автоэлектронной эмиссии

3.1. Введение

3.2. Теория термоавтоэлектронной эмиссии (ТАЭЭ) из металлов

3.3. Автоэлектронная спектроскопия. Энергетическое распределение автоэлектронов и термоавтоэлектронов эмити-

рованных из металла

3.4. Феноменологические теории автоэлектронной эмиссии из полупроводников

3.5. Теоретические аспекты явлений и процессов на поверхности при автоэлектронной эмиссии


Глава 4.

Моделирование структуры и параметров автокатодов

4.1 Моделирование потенциального барьера и прозрачности потенциального барьера по экспериментальны данным

4.2. Расчет теоретических характеристик металлического автокатода для модельной конфигурации его вершины

4.3 Моделирование структуры поверхности металлического автокатода

4.4. Моделирование распределения работы выхода по поверхности автокатода

4.5. Теоретические исследования физических процессов, влияющих на предельные плотности тока АЭЭ


Глава 5.

Автоэлектронные катоды

5.1. Основные проблемы автоэлектронных катодов

5.2. Острийные и много острийные автокатоды5.3. Лезвийные и проволочные автокатоды

39

Н. В. ЕГОРОВ, Е.П. ШЕШИН

АВТОЭЛЕКТРОННАЯЭМИССИЯ.

ПРИНЦИПЫ И ПРИБОРЫ




Автоэлектронная эмиссия.Принципы и приборы


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

5.4. Пленочные автокатоды

5.5. Автоэлектронные катоды из нитевидных кристаллов

5.6. Автоэмиссионные наноструктуры на основе нанопористого анодного окисла алюминия

5.7. Другие типы автокатодов


Глава 6.

Автоэлектронные катоды из углеродных материалов

6.1. Углеродные волокна

6.2. Углеродные нанотрубки

6.3. Неориентированные структуры

6.4. Углеродные фольги

6.5. Плоские автокатоды больших размеров

6.6 Улучшение эмиссионных свойств

6.7. Особенности измерения и анализа вольт-амперных характеристик углеродных материалов


Глава 7.

Расчет электронных пушек на основе автокатодов

7.1.Введение

7.2. Общая задача расчета оптимальной структуры электронных пушек на основе однострийных и многоострийных

автокатодов (модель Алмазова-Егорова [25, 27, 39, 40, 41])

7.3. Математическое моделирование модельных триодных электронно-оптических систем

7.4. Расчет распределения электрического поля в системах формирования и управления на основе автоэлектрон-

ного катода и системы фокусирующих диафрагм с малыми радиусами отверстий

7.5. Расчет оптимальных характеристик в системах формирования и управления на основе автокатода и системы

фокусирующих диафрагм

7.6. Расчет электронных траекторий в системе с автокатодом


Глава 8.

Приборы и устройства на основе автокатодов

8.1.Источники света

8.2. Плоские дисплейные экраны

8.3 Приборы СВЧ

8.4 Peнтгеновские трубки

8.5.Электронные пушки

8.6. Другие типы приборов


Заключение (Перспективы развития)

1. Развитие традиционных технологий

2. Новые материалы

3. Нанотехнология

4. Обработка автокатодов

5. Увеличение равномерности потока электронов

6. Фокусировка электронного пучка


40


Мейлихов Е.З

Магнетизм. Основы теории

ISBN 978-5-91559-155-3

2014, 184 с., 60 х 90/16, обложка


Магнетизм. Основы теории


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Эта книга задумана не как конспект лекций, а, скорее, — как учебное пособие для тех, кто после знакомства

с магнетизмом в курсе общей физики, осознал, что так и не понял, «в чем там дело». А дело в том, что магнетизм,

действительно, — сложное, одновременно релятивистское и квантово-механическое, явление. Поэтому изложить его

основные понятия без привлечения сложных (в идейном и техническом плане)теоретических моделей очень трудно.

Более того, многие аспекты магнетизма до сих пор до конца не поняты и адекватно не описаны (например, магнетизм

зонных электронов, спин-поляризованный транспорт и др.). Сама же область продолжает широко и устойчиво разви-

ваться.

В связи с этим хотелось собрать в книге вполне представительный (но, ни в коем случае, не ошеломляюще

громоздкий, претендующий на абсолютную полноту) материал для тех, кто желает изучить предмет

более подробно. Предполагается, что читатель уже прошел курс «молодого бойца» и знаком с основными понятиями

магнетизма в объеме добротных учебников общей физики (например, Сивухин Д. В., «Общий курс физики», ФИЗМАТ-

ЛИТ, 2004 или Кингсеп А.С. и др., «Основы физики. Курс общей физики», ФИЗМАТЛИТ, 2007). Предполагается также,

что в рамках такого курса он знаком с основными понятиями квантовой механики и статистической физики, т. е., обра-

щаясь к шахматной терминологии, изучил правила и основы игры, познакомился с простейшими комбинациями. Пред-

лагаемая книга поможет повысить квалификацию где-то до уровня первого разряда. Ну, а чтобы стать мастером или

даже гроссмейстером, читатель должен (если он будет в этом нуждаться) ступить на следующую ступень познания и

приступить к изучению специализированных «продвинутых» учебников и монографий, выборочный список которых

приведен во Введении.

Отбор материала книги, естественно, совершенно субъективен — в нее включено не только то, что кажется

автору принципиально важным и необходимым, но и то, что ему наиболее близко и/или интересно. Так, много внимания

уделено магнитным свойствам сверхпроводников, которые, как правило, редко (или бегло) рассматриваются в книгах

по магнетизму.

Таким образом, настоящая книга не предназначена служить исчерпывающим руководством по эксперимен-

тальным и теоретическим вопросам физики магнетизма. Ее задача — дать углубленное представление об основных

понятиях и идеях этой области науки и подготовить

заинтересованного читателя к изучению более подробных монографий и оригинальных работ по физике магнитных

явлений.



Глава 1.

Введение

Глава 2.

Экспериментальные факты

Глава 3.

Закон Кулона. Магнитный момент

Глава 4.

Элементарные магниты — точечные магнитные диполи

Глава 5.

Размагничивающий фактор

Глава 6.

Поле магнитного диполя. Взаимодействие диполей

41

Е.З.МЕЙЛИХОВ

МАГНЕТИЗМ.ОСНОВЫ ТЕОРИИ




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 7.

Диамагнетизм атомных электронов

Глава 8.

Ориентационный парамагнетизм атомов

Глава 9.

Зонные электроны в металле

Глава 10.

Парамагнетизм Паули

Глава 11.

Диамагнетизм Ландау

Глава 12.

Ферромагнетизм — теория среднего поля

Глава 13.

Ферримагнетизм и антиферромагнетизм — теория среднего поля

Глава 14.

Обменное взаимодействие. Модель Гейзенберга

Глава 15.

Ферромагнетизм зонных электронов

Глава 16.

Термодинамическая теория ферромагнетизма

Глава 17.

Магнитная анизотропия

Глава 18.

Домены

18.1. Магнитостатическая энергия

18.2. Обменная энергия

18.3. Энергия магнитной анизотропии

18.4. Толщина доменной стенки

18.5. Размер домена

18.6. Движение и пиннинг магнитных стенок

18.7. Перемагничивание

18.8. Однодоменные частицы

18.9. Магнитный гистерезис

18.10. Остаточная намагниченность

Глава 19.

Суперпарамагнетизм

19.1. Релаксация намагниченности

19.2. Температурная зависимость намагниченности (ZFC- и FC-измерения)

19.3. Магнитная запись

19.4. Квантовое туннелирование намагниченности

Глава 20.

Магнитные резонансы

20.1. Резонансное поглощение энергии и спин-решеточная релаксация

20.2. Движение спинов

20.3. Уравнение Блоха

20.4. Ферромагнитный резонанс

20.5. Антиферромагнитный резонанс

20.6. Высокочастотная магнитная восприимчивость

Глава 21.

Магнетотранспортные явления в ферромагнитных Проводниках

21.1. Эффект Холла и поперечное магнетосопротивление в немагнитных проводниках

21.2. Планарный эффект Холла в немагнитных проводниках

21.3. Аномальный эффект Холла и анизотропное магнитосопротивление в магнитных проводниках

21.4. Гигантское магнитосопротивление

Глава 22.

Магнитные свойства сверхпроводников

22.1. Магнитные свойства сверхпроводников22.2. Уравнение Лондонов

42


Магнетизм. Основы теорииРаздел:Общая физика


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

22.3. Уравнение Пиппарда

22.4. Квантование магнитного потока

22.5. Термодинамика сверхпроводимости

22.6. Поверхностная энергия

22.7. Промежуточное состояние в сверхпроводниках I рода

22.8. Смешанное состояние в сверхпроводниках II рода

22.9. Критический ток в сверхпроводниках I рода

22.10. Резистивное состояние сверхпроводников II рода

22.11. Критический ток и критическое состояние сверхпроводников

Глава 23.

Основные типы магнитного упорядочения

43


Магнетизм. Основы теорииРаздел:Общая физика


Электромагнетизм в ключевых задачах

ISBN 978-5-91559-192-8

2015, 272 с., 60 х 90/16, переплет

Учебное пособие восполняет существенные пробелы в преподавании важней-

шего раздела общей физики для физических и инженерных специальностей.

Книга наряду с теоретическими основами дает предельно ясный и подробный

разбор наиболее важных для понимания физических ситуаций, поданных в форме задач.

Пособие не имеет аналогов среди ставших привычными учебников физики, по

сравнению с ними шире используются понятие симметрии, преобразования систем от-

счета, вектор Умова-Пойнтинга.

Исчерпывающий характер изложения позволяет автору сочетать методически

важные задачи с актуальными темами, новыми для курсов физики.

Учебное пособие можно поставить в ряд с бессмертным учебником Г.Е. Зильбер-

мана «Электричество и магнетизм» и использовать на этапе углубленного изучения пред




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

мета.

Для студентов и преподавателей физики – от физико-математических лицеев до ведущих российских универ-

ситетов.



Глава 1.

Электростатика

1.1. Закон Кулона. Напряженность электрического поля

1.2. Теорема Гаусса

1.3. Потенциал. Проводники в электрическомполе

1.4. Электрическое поле в диэлектриках

1.5. Конденсаторы

1.6. Энергия электрического поля

Глава 2.

Электрический ток

2.1. Закон Ома

2.2. Мощность тока. Закон Джоуля–Ленца

Глава 3.

Магнетизм

3.1. Индукция магнитного поля

3.2. Силы в магнитном поле

3.3. Магнитное поле в веществе. Сверхпроводники

Глава 4.

Нестационарные задачи электромагнетизма

4.1. Электромагнитная индукция

4.2. Электрические колебания

4.3. Движение заряженных частиц в электромагнитных полях

Глава 5.

Уравнения Максвелла. Энергия и импульс электромагнитного поля

5.1. Взаимосвязь электрического и магнитного полей

5.2. Распространение электромагнитных волн

5.3. Энергия и импульс электромагнитного поля


44



А.Н.ПАРШАКОВ

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

В КЛЮЧЕВЫХ ЗАДАЧАХ


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

45

Раздел:Общая физикаПаршаков А.Н.



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

46




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

47




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

48




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

49




тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

50




Капля, 3-е изд.

ISBN 978-5-91559-169-0

2014, 184 с., 60 х 90/16, обложка

Дорогой читатель, перед Вами «Капля» – первая книжка из серии прекрасных

научно_популярных книг советского физика, профессора Я. Е. Гегузина, которые пере-

издает издательский дом «Интеллект». Академик В. Л. Гинзбург – нобелевский лауреат

по физике – назвал её поэмой! Книга эта является уроком радостного знания, «сочной»

физики и восходит к классическим образцам научно-популярного жанра, таким как зна-

менитая «История свечи» Майкла Фарадея.

Непосредственная тематика книги (капиллярные явления, диффузия, вязкое

течение, разрушение…) остается весьма актуальной и в физике конденсированного со-

стояния и в приложениях, в частности, в нанотехнологических.

По сравнению с большинством известных научно-популярных книг в этой го-

раздо сильнее выражена учебная составляющая – не только «учёные установили,

что…», но и «как установили». Для студентов и преподавателей естественно-научных

специальностей университетов, старшеклассников и учителей средней школы.

Раздел:

Шедевры естественно-научной литературы


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Предисловие к третьему изданию

Книга Якова Евсеевича Гегузина — для тех, кому интересна физика и природа. Для любопытных людей. В

том числе и для тех, кто хочет работать или работает в науке.

Это большое счастье — зарабатывать на жизнь тем, что нравится делать. Наука дает такое счастье любо-

пытным и, конечно, способным радоваться узнаванию нового.

Но есть еще и техника мышления в науке. Суть этой техники — стремление к ясности. Четкое понимание

тех простых законов, к которым, в конечном счете, сводятся самые сложные с виду явления природы. Яков Евсеевич

обладал незаурядным талантом физика и педагога — видеть простую суть сложного, восхищаться ею и уметь пере-

дать свою радость слушателю и читателю. О чем бы он ни рассказывал, он рассказывал интересно. Его книги —

такие же, какими были его увлекательные лекции. «Капля» — одна из лучших. А еще есть «Пузыри», «Живой кри-

сталл», «Почему и как исчезает пустота», «Очерки о диффузии в кристаллах».

Что общего между обычной каплей воды и атомным ядром? Как обнаружить, где пролетел электрон, пози-

трон или другая элементарная частица, меньшая даже атомного ядра, с помощью обычного микроскопа? Как изби-

рательное оседание капелек позволяет увидеть на зеркально гладкой грани кристалла рельеф из ступенек высотой

10 ангстрем, т. е. одной миллионной доли миллиметра? Почему следы на поверхности пруда или лужи такие разно-

образные? Как из порошинок получается монолитный прочный металл, т.е. на чем основана порошковая металлур-

гия? Почему и как растущий кристалл захватывает пузырьки газа или частицы, портящие его? Когда жидкость ведет

себя, как твердое тело?

Яков Евсеевич отвечает на все эти и многие другие вопросы, так или иначе связанные с физикой поверхно-

сти, с ясностью и строгой простотой физика, постоянно погруженного в мир этих явлений. И с живостью поэта. Он

был поэтом и романтиком в науке, как и предмет его восхищения и любви — замечательный советский физик Яков

Ильич Френкель (дефекты Френкеля, экситоны Френкеля, френкелевская теория деления атомного ядра, модель

Френкеля—Конторовой движения дислокаций в кристаллах и т. д.). Яков Евсеевич любил, а потому и помнил стихи,

классиков и современников, и любил читать эти стихи. Потому в «Капле» так много стихотворных цитат и эпиграфов.

Он воспринимал и природу и отношения между людьми ярко и неравнодушно, как поэт. Но, пораженный

увиденным явлением, он анализировал его как физик, как настоящий профессионал. И эмоциональное восприятие

физики, вместе с неукротимой любознательностью поддерживало его в трудном и часто долгом пути к простому и

изящному ответу.

ХХ век был веком физики, XXI — будет веком биологии. Но, как говорят, «Господь Бог не берет интегралов»,

т. е. не заботится о том, как мы описываем и понимаем природу. Другими словами, природа едина. Тот уровень ясно-

сти и четкого количественного понимания, которого достигла физика, еще только маячит перед биологами и биохи-

миками из-за несопоставимо большей сложности их объектов. И, конечно, этот уровень будет достигнут и для живых

объектов. Компьютеры сделают это возможным, но только вместе с той идейной ясностью и простотой, которой учит

настоящая наука, не делящаяся на «большую» и «малую», фундаментальную и прикладную. Книга Якова Евсеевича

Гегузина проникнута духом такой единой науки о реальных явлениях. Кстати, поверхностные, или, как их еще назы-

вают, капиллярные явления в биологии работают ничуть не меньше, чем в физике и химии.

Книжка Я.Е. Гегузина учит думать и видеть единую природу как бы изнутри. Она дает то видение мира, кото-

рое близко любознательным и глубоким людям.

После того, как я написал это предисловие, я перечел главу «Вместо введения» в самой «Капле». И был

рад, что ощущения Якова Евсеевича близки к моим. Наверное, потому и были мы друзьями и хорошо понимали друг

друга — и в жизни и в науке. Я моложе Якова Евсеевича и больше люблю сложную современную технику, чем он.

Эта техника помогает нам идти все глубже, но истинное познание, а не только накопление фактов — хлеба науки —

всегда будет привилегией эмоционального стремления к ответу на детский вопрос «почему?». Только надо сохра-

нить ясность видения леса за все более многочисленными и ветвистыми деревьями.

Чернов А.А., член-корр. РАН

51


Капля




Глава 1

Вместо введения

1.1. Первая капля

1.2. Слово о кинокамере

1.3. Сталагмология

Глава 2

Капля в невесомости

2.1. Опыт Плато

2.2. Воспоминание о лекции профессора Френкеля

2.3. О подпрыгнувшей капле

2.4. Фильм о слиянии двух капель

2.5. Статья Эйнштейна о лорде Кельвине

2.6. Капля пустоты

2.7. Удобная «постель» для капли

2.8. Раздавленная капля

Глава 3

Первая капля талой воды

3.1. Капля, осушенная иглой

3.2. Талая вода

3.3. Весенняя капель

3.4. Пятна на столе

3.5. Невысыхающие капли

3.6. Капля масла на воде

Глава 4

Дождь над рекой

4.1. Капля-шарик и капля-парашют

4.2. Капля падает на жидкость

4.3. Капля на кончике иглы

4.4. Антидождь

4.5. «Капля камень долбит»

4.6. Водяная корона

4.7. Элементарная теория разрушения водяного пузыря

4.8. Дождь на оконном стекле

4.9. Глицериновые дожди и глицериновые капели

4.10. Опыт Рэлея—Френкеля

4.11. Кто творит радугу?

4.12. Два опыта по столкновению капель

Глава 5

Капли росы

5.1. Счастливый день в жизни естествоиспытателя

5.2. Засада на росу

5.3. Росинка в солнечном луче

5.4. «Застывшие алмазы росы»

5.5. Неожиданное решение задачи

5.6. Плавление микроскопических закристаллизовавшихся капель

5.7. Капли со шлейфом

5.8. Капля, питающая «усик»

5.9. Капельный след

5.10. Пузырьковая камера

5.11. Из истории исследования электрона

52

Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Капля


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 6

Капля в кристалле

6.1. Кристалл и капля

6.2. Капля рассказывает о минерале

6.3. Капля, движущаяся в кристалле

6.4. Газожидкие капли

Глава 7

Живые капли

7.1. Капля живого серебра

7.2. Кардиограмма ртутного сердца

7.3. Дипломная работа студента

7.4. Каплеподшипники

Глава 8

Последняя капля

53


Капля

Раздел:



Пузыри, 2-е изд.

ISBN 978-5-91559-178-2

2014, 160 с., 60х90/16, обложка

В этой знаменитой книге советский физик, выдающийся популяризатор науки

Яков Евсеевич Гегузин рассмотрел такие удивительные и такие разные пузыри. Это всем

привычное «маленькое чудо», на самом деле, сыграло огромную роль в современной фи-

зике, послужив основой мощного инструментария, например, физики элементарных ча-

стиц.

В доступной форме на примере такого понятного объекта, как мыльный пузырь,

автор излагает сложные законы физики, стоящие за его образованием, метаморфозами,

взаимодействием с поверхностями и с другими пузырями и, в конечном счёте, гибелью.

Коллапс пузырей является отдельной красивой и нетривиальной задачей науки и техники.

Пузыри могут быть не только детской забавой, но и серьезной проблемой для ученых, ин-

женеров и технологов. В книге блестяще иллюстрируется разносторонний подход к пони-

манию явлений окружающего нас мира.

Книга предназначена для всех, кто глубоко интересуется физикой.

ПРЕДИСЛОВИЕ

КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ

Когда мне предложили написать предисловие к этой книге, я испытал чувство радости. Я знал, что Яков

Евсеевич Гегузин — автор пяти замечательных научно-популярных книг: ≪Очерки о диффузии в кристаллах≫,

≪Капля≫, ≪Почему и как исчезает пустота≫, ≪Живой кристалл≫, ≪Пузыри≫. Названия расположены в том по-

рядке, в каком они выходили в свет. Первая — в 1970 г., ≪Пузыри≫ оказалась последней (1985 г.). Все эти книги я

прочитал, когда они выходили, иногда еще в рукописи. Я высоко оценил их тогда, нравятся они мне и сейчас, они ни-

сколько не устарели.

Познакомились мы в 1939 г. на Физико-математическом факультете Харьковского университета. Яша был

старшекурсником, я только поступил. Меня в конце 1939 г. призвали. Запомнилось знакомство, потому что Яша вел у

нас физический кружок, а короткую студенческую жизнь я вспоминал все годы службы. Демобилизовавшись в на-

чале 1946 г., вернулся в университет, на первый курс. Яша в годы войны работал на авиационном заводе. В универ-

ситет Яша смог вернуться чуть позже меня. Наша научная жизнь проходила рядом. Мы оба — воспитанники ХГУ и

УФТИ. Когда после войны мы начали общаться, когда подружились, не могу вспомнить. По воспоминаниям, дружили

всегда.

В 2005 г. ученики издали в Харькове книгу ≪Яков Евсеевич Гегузин, ученый и учитель≫ (Издательство

≪Фолио≫). Под портретом — его слова: ≪Между наукой и искусством нет разделительного вала: в истинном есте-

ствоиспытателе живет художник, а истинный художник — в какой-то мере исследователь природы≫. Эти слова

могут быть эпиграфом к любой из научно-популярных книг Я. Е.

Важная проблема научно-популярной литературы — создание убедительных образов, заменяющих строгое

научное объяснение. Каждый, писавший научно-популярные произведения, знает, какое это трудное дело. Книги

Якова Евсеевича Гегузина могут служить примером несомненного успеха.

Большинство современных научно-популярных книг по физике посвящено ультрасовременным проблемам.

И это замечательно: человечество должно знать, как расширяется наше знание о Мире. Границы познанного — ха-

рактеристика любой цивилизации. Но. . .

В книге, которую я вам очень рекомендую, речь идет о пузырях, да, о самых обычных пузырях. В 1985 г.

≪Пузыри≫ вышли в Библиотечке ≪Квант≫. Взглянул недавно на обложку и подумал: ≪Смелым человеком был

Яша! Пузыри, просто пузыри, без каких-либо дополнений для интересности, чтобы привлечь.≫ И рисунок на об-

ложке — обычные мыльные пузыри. Автор верил: книга интересная, читатель ее оценит. И оценил.

Кажется, в дневниках Лауры Ферми рассказан такой эпизод. В период ухаживания будущий муж обратил ее

внимание на звездное небо. Она, кокетничая, сказала, что все показывают своим девушкам на звезды. На что

Ферми будто бы ответил: ≪Да, но мало кто знает, почему они светят. А я з н а ю.≫

Хорошо итальянским парочкам, а там, где яркое звездное небо — редкость, где часто идет дождь. . . Кто из

нас сможет объяснить, когда на лужах появляются пузыри, а когда нет?

Если серьезно. . . Чтобы добраться до неизвестного, физику необходимы уникальные приборы, очень доро-

гие установки. Нельзя открыть новую частицу без гигантских ускорителей, реликтовое излучение изучают прибо-

рами, размещенными на спутниках. Подобные усилия необходимы. Этого требует логика исследования. Зная, как

наука изменила

существование людей на Земле, жители Земли готовы оплачивать траты ученых.

Без всяких приборов, невооруженными глазами мы видим привычный окружающий нас мир. Уже все знают,

что все, что мы видим, построено из атомов и молекул, а многие знают и о строении атомов. Но интересно знать, как

конкретно устроено все, что нас окружает. Понимание углубляется. Хочется знать, чем нынешнее знание отличается

от того, что было известно раньше. Интересна природа. Такая, какая она есть, не лабораторные экспонаты, а вот

тут, иногда под ногами, а иногда высоко над нами. За тем, что мы видим (нередко даже невооруженным глазом)

54

Я.Е.ГЕГУЗИН

ПУЗЫРИ

Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Пузыри


скрываются тайны, которые не так просто раскрыть. Интересно наблюдение, но объяснение тоже интересно. Учи-

теля знакомят с объяснением тех, кому положено объяснение знать, — школьников, студентов, аспирантов. Основ-

ное внимание уделяется точности и строгости. При объяснении эмоции полагается сдерживать. На лекциях

интересно — редкое слово.

Сколько интересного проходит мимо нас. Если бы нам показали да еще объяснили, почему интересно. Не

так просто увидеть. Видеть надо уметь. Ну что интересного в пузырях? Не спешите с ответом. Прочтите сначала

≪Пузыри≫ Я. Е. Гегузина.

Яков Евсеевич обладал даром не только смотреть, но и видеть. Своих читателей он многократно призывает

учиться видеть. Смотреть умеют все, а видеть далеко не все. Ведь видеть включает увидеть, а увидев, хотя бы по-

пытаться понять, что увидел. Важный этап — выбор того, что хочется рассмотреть. На помощь приходит удивление.

Не удивишься, не будешь присматриваться, не будешь пытаться понять, что увидел. Когда увидел, удивился, рас-

смотрел, понял и проверил, убедился, что понял правильно, то заслужил награду. И получаешь ощущение, что уви-

дел нечто удивительно красивое. Как радостно забьется сердце, если вдобавок вспомнишь: понятое и объясненное

тобой законами физики явление заметил твой любимый поэт, и у него родилось несколько прекрасных строк. Есть

чем гордиться: ты можешь разъяснить, что увидел поэт, почему и как происходило то, что он видел.

Поделиться своим открытием совсем непросто. Надо уметь найти правильные слова. Поиски красоты и ее

описание — сложная задача. Хорошо, если она продолжает основную исследовательскую деятельность, как у Гегу-

зина. Описание реальных лабораторных экспериментов вклинивается в описание наблюдений над избранными вни-

мательным взглядом объектами. Нередко автору для проверки предположений приходилось ставить вполне

современные эксперименты. Автор ≪впускает≫ читателя в свою лабораторию, делится мыслями о природе творче-

ства, обращается не только к уму и знаниям читателя, но и к его

чувствам.

Заканчиваю. Прочитав книгу, вы согласитесь со мной: автор познакомил вас с большим числом очень краси-

вых явлений и объектов, о которых, сужу по себе, вы не имели представления. А ведь на многие смотрели. Уж на

мыльные пузыри не только все смотрели, но их и пускали все.

Как и я, вы получите от чтения большое удовольствие. В этом уверен.

М.И. Каганов

Март 2014 г

Глава 1.

Мыльные пузыри

Воды и мыла раздувшаяся смесь

Мыльные антипузыри

Энергия, заключенная в мыльном пузыре

Мыльный пузырь и резиновый шарик

Мембрана между мыльными пузырями

Форма пузыря

Объединение двух мыльных пузырей

Взаимное притяжение соприкоснувшихся мыльных пузырей

«Лужи вскипали пузырями»

Кристаллизация пузыря

Элементарная теория разрушения пузыря

Два опыта по разрушению пузыря

Диффузионное увядание пузыря

Мыльный пузырь падает на пол

Оптика мыльного пузыря

Глава 2.

Кристалл из пузырей

Скопление пузырей на воде

Важная заслуга кристалла из пузырей перед наукой

Модель в действии

Глава 3.

Пузыри в жидкости

Пузырек всплывает в жидкости

Рассказ о пузырьке, покоящемся в жидкости

Модельный опыт по флотации

О «мягких» и «твердых» пузырьках в жидкости

Газовый пузырек у границы между жидкостями

Пузырек в капилляре с жидкостью

Бутылка газированной воды

Пузырь-маятник

Пузырь-бублик

Две судьбы пузырей в воде в невесомости

Пузырьковое «дыхание» воды

Ограненные пузырьки в воде

Кипение жидкости

«Вскипание» кристаллизующейся жидкости

55

Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Пузыри

Пузырьковая камера

Газовый пузырек и прочность жидкости

Кавитация

Дождевая капля раздувается в пузырь

Пузырек Паустовского

Пузырьковедение

Жидкое включение с пузырьком в кристалле

Пузырек, существующий в жидком гелии

56

Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Пузыри

Книга предназначена для всех, кто интересуется физикой. Студентам физических специальностей она, без

сомнения, поможет достичь глубокого понимания физики твердого тела.



Введение

О названии книги

Слово о моделировании

Глава 1

Непременные признаки жизни кристалла

1.1. Модель: ансамбль пузырьков

1.2. Взаимодействие между атомами

1.3. Открытие Дюлонга и Пти

1.4. Теории Эйнштейна и Дебая

1.5. Нулевые колебания

1.6. Есть ли прок в беспорядке?

1.7. Пара Френкеля

1.8. «Замороженная пустота»

1.9. Обычная классическая самодиффузия

1.10. Броуновское движение газовых пузырьков в кристалле

1.11. «Мигающие вакансии»

1.12. Электроны — квантовый газ

1.13. Электроны движутся в металле

1.14. Ветры в кристалле

Глава 2

Заселение кристалла дефектами

2.1. У истоков идеи

2.2. Сдвиг осуществить трудно

2.3. Модели: движение гусеницы, передвижение ковра

2.4. Восхождение дислокаций

2.5. Трудности теории кристаллизации

2.6. Дислокационные розетки

2.7. Модель: резиновая трубка

2.8. Дислокации. Облако, паутина и роса

2.9. Еще раз об электронном ветре

2.10. Размножение и гибель дислокаций

2.11. Звучание кристалла

2.12. В кристалле возникает трещина

2.13. Где тонко — там не рвется


Живой кристалл, 3-е изд.

ISBN 978-5-91559-185-0

2014, 216 с., 60х90/16, обложка

Перед вами книга известного учёного, классика популяризации науки Якова Евсе-

евича Гегузина, в которой автор с присущим ему мастерством рассказывает о совсем не

простой физике реального кристалла, структура которого далека от совершенства.

Населяющие кристалл дефекты - вакансии, примеси, дислокации, трещины и т.п

- существенным образом изменяют, а иногда и определяют его физические свойства и

эксплуатационные характеристики. Рассказывая о процессах, происходящих в реальных

кристаллах, автор говорит о кристалле как о живом организме - кристалл «растет», «ста-

реет», «дышит», «помнит»... В увлекательных очерках о живом кристале речь идет об

очень серьезной физике. Там, где, казалось бы, невозможно обойтись без замысловатых

формул и нетривиальных выкладок, автор легко обходится наглядными примерами, ана-

логиями, моделями, позволяющими раскрыть суть явлений и стоящих за ними фундамен-

тальных законов природы.

57

Я.Е.ГЕГУЗИН

ЖИВОЙ КРИСТАЛЛ

Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Живой кристалл


2.14. Эффект Иоффе

2.15. Эффект Ребиндера

2.16. «Мозаичный» кристалл

2.17. Опыты профессора Лукирского

2.18. Модель: лунная дорожка

2.19. Запотевание кристалла

2.20. О пузырьках газа в кристалле

2.21. Две фотографии

2.22. Строчки выделений в кристалле

2.23. Кристалл под лазерным лучом

2.24. Атомный взрыв в кристалле

2.25. Взаимодействие и взаимопревращение дефектов

Глава 3

Кристалл рассказывает о себе

3.1. В кристалле была трещина

3.2. «Пузырьковедение»

3.3. Ответ на прямо заданный вопрос

3.4. Когда погас костер?

3.5. Память формы


58

Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Живой кристалл

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М.

Механика и молекулярная физика, 4-е изд.

ISBN 978-5-91559-177-5

2014, 320 с., 60х90/16, переплет

Четвёртое издание одного из лучших учебников по основам общей фи-

зики, созданного выдающимися советскими физиками.

Книга не имеет аналогов в мировой литературе по ясности и доходчиво-

сти изложения без ущерба для чёткости и строгости, демонстрируя блестящий

стиль знаменитой «школы Ландау».

Учебное пособие много десятилетий успешно используется на физиче-

ских и химических факультетах и в технических университетах.

Предисловие к четвёртому изданию


Трудно писать о книге Л.Д. Ландау, А.И. Ахиезера, Е.М. Лифшица, потому что это как раз тот слу-

чай, когда ни книга, ни, тем более, её авторы, как принято говорить, «в рекламе не нуждаются». Начну с

того, что этот текст просто приятно читать, он написан чётко и лаконично, только по делу, никакой

«воды». Кроме того, каждый из авторов является великим учёным и выдающимся педагогом. Каждый из

них в отдельности, без сомнения, мог бы написать курс общей физики сам, и вышло бы хорошо. А взяв-

шись за дело все вместе, они создали превосходный учебник.

Этот учебник предназначался авторами для студентов младших курсов и школьников в качестве

отправной точки в освоении ими нелёгкой науки физики. В связи с этим я бы рекомендовал его студен-

там физических специальностей для подготовки к экзаменам. Ведь студентам всегда не хватает времени

перед экзаменом прочитать развёрнутые изложения курса общей физики, которых в настоящее время, к

счастью, достаточно. Здесь же в небольшом объёме книги изложено всё, что необходимо знать к экза-

мену. Однако хотел бы предостеречь тех из молодых коллег, кто решит, что, прочитав эту книгу, он знает

о физике всё, что нужно. Нисколько не умаляя достоинств, представляемого учебника, хочу заметить,

что пытливый читатель должен не только получать ответы на свои вопросы, но и задаваться новыми.

Ведь приобретение знаний — это непрерывный процесс, когда полученный ответ должен приво-

дить к новым вопросам. Эта книга, хотя и самая важная, но всё-таки лишь отправная точка в освоении

физики.

Авторы никак не следуют историческому порядку развития тех или иных направлений общей фи-

зики. Однако ни в коем случае нельзя отнести это к недостаткам учебника. Ведь авторы излагают физи-

ческие понятия и представления в дидактически правильном порядке. В пользу этого говорит и то, что не

сразу заметно при чтении этого учебника — отсутствие номеров формул. В самом деле, изложение ве-

дётся так, что даже не возникает необходимости отсылать читателя к тем или иным формулам по их но-

мерам. Читателю не требуется прилагать много усилий к тому, чтобы «разложить всё по полочкам»,

авторы делают это за него, заодно прививая системный подход к освоению физики.

Книга начинается с изложения механики материальной точки — модельного объекта, который

позволяет наглядно ввести взаимосвязанные понятия импульса, силы, энергии и момента импульса. Со-

ответствующие законы сохранения рассматриваются в фундаментальной связи с однородностью вре-

мени, а также однородностью и изотропностью пространства. Затем авторы вводят представления о

полях как источнике сил, действующих на те или иные объекты. Несмотря на то, что, как следует из на-

звания, книга посвящена механике и молекулярной физике, вместе с гравитационным рассматривается

также и электрическое поле. Этот шаг методически важен, так как, несмотря на принципиальные разли-

чия, их механическое действие проявляется схожим образом. Достаточно внимания уделено механике

твердых тел и колебаниям. Здесь вводятся такие понятия, необходимые для описания движения твер-

дого тела, как момент инерции, вращательный момент и силы инерции. При описании колебаний авторы

намеренно абстрагируются от материальных точек, акцентируя внимание на периодическом изменении

координаты, скорости, ускорения. Становится ясно, что колебания тока или напряжения, напряженности

электрического или магнитного полей и т.д., будут описываться такими же по форме уравнениями.

Изложение молекулярной физики начинается с рассмотрения атомарного строения вещества.

Более того, авторы представили великолепный обзор разнообразия кристаллической структуры веще-

ства, характерной для твердых тел.

После этого в книге вводятся фундаментальные понятия термодинамики — температура и дав-

59

Л.Д. ЛАНДАУ

МЕХАНИКА И

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

Раздел:

Общая физикаИД Интеллект

тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Ландау Л.Д.

Механика и молекулярная физика



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

ление, а также модель идеального газа. Далее следуют начала термодинамики, которые излагаются на

примере описания тепловых процессов. Представления о строении вещества дополняются применением

законов термодинамики к структурным превращениям вещества: фазовым переходам, процессам рас-

творения и химическим реакциям. В этой части книга может служить введением в физическую химию.

Рассмотрены фундаментальные закономерности поверхностных явлений и адсорбции, а также

упругости твердых тел. Подробно освещены основные закономерности физической кинетики, а именно

диффузия и теплопроводность, а также природа вязкости.

Книга представляет собой сжатое введение наиболее важных фундаментальных понятий и моде-

лей в механике и молекулярной физики. Она, без сомнения, будет полезна в качестве вводного учебника

для студентов младших курсов физических, инженерных и технологических специальностей, изучающих

общую физику. Для студентов-физиков первого и второго курса эта книга "must have". Исходя из пред-

ставлений о концентричности образования, студент должен начинать с вводных курсов, переходя далее

ко все более развернутым изложениям. Можно утверждать, что вслед за этой книгой должны последо-

вать соответствующие разделы учебников по общей физике, из которых я бы хотел особо выделить пер-

вые два тома «Общей физики» Д.В. Сивухина, «Механику» Ч. Киттеля, В. Найта и М. Рудермана и

учебник А.К. Кикоина и И.К. Кикоина «Молекулярная физика».

А.Д. Калашников, доцент МФТИ.

60

Ландау Л.Д.


Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Глава 1.

Механика точки

1.1. Принцип относительности движения

1.2. Скорость

1.3. Импульс

1.4. Реактивное движение

1.5. Центр инерции

1.6. Ускорение

1.7. Сила

1.8. Размерность физических величин

1.9. Движение в однородном поле

1.10. Работа и потенциальная энергия

1.11. Закон сохранения энергии

1.12. Внутренняя энергия

1.13. Границы движения

1.14. Упругие столкновения

1.15. Момент импульса

1.16. Движение в центральном поле

Глава 2.

Поле

2.1. Электрическое взаимодействие

2.2. Напряженность электрического поля

2.3. Электростатический потенциал

2.4. Теорема Гаусса

2.5. Электрические поля в простейших случаях

2.6. Гравитационное поле

2.7. Принцип эквивалентности

2.8. Кеплерово движение

Глава 3.

Движение твердого тела

3.1. Виды движения твердого тела

3.2. Энергия движущегося твердого тела

3.3. Вращательный момент

3.4. Уравнение движения вращающегося тела

3.5. Равнодействующая сила

3.6. Гироскоп

3.7. Силы инерции

Глава 4.

Колебания

4.1. Гармонические колебания

4.2. Маятник

4.3. Затухающие колебания

4.4. Вынужденные колебания

4.5. Параметрический резонанс

Глава 5.

Строение вещества

5.1. Атомы

5.2. Изотопы

5.3. Молекулы

Глава 6.

Учение о симметрии

6.1. Симметрия молекул

6.2. Зеркальная изомерия

6.3. Кристаллическая решетка

61

Ландау Л.Д.


Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

6.4. Кристаллические системы

6.5. Пространственные группы

6.6. Кристаллические классы

6.7. Решетки химических элементов

6.8. Решетки соединений

6.9. Кристаллические плоскости

6.10. Естественная огранка кристалла

Глава 7.

Теплота

7.1. Температура

7.2. Давление

7.3. Агрегатные состояния вещества

7.4. Идеальный газ

7.5. Идеальный газ во внешнем поле

7.6. Распределение Максвелла

7.7. Работа и количество тепла

7.8. Теплоемкость газов

7.9. Конденсированные тела

Глава 8.

Тепловые процессы

8.1. Адиабатический процесс

8.2. Процесс Джоуля—Томсона

8.3. Стационарный поток

8.4. Необратимость тепловых процессов

8.5. Цикл Карно

8.6. Природа необратимости

8.7. Энтропия

Глава 9.

Фазовые переходы

9.1. Фазы вещества

9.2. Формула Клапейрона— Клаузиуса

9.3. Испарение

9.4. Критическая точка

9.5. Уравнение Ван-дер-Ваальса

9.6. Закон соответственных состояний

9.7. Тройная точка

9.8. Кристаллические модификации

9.9. Фазовые переходы второго рода

9.10. Упорядоченность кристаллов

9.11. Жидкие кристаллы

Глава 10.

Растворы

10.1. Растворимость

10.2. Смеси жидкостей

10.3. Твердые растворы

10.4. Осмотическое давление

10.5. Закон Рауля

10.6. Кипение смеси жидкостей

10.7. Обратная конденсация

10.8. Затвердевание смеси жидкостей

10.9. Правило фаз

Глава 11.

Химические реакции

11.1. Теплота реакции

11.2. Химическое равновесие

62

Ландау Л.Д.


Раздел:



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

11.3. Закон действующих масс

11.4. Сильные электролиты

11.5. Слабые электролиты

11.6. Энергия активации

11.7. Молекулярность реакций

11.8. Цепные реакции

Глава 12.

Поверхностные явления

12.1. Поверхностное натяжение

12.2. Адсорбция

12.3. Краевой угол

12.4. Капиллярные силы

12.5. Упругость пара над искривленной поверхностью

12.6. Природа явлений перегрева и переохлаждения

12.7. Коллоидные растворы

Глава 13.

Твердые тела

13.1. Простое растяжение

13.2. Всестороннее сжатие

13.3. Сдвиг

13.4. Пластичность

13.5. Дефекты в кристаллах

13.6. Природа пластичности

13.7. Трение твердых тел

Глава 14.

Диффузия и теплопроводность

14.1. Коэффициент диффузии

14.2. Коэффициент теплопроводности

14.3. Теплосопротивление

14.4. Время выравнивания

14.5. Длина свободного пробега

14.6. Диффузия и теплопроводность в газах

14.7. Подвижность

14.8. Термодиффузия

14.9. Диффузия в твердых телах

Глава 15.

Вязкость

15.1. Коэффициент вязкости

15.2. Вязкость газов и жидкостей

15.3. Формула Пуазейля

15.4. Метод подобия

15.5. Формула Стокса

15.6. Турбулентность

15.7. Разреженные газы

15.8. Сверхтекучесть


63

Ландау Л.Д.


Раздел:



Векторный магнитный потенциал, эффект Ааронова-Бома и магнитный

монополь

ISBN 978-5-91559-197-3

2015, 120 с., 60х90/16, обложка

Учебно-методическое пособие посвящено углублённому рассмотрению

понятия векторного потенциала и связанных с ним нтерференционных эффек-

тов волновой механики. Изложение основано на использовании простых физи-

ческих представлений и позволяет, не выходя за рамки общей физики, описать

физическую сущность различных, но принципиально важных явлений. Среди

них: дифракция электронных пучков на «скрытых» источниках магнитного поля,

осцилляции проводимости кольцевых структур, слабая локализация носителей

тока в проводниках. Основная цель – показать, что, вопреки привычным пред-

ставлениям классической физики, вполне наблюдаемые эффекты в отсутствие «истинного» магнитного поля производятся его векторным потенциалом.

Предназначено для студентов физических специальностей, изучающих электродинамику и фи-

зику твёрдого тела.

... вопреки выводам классической механики потен

циалы влияют на заряженные частицы даже в тех

областях, где нет никаких полей (а значит,, нет, и

сил, действующих на частицы).

Y. Aharonov, D. Bohm,

Phys. Rev., 115, 1959, p. 485

... подобные вещи могут, тридцать лет, быть на

виду у всех, но из-за определенных предрассудков

могут, всеми игнорироваться.

Р. Фейнман, Р. Лейтон, М.

Сэндс. Фейнмановские лек

ции по физике. Т. 6, с. 24,

М.: Мир. 1966

1. Введение

Топологический эффект Ааронова-Бома - один из самых удивительных эффектов, предсказываемых

квантовой механи¬кой. Открытие этого эффекта [1] опровергло фундаментальные представления о роли

потенциалов в физике и привело к рево¬люции в нашем понимании природы.

Эффект Ааронова-Бома не соответствует никакому клас¬сическому эффекту. В классической физике

скалярный и век¬торный электромагнитные потенциалы вводятся только для математического удобства

и представляют собой всего лишь вспомогательные поля. Истинно физическими полями являют¬ся элек-

трическое и магнитное поля, которые локально воздей¬ствуют на частицы. В квантовой физике потен-

циалы - более чем математическое удобство. Действительно, поскольку ска-ляриый и векторный

потенциалы входят в гамильтониан си~ стемы, они фигурируют и в уравнении Шредингера. Ааронов и

Бом показали, что появление этих потенциалов приводит к удивительному следствию: электроны, дви-

гающиеся в обла¬сти, где нет электрического и магнитного полей, тем не ме¬нее “чувствуют” эти поля.

Многие физики, включая Н. Бо¬ра, были поражены этим предсказанием. Однако уже через год после

публикации статьи Ааронова и БомаW.H. Furryи N.F. Ramsey[2] предложили мысленный эксперимент, ко-

торый демонстрировал, что эффект Ааронова-Бома необходим с точ¬ки зрения принципов неопределен-

ности и дополнительности. С тех пор этот эффект неоднократно подтверждался в различ¬ных

экспериментах, первый из которых был описан в работе R.G. Chambers[3]. Подробный разбор других

многочисленных экспериментов см. в обзорах [4, 5]. В эксперименте по наблюдению эффекта Ааронова-

Бома электроны движутся в области, где нет ни электрического, ни магнитного полей. Если же, однако,

эти поля есть в какой-либо другой (даже недоступной для частицы) области, то скаляр¬ный и векторный

потенциалы в области нахождения частицы не равны нулю.

64

Е.З. МЕЙЛИХОВ

ВЕКТОРНЫЙ МАГНИТНЫЙПОТЕНЦИАЛ, ЭФФЕКТ

ААРОНОВА-БОМА И МАГНИТНЫЙ МОНОПОЛЬ

Раздел:


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru


Векторный магнитный потенциал, эффект Аа-

ронова-Бома и магнитный монополь


Готовится к выходу во

II квартале 2015г


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Тот факт, что электроны “чувствуют” эти уда¬ленные поля, ведет к одному из двух выводов. Пер-

вый - на электроны локальным образом действуют сами потенциалы, то есть они являются истинными

физическими полями. Вто¬рой - удаленные электрическое и магнитное поля влияют на электроны с по-

мощью нелокального взаимодействия. Хотя лю¬бой из этих выводов противоречит основным положе-

ниям клас¬сической физики, мы вынуждены принять какой-либо из них. Второй вывод кажется более

предпочтительным, поскольку все измеряемые величины градиентно-инвариантны, а потенциалы тако-

выми не являются, а значит, и не могут быть физическими полями.

Топологические эффекты типа эффекта Ааронова-Бома по¬являются в самых разнообразных

областях современной физи¬ки - в космологии, физике элементарных частиц, физике твер¬дого тела,

химической и молекулярной физике и др. Эти эф¬фекты лежат в основе теории сверхпроводимости,

квантово¬го эффекта Холла, джозефсоновских переходов, квантования магнитного потока и многих эф-

фектов мезоскопической фи¬зики, в которой электрические цепи малых (но более чем мик¬роскопиче-

ских) размеров демонстрируют квантовые эффекты.


Глава 1.

Введение

Глава 2.

Вектор-потенциал

Глава 3.

Градиентная инвариантность

Глава 4.

Обобщенный импульс

Глава 5.

Градиентное преобразование гамильтониана и волновой функции

Глава 6.

Эффект Ааронова-Бома

Глава 7. Квантование магнитного потока в сверхпроводнике

Глава 8.

Магнитный монополь

Приложение 1.

Биография Д. Бома и Я.Ааронова

Приложение 2.

Y. Aharonov, D. Bohm – статья 1959 г.


Y. Aharonov, A. Casher –статья 1984 г.

65

Раздел:

Общая физикаМейлихов Е.З.

Векторный магнитный потенциал, эффект Аа-

ронова-Бома и магнитный монополь

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И.

Квантовая физика. Вводный курс

ISBN 978-5-91559-199-7

2015, около 400 с., 60х90/16, твердый переплет

Один из лучших в мировой литературе учебников по общей физике.

Книга даёт базовые знания по максимально широкому спектру всех яв-

лений, в которых проявляются квантовые свойства света и вещества.

В основе учебного пособия лежат знаменитые лекции Л.Л. Гольдина

для студентов МФТИ, на которых выросло не одно поколение советских и рос-

сийских физиков.

Изложение во всех главах опирается на ясное описание эксперимен-

тов, ставших классикой ХХ века, в сочетании с доходчивыми и наиболее при-

годными для начального этапа обучения формулировками основных

положений нерелятивистской квантовой теории.

Главы по элементарным частицам и ядерной физике перебрасывают мостик и к квантовой электродинамике; другие главы ведут читателя от атомной физики к молекулам и

конденсированному состоянию вещества.

Представления, формируемые этим компактным учебником, способствуют дальнейшему углуб-

лённому изучению современной физики и её прикладных аспектов.

Для студентов и преподавателей физических факультетов и технических университетов, физико-

математических классов и лицеев.



Введение

Глава 1.

Физические основы квантовой теории

1. Корпускулярные свойства электромагнитного излучения

2. Волновые свойства частиц

3. Свойства волн де Бройля

4. Принцип неопределенности

Глава 2.

Основы квантовой механики

5. Средние значения

6. Операторы

7. Собственные состояния

8. Уравнение Шредингера

Глава 3.

Частица в потенциальной яме. Квантование энергии. Туннельный эффект

9. Прямоугольная потенциальная яма. Принцип соответствия

10. Потенциальный барьер. Туннельный эффект

11. Линейный гармонический осциллятор. Колебательные уровни молекул

Глава 4.

Водородоподобные атомы

12. Энергетические уровни водородоподобных атомов

13. Экспериментальные исследования энергетических уровней атома. Потенциалы возбуждения и иони-

зации

14. Спектры водородоподобных атомов

15. Распределение электронной плотности в атоме водорода

16. Мезоатомы

17. Ширина уровней

66

Л.Л.ГОЛЬДИН, Г.И.НОВИКОВА

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА.ВВОДНЫЙ КУРС

Раздел:


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И.



Готовится к выходу во

II квартале 2015г


тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 5.

Угловой момент и магнитные характеристики электро¬нов, атомов и молекул

18. Угловой момент

19. Вращательные уровни молекул. Молекулярные спектры

20. Классификация состояний электронов. Главное квантовое число. Вырождение уровней

21. Правила сложения угловых моментов

22. Орбитальный магнитный момент электрона

23. Экспериментальное определение угловых и магнитных моментов

24. Спин электрона

25. Магнитомеханические явления

26. Полные угловой и магнитный моменты электрона

27. Тонкая структура уровней атома водорода и водородопо¬добных атомов

28. Строение атома по Бору

Глава 6.

Структура и спектры сложных атомов

29. Структура электронных уровней в сложных атомах

30. Типы связи электронов в атомах

31. Принцип Паули (принцип исключения)

32. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

33. Правила отбора при излучении атомов

34. Оптические спектры сложных атомов

35. Рентгеновское излучение

36. Классическая и квантовая физика

Глава 7.

Атомы в магнитных полях

37. Явление Зеемана

38. Магнитный резонанс

Глава 8.

Основы квантовой статистики

39. Число квантовых состояний. Статистический вес

40. Заполнение уровней. Распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака

Глава 9.

Тепловое излучение

41. Равновесное излучение. Закон Кирхгофа

42. Формула Планка

43. Классические формулы для равновесного излучения

44. Формула Рэлея-Джинса

45. Давление излучения

Глава 10.

Физические основы квантовой электроники

46. Спонтанное и индуцированное излучение

47. Квантовые усилители и генераторы

48. Методы создания инверсной населенности уровней

49. Устройство оптических квантовых генераторов

50. Структура лазерного излучения

Глава 11.

Молекулы и кристаллы

51. Химическая связь. Образование молекул

52. Молекула водорода. Обменное взаимодействие

53. Связь атомов в твердых телах (кристаллах)

54. Симметрия кристаллов

55. Колебания кристаллических решеток. Звуковые волны. Тепловое расширение

56. Фононы

57. Теплоемкость кристаллических решеток

58. Решеточная теплопроводность

67

Раздел:

Общая физикаГольдин Л.Л., Новикова Г.И.



тел. (495) 579-96-45, 617-41-83

www.id-intellect.ru

Глава 12.

Электроны в кристаллах

59. Связанные колебательные системы. Разрешенные и запрещенные зоны

60. Проводники и изоляторы

61. Волны Блоха

62. Динамика электронов в кристалле. Электропроводность кристаллов

63. Электроны в металлах

Глава 13.

Полупроводники

64. Чистые и примесные полупроводники

65. Электроны и дырки

66. Концентрация электронов и дырок. Энергия Ферми

67. Электропроводность полупроводников

68. p-n переход

69. Прохождение тока через p-n переход

70. Транзисторы

71. Квазичастицы

Глава 14.

Атомное ядро, его характеристики и свойства

72. Основные характеристики атомного ядра

73. Энергия связи ядер. Свойства ядерных сил

74. Модели атомного ядра

75. Спонтанные превращения атомных ядер

Глава 15.

Ядерные реакции

76. Основные характеристики ядерных реакций

77. Теория составного ядра. Ядерные реакции с участием нейтронов

78. Взаимодействие с ядрами -лучей. Фотоядерные реакции. Эффект Мессбауэра79. Цепная реакция деления. Проблемы ядерной энергетики

Глава 16.

Элементарные частицы

80. Нуклоны и лептоны. Терминология. Слабое взаимодействие

81. Сильное взаимодействие. Кварки. Цвет и аромат кварков. Фундаментальные частицы первого поко-

ления

82. Некоторые результаты теории относительности

83. Старшие поколения фундаментальных частиц

84. Диаграммы Фейнмана. Виртуальные частицы. Поляризация вакуума. Асимптотическая свобода

85. Переносчики взаимодействий. Ядерные силы. Таблицы

фундаментальных частиц и переносчиков взаимодействий

86. Симметрии в физике. Нарушение основных типов симметрии при слабом взаимодействии

87. Элементарные частицы и космос

88. Ускорители заряженных частиц


Приложения

I. Среднее значение проекции импульса

II. Радиальная часть оператора Лапласа

III. Уравнения движения связанных маятников

IV. Основные физические константы

V. Названия, символы и атомные массы химических элементов

Список обозначений


68

Раздел:

Общая физикаГольдин Л.Л., Новикова Г.И.


Общая физика Макет 1 - ff.tsu.ruff.tsu.ru/sites/default/files/Общая...

Documents