Общий курс физики. T. V. Атомная и ядерная физика (Сивухин Д. В.)

  

УДК 530.1(075.8)
C34

ББК 22.38

Общий курс физики. Учеб. пособие: Для вузов. В 5 т. T. V. Атомная и ядерная физика. – 2-е изд., стереот. М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2002. – 784 с. — ISBN 5-9221-0230-3; 5-89155-088-1.

Пятый том курса физики, широко известного у нас в стране и за рубежом. Книга написана на основе лекций, которые в течение ряда лет читались автором студентам Московского физико-технического института. Основное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий атомной и ядерной физики, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи.

Первое издание пятого тома вышло в двух частях (в 1986 г. – первая часть, в 1989 г. – вторая).

Для студентов физических и математических факультетов университетов, физико-технических и инженерно-физических институтов, а также вузов, где физика является основной дисциплиной.

ISBN 5-9221-0230-3 (T. V)
ISBN 5-9221-0229-X
ISBN 5-89155-088-1 (T. V)
(c) ФИЗМАТлит, 1989,2002

ISBN 5-89155-077-6
(с) Издательство МФТИ, 2002


Оглавление

Предисловие
Глава I КВАНТЫ СВЕТА
§ 1. Энергия и импульс светового кванта + Задачи
§ 2. Фотоэлектрический эффект + Задачи
§ 3. Эффект Комптона + Задачи
§ 4. Эффект Доплера при движении источника света в вакууме с фотонной точки зрения
§ 5. Отражение и преломление света в фотонной теории. Фотоны в среде
§ 6. Излучение Вавилова-Черенкова. Эффект Доплера при движении источника света в среде
§ 7. Фотоны в гравитационном поле
§ 8. Некоторые опыты по обнаружению корпускулярных свойств света
Глава II СТРОЕНИЕ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ И СПЕКТРЫ АТОМА
§ 9. Ядерная модель атома и опыты Резерфорда + Задачи
§ 10. Определение заряда ядра из рассеяния рентгеновских лучей
§ 11. Спектральные закономерности
§ 12. Постулаты Бора
§ 13. Спектр водорода + Задачи
§ 14. Экспериментальное подтверждение постулатов Бора
§ 15. Резонансное свечение и люминесценция
§ 16. Принципиальные недостатки теории Бора
Глава III ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА ЧАСТИЦ ВЕЩЕСТВА
§ 17. Гипотеза де Бройля + Задачи
§ 18. Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля + Задача
§ 19. Статистическая интерпретация волн де Бройля и волновой функции
§ 20. Соотношение неопределенностей + Задачи
Глава IV УРАВНЕНИЕ ШРЕДИНГЕРА. КВАНТОВАНИЕ
§ 21. Уравнение Шредингера
§ 22. Уравнение Шредингера и квантование
§ 23. Гармонический осциллятор + Задача
§ 24. Одномерные прямоугольные потенциальные ямы
§ 25. Квантование в случае сферически симметричного силового поля
§ 26. Система двух взаимодействующих частиц + Задача
§ 27. Квантование водородоподобного атома в сферически симметричном случае + Задачи
§ 28. Потенциальные барьеры + Задача
§ 29. К объяснению контактной разности потенциалов. Холодная эмиссия электронов из металлов + Задача
Глава V ДАЛЬНЕЙШЕЕ ПОСТРОЕНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И СПЕКТРЫ
§ 30. Операторный метод
§ 31. Момент импульса частицы
§ 32. Сложение угловых моментов
§ 33. Квантование водородного атома в общем случае
§ 34. Энергетические уровни и спектральные серии щелочных металлов + Задачи
§ 35. Магнетизм атомов
§ 36. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона + Задачи
§ 37. Эффект Садовского и спин фотона + Задача
§ 38. Четыре квантовых числа электрона и тонкая структура спектральных термов
§ 39. Правила отбора при излучении и поглощении света
§ 40. Тонкая структура спектральных линий водорода и щелочных металлов + Задача
§ 41. Простой и сложный эффект Зеемана + Задачи
§ 42. Магнитный резонанс
§ 43. Эффект Штарка
§ 44. Лэмбовский сдвиг уровней атомных электронов
§ 45. Физический вакуум и объяснение лэмбовского сдвига
Глава VI АТОМНЫЕ СИСТЕМЫ СО МНОГИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ
§ 46. Принцип тождественности одинаковых частиц. Принцип Паули
§ 47. Объяснение периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева
§ 48. Рентгеновские лучи + Задачи
§ 49. Атом гелия + Задачи
§ 50. Химическая связь. Молекула водорода
§ 51. Параводород и ортоводород
§ 52. Молекулярные силы
Глава VII НЕКОТОРЫЕ МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ КВАНТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
§ 53. Возможные состояния частицы в ограниченном объеме
§ 54. Теория Дебая теплоемкости твердых тел
§ 55. Типы связей атомов в твердых телах
§ 56. Колебания атомов в одномерной прямолинейной цепочке + Задача
§ 57. Фононы и квазичастицы + Задачи
§ 58. Энергетические зоны в твердых телах
§ 59. Зонная структура и волны Блоха + Задачи
§ 60. Сверхтекучесть. Опытные факты + Задача
§ 61. Понятие о теории сверхтекучести
§ 62. Понятие о теории сверхпроводимости
Глав а VIII СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТОМНОГО ЯДРА
§ 63. Введение
§ 64. Энергия связи ядра + Задачи
§ 65. Размеры ядра
§ 66. Спин ядра и сверхтонкая структура спектральных линий
§ 67. Влияние спина ядра на эффект Зеемана
§ 68. Измерения спинов и магнитных моментов ядер методом магнитного резонанса. Опытные данные о спинах и магнитных моментах ядер
§ 69. Четность. Закон сохранения четности
§ 70. Электрические свойства и форма ядра
Глава IX РАДИОАКТИВНОСТЬ
§ 71. Введение
§ 72. Законы радиоактивного распада + Задачи
§ 73. Альфа-распад
§ 74. Бета-распад
§ 75. Гамма-излучение ядер и внутренняя конверсия электронов
§ 76. Эффект Мёссбауэра
Глава X КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ МОДЕЛЯХ
§ 77. Общие сведения
§ 78. Оболочечная модель ядра
Глава XI ПРОХОЖДЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И ГАММА-КВАНТОВ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО
§ 79. Введение
§ 80. Прохождение тяжелых заряженных частиц через вещество
§ 81. Прохождение легких заряженных частиц через вещество
§ 82. Прохождение гамма-квантов через вещество
§ 83. Другие проявления взаимодействия ядерных частиц с веществом
Глава XII ИСТОЧНИКИ И МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ
§ 84. Ускорители
§ 85. Источники нейтронов и других нейтральных частиц
§ 86. Детекторы частиц
Глава XIII ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
§ 87. Терминология и определения
§ 88. Законы сохранения в ядерных реакциях
§ 89. Составное ядро
§ 90. Ядерные реакции, идущие через составное ядро
§ 91. Дополнительные сведения о ядерных реакциях
Глава XIV НЕЙТРОНЫ И ДЕЛЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР
§ 92. История открытия нейтрона
§ 93. Деление атомных ядер
§ 94. Трансурановые элементы + Задачи
§ 95. Цепная реакция и ядерные реакторы
§ 96. Природный ядерный реактор в Окло
§ 97. Использование антинейтрино для контроля ядерного реактора
§ 98. Термоядерная проблема
§ 99. Нейтронная оптика
Глава XV НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ АСТРОФИЗИКИ
§ 100. Источники энергии звезд + Задача
§ 101. Некоторые сведения из астрономии
§ 102. Краткие сведения об эволюции звезд
§ 103. Космические лучи
Глава XVI ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
§ 104. Что такое элементарные частицы
§ 105. Классификация элементарных частиц
§ 106. Античастицы
§ 107. Законы сохранения энергии и импульса и их приложения
§ 108. Законы сохранения электрического, лептонных и барионного зарядов + Задачи
§ 109. Другие законы сохранения и квантовые числа
§ 110. Кварковая модель адронов
email@scask.ru