URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. Частицы и атомные ядра. Серия 'Классический университетский учебник'
Id: 37061
 
669 руб.

Частицы и атомные ядра. Серия "Классический университетский учебник". Изд.2, испр. и доп.

URSS. 2007. 584 с. Твердый переплет. ISBN 978-5-382-00060-2. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.

 Аннотация

Книга является заключительным разделом общего курса физики, посвященного элементарным частицам и атомным ядрам. Она написана на основе курса лекций, читаемого на физическом факультете Московского государственного университета. Содержание книги соответствует Государственным образовательным стандартам. Изложение материала отличается от традиционного. Оно начинается с наиболее фундаментальных составляющих материи - лептонов и кварков и последовательно переходит ко все более крупным объектам - адронам, атомным ядрам. Эта цепочка завершается рассмотрением космологических аспектов физики частиц и ядер. Книга снабжена описанием важнейших экспериментов и большим количеством примеров. Она содержит самый современный фактический материал и может быть использована как справочник. Приведены необходимые сведения из квантовой механики.

Для студентов-физиков, аспирантов и научных работников.


 Оглавление

Предисловие к серии (В.А.Садовничий)
Предисловие
1 Элементарные частицы
 § 1.Вводные замечания
 § 2.Кванты
 § 3.Эффект Комптона
 § 4.Корпускулярно-волновой дуализм
 § 5.Атомные ядра
 § 6.Радиоактивность
 § 7.Ядерные реакции
 § 8.Спин
 § 9.Позитрон. Взаимные превращения частиц
 § 10.Нейтрино
 § 11.Пионы -- кванты ядерного поля
 § 12.Странные частицы
 § 13.Резонансы. Возбужденные состояния нуклона
 § 14.Античастицы
 § 15.Кварки -- частицы, из которых состоят адроны
 § 16.Калибровочные бозоны
 § 17.Стандартная модель
 § 18.Диаграммы Фейнмана
2 Квантовые свойства частиц
 § 1.Состояния в классической и квантовой физике
 § 2.Уравнение движения свободной частицы
 § 3.Физические величины и операторы
 § 4.Уравнение Шр\"едингера
 § 5.Частица в прямоугольной яме с бесконечными стенками
 § 6.Частица в поле с центральной симметрией
 § 7.Орбитальный момент количества движения
 § 8.Спин
 § 9.Спиральность нейтрино
 § 10.Полный момент количества движения
 § 11.Магнитный момент
 § 12.Атом водорода
 § 13.Пространственная четность
 § 14.Статистика
 § 15.Система двух тождественных частиц со спином 1/2
 § 16.Изоспин
 § 17.Квантовые числа
3 Фундаментальные частицы Стандартной модели
 § 1.Лептоны
  1.1.Электрон, электронное нейтрино
  1.2.Мюон, мюонное нейтрино
  1.3.Тау-лептон, тау-нейтрино
  1.4.Свойства лептонов
 § 2.Кварки
  2.1.Характеристики кварков
  2.2.Адронные струи
  2.3.Открытие топ-кварка
 § 3.Калибровочные бозоны
  3.1.Глюоны
  3.2.Фотон
  3.3.W- и Z-бозоны
  3.4.Открытие W- и Z-бозонов
 § 4.Число поколений фундаментальных фермионов
 § 5.Взаимодействия фундаментальных частиц
  5.1.Описание взаимодействия фундаментальных частиц
  5.2.Константы связи
  5.3.Виртуальные частицы
 § 6.Экранировка и антиэкранировка зарядов. Асимптотическая свобода
 § 7.Атомы -- молекулы. Кварки ... ядра
4 Адроны
 § 1.Адроны -- системы связанных кварков
 § 2.Адроны -- бесцветные образования из цветных кварков
 § 3.Мультиплеты адронов
 § 4.Мезоны
 § 5.Зарядовая четность
 § 6.Кварконии
 § 7.Барионы
 § 8.Антибарионы
 § 9.Электрон-нуклонное рассеяние и структура адрона
  9.1.Упругое рассеяние электронов на нуклонах
  9.2.Структура адронов. Глубоконеупругое рассеяние электронов на нуклонах
5 Распады адронов
 § 1.Распады адронов
 § 2.Распады pi-мезонов и заряженных каонов
 § 3.Правила отбора для слабых распадов адронов
 § 4.Резонансы
 § 5.Узкие мезонные резонансы
 § 6.Законы сохранения
 § 7.Распады нейтральных каонов. Нарушение CP-симметрии
 § 8.О роли слабых взаимодействий в окружающем мире
6 Атомные ядра -- связанные системы нуклонов
 § 1.Атомные ядра
 § 2.Энергия связи ядра. Ядерные превращения
 § 3.Размеры ядер
 § 4.Характеристики ядерных состояний
 § 5.Изоспин атомных ядер
 § 6.Статические электромагнитные моменты ядер. Форма ядра
  6.1.Магнитный дипольный момент ядра
  6.2.Электрический квадрупольный момент ядра
 § 7.Дейтрон -- связанная n--p система
 § 8.Нуклон-нуклонные силы
 § 9.Модель ядерных оболочек
 § 10.Коллективные возбуждения ядер
  10.1.Вращательные уровни четно-четных деформированных ядер
  10.2.Одночастичные состояния в деформированных ядрах
  10.3.Колебательные состояния сферических ядер
 § 11.Экзотические ядра
 § 12.Сверхтяжелые ядра
 § 13.Гиперядра
 § 14.Заключительные замечания о свойствах ядер
7 Радиоактивность
 § 1.Введение
 § 2.Альфа-распад
 § 3.Бета-распад
 § 4.Радиоактивные ряды
 § 5.Гамма-излучение ядер
 § 6.Испускание протонов из изомерного состояния
 § 7.Протонная радиоактивность
 § 8.Испускание запаздывающих протонов
 § 9.Испускание двух запаздывающих протонов
 § 10.Запаздывающие альфа-частицы
 § 11.Примеры распада ядер вблизи границы протонной стабильности
 § 12.Кластерная радиоактивность
 § 13.Запаздывающие нейтроны
8 Деление атомных ядер
 § 1.Процесс деления атомных ядер
  1.1.Энергия деления
  1.2.Продукты деления
  1.3.Механизм деления
 § 2.Цепная реакция деления
 § 3.Ядерный реактор
 § 4.Роль запаздывающих нейтронов в управлении ядерным реактором
 § 5.Ядерный взрыв
9 Ядерные реакции
 § 1.Введение
 § 2.Законы сохранения в ядерных реакциях
 § 3.Энергетические соотношения в ядерных реакциях. Порог реакции
 § 4.Механизмы ядерных реакций
 § 5.Составное ядро. Общие свойства
 § 6.Составное ядро. Резонансные реакции
 § 7.Составное ядро. Нерезонансные реакции
 § 8.Прямые ядерные реакции
 § 9.Реакции однонуклонной передачи (срыва, подхвата и квазиупругого выбивания нуклона)
10 Нуклеосинтез и Вселенная
 § 1.Введение
 § 2.Распространенность элементов
 § 3.Вселенная. Свидетельства Большого взрыва
 § 4.Первые мгновения Вселенной
 § 5.Барионная асимметрия. Отсутствие антивещества во Вселенной
 § 6.Космологический (дозвездный) нуклеосинтез
 § 7.Синтез ядер в звездах
 § 8.Завершение жизненного цикла звезды. Сверхновые
 § 9.Нейтронные звезды и черные дыры
 § 10.Образование тяжелых элементов
 § 11.Нуклеосинтез под действием космических лучей
 § 12.Космические лучи
11 Проблемы. Перспективы
 § 1.Объединение взаимодействий
 § 2.Бозон Хиггса
 § 3.Распад протона
 § 4.Монополь Дирака
 § 5.Суперсимметрия
 § 6.Смешивание кварков
 § 7.Нейтринные осцилляции
 § 8.Кварк-глюонная плазма
 § 9.Космология
 § 10.Элементарные частицы -- струны?
Заключение
Приложения
 I.Взаимодействие частиц с веществом
 II.Таблица изотопов вблизи долины стабильности
 III.Физические константы и единицы (приближенные значения)
 IV.Хронология
 V.Нобелевские лауреаты по физике
 VI.Нобелевские лауреаты по химии за достижения в областях, смежных с ядерной физикой
Литература
Предметный указатель

 Предисловие

В этой книге содержится материал заключительного раздела курса общей физики. Ее цель -- дать описание физики атомного ядра и физики частиц с единых позиций. В традиционных курсах общей физики изложение физики микромира обычно начинается с изложения строения атомного ядра, явления радиоактивности, ядерных моделей и лишь затем, по существу в отрыве от этого материала, излагается физика элементарных частиц. Развитие физики в XX веке показало, что, несмотря на многообразие физических явлений, в их основе лежит небольшое число фундаментальных частиц и взаимодействий, из которых и выстраивается физический мир. Взаимодействие фундаментальных степеней свободы описывается физической теорией, которая называется Стандартной моделью. Мы решили изложить материал, исходя из общих принципов формирования структуры материи, начиная с ее наиболее фундаментальных основ.

Книга написана на основе курса лекций, которые читаются на физическом факультете Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова. Содержание книги соответствует программе Государственного образовательного стандарта. Отбор материала, последовательность и форма изложения оригинальны и соответствуют стилю университетского физического образования и традициям физического факультета МГУ. Изложение базируется на современном фактическом материале. Приводится описание основных физических экспериментов. Теоретическое изложение материала сопровождается решением задач и примеров, что позволяет глубже усвоить изучаемый материал. Так как в книге основное внимание уделено физике явления, ряд материалов излагается не столь подробно. Однако необходимо иметь в виду, что в соответствии с программой изучение курса общей физики сопровождается семинарскими занятиями и практикумом. При написании книги было учтено, что студенты еще не знакомы с основами квантовой механики. Поэтому в одной из глав излагаются основные понятия и соотношения квантовой физики. При изложении материала мы старались разъяснить физическую суть явлений и по возможности избегать математических выводов уравнений и опустили некоторые детали, существенные для более углубленного изучения предмета.

Исследования в физике ядра и частиц породили принципиально новые глубокие концепции описания явлений, происходящих в микромире. На понимание их сущности и направлено основное содержание книги. В ней наряду с явлениями микромира рассматриваются некоторые вопросы эволюции Вселенной. Несмотря на огромное различие масштабов явлений физики микромира и космологии, последние нельзя понять без знания первых. Поэтому включение этого материала в книгу является необходимым. Углубленный курс современной астрофизики читается студентам физического факультета МГУ вслед за курсом "Физика ядра и частиц", что создает хорошие возможности для более глубокого усвоения студентами обсуждаемых в этих двух курсах общих вопросов.

В приложения вынесен ряд справочных материалов, среди которых таблицы изотопов, физические константы и единицы, наиболее важные открытия физики микромира, сформировавшие ее современное понимание, и список Нобелевских лауреатов по физике.

При написании книги многие наши коллеги оказали нам помощь в обсуждении отдельных вопросов, сообщили новые экспериментальные данные, прочитали отдельные места рукописи. В особенности нам хотелось поблагодарить Е.А.Романовского, В.В.Балашова, В.Г.Неудачина, А.Ф.Тулинова, И.В.Ракобольскую, Л.Д.Блохинцева, А.М.Черепащука, Н.В.Никитина, Н.Н.Калмыкова, Э.И.Кэбина, В.А.Ушканова.

Авторы признательны Д.В.Лосеву за большую помощь при подготовке рукописи к печати.


 Из главы 1. Элементарные частицы


Вводные замечания

Окружающий нас мир -- Вселенная -- поражает, прежде всего, несоизмеримостью своих пространственных масштабов, непостижимой с точки зрения обычного человеческого опыта. Действительно, со стороны бесконечно больших величин, мы видим в настоящее время структуры, удаленные от Земли на 10--15 млрд световых лет, т.е. примерно на 1028 см. Со стороны другой бесконечности, со стороны бесконечно малых, наша цивилизация может исследовать расстояния до 10-17 см.

Таким образом, масштабы пространственных размеров исследуемых нами структур мира отличаются в 1045 раз! В этом фантастическом интервале размеров располагаются фундаментальные частицы (на нижнем его уровне), адроны, атомные ядра, атомы и молекулы, макроскопические структуры и, наконец, космические и космологические объекты.

Второй поразительной чертой Вселенной является огромное разнообразие ее структур и явлений. Нет нужды специально иллюстрировать это разнообразие -- достаточно, например, вспомнить практически бесконечное многообразие органического мира, мира минералов, земных структур, явлений атмосферы и, наконец, космических и космологических явлений. С большим трудом, даже обладая современной информацией, можно заставить себя поверить, что в основе всего этого удивляющего разнообразия лежит ограниченное число универсальных физических законов. Тем не менее это так. Мы увидим, что в основе этого бесконечного разнообразия лежит ограниченный набор фундаментальных частиц, взаимодействие между которыми приводит сначала к существованию адронов и атомных ядер, затем к миру атомов и молекул, бесчисленные соединения которых формируют многообразие органических структур и минералов, а бесконечное тиражирование атомов и молекул создает все многообразие макроскопических структур мира.

Вопрос о том, как устроен этот мир, был основным вопросом физики на протяжении всей истории человечества. Он имеет много граней, и если вдуматься, то оказывается, что совсем не просто даже грамотно поставить его. Огромной заслугой древних мыслителей явилась его конструктивная формулировка. Именно, среди его множества граней они вычленили основополагающую проблему -- проблему конечной и бесконечной делимости материи. По этому кардинальному вопросу древние мыслители -- в основном древние греки, -- не имея способов его экспериментального решения, разделились на два лагеря. Одни из них считали, что мир является бесконечно делимым. Впоследствии эта концепция явилась основой введения в физику представления о непрерывной среде. В рамках второго течения мысли считалось, что в процессе деления материи мы неизбежно достигнем предела, дальше которого деление становится невозможным. Эти конечные кирпичики материи были названы Демокритом атомами. В настоящее время мы знаем, что в конечном счете прав оказался Демокрит, и непостижимое разнообразие мира основывается, как это ни странно, на конечном числе элементарных сущностей. Однако, скорее всего, в данном случае следует подчеркивать не победу одной из этих концепций, а чрезвычайную плодотворность обоих течений мысли. Достаточно, например, сказать, что математическое представление о "сплошной среде" -- непрерывном пространстве -- строится как предельное множество "атомов" -- точек, не имеющих собственных размеров.

Весь девятнадцатый век прошел под знаком триумфального шествия атомизма. Было установлено существование атомов и молекул. Д.И.Менделеевым была открыта периодическая система химических элементов, которая впервые показала существование симметрии в микромире и, как мы теперь понимаем, в действительности указывала на более глубокие симметрийные свойства мира.

Второй гранью вопроса о строении мира является вопрос о движении (динамике) и взаимодействии конечных структурных единиц материи. В XIX в. основой рассмотрения этих вопросов была ньютоновская классическая физика. На микроскопическом уровне основной чертой классической физики является способ задания состояний точечных атомов -- в любой момент времени они задаются значениями их координат и импульсов.

В настоящее время мы знаем, что атомы и молекулы, как последние структуры с определенными химическими свойствами, не являются конечными кирпичиками мироздания: есть более фундаментальные составляющие -- атомные ядра, нуклоны и, в конце концов, кварки, лептоны и переносчики взаимодействий. Однако на рубеже XIX и XX столетий не было инструментов, с помощью которых можно было бы обнаружить эти более глубокие структурные объекты. Поэтому развитие физики происходило более естественным образом: началось интенсивное исследование структуры атомов и очень быстро были открыты атомные ядра и создана физическая теория -- квантовая механика, без которой нельзя понять главных закономерностей структуры атомов и молекул.


 Об авторах

Борис Саркисович ИШХАНОВ (род. в 1938 г.)

Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, профессор, заведующий кафедрой физического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, заведующий отделом Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д.В.Скобельцына, лауреат Ломоносовских премий и премии Совета Министров СССР, автор научного открытия. Область научных интересов -- физика атомного ядра и элементарных частиц. В течение многих лет преподает студентам физического факультета МГУ физику ядра и частиц.

Игорь Михайлович КАПИТОНОВ (род. в 1940 г.)

Профессор физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, лауреат Ломоносовской премии, автор научного открытия. Область научных интересов -- физика атомного ядра. В течение многих лет преподает студентам физического факультета МГУ физику ядра и частиц.


Николай Прокофьевич ЮДИН (1932--2006)

Доцент физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, автор научного открытия. Область научных интересов -- физика атомного ядра и элементарных частиц. Более тридцати лет преподавал студентам физического факультета МГУ физику элементарных частиц.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце