Предисловие | 8
|
Часть I. Основы квантовой физики | 15
|
Глава 1. Тепловое излучение. Гипотеза Планка | 15
|
1.1. Тепловое излучение | 15
|
1.2. Характеристики излучения и поглощения | 16
|
1.3. Законы теплового излучения. Модели абсолютно черного тела | 17
|
1.4. Гипотеза Планка. Формула Планка | 23
|
Глава 2. Кванты излучения. Фотоэффект. Эффект Комптона | 31
|
2.1. Внешний фотоэффект | 32
|
2.2. Тормозное излучение | 34
|
2.3. Эффект Комптона | 36
|
2.4. Давление света | 38
|
2.5. Вероятностный характер распространения фотонов | 39
|
Глава 3. Частицы как волны | 42
|
3.1. Гипотеза де Бройля | 42
|
3.2. Соотношение неопределенностей Гейзенберга | 47
|
Часть II. Основы квантовой механики движения частицы | 55
|
Глава 4. Волновая функция. Уравнение Шре?дингера. Примеры решения | 55
|
4.1. Волновая функция, ее свойства | 55
|
4.2. Статистический смысл волновой функции. Амплитуда вероятности. Плотность вероятности | 61
|
4.3. Уравнение Шре?дингера | 62
|
4.4. Движение частицы в потенциальной яме | 66
|
Глава 5. Туннельный эффект. Гармонический осциллятор | 74
|
5.1. Прохождение частицы через потенциальные барьеры (широкий и узкий) с энергией частиц больше и меньше высоты потенциального барьера. «Туннельный эффект» | 74
|
5.2. Гармонический осциллятор, уравнение Шре?дингера для него. Собственные значения энергии гармонического осциллятора | 80
|
Часть III. Атомная физика | 85
|
Глава 6. Атомные спектры | 85
|
6.1. Атом водорода в квантовой механике | 86
|
6.2. Уравнение Шре?дингера для атома водорода | 86
|
6.3. Физическое содержание решения уравнения Шре?дингера | 87
|
6.4. Собственные значения оператора энергии электрона в атоме водорода | 88
|
6.5. Квантовые числа и их физический смысл | 88
|
6.6. Орбитальный момент импульса и орбитальный магнитный момент электрона | 89
|
6.7. Квантование проекции момента импульса | 89
|
6.8. Явление пространственного квантования | 90
|
6.9. Основное состояние электрона в атоме водорода | 90
|
6.10. Спин электрона | 91
|
6.11. Полный механический и магнитный момент электрона | 92
|
6.12. Понятие о вырождении | 94
|
6.13. Символика обозначения квантовых состояний электрона и атома | 95
|
Глава 7. Принцип Паули. Таблица Менделеева. Закон Мозли | 98
|
7.1. Современные формулировки постулатов Бора | 98
|
7.2. Спектр излучения атома водорода. Формула Бальмера | 99
|
7.3. Принцип Паули | 101
|
7.4. Распределение электронов по состояниям | 101
|
7.5. Периодическая таблица Менделеева | 102
|
7.6. Рентгеновское излучение, его природа | 103
|
7.7. Закон Мозли | 105
|
Глава 8. Молекулярные спектры | 107
|
8.1. Молекулы. Виды связей атомов | 107
|
8.2. Энергетические уровни молекул | 109
|
8.3. Молекулярные спектры | 113
|
Глава 9. Лазерное излучение | 119
|
9.1. Спонтанное и вынужденное излучение и поглощение | 119
|
9.2. Принцип работы лазера | 122
|
9.3. Свойства лазерного излучения | 125
|
Часть IV. Твердое тело | 127
|
Глава 10. Модель Кронига—Пенни | 127
|
10.1. Кристаллические и аморфные тела | 127
|
10.2. Электроны в периодическом поле сил | 128
|
10.3. Образование энергетических зон в кристаллическом твердом теле | 131
|
10.4. Динамика электрона в кристаллической решетке. Эффективная масса электрона | 133
|
Глава 11. Статистика Ферми—Дирака | 137
|
11.1. Статистический метод | 138
|
11.2. Элементы квантовой статистики Ферми—Дирака. Распределение электронов по энергиям | 139
|
Глава 12. Тепловые свойства кристаллов | 144
|
12.1. Тепловые свойства твердых тел. Зависимость теплоемкости твердых тел от температуры | 144
|
12.2. Модель классического гармонического осциллятора. Закон Дюлонга и Пти | 145
|
12.3. Эйнштейновская теория теплоемкости решетки | 146
|
12.4. Дебаевская теория теплоемкости решетки | 148
|
12.5. Понятие о фононах | 152
|
12.6. Теплоемкость металлов вблизи абсолютного нуля. Теплоемкость электронов проводимости в металлах | 153
|
12.7. Квантово-статистическое распределение Бозе—Эйнштейна | 156
|
Глава 13. Электропроводность кристаллов | 160
|
13.1. Начала квантовой теории электропроводности металлов, изоляторов и полупроводников | 160
|
13.2. Металлы, изоляторы, полупроводники в квантовой теории | 161
|
13.3. Зависимость проводимости твердых тел от температуры | 169
|
13.4. Фотопроводимость, ее закономерности | 172
|
13.5. Работа p-n-перехода | 173
|
13.6. Солнечная батарея | 177
|
13.7. Светодиод — p-n-переход как источник фотонов | 178
|
Глава 14. Сверхпроводимость | 180
|
14.1. Сверхпроводимость | 180
|
14.2. Квантование магнитного потока | 189
|
14.3. Эффект Джозефсона. СКВИДы | 190
|
14.4. Эффект Холла | 193
|
14.5. Квантовый эффект Холла. Дробный заряд электрона | 194
|
Часть V. Ядерная физика | 199
|
Глава 15. Атомное ядро. Энергия связи. Модели ядра | 199
|
15.1. Атомное ядро. Состав ядра. Изотопы | 200
|
15.2. Ядерные взаимодействия, их свойства | 203
|
15.3. Энергия связи | 204
|
15.4. Способы выделения энергии ядра | 205
|
15.5. Модели ядра | 207
|
Глава 16. Радиоактивность. Ядерные реакции | 209
|
16.1. Естественная и искусственная радиоактивность | 209
|
16.2. Закон радиоактивного распада. Его статистические свойства | 210
|
16.3. Альфа-, бета-, гамма-распады, их природа, свойства альфа-, бета-, гамма-излучений | 212
|
16.4. Ядерные реакции | 218
|
16.5. Реакции деления, реакции синтеза | 220
|
Часть VI. Физика элементарных частиц | 227
|
Глава 17. Стандартная Модель | 227
|
17.1. Стандартная Модель физики элементарных частиц, фундаментальные взаимодействия и частицы | 229
|
17.2. Взаимодействия | 230
|
17.3. Частицы | 236
|
Часть VII. Приложения | 245
|
Приложение 1. Лагранжев и гамильтонов формализм | 245
|
Приложение 2. Центральное поле сил | 249
|
Приложение 3. Атом с одним электроном (водородоподобный атом) | 258
|
Приложение 4. Физический смысл квантовых чисел n, l, m, s | 266
|
4.1. Энергетическое вырождение | 267
|
4.2. Вероятности нахождения электрона в атоме | 269
|
4.3. Угловые плотности вероятности | 272
|
4.4. Векторная модель атома и пространственное квантование | 272
|
4.5. Магнитные свойства атомов. Спин электрона | 276
|
Приложение 5. Излучение атома. Принцип запрета Паули | 278
|
5.1. Излучение атома | 278
|
5.2. Принцип запрета Паули | 280
|
Приложение 6. Альтернативные формулировки квантовой механики | 282
|
6.1. До матричной механики | 282
|
6.2. Матричная формулировка | 283
|
6.3. Волновая формулировка | 288
|
6.4. Метод интегралов по траекториям | 289
|
6.5. Квантовая теория поля | 291
|
6.6. Формулировка квантовой механики с помощью мультивселенных | 294
|
6.7. Проверка теории | 296
|
6.8. Успехи ММИ | 297
|