Прейгерман Л., Брук М. КУРС СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ:
НОВЫЕ ПОДХОДЫ к объяснению физической картины мира: Вселенная. Движение. Силовые поля. Колебания и волны. Основы квантовой физики, квантовой статистики и квантовой теории поля. Изд. стереотип.

Оглавление

Предисловие к третьему изданию

Предисловие к первому изданию

Введение

Глава 1. Вселенная

1.1. Космос и его структурные образования

1.2. Физические тела и физические поля

1.2.1. Внутренняя структура физических тел

1.2.2. Структура физических полей

1.3. Макро- и микросостояния

1.3.1. Статистические закономерности

1.4. Материя

1.4.1. Существование материи

1.4.2. Изменчивость материи

1.4.3. Упорядоченность

1.5. Пространство и время

1.6. Элементы физической космологии

1.6.1. Процессы во Вселенной

1.6.2. Модель развивающейся Вселенной

1.6.2.1. Сингулярность и физический вакуум

1.6.2.2. Большой взрыв

1.6.2.3. Начальный этап развития вселенной

1.6.2.4. Поздний термоядерный синтез

1.6.2.5. Атомно-молекулярный этап развития Вселенной

1.6.2.6. Возникновение и развитие планетных систем

1.6.2.7. Эволюция жизни

1.6.3. Механизм развития Вселенной

1.6.4. Жизненный цикл Вселенной

1.7. Типовые задачи по процессам во Вселенной

Задачи к главе 1

Глава 2. Движение

2.1. Относительность движения

2.2. Системы отсчета

2.3. Принцип относительности

2.4. Обобщенные характеристики движения

2.5. Фазовое пространство и фазовые траектории

2.6. Классификация характеристик движения

2.6.1. Кинематические характеристики

2.6.2. Динамические характеристики

2.6.2.1. Сила и момент силы

2.6.2.2. Масса и ее связь со временем

2.6.2.3. Масса и ее связь с тяготением

2.6.2.4. Масса и ее связь с энергией

2.6.2.5. Работа и мощность

2.6.2.6. Импульс силы. Момент количества движения

2.6.2.7. Кинетическая энергия

2.7. Основные законы движения

2.7.1. Законы теплового движения

2.7.2. Элементы молекулярно-кинетической теории

2.7.2.1. Уравнение состояния термодинамической системы

2.7.2.2. Уравнение состояния идеального газа

2.7.2.3. Уравнение состояния реального газа

2.7.3. Начала термодинамики

2.7.3.1. Первое начало термодинамики

2.7.3.2. Второе начало термодинамики

2.7.3.3. Третье начало термодинамики

2.7.4. Термодинамические потенциалы

2.7.5. Типовые задачи на тепловое движение

2.7.6. Законы механического движения

2.7.7. Динамика материальной точки

2.7.8. Законы сохранения и третий закон динамики

2.7.9. Закон сохранения момента количества движения

2.7.10. Движение, ограниченное механическими связями

2.7.11. Движение тела под действием центральных сил

2.7.12. Движение тела с переменной массой

2.7.13. Движение тел в неинерциальной системе отсчета

2.7.14. Неньютоновское описание механического движения

2.7.15. Статика

2.8. Типовые задачи на законы механики

2.8.1. Задачи на движение материальной точки

2.8.2. Задачи на движение абсолютно твердого тела

2.8.3. Задачи на движение под действием центральных сил

2.8.4. Задачи на связанное движение

2.8.5. Задачи на движение тел с переменной массой

2.8.6. Задачи по статике

2.8.7. Задачи на неинерциальное движение

2.9. Основы механики сплошных сред

2.9.1. Виды деформации

2.9.2. Деформация твердых тел

2.9.3. Деформация жидкостей

2.9.4. Основы реологии жидкостей

2.9.5. Деформация газов

2.9.6. Основы гидравлики

2.9.7. Типовые задачи по гидравлике

Задачи к главе 2

Глава 3. Основы релятивистской механики

3.1. Относительность времени

3.2. Относительность метрических интервалов

3.3. Преобразования Лоренца

3.4. События и их интервалы

3.5. Характеристики релятивистской механики

3.5.1. Релятивистские масса, импульс и сила

3.5.2. Релятивистская энергия

3.6. Четырехмерное пространство-время

3.7. Четырехмерные векторы

3.7.1. Четырехмерный радиус-вектор

3.7.2. Вектор четырехмерной скорости

3.7.3. Вектор четырехмерного ускорения

3.7.4. Вектор четырехимпульса

3.7.5. Вектор четырехмерной силы

3.8. Особенности скалярных величин

3.9. Элементы общей теории относительности

3.10. Теория относительности и эксперимент

3.11. Типовые задачи по релятивистской механике

Задачи к главе 3

Глава 4. Силовые поля

4.1. Потенциальные поля

4.1.1. Механические поля

4.1.1.1. Закон сохранения механической энергии

4.1.1.2. Движение частиц в потенциальном поле

4.1.1.3. Типовые задачи на механические поля

4.1.2. Электростатическое поле

4.1.2.1. Характеристики электростатического поля

4.1.2.2. Проводники в электростатическом поле

4.1.2.3. Диэлектрики в электростатическом поле

4.1.2.4. Энергия электростатического поля

4.1.2.5. Дипольный момент и вектор смещения

4.1.2.6. Типовые задачи по электростатике

4.1.3. Поля термодинамических параметров

4.1.3.1. Диффузия, закон Фика

4.1.3.2. Теплопроводность, закон Фурье

4.1.3.3. Течение вязкой жидкости (газа), закон Ньютона

4.1.3.4. Типовые задачи на процессы переноса

4.1.4. Постоянный электрический ток

4.1.4.1. Основные характеристики постоянного тока

4.1.4.2. Законы постоянного тока

4.1.4.3. Электрический ток в жидкостях и газах, плазма

4.1.4.4. Электрический ток в вакууме

4.1.4.5. Классическая теория электропроводности

4.1.4.6. Элементы квантовой теории электропроводности

4.1.4.7. Сверхпроводимость

4.1.4.8. Типовые задачи на постоянный ток

4.2. Вихревые (непотенциальные) поля

4.2.1. Трение

4.2.2. Магнитное поле постоянного тока

4.2.2.1. Законы магнитного поля постоянного тока

4.2.2.2. Уравнения магнитного поля постоянного тока

4.2.2.3. Расчет магнитного поля токов

4.2.2.4. Движение электрических зарядов в магнитном поле

4.2.2.5. Магнитный поток

4.2.2.6. Магнитное поле в среде

4.2.2.7. Энергия магнитного поля

4.2.2.8. Типовые задачи на магнитное поле

4.2.3. Электромагнитное поле

4.2.3.1. Явление электромагнитной индукции

4.2.3.2. Уравнения Максвелла

4.2.3.3. Решение уравнений Максвелла

4.2.3.4. Типовые задачи на электромагнитное поле

Задачи к главе 4

Глава 5. Колебательные процессы

5.1. Типы колебаний

5.1.1. Собственные незатухающие колебания

5.1.2. Собственные затухающие колебания

5.1.3. Вынужденные колебания

5.1.4. Векторная форма гармонических колебаний

5.1.5. Сложение гармонических колебаний

5.1.6. Линейные колебательные системы

5.1.7. Нелинейные колебательные системы

5.1.8. Комплексная форма гармонических колебаний

5.2. Переменный электрический ток

5.2.1. Расчет цепи с активным сопротивлением

5.2.2. Расчет цепи с емкостью

5.2.3. Расчет цепи с индуктивностью

5.2.4. Расчет полной цепи RLC-контура

5.3. Применение переменного тока

5.4. Передача электроэнергии на расстояние

5.5. Типовые задачи на колебания

5.5.1. Задачи на механические колебания

5.5.2. Задачи на колебания в колебательном контуре

5.5.3. Задачи на переменный ток

Задачи к главе 5

Глава 6. Волновые процессы

6.1. Классификация волн

6.2. Волновая функция

6.3. Волновое уравнение

6.4. Фазовая и групповая скорости, пакеты волн

6.5. Свойства волн

6.5.1. Переход волны из одной среды в другую

6.5.2. Интерференция волн

6.5.3. Дифракция волн

6.5.4. Дисперсия

6.5.5. Эффект Доплера

6.5.6. Излучение

6.5.7. Вектор Пойтинга, поляризация

6.6. Виды волновых процессов

6.6.1. Стоячие волны

6.6.2. Солитоны

6.6.3. Электромагнитные волны, свет

6.6.4. Волны де Бройля

6.6.4.1. Стационарное уравнение Шредингера

6.6.4.2. Временнóе уравнение Шредингера

6.6.5. Акустические волны

6.6.5.1. Акустические волновые уравнения

6.6.5.2. Характеристики акустических волн

6.6.5.3. Элементы физиологической акустики

6.6.5.4. Поверхностные акустические волны (ПАВ)

6.6.6. Волны на поверхности жидкости

6.6.7. Лучевая оптика

6.6.8. Голография

6.6.9. Типовые задачи на волновые процессы

Задачи к главе 6

Глава 7. Основы квантовой физики

7.1. Доквантовый период развития физики

7.2. Физика на перепутье

7.2.1. Тепловое излучение

7.2.1.1. Классическая теория теплового излучения

7.2.1.2. Теория излучения Планка

7.2.2. Эффект Комптона

7.2.3. Фотоэффект

7.2.4. Излучение атома и постулаты Бора

7.3. От классической физики к квантовой теории

7.3.1. Соотношения неопределенностей

7.3.1.1. Пространственно-временная симметрия

7.3.1.2. Устойчивость атома

7.4. Основы квантовой механики

7.4.1. Квантовая теория водородоподобного атома

7.4.1.1. Анализ решения уравнения Шредингера

7.4.2. Системы с большим числом частиц

7.4.2.1. Принцип тождественности

7.4.2.2. Связь между четностью и спином частиц

7.4.3. Периодический закон строения атома

7.4.4. Структура энергетических уровней

7.4.4.1. Правило отбора

7.4.4.2. Оптические спектры излучения

7.4.4.3. Рентгеновские спектры

7.4.5. Основы квантовой теории излучений

7.4.5.1. Квантовые генераторы

7.4.6. Элементы квантовой теории молекул

7.4.7. Элементы квантовой теории твердых тел

7.4.7.1. Элементы зонной теории

7.4.8. Квантовая жидкость

7.4.9. Квантовая теория сверхпроводимости

7.4.10. Основы квантовой теории атомного ядра

7.4.10.1. Внутриядерные процессы

7.4.10.2. Ядерные реакции

7.4.11. Элементарные частицы

7.5. Квантовая статистика

7.6. Квантовая теория поля

7.6.1. Взаимодействия и виртуальность

7.6.2. Симметрия в квантовой теории поля

7.6.3. Основы квантовой электродинамики

7.6.4. Основы квантовой хромодинамика

7.6.5. Слабые взаимодействия

7.6.6. Основы квантовой теории единого поля

7.6.7. Теория возмущений

7.6.8. Основы квантовой гравитации

7.6.8.1. Суперсимметрия

7.6.8.2. Космологическая гипотеза

7.6.8.3. Суперструнная теория

7.6.9. Успехи и проблемы квантовой теории поля

7.7. Типовые задачи по квантовой физике

Задачи к главе 7

Приложения

Приложение 1. Основы тензорного исчисления

1.1. Основы теории чисел

1.2. Геометрические величины

1.3. Элементы алгебры

1.4. Элементы аналитической геометрии

1.5. Основы тензорной и векторной алгебры

1.5.1. Геометрическое представление тензора

1.5.2. Сложение тензоров

1.5.3. Умножение тензоров

Приложение 2. Элементы математического анализа

2.1. Элементы функционального анализа

2.2. Элементы дифференциального исчисления

2.3. Задание функций. Функциональные ряды

2.4. Элементы интегрального исчисления

2.4.1. Интегралы от параметра

2.4.2. Криволинейные интегралы

2.4.3. Кратные интегралы

2.4.4. Поверхностные интегралы

2.5. Элементы дифференциальных уравнений

2.5.1. Методы интегрирования уравнений первого порядка

2.5.2. Методы интегрирования уравнений высших порядков

2.5.3. Уравнения в частных производных

Приложение 3. Основы теории поля

3.1. Градиент скалярного поля

3.2. Поток вектора. Дивергенция

3.3. Циркуляция вектора. Ротор

Приложение 4. Международная система единиц измерения физических величин СИ

Приложение 5. Физические константы

5.1. Фундаментальные физические постоянные

5.2. Астрономические постоянные

Об авторах

Прейгерман Лев Моисеевич

Доктор философии по специальности "физика", профессор и президент Израильской независимой академии развития науки (ИНАРН). Занимается проблемами теоретической физики и физической космологии. Автор новой теории экструзии аномально вязких жидкостей в общем термодинамическом режиме, автор физической модели идей и механизма мыслительной деятельности. Выдвинул гипотезу о трех уровнях Разума, предложил метод математического описания мощности интеллекта и свою гипотезу о происхождении и функционировании Вселенной. Автор более 100 научных работ. Автор (в соавторстве с М. Бруком) "Курса современной физики" для студентов высших учебных заведений, преподавателей физики высшей и средней школы; автор двух монографий и книги "Птица Феникс".

Брук Марк Борисович

Доктор философии (Ph.D.). Окончил Электротехнический институт в Ленинграде со специализацией "электровакуумная техника". Защитил диссертацию в Московском НИИ радиосвязи по вопросам создания и применения керамических микроструктур с распределенными параметрами. Занимался разработкой и применением устройств на акустических поверхностных волнах. Участвовал в разработке дедуктивной методики преподавания физики и выпуске настоящего учебника по физике, который получил высокую оценку российских, украинских и израильских ученых. Является действительным членом Израильской независимой академии развития науки.