| Предисловие |
| I | Единство природы |
| | § 1. | Иерархия объектов в природе |
| | | 1.1. | Элементарные частицы |
| | | 1.2. | Ядра |
| | | 1.3. | Атомы и молекулы |
| | | 1.4. | Макротела |
| | | 1.5. | Планеты |
| | | 1.6. | Звезды. Галактики. Вселенная |
| | § 2. | Четыре вида фундаментальных взаимодействий |
| | | 2.1. | Связанные системы объектов. Взаимодействия |
| | | 2.2. | Гравитационные взаимодействия (тяготение) |
| | | 2.3. | Электромагнитные взаимодействия |
| | | 2.4. | Сильные (ядерные) взаимодействия |
| | | 2.5. | Слабые взаимодействия |
| | | 2.6. | Сравнительная оценка интенсивностей всех видов взаимодействий |
| | | 2.7. | Поля и вещество |
| | § 3. | Пространство и время |
| | | 3.1. | Пространственная и временная шкалы в природе |
| | | 3.2. | Однородность пространства и времени |
| | | 3.3. | Свободные тела и движение по инерции |
| | | 3.4. | Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности |
| II | Механика материальной точки |
| | § 4. | Координаты, скорость, ускорение |
| | § 5. | Преобразования Галилея |
| | | 5.1. | Абсолютность размеров и промежутков времени |
| | | 5.2. | Относительность скоростей и их закон преобразования |
| | | 5.3. | Абсолютность ускорений |
| | § 6. | Закон движения в механике |
| | § 7. | Движение материальной точки в поле тяготения |
| | § 8. | Импульс. Закон сохранения импульса |
| | § 9. | Закон сохранения энергии. Применения и универсальность законов сохранения |
| | | 9.1. | Закон сохранения энергии |
| | | 9.2. | Применения законов сохранения |
| | | 9.3. | Универсальность законов сохранений. Момент импульса |
| | § 10. | Предельная скорость. Механика частиц высоких энергий |
| | | 10.1. | Эксперименты на ускорителях и предельная скорость |
| | | 10.2. | Преобразования Лоренца |
| | | 10.3. | Релятивистские энергия и импульс |
| | | 10.4. | Роль релятивистской постоянной c в физике |
| III | Электромагнитное поле |
| | § 11. | Электрический заряд |
| | § 12. | Способ изучения поля |
| | | 12.1. | Уравнения движения заряда в поле |
| | | 12.2. | Законы преобразования полей |
| | § 13. | Законы электромагнитного поля |
| | | 13.1. | Новые объекты и новая математика |
| | | 13.2. | Первое уравнение поля. Связь электрического поля с электрическими зарядами |
| | | 13.3. | Второе уравнение поля. Отсутствие магнитных зарядов |
| | | 13.4. | Третье уравнение поля. Связь тока и "чего-то" с вихревым магнитным полем |
| | | 13.5. | Четвертое уравнение поля. Связь переменного магнитного поля с вихревым электрическим |
| | | 13.6. | Дополнительный анализ третьего уравнения поля. Связь переменного электрического поля с вихревым магнитным |
| | | 13.7. | Уравнения Максвелла |
| | § 14. | Постоянное электрическое поле |
| | | 14.1. | Поле покоящегося точечного заряда |
| | | 14.2. | Поля зарядов, распределенных по сфере, линии, плоской поверхности |
| | | 14.3. | Электростатическая энергия зарядов. Потенциал поля |
| | | 14.4. | Поле диполя. Взаимодействия заряд–диполь и диполь–диполь |
| | § 15. | Постоянное магнитное поле |
| | | 15.1. | Магнитное поле прямолинейного тока |
| | | 15.2. | Магнитное поле токовой плоскости |
| | | 15.3. | Магнитный момент и его связь с механическим моментом |
| | § 16. | Движение зарядов в полях |
| | | 16.1. | Движение заряда в постоянном однородном электрическом поле |
| | | 16.2. | Движение заряда в постоянном однородном магнитном поле |
| | | 16.3. | Движение заряда в кулоновском поле |
| | § 17. | Поля движущихся зарядов. Излучение |
| | | 17.1. | Поле равномерно движущегося заряда |
| | | 17.2. | Излучение ускоренно движущегося заряда |
| | | 17.3. | Излучение заряда, движущегося равномерно по окружности |
| | § 18. | Электромагнитные волны |
| | | 18.1. | Некоторые свойства поля излучения |
| | | 18.2. | Бегущие волны |
| | | 18.3. | Излучение электромагнитных волн колеблющимися зарядами. Энергия и импульс волн |
| | | 18.4. | Собственные колебания поля. Стоячие волны |
| | § 19. | Распространение света |
| | | 19.1. | Интерференция электромагнитных волн |
| | | 19.2. | Дифракция электромагнитных волн |
| | | 19.3. | Геометрическая оптика |
| IV | Атомные явления. Квантовая механика |
| | § 20. | О планетарной модели атома |
| | § 21. | Опыты по дифракции частиц |
| | § 22. | Соотношения неопределенностей |
| | § 23. | Волны вероятности |
| | | 23.1. | Комплексные числа. Формула Эйлера |
| | | 23.2. | Комплексные волны вероятности. Принцип суперпозиции |
| | | 23.3. | Предельный переход к классической механике |
| | § 24. | Электрон в атоме |
| | | 24.1. | Энергия и ее квантование |
| | | 24.2. | Момент импульса и его квантование |
| | | 24.3. | Амплитуды вероятности и квантовые числа |
| | § 25. | Многоэлектронный атом |
| | | 25.1. | Спин электрона |
| | | 25.2. | Системы одинаковых частиц. Квантовые статистики |
| | | 25.3. | Атомные квантовые состояния |
| | § 26. | Квантованное излучение атома |
| | | 26.1. | Квантовые переходы. Линейчатые спектры излучения |
| | | 26.2. | Фотон. Понятие четности. Правила отбора |
| | § 27. | Взаимодействие фотонов с электронами. Фотоэффект. Комптон-эффект |
| | § 28. | Одновременная измеримость величин и понятие об их полных наборах |
| | § 29. | Молекулы |
| V | Макроскопические тела как совокупности частиц. Тепловые явления |
| | § 30. | Основная задача статистической физики |
| | § 31. | Макроскопические величины. Флуктуации |
| | § 32. | Статистическое рассмотрение модели газа |
| | | 32.1. | "Машинные эксперименты" |
| | | 32.2. | Обратимость во времени микроскопических процессов и необратимость процессов в макротелах |
| | § 33. | Энтропия |
| | § 34. | Температура |
| | § 35. | Равновесное распределение частиц в телах |
| | § 36. | Термодинамические соотношения |
| | § 37. | Идеальный газ |
| | | 37.1. | Вещество и его состояния |
| | | 37.2. | Классический и квантовый идеальные газы |
| | | 37.3. | Уравнение состояния идеального газа |
| | | 37.4. | Теплоемкость идеального газа |
| | | 37.5. | Обратимые тепловые процессы |
| | § 38. | Статистика и термодинамика излучения |
| | § 39. | Кристаллы |
| | | 39.1. | Кристаллическая решетка |
| | | 39.2. | Типы связей в решетках |
| | | 39.3. | Механические свойства кристаллов |
| | | 39.4. | Электронные энергетические спектры кристаллов |
| | | 39.5. | Теплоемкость решетки |
| | | 39.6. | Электронный газ в металлах |
| | § 40. | Фазовые переходы |
| VI | Макроскопические движения сред. Неравновесные процессы |
| | § 41. | Неравновесные состояния тел |
| | § 42. | Макроскопическое движение |
| | § 43. | Уравнения гидродинамики идеальной жидкости |
| | | 43.1. | Закон сохранения вещества в гидродинамике |
| | | 43.2. | Уравнение движения в гидродинамике |
| | § 44. | Гидродинамическое рассмотрение задач на вязкие течения, теплопроводность и диффузию |
| | | 44.1. | Вязкость |
| | | 44.2. | Течение вязкой жидкости в трубе |
| | | 44.3. | Теплопроводность |
| | | 44.4. | Передача теплоты между двумя стенками |
| | | 44.5. | Диффузия. Растворение кристалла в жидкости |
| | § 45. | Кинетические коэффициенты в газах и их связь с молекулярными характеристиками |
| | | 45.1. | Понятие длины свободного пробега молекул |
| | | 45.2. | Молекулярное рассмотрение процесса диффузии |
| | | 45.3. | Диффузия как задача о случайном блуждании частиц |
| | | 45.4. | Связь между кинетическими коэффициентами |
| | § 46. | Законы сопротивления движению тел в жидкости |
| | | 46.1. | Метод подобия. Число Рейнольдса |
| | | 46.2. | Сопротивление при малых скоростях |
| | | 46.3. | Сопротивление при больших (дозвуковых) скоростях |
| | § 47. | Неустойчивости в гидродинамике |
| | | 47.1. | Переход ламинарных течений в турбулентные |
| | | 47.2. | Пограничный слой |
| | | 47.3. | Развитая турбулентность |
| | | 47.4. | Переход от молекулярного к конвекционному переносу тепла. Солнечная грануляция |
| | § 48. | Волны на воде |
| | | 48.1. | Гравитационные поверхностные волны |
| | | 48.2. | Характеристики волн |
| | | 48.3. | Линейные и нелинейные волны |
| | | 48.4. | Солитоны и другие нелинейные эффекты |
| | | 48.5. | Сильно возмущенные среды |
| | | 48.6. | Волны звука в океане |
| | § 49. | Сверхзвуковые потоки газа |
| | | 49.1. | Уравнение Бернулли и термодинамика |
| | | 49.2. | Критерий сжимаемости среды и скорость звука |
| | | 49.3. | Течение в трубе с переменным сечением |
| | § 50. | Газовый поток и горение |
| | § 51. | Ударные волны |
| | | 51.1. | Распространение возмущений в потоке сжимаемого газа |
| | | 51.2. | Общие соотношения для ударного скачка |
| | | 51.3. | Ударные волны в идеальном газе |
| | | 51.4. | Задача о сильном взрыве в атмосфере |
| | § 52. | Эффекты гидродинамической кумуляции |
| | | 52.1. | Кумулятивные струи |
| | | 52.2. | Схлопывание пузырьков в жидкости |
| | | 52.3. | Сходящиеся сферические и цилиндрические ударные волны |
| | | 52.4. | Роль неустойчивостей в ограничении кумуляции. Создание сверхсильных магнитных полей |
| | § 53. | Выход ударной волны на поверхность звезды. Происхождение космических лучей |
| | § 54. | Сверхтекучая квантовая жидкость |
| | § 55. | Сверхтекучесть в нейтронных звездах |
| VII | Электромагнитные поля в средах. Электрические, магнитные и оптические свойства вещества |
| | § 56. | Сверхпроводимость |
| | § 57. | Электропроводность металлов |
| | § 58. | Постоянный электрический ток |
| | § 59. | Проводимость диэлектриков |
| | | 59.1. | Электроны и дырки. Экситонные состояния |
| | | 59.2. | Полупроводники |
| | § 60. | Электрические поля в веществе |
| | | 60.1. | Флуктуации поля в веществе |
| | | 60.2. | Электростатическое поле в металле |
| | | 60.3. | Электростатические поля в диэлектриках. Поляризация вещества |
| | § 61. | Вещество в магнитном поле |
| | | 61.1. | Диамагнитный эффект |
| | | 61.2. | Парамагнетики. Ориентационная намагниченность |
| | | 61.3. | Спонтанная намагниченность. Ферромагнетизм |
| | | 61.4. | Магнитные свойства сверхпроводников. Квантование крупномасштабного магнитного потока |
| | § 62. | Переменные токи и электромагнитные волны в среде. Оптические свойства сред |
| | | 62.1. | Переменные поля и вещество |
| | | 62.2. | Индукционная э. д. с |
| | | 62.3. | Цепи переменного тока. Решения дифференциальных уравнений |
| | | 62.4. | Генерация электромагнитных волн |
| | | 62.5. | Некоторые законы оптики сред. Скорость распространения электромагнитных волн в среде. Отражение и преломление волн |
| | | 62.6. | Показатель преломления в диэлектриках. Дисперсия света. Поглощение света |
| | | 62.7. | Показатель преломления в металлах. Скин-эффект. Прозрачность металлов к жесткому излучению |
| | | 62.8. | Эффекты нелинейной оптики |
| | | 62.9. | Лазеры |
| | | 62.10. | Космические мазеры |
| VIII | Плазма |
| | § 63. | Общие замечания |
| | § 64. | Квантовые явления в плазме. Туннелирование ядер сквозь потенциальный барьер |
| | § 65. | Релятивистские эффекты в плазме. Дефект массы при синтезе ядер и их энерговыделение |
| | § 66. | Статистика плазмы. Уравнение состояния плазмы. Тепловое излучение плазмы |
| | § 67. | Кинетика плазмы. Подвижность ионов и ее связь с диффузией. Электропроводность плазмы |
| | § 68. | Магнитная гидродинамика |
| | | 68.1. "Токамаки" и "стеллараторы" |
| | | 68.2. | Как возникают и "живут" магнитные поля звезд и планет |
| | | 68.3. | Колебания и волны в магнитной гидродинамике |
| | | 68.4. | Магнитосфера Земли |
| | § 69. | Распостранение радиоволн в ионосфере Земли |
| IX | Звездные и дозвездные состояния вещества |
| | § 70. | Состояние вещества при сверхвысоких температурах и плотностях |
| | § 71. | Звезда – газовый шар |
| | | 71.1. | Расчет давления и температуры в центре звезды |
| | | 71.2. | Температура поверхности и полная мощность излучения звезды |
| | | 71.3. | Перенос энергии в звездах |
| | § 72. | Источники звездной энергии |
| | | 72.1. | Анализ возможных источников энергии звезд |
| | | 72.2. | Ядерные реакции протон-протонного цикла |
| | § 73. | Плотные звезды – белые карлики |
| | | 73.1. | Возможная эволюция звезд типа Солнца |
| | | 73.2. | Плотность и размеры белых карликов |
| | | 73.3. | Предельная масса белых карликов |
| | § 74. | Сверхплотные нейтронные звезды |
| | | 74.1. | Размеры нейтронных звезд |
| | | 74.2. | Вращение и магнитные поля нейтронных звезд |
| | | 74.3. | Радиоизлучение пульсаров |
| | | 74.4. | Внутренняя структура нейтронных звезд |
| | | 74.5. | Гравитационные эффекты в окрестностях нейтронной звезды |
| | § 75. | Гравитация и релятивизм |
| | | 75.1. | Принцип эквивалентности |
| | | 75.2. | Геометрия и ход времени в неинерциальных системах отсчета |
| | | 75.3. | Уравнения Эйнштейна |
| | § 76. | Расширение Вселенной |
| | | 76.1. | Фридмановские космологические решения |
| | | 76.2. | Открытие "расширения" Вселенной |
| | | 76.3. | Критическая плотность |
| | § 77. | Горячая Вселенная |
| | | 77.1. | Открытие фонового теплового радиоизлучения |
| | | 77.2. | Зарядово-несимметричная модель ранней Вселенной |
| | | 77.3. | Изменение плотности и температуры дозвездной материи в процессе космологического расширения |
| | | 77.4. | Состояние вещества в ранние эпохи горячей Вселенной |
| | § 78. | Синтез элементов в звездах |
| Приложения |
| | I. | Фундаментальные эксперименты в истории физики и выдающиеся изобретения в физико-технической области |
| | II. | О мировых постоянных, анализе размерностей и системах единиц |
| | III. | Единицы физических величин |
| | IV. | Внесистемные единицы |
| | V. | Приставки и множители для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований |
| | VI. | Некоторые физические постоянные (приближенные значения) |
| | VII. | Латинский и греческий алфавиты |
| Предметный указатель |
Предлагаемая книга представляет собой учебное пособие по общему курсу физики,
читаемому в университетах и педагогических институтах на физическом и физико-математическом
факультетах. Книгу могут использовать и студенты тех технических вузов,
в которых физика является одной из основных дисциплин.
В отличии от многотомных курсов, которые, естественно, необходимы,
наша небольшая книга посвящена качественному рассмотрению
основных принципов и представлений, сложившихся в современной физике.
В книге представлены все основные разделы физической науки. Особенностью курса
является использование на ранних этапах изложения релятивистских и квантовых
представлений, а также свойств симметрии физических законов. Это позволяет
построить логическую схему курса наиболее соответствующую "духу" современной
физики: от основных понятий физики частиц и полей к изучению макрофизики.
Другой особенностью книги является более широкий подход, чем это принято
в общих курсах физики к изложению таких разделов, как физика плазмы,
гидродинамика и астрофизика. Это связано с современными крупномасштабными
исследованиями Земли и околоземного космического пространства. Известно, что
плазма – основное состояние вещества во Вселенной. Что касается гидро-
и газодинамики, то уместно привести высказывание академика Я.Б.Зельдовича:
"В современной астрономии и космологии вопросы движения вещества и газовой
динамики составляют больше половины в каждой проблеме". Астрофизике посвящена
специальная глава "Звездные и дозвездные состояния вещества", являющаяся
логическим завершением всего курса. Отдельные астрофизические явления
рассмотрены в главах по гидродинамике и физике плазмы.
Много внимания в книге отводится такому методу качественного изучения явлений,
как метод анализа размерностей. Он широко представлен в главах по гидродинамике,
физике плазмы и астрофизике. Энрико Ферми, крупнейший универсальный физик ХХ столетия говорил:
"В физике нет места для путаных мыслей. Действительно понимающие природу
того или иного явления должны получать основные законы из соображений размерности".
В книге используются системы единиц СИ и СГС. Нами принята сквозная нумерация параграфов,
в номерах формул (рисунков) сначала указан номер параграфа, в котором
использована эта формула (рисунок), а затем порядковый номер формулы
(рисунка). Например, ссылка на формулу (40.3), означает, что нужно
обратиться к §40, а рис.9.5 отыщется в §9.
В заключение заметим, что первое издание книги было переведено на английский язык и вышло в издательстве "Мир".
Иванов Борис Николаевич 
