Квантовая микро- и макрофизика, Ципенюк Ю.М., 2006

Квантовая микро- и макрофизика, Ципенюк Ю.М., 2006.

   Книга является заключительным разделом общего курса физики, посвященным рассмотрению фундаментальных основ современной квантовой физики, и адресована студентам технических университетов с углубленным изучением физики, а равно и студентам физико-математических факультетов классических университетов. Предметом этой книги является квантовая физика атома, молекул, ядра и элементарных частиц, а также квантовая физика макроскопических систем. В раздел физики систем многих частиц включены вопросы квантовой теории излучения, основы физики лазеров, физические основы сверхтекучести и сверхпроводимости, физические свойства металлов, изоляторов и полупроводников, магнитные свойства веществ, квантовые свойства низкоразмерных и мезоскопических систем.
Книга основана на курсе лекций, читаемых автором для студентов III курса Московского физико-технического института (МФТИ).




КВАНТОВАЯ МИКРОФИЗИКА.
Когда мы применяем законы классической физики к макроскопическим системам, то пытаемся описать лишь глобальные свойства таких систем. Мы отвлекаемся от движения элементарных частиц, из которого состоит твердое тело, когда описываем его движение как целого. Классическая физика является феноменологической теорией. Такая теория описывает и обобщает экспериментальные факты, она не претендует на объяснение всех явлений в физике, а лишь в какой-то узкой ограниченной области. Именно поэтому исторически сложилось так, что физика делится на механику, термодинамику, оптику, электричество. В каждой из этих областей справедливы свои законы и закономерности, каждая основана на каких-то предположениях.

Законы классической физики являются прекрасными феноменологическими законами, но они не говорят нам всего даже о макроскопических телах. Все дело в том, что понятия и принципы классической физики возникли на основе изучения макроскопических объектов. С помощью этих законов мы можем описать поведение (движение) механизмов, состоящих из пружин, рычагов, маховых колес и т. д., если мы знаем физические константы, характеризующие вещество, из которых сделаны эти механизмы, т. е. знаем, чему равна плотность вещества, модули упругости пружин, скорости распространения возмущений в системах (например, скорость звука). Но классическая физика не может ответить, почему плотность или модуль упругости имеют именно такие значения, почему стержень ломается при больших нагрузках. Она не объясняет, почему медь плавится при 1083°С, почему пары натрия испускают желтый свет, почему светит Солнце, почему ядра тяжелых элементов самопроизвольно делятся на более легкие ядра, почему серебро прекрасно проводит электрический ток, а кремний — нет. И такого рода вопросов может быть бесчисленное множество.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Часть I. КВАНТОВАЯ МИКРОФИЗИКА.
Введение.
Глава 1 Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Фотоэффект. Эффект Комптона.
§1.1. Корпускулы и волны.
§1.2. Фотоэффект и его закономерности.
§1.3. Эффект Комптона.
§1.4. Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения.
Глава 2 Волны де Бройля. Соотношения неопределенностей и принцип дополнительности.
§2.1. Волны де Бройля.
§2.2. Физический смысл волн де Бройля. Волновая функция.
§2.3. Операторы физических величин и их средние значения.
§2.4. Соотношения неопределенностей и принцип дополнительности.
Глава 3 Уравнение Шредингера. Туннельный эффект.
§3.1. Уравнение Шредингера и его основные свойства.
§3.2. Движение частицы в поле «прямоугольной ступеньки».
§3.3. Прямоугольный барьер. Туннельный эффект.
Глава 4 Планетарная модель атома и постулаты Бора. Стационарные состояния частиц в потенциальной яме.
§4.1. Атомные спектры и планетарная модель атома.
§4.2. Постулаты Бора.
§4.3. Частица в потенциальной яме.
§4.4 Частица в трехмерной и одномерной ямах конечной глубины.
Глава 5 Гармонический осциллятор. Кулоновский потенциал. Пространственное квантование. Квантовый ротатор. Молекулярные спектры.
§5.1. Квазиклассический метод нахождения стационарных состояний.
§5.2. Гармонический осциллятор.
§5.3. Кулоновский потенциал.
§5.4. Пространственное квантование.
§5.5. Молекулярные спектры.
Глава 6 Угловой момент атомов. Магнетизм атомов. Спин электрона.
§6.1. Состояния атомных электронов с разными моментами импульса.
§6.2. Магнетизм атомов.
§6.3. Спин электрона.
§6.4. Сложение угловых моментов.
Глава 7 Законы сохранения в квантовой механике. Принцип Паули. Таблица Менделеева. Характеристическое излучение.
§7.1. Законы сохранения в квантовой механике.
§7.2. Право-левая симметрия.
§7.3. Принцип Паули.
§7.4. Роль обменной энергии в образовании молекул.
§7.5. Таблица Менделеева.
§7.6. Квантовые характеристики сложных атомов.
§7.7. Характеристическое излучение.
Глава 8 Правила отбора при электромагнитных переходах. Атом в магнитном поле.
§8.1. Спин фотона.
§8.2. Электромагнитные переходы.
§8.3. Правила отбора.
§8.4.Эффект Зеемана.
Глава 9 Атомное ядро.
§9.1. Параметры атомных ядер.
§9.2. Мезонная теория ядерного взаимодействия.
Глава 10 Модели ядра.
§10.1. Модель жидкой капли. Формула Вайцзеккера.
§10.2. Оболочечная модель ядра.
§10.3. Возбужденные состояния ядер.
Глава 11 Радиоактивность.
§11.1. Законы радиоактивного распада.
§11.2. Альфа-распад.
§11.3. Бета-распад.
§11.4. Гамма-излучение.
§11.5. Деление ядер.
§11.6. Экзотическая радиоактивность.
§11.7. Эволюция Вселенной и происхождение элементов.
§11.8. Синтез новых элементов, трансураны.
Глава 12 Ядерные реакции.
§12.1. Эффективное сечение реакции.
§12.2. Законы сохранения в ядерных реакциях.
§12.3. Качественные оценки сечений ядерных реакций.
Глава 13 Физика нейтронов и ядерная энергетика.
§13.1. Особенности взаимодействия нейтронов с ядрами.
§13.2. Замедление нейтронов.
§13.3. Потенциальное рассеяние.
§13.4. Оптика нейтронов.
§13.5. Ядерные реакторы.
§13.6. Термоядерный синтез.
§13.7. Энергия Солнца и звезд.
Глава 14 Элементарные частицы.
§14.1. Основные свойства элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия в природе.
§14.2. Законы сохранения в микромире.
§14.3. Кварковая структура адронов.
§14 4. Электрослабое взаимодействие.
Часть II. КВАНТОВАЯ МАКРОФИЗИКА.
Введение.
Глава 15 Квантовая теория излучения. Лазеры.
§15.1. Равновесное тепловое излучение.
§15.2. Интегральные характеристики теплового излучения.
§15.3. Вынужденное и спонтанное излучения. Лазеры.
§15.4. Ширина линии лазерного излучения.
Глава 16 Кристаллические структуры твердых тел.
§16.1. Симметрия кристаллов.
§16.2. Классификация кристаллов.
§16.3. Обозначения плоскостей и направлений в кристалле.
§16.4. Типы связей в кристаллах.
§16.5. Жидкие кристаллы.
§16.6. Дефекты кристаллов.
§16.7. Упругое рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов в кристаллах.
Глава 17 Динамика атомов кристаллической решетки. Фононы.
§17.1. Характер теплового движения атомов кристалла.
§17.2. Изучение фононного спектра кристаллов методом неупругого рассеяния нейтронов.
§17.3. Эффект Мессбауэра.
§17.4. Теплоемкость решетки.
§17.5. Решеточная теплопроводность.
Глава 18 Металлы.
§18.1. Распределение Ферми-Дирака.
§18.2. Зонная структура энергетических состояний электронов в кристаллах.
§18.3. Динамика электронов в кристаллической решетке.
§18.4. Электронная теплопроводность.
§18.5. Электропроводность металлов.
Глава 19 Полупроводники.
§19.1. Уровень Ферми в полупроводниках.
§19.2. Роль примесей.
§19.3. Электропроводность полупроводников.
§19.4. Контактные явления в полупроводниках.
§19.5. Полупроводниковые триоды (транзисторы).
Глава 20 Магнетизм веществ.
§20.1. Классификация магнетиков.
§20.2. Диамагнетизм.
§20.3. Парамагнетизм.
§20.4. Ферромагнетизм.
§20.5. Квантовомеханическое описание ферромагнетизма.
§20.6. Возбуждение спиновой системы (спиновые волны).
Глава 21 Сверхтекучесть и сверхпроводимость.
§21.1. Основные свойства сверхпроводников.
§21.2. Эффект Мейсснера и глубина проникновения.
§21.3. Сверхтекучесть жидкого гелия.
§21.4. Энергетическая щель сверхпроводящего состояния.
§21.5. Микроскопический механизм сверхпроводимости.
§21.6. Незатухающий сверхпроводящий ток и критическое магнитное поле с точки зрения микротеории.
§21.7. Длина когерентности.
§21.8. Энергия границы между фазами.
§21.9. Квантование потока.
§21.10 Вихревая структура сверхпроводников II рода.
§21.11. Первое и второе критическое поле.
§21.12. Высокотемпературные сверхпроводники.
§21.13. Применения сверхпроводимости.
Глава 22 Квантовые явления в низкоразмерных и мезоскопических системах.
§22.1. Квантовые эффекты в проводимости.
§22.2. Эффект Ааронова-Бома.
§22.3. Интерференционные эффекты в магнитном поле.
§22.4. Мезоскопические эффекты.
§22.5. Двумерный электронный газ.
§22.6. Квантующее магнитное поле.
§22.7. Классический эффект Холла.
§22.8. Целочисленный квантовый эффект Холла.
§22.9. Сопротивление, проводимость и потенциал в условиях квантования холловского сопротивления.
§22.10. Дробный квантовый эффект Холла и композитные частицы
Заключение.
Именной указатель.
Предметный указатель.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Квантовая микро- и макрофизика, Ципенюк Ю.М., 2006 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу, если она есть в продаже, и похожие книги по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить книги


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по физике :: физика :: Ципенюк :: квант :: макрофизика :: эффект Холла