Оптика и атомная физика

Купить бумажную книгу и читать

Название: Оптика и атомная физика

Автор: Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н.

Издательство: Академия

Год: 2000

Страниц: 408

ISBN: 5-7695-0351-X

Формат: PDF

Размер: 33 Мб

Язык: русский

В учебном пособии рассмотрены волновая природа света, геометрическая оптика, взаимодействие излучения с веществом, строение атома и другие вопросы оптики и атомной физики, физики атомного ядра и элементарных частиц.

Для студентов высших педагогических учебных заведений.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие....................................................................................................3

Введение...........................................................................................................5

Глава 1. Основные свойства света и его характеристики..................................10

1.1. Электромагнитная природа света........................................................10

1.2. Основные законы распространения света. Принцип Гюйгенса. Принцип Ферма.....................................................................................15

1.3. Теория Максвелла и основные законы оптики. Формулы Френеля...................................................................................................17

1.4. Волновые и корпускулярные свойства света.......................................23

1.5. Источники света.....................................................................................24

1.6. Приемники света....................................................................................27

1.7. Математическое описание оптических полей и их воздействия

на приемники излучения.......................................................................29

1.8. Энергетические фотометрические величины.......................................32

1.9. Световые величины. Элементы фотометрии.......................................37

Глава 2. Интерференция света..............................................................................41

2.1. Сложение световых волн. Интерференция света................................41

2.2. Когерентность........................................................................................45

2.3. Основные понятия элементарной теории когерентности...................50

2.4. Временная и пространственная когерентность...................................52

2.5. Методы наблюдения интерференционной картины в оптике............56

2.6. Влияние размеров и немонохроматичности источников света

на интерференционную картину...........................................................60

2.7. Интерференция в тонких пленках. Просветление оптики..................62

2.8. Двухлучевые интерферометры.............................................................67

2.9. Многолучевые интерферометры..........................................................72

Глава 3. Дифракция света.................................................................^...................74

3.1. Явление дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля...........................74

3.2. Дифракционная теория Кирхгофа. Метод Рэлея................................80

3.3. Дифракция Френеля. Спираль Корню.................................................86

3.4. Зонная пластинка...................................................................................90

3.5. Дифракция Фраунгофера......................................................................92

3.6. Дифракционные решетки......................................................................96

3.7. Дифракция рентгеновских волн. Формула Вульфа-Брэгга............104

3.8. Дифракция света на фазовых экранах...............................................105

3.9. Дифракционная природа оптического изображения........................110

3.10. Голография.........................................................................................116

Глава 4. Геометрическая оптика........................................................................122

4.1. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Световые лучи......................................................................................122

4.2. Принцип Ферма. Законы отражения и преломления света..............124

4.3. Отражение и преломление света на плоской границе раздела. Призмы. Световоды............................................................................127

4.4. Отражение и преломление света на сферической поверхности раздела..................................................................................................134

4.5. Тонкие линзы. Формула линзы. Оптическая сила линзы................138

4.6. Центрированные оптические системы...............................................143

4.7. Недостатки линз..................................................................................150

4.8. Яркость и освещенность оптических изображений..........................153

4.9. Глаз как оптическая система..............................................................156

4.10. Оптические приборы.........................................................................159

4.11. Разрешающая способность оптических приборов.........................166

Глава 5. Поляризация света...............................................................................169

5.1. Поперечность электромагнитных волн.............................................169

5.2. Явление Брюстера. Естественный свет..............................................171

5.3. Поляризаторы видимого света...........................................................174

5.4. Двойное лучепреломление..................................................................175

5.5. Интерференция поляризованных лучей............................................180

5.6. Искусственное двойное преломление................................................184

5.7. Поворот плоскости поляризации. Эффект Фарадея........................186

5.8. Эффекты Зеемана и Штарка...............................................................188

Глава 6. Дисперсия и рассеяние света................................................................191

6.1. Классическая теория дисперсии.........................................................191

6.2. Фазовая и групповая скорости света.................................................197

6.3. Рассеяние света....................................................................................203

6.4. Цвет тел................................................................................................205

Глава 7.чОптические явления в атмосфере........................................................208

7.1. Прозрачность атмосферы...................................................................208

7.2. Дифракция на случайных неоднородностях атмосферы.................209

7.3. Радуга...................................................................................................211

Глава 8. Скорость света. Свет и теория относительности...............................214

8.1. Измерение скорости света..................................................................214

8.2. Экспериментальные основы специальной теории относительности...................................................................................217

8.3. Эффект Доплера в оптике...................................................................221

8.4. Эффект Вавилова-Черенкова............................................................223

Глава 9. Квантовые свойства излучения...........................................................226

9.1. Фотоэлектрический эффект. Квантовая теория фотоэффекта........226

9.2. Применение фотоэффекта...................................................................230

9.3. Рентгеновское излучение. Тормозное и характеристическое излучения и их спектры.......................................................................233

9.4. Давление света.....................................................................................238

9.5. Эффект Комптона................................................................................243

9.6. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа...............................................245

9.7. Законы излучения абсолютно черного тела. Формула Планка......248

9.8. Приложения формулы Планка. Источники света. Пирометрия.....253

9.9. Флуктуации светового потока. Опыты С.И.Вавилова....................255

9.10. Двойственность представлений о свете............................................257

Глава 10. Волновые свойства вещества.............................................................261

10.1. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов...................................261

10.2. Соотношения неопределенностей Гейзенберга...............................266

10.3. Особенности процесса измерения в квантовой механике. Принцип суперпозиции.....................................................................272

10.4. Уравнение Шредингера.....................................................................276

10.5. Физические величины и операторы..................................................280

10.6. Дуализм представлений о веществе..................................................282

Глава 11. Физика атомов и молекул..................................................................284

11.1. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома............................284

11.2. Модель атома Бора-Резерфорда......................................................289

11.3. Экспериментальные подтверждения модели атома Бора-Резерфорда...............................................................................293

11.4. Квантование момента импульса и его проекции

для электрона в атоме........................................................................298

11.5. Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Магнетон Бора..........300

11.6. Принцип Паули. Периодическая система элементов Менделеева..........................................................................................303

11.7. Влияние спина электронов на атомные спектры. Спин-орбитальное взаимодействие..................................................307

11.8. Спектры многоэлектронных атомов................................................309

11.9. Электронный парамагнитный резонанс...........................................311

11.10. Природа химической связи. Молекулы..........................................313

11.11. Молекулярные спектры...................................................................317

11.12. Комбинационное рассеяние света...................................................318

11.13. Люминесценция. Правило Стокса..................................................320

11.14. Спонтанное и вынужденное излучения..........................................321

11.15. Лазеры и их применение..................................................................325

11.16. Электронный микроскоп.................................................................330

Глава 12. Физика атомного ядра........................................................................335

12.1. Развитие идеи атомизма....................................................................335

12.2. Естественная радиоактивность.........................................................337

12.3. Изотопы..............................................................................................339

12.4. Законы радиоактивных превращений..............................................341

12.5. Методы регистрации частиц и их траекторий.................................343

12.6. Получение частиц высоких энергий.................................................347

12.7. Открытие нейтрона. Состав атомного ядра....................................350

12.8. Энергия связи атомных ядер.............................................................353

12.9. Искусственное превращение ядер. Позитрон. Появление и исчезновение пар................................................................................355

12.10. Ядерные реакции..............................................................................361

12.11. Теория альфа-распада......................................................................363

12.12. Теория бета-распада........................................................................364

12.13. Ядерные силы...................................................................................365

12.14. Модели ядра.....................................................................................368

12.15. Использование ядерной энергии....................................................370

Глава 13. Физика элементарных частиц...........................................................376

13.1. Что такое элементарные частицы?...................................................376

13.2. Фундаментальные взаимодействия и классификация элементарных частиц........................................................................379

13.3. Взаимодействия элементарных частиц и законы сохранения.......382

13.4. Частицы и античастицы. Космическое излучение..........................384

13.5. Резонансы...........................................................................................387

13.6. Спектры барионов и мезонов...........................................................389

13.7. Кварки................................................................................................392

13.8. Стандартная модель..........................................................................396

13.9. Ядерная физика и космология..........................................................398

Заключение.................................................................................................402