Автор этой книги Макс Борн, выдающийся ученый, один из создателей современной физики, хорошо знаком нашему читателю по целому ряду его книг, изданных в нашей стране (в частности, совсем недавно вышли его книги «Физика в жизни моего поколения», ИЛ, 1963; «Эйнштейновская теория относительности», изд-во «Мир», 1964).
Книга М. Борна «Атомная физика» занимает особое место в физической литературе, являясь одним из самых простых и доступных изложений физики атомов и молекул. Для чтения ее от читателя не требуется большой специальной подготовки. Сложные физические выводы, а также некоторые математические сведения вынесены автором в ряд приложений, помещенных в конце книги. Это позволяет читать книгу «на двух уровнях». Тот, кто интересуется физической картиной явлений, может ограничиться основным текстом. В то же время в целом книга представляет собой научно строгое и достаточно полное руководство для более подготовленного читателя. Наконец, для специалиста-физика книга Макса Борна будет интересна тем, что она передает героическую атмосферу того времени, когда создавалась квантовая физика, — времени, число непосредственных свидетелей которого уже невелико.
Поэтому круг читателей, к которым Макс Бори адресует свою книгу, весьма широк. Ее охотно приобретут и физики-специалисты. Она будет полезным пособием для студентов и преподавателей различных вузов, в которых изучается физика; ею будут пользоваться химики, биологи, инженеры. Книгу будут читать и неспециалисты, серьезно интересующиеся или увлекающиеся физикой.
**
Оглавление
Предисловие к русскому переводу 5
Предисловие 7
Предисловие к седьмому изданию 8
Глава I. Кинетическая теория газов 9
§ 1. Атомистическая теория в химии 9
§ 2. Основные предположения кинетической теории газов .... 11
§ 3. Вычисление давления газа 13
§ 4. Температура газа 15
§ 5. Теплоемкость ...... 17
§ 6. Закон распределения по энергиям и скоростям 18
§ 7. Длина свободного пробега 27
§ 8. Определение числа Авогадро 29
Глава II. Элементарные частицы 34
§ 1. Прохождение электрического тока сквозь разреженные газы . . 34
§ 2. Каналовые и анодные (положительно заряженные) лучи 38
§ 3. Рентгеновские лучи 40
§ 4. Радиоактивные излучения 41
§ 5. Гипотеза Проута. Изотопия. Протон 50
§ 6. Нейтрон 57
§ 7. Космические лучи. Позитроны 59
§ 8. Мезоны и ядерные силы 63
Глава III. Атом и его ядро 70
§ 1. Теория электрона Лоренца 70
§ 2. Теорема инертности энергии. Единая теория поля 72
§ 3. Изучение строения атома на экспериментах по рассеянию 78
§ 4. Дефект массы и энергия связи ядер. Нейтрино . 82
§ 5. Тяжелый водород и тяжелая вода 87
§ 6. Искусственное расщепление ядер и искусственная радиоактивность 89
Глава IV. Волны —- частицы 98
§ 1. Волновая теория света. Интерференция и дифракция .... 98
§ 2. Кванты света 102
§ 3. Квантовая теория атома 105
§ 4. Эффект Комптона . 108
§ 5. Волновая природа материи. Теория де-Бройля 110
§ 6. Экспериментальное доказательство существования волн материи 113
§ 7. Противоречие между волновой и корпускулярной теориями. Устранение этого противоречия 116
Глава V. Структура атома и спектральные линии 127
§ I. Атом Бора; стационарные орбиты для простого периодического движения 127
§ 2. Квантовые условия для простого и кратнопериодического движения 137
§ 3. Матричная механика 155
§ 4. Волновая механика 158
§ 5. Механический момент (момент импульса) в волновой механике 169
§ 6. Четность 171
§ 7. Статистическая интерпретация волновой механики 172
Глава VI. Спин электрона и принцип Паули . 179
§ 1. Дублеты щелочных металлов и спин электрона 179
§ 2. Аномальный эффект Зеемана 183
§ 3. Атом водорода и рентгеновские термы 192
§ 4. Атом гелия 198
§ 5. Принцип запрета Паули 209
§ 6. Периодическая система. Заполненные оболочки 211
§ 7. Магнетизм 214
§ 8. Волновая теория спина электрона 217
§ 9. Плотность электронного облака 227
Глава VII. Ядерная физика 235
§ 1. Размеры ядра и а-распад 235
§ 2. Момент количества движения и магнитный момент 239
§ 3. Дейтрон и ядерные силы 246
§ 4. Структура ядра 251
§ 5. Оболочечная модель ядра 252
§ 6. Коллективная модель ядра 260
§ 7. р-распад и К-захват 262
§ 8. Дискретный (3-спектр и ядерные возбуждения 271
§ 9. Капельная модель ядра и деление ядер 274
Глава VIII. Квантовая статистика 283
§ 1. Тепловое излучение и закон Планка 283
§ 2. Теплоемкость твердых тел и многоатомных газов 293
§ 3. Квантование черного излучения 302
§ 4. Статистика Бозе—Эйнштейна для световых квантов 303
§ 5. Эйнштейнова теория вырождения газа 312
§ 6. Статистика Ферми—Дирака ... 315
§ 7. Электронная теория металлов. Распределение по энергии . . .317
§ 8. Термоэффект и фотоэффект в металлах 320
§ 9. Магнетизм электронного газа 324
§ 10. Электропроводность и теплопроводность. Термоэлектричество 325
Глава IX. Строение молекул 329
§ 1. Свойства молекул как отражение распределения заряда в электронном облаке 329
§ 2. Экспериментальное определение молекулярных постоянных . . 331
§ 3. Полосатые спектры и эффект Рамана 340
§ 4. Химическая связь. Классификация типов связей 351
§ 5. Теория гетерополярной ионной связи 353
§ 6. Теория ковалентной связи 357
§ 7. Теория сил Ван-дер-Ваальса и других видов связи 360
§ 8. Заключение 362
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Вычисление некоторых интегралов, встречающихся в кинетической теории газов 364
2. Теплопроводность, вязкость и диффузия 366
3. Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса . . 370
4. Среднее квадратичное отклонение 373
5. Теория относительности 375
6. Теория электрона 379
7. Теорема инертности энергии 382
8. Вычисление коэффициента рассеяния света на свободных частицах . 382
9. Формула Резерфорда для рассеяния а-частиц 384
10. Комптон-эффект . 387
11. Фазовая и групповая скорость 389
12. Элементарный вывод соотношения неопределенностей Гейзенберга . . 391
13. Теория Гамильтона и переменные действия 392
14. Квантование эллиптических орбит в теории Бора 395
15. Осциллятор в матричной механике 400
16. Осциллятор в волновой механике 404
17. Колебания круглой мембраны 406
18. Решение уравнения Шредингера для задачи Кеплера 407
19. Полный механический момент . 412
20. Вывод формулы Резерфорда в волновой механике 414
21. Вывод правил отбора в задаче Кеплера 418
22. Аномальный эффект Зеемана для О-линий натрия 422
23. Подсчет числа уровней в случае двух р-электронов 424
24. Атомный формфактор . 428
25. Формализм квантовой механики 435
26. Общее доказательство соотношения неопределенностей 442
27. Вероятности перехода 444
28. Квантовая теория излучения 447
29. Электростатическая энергия ядер 452
30. Теория а-распада 453
31. Основное состояние дейтрона 455
32. Мезонная теория 458
33. Закон Стефана — Больцмана и закон смещения Вина 458
34. Поглощение осциллятором 462
35. Температура и энтропия в квантовой статистике 466
36. Термоэлектронная эмиссия 467
37. Температурная зависимость для парамагнетизма 469
38. Теория ковалентной связи 473
39. Теория сил Ван-дер-Ваальса 476
Библиография 480
Предметный указатель 484
