Атомная физика. Том 1: Введение в атомную физику
трето стереотипно издание, 524 стр.
------
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к третьему изданию 7
Предисловие ко второму изданию , 7
Из предисловия к первому изданию 8
Глава I. Электрон, его заряд и масса . 11
§ 1. Открытие электрона (11). § 2. Определение заряда электрона (12). § 3. Практическое осуществление опыта Милли-кэна (14). § 4. Движение электрона в электрическом и магнитном полях (19). § 5. Электрон в продольном электростатическом поле (24). § 6. Экспериментальные методы определения удельного заряда (25). § 7. Определение удельного заряда электрона по методу двух конденсаторов (27). § 8. Определение удельного заряда электрона по методу фокусировки продольным магнитным полем (29). § 9. Фокусировка и монохроматизация пучков заряженных частиц (32). § 10. Зависимость массы электрона от его скорости (36). § 11. Электромагнитная масса (41).
Глава II. Атомы. Изотопы 46
§ 12. Введение (46). § 13. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева (47). § 14. Определение истинных масс атомов. Метод парабол (54). § 15. Масс-спектрографы (57). § 16. Масс-спектрометры и масс-спектрографы с двойной фокусировкой (65). § 17. Массы и процентное содержание изотопов (70). § 18. Разделение изотопов с помощью методов, основанных на диффузии (71). 19. Разделение изотопов методом термодиффузии (77). § 20. Разделение изотопов с помощью электромагнитных методов (82). § 21. Разделение изотот в с помощью методов фракционированной перегонки и обменных реакций (86). § 22. Разделение изотопов методом центрифугирования (88). § 23. Получение тяжёлого изотопа водорода (дейтерия) и тяжёлой воды (90).
Глава III. Ядерное строение атома 95
§ 24. Эффективное сечение для рассеяния частиц (95). § 25. Зондирование атомов электронами (98). § 26. Свойства а-частиц (100). § 27. Теория рассеяния а-частиц (104). § 28. Экспериментальная проверка формулы Резерфорда (107). § 29. Определение заряда ядра (109).
Глава IV. Рентгеновские лучи и их применение к определению атомных констант 111
§ 30. Рентгеновские лучи (111). § 31. Поглощение рентгеновских лучей (115). § 32. Рассеяние рентгеновских лучей (119). § 33. Диф-фракция рентгеновских лучей в кристаллической решётке (121). § 34. Экспериментальное осуществление диффракции рентгеновских лучей (127). § 35. Определение длины волны рентгеновских спектральных линий (132). § 36. Спектры рентгеновских лучей (134). § 37. Закон Мозели (136). § 38. Абсолютное определение длины волны рентгеновских лучей (140). § 39. Определение постоянной Авогадро и заряда электрона (143). § 40. Удельный заряд электрона (147).
Глава V. Строение атома и классическая физика 149
А. Классическая механика и строение атома 149
§ 41. Атомные модели (149). § 42. Закон сохранения энергии в механике (150). § 43. Потенциальные кривые (153). § 44. Линейный гармонический осциллятор (156). § 45. Комплексное представление колебаний (160). § 46. Разложение в спектр (162). § 47. Центральные силы. Кинетическая энергия в полярных координатах (167). § 48. Движение в центральном поле (168). § 49. Кеплерова задача (170). § 50. ос-частица в поле ядра (174). § 51. Приведённая масса (176). § 52. Обобщённые координаты. Состояние системы (179). § 53. Функция Лагранжа. Уравнения Лагранжа (180). § 54. Применение уравнений Лагранжа к задаче о центральном движении (183). § 55. Обобщённые импульсы (186). § 56. Гамильтоновы канонические уравнения (188). § 57. Физический смысл функции Гамильтона (190). § 58. Циклические координаты (193). § 59. Скобки Пуассона. Законы сохранения (195). § 60. Движение в электромагнитном поле (199). § 61. Механика быстр о движущихся частиц (204).
В. Классическая теория электромагнитного излучения 209
§ 62. Элементарные центры испускания света (209). § 63. Электромагнитное излучение линейного осциллятора (210). § 64. Полное и среднее излучение осциллятора (213). § 65. Электромагнитный спектр негармонического осциллятора(215). § 66. Затухание колебаний (217). § 67. Лучистое трение (220). § 68. Интеграл Фурье и сплош-ной спектр (224). § 69. Естественная ширина спектральных линий (228). § 70. Другие примеры спектрального разложения непериодических процессов (230). § 71. Планетарная модель атома (234). § 72. Орбитальный магнитный момент и теорема Лармора (235). §73. Эффект Зеемана (238). § 74. Эффект Зеемана. Общий случай (242).
Глава VI. Излучение абсолютно чёрного тела и гипотеза квантов энергии 246
§ 75. Классическая физика и проблема теплового излучения (246). § 76. Равновесное излучение в полости (249). § 77. Закон Кирхгофа (251). § 78. Законы излучения абсолютно чёрного тела (253). § 79. Экспериментальное исследование законов теплового излучения (256). § 80. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы (257). § 81. Формула Рэлея—Джинса (260). § 82. «Ультрафиолетовая катастрофа» (262). § 83. Формула Планка (263). § 84. Гипотеза квантов энергии (265).
Глава VII. Уровни энергии атомов 269
§ 85. Планетарная модель атома и квантовые постулаты Бора (269). § 86. Опыты Франка и Герца (270). § 87. Упругие соударения (274). § 88. Неупругие соударения. Критические потенциалы (276). § 89. Усовершенствование экспериментальной методики (278). § 90. Одновременное определение всех ступеней возбуждения (279). § 91. Определение ионизационных потенциален (282). § 92. Излучение возбуждённых атомов (285). § 93. Спонтанное излучение (287). § 94. Вынужденное излучение и поглощение (290). § 95. Вывод формулы Планка по Эйнштейну (291).
Глава VIII. Спектральные серии и уровни энергии водородного атома 294
§ 96. Серия Бальмера (294). §97. Серии Лаймана, Пашена и др. Обобщённая формула Бальмера (297). § 98. Спектральные термы. Комбинационный принцип (299). § 99. Квантование круговых орбит (301). § 100. Теория Бора (304). § 101. Применение предыдущей теории. Открытие тяжёлого изотопа водорода (308). § 102. Серия Пикеринга и спектры водородоподобных ионов (310). § 103. О спектроскопическом определении удельного заряда электрона (312). § 104. Диаграммы уровней энергии (314). § 105. Граничный сплош-ной спектр атомного водорода (315). § 106. Квантование водородо-подобного атома по Бору—Зоммерфельду (317). § 107. Принцип соответствия (325). § 108. Кризис теории Бора (330).
Глава IX. Световые кванты 332
§ 109. Флуктуации светового поля (332). § 110. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна (338). § 111. Экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна (341). § 112. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра (343). § 113. Точное опреде-ление постоянной Планка (344). § 114. Другие опыты, обнаруживающие корпускулярные свойства света (346). § 115. Флуктуации светового потока (348). § 116. Рассеяние рентгеновских лучей (волновая теория) (351). § 117. Эффект Комптона (356). § 118. Эле-ментарная теория эффекта Комптона (358). § 119. Электроны отдачи (361). § 120. Элементарные акты рассеяния и законы сохранения (365). § 121. Экспериментальное подтверждение применимости законов сохранения к элементарным актам рассеяния (367).
Глава X. Волны и частицы 370
§ 122. Введение (370). § 123. Плоская монохроматическая волна в однородной среде (371). § 124. Волновое уравнение (373). § 125. Суперпозиция плоских волн (375). § 126. Волновой пакет (377). § 127. Фазовая и групповая скорости (381). §128. Корпускулярно-волновой параллелизм. Преломление света (384). § 129. Корпус-кулярно-волновой параллелизм. Эффект Допил ера (388). § 130. Кор-пускулярно-волновой параллелизм. Диффракционная решётка (389). § 131. Гипотеза де-Брогля (391). § 132. Свойства волн де-Брогля (393). § 133. Экспериментальное подтверждение гипотезы де-Брогля. Метод Брэгга (396). § 134. Преломление электронных волн и внутренний потенциал металла (401). § 135. Экспериментальное подтверждение гипотезы де-Брогля. Методы Лауэ и Дебая—Шер-рера (403). § 136. Интерференционные явления с молекулярными пучками (409). § 137. Волновой пакет и частица (410). §138. Стати-стическое истолкование волн де-Брогля (412). § 139. Соотношения неопределённости (414). § 140. Определение места и импульса микрочастицы (417). § 141. Ошибочные толкования соотношений неопределённости (423). § 142. Соотношения неопределённости и принцип причинности (428).
Глава XI. Уравнение Шредингера 434 ,
§ 143. Уравнение Шредингера и физический смысл его решений (434). § 144. Отражение и прохождение через потенциальный барьер (441). § 145. Потенциальный барьер конечной ширины (450). § 146. Колебания струны (455). § 147. Частица в потенциальном яшпке (461). § 148. Электрон в потенциальной яме (466). § 149. Линейный гармонический осциллятор (472). § 150. Нормальное и возбуждённые состояния линейного осциллятора (478). § 151. Связанные осцилляторы. Силы Ван-дер-Ваальса (485). § 152. Частица в трёхмерном потенциальном ящике (494).
Приложения 500
I. Вычисление средних значений 500
II. Вывод формулы зависимости массы от скорости 504
III. К классической теории эффекта Зеемана . 507
IV. Формула средней квадратичной флуктуации 509
V. Частица в прямоугольной потенциальной яме 514
VI. Ортогональность и нормирование собственных функций осциллятора 517
Предметный указатель , . 521
**
Атомная физика. Том 2: Электронная оболочка атома и атомное ядро
второ преработено издание, 718 стр.
---
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 1
Глава XII. Основы квантовой механики 9
§ 153. Введение (9). § 154. Линейные операторы (10). §155. Собственные значения и собственные функции линейных операторов (14). § 156. Самосопряжённые операторы (17). § 157. Ортогональность собственных функций самосопряжённых операторов (20). § 158. Разложение по ортогональным функциям (22). § 159. Волновая функция (26). § 160. Принцип суперпозиции (27). § 161. Основные постулаты квантовой механики (28). § 162. Квантование (32). § 163. Свободная частица (34). § 164. Средние значения (37). § 165. Вероятности определённых значений механических величин (42). § 166. Простой пример (43). § 167. Общие собственные функции (45). § 168. Неравенства Гейзенберга (48). § 169. Общее уравнение Шредингера (52). § 170. Плотность и ток вероятности (55). § 171. «Чистые состояния» и смеси (58). § 172. Стационарные состояния (61). § 173. Теорема Эренфеста (64). § 174. Уравнения движения (66). § 175. Законы сохранения (71).
Глава XIII. Движение в центральном поле 75
§ 176. Момент количества движения (75). § 177. Свойства момента количества движения (78). § 178. Собственные функции и собственные значения квадрата момента количества движения (81). § 179. Собственные функции и собственные значения оператора проекции момента количества движения (84). § 180. Описание различных состояний в центральном поле (85). § 181. Пространственное квантование (88). § 182. Графические изображения (91). § 183. Кеплерова задача (95). § 184. Описание состояний водородоподобных атомов (101). § 185. Модель валентного электрона (113). § 186. Спектральные серии щелочных металлов (118). § 187. Два электрона в центральном поле (125). § 188. Теория возмущений для простых (невырожденных) собственных значений (128). § 189. Нормальное состояние атома гелия (133).
Глава XIV. Излучение 137
§ 190. Метод вариации постоянных (137). § 191. Поглощение и ис-пускание света (140). § 192. Вычисление коэффициентов Эйнштейна (146). § 193. Правила отбора (153). § 194. Магнетон Бора (157). § 195. Электрон в магнитном поле (161). § 196. Теория простого эффекта Зеемана (163).
Глава XV. Спин электрона 167
§ 197. Гипотеза вращающегося электрона (167). § 198. Опыт-Штерна и Герлаха (170). § 199. Магнито-механические эффекты (173). § 200. Спин и поляризация (175). § 201. Релятивистское волновое уравнение второго порядка (179). § 202. Уравнение Дирака (181). § 203. Существование собственного магнитного момента и спина электрона (186). § 204. Формула тонкой структуры (194). § 205. Дублеты щелочных металлов (204). § 206, Квантовое число полного момента импульса (205). § 207. Правила отбора для квантового числа / (207). § 208. Аномальный эффект Зеемана (208). § 209. Теория аномального эффекта Зеемана. Слабое поде (210). § 210. Теория аномального эффекта Зеемана. Сильное поле (215).
Глава XVI. Атомы со многими электронами 218
§ 211. Спектр гелия. Паргелий и ортогелий (218). § 212. Обменное вырождение (220). § 213. Проблема гелия (226). § 214. Кз^лоновские и обменные взаимодействия (231). §215. Принцип Паули (235). § 216. Сингулетные и триплетные состояния гелия (239). § 217. Спектры атомов второй группы периодической системы (244). § 218. Некоторые закономерности в сложных спектрах (251). § 219. Магнитные свойства атомов (253). § 220. Спектры изоэлектронных ионов (256). § 221. Теория периодической системы Д. И. Менделеева (259). § 222. Строение отдельных периодов системы элементов Д. И. Менделеева (262). § 223. Рентгеновские спектры (267). § 224. Схема уровней энергии для рентгеновских спектров (270). § 225. Непосредственное определение рентгеновских уровней энергии (274).
Глава XVII. Возбуждённые атомы 278
§ 226. Оптическое возбуждение и резонансная флуоресценция. (278). § 227. Ступенчатое возбуждение (281). § 228. Термическое * возбуждение (283). § 229. Удары второго рода (285). § 230. Сенсибилизированная флуоресценция (286). § 231. Резонанс при передаче энергии ударами второго рода (288). § 232. Время жизни возб>уждённых состояний (293). § 233. Ширина уровней. Автоионн-зация (295). § 234. Метастабильные состояния (300). § 235. Запрещённые переходы (304). § 236. Интенсивность спектральных линий (306),
Глава XVIII. Общая характеристика атомного ядра 310
§ 237. Заряд и масса ядра (310). § 238. Спин ядра (313). § 239. Магнитный момент ядра (319). § 240. Магнитный резонансный метод (321). § 241. Элементарные частицы (328). § 242. Элементарные составные части ядра (331). § 243. Дефект массы и энергия связи (334). § 244. Электрическое поле и радиус ядра (341). § 245. Энергия ядра (345). § 246. Дейтерон и а-частица (350). § 247. Теория дейтерона (352). § 248. Ядерные силы, как обменные силы (357). § 249. Зависимость ядерных сил от спина (361). § 250. Экспериментальные методы исследования отдельных частиц (362).
Глава XIX. Радиоактивность 374
§ 251. Естественная радиоактивность (374). § 252. Элементарный закон радиоактивных превращений (376). § 253. Статистический характер закона радиоактивного распада (378). § 254. Теория последовательных превращений (382). § 255. Единица радиоактивности (386). § 256. Тепловой эффект (387). § 257. Радиоактивные семейства (390). § 258. Пробег а-частиц (394). § 259. Связь между пробегом и энергией а-частиц (398). §260. Теория а-распада (401). § 261. у-лучи, сопровождающие а-распад (405). § 262. [3-рас-пад и (3-спектры (411). § 263. Нейтрино (415). § 264. Поглощение и рассеяние у-лучей (423). § 265. Позитроны (426). § 266. Свойства позитронов и теория Дирака (428). § 267. Образование пар. (431). § 268. Внутренняя конверсия и спектроскопия у-лучей (436).
Глава XX. Искусственное преобразование атомных ядер . . . 443
§ 269. Введение (443). § 270. Составное ядро (444). § 271. Ядро как квантовомеханическая система (446). § 272. Вылет частицы из возбуждённого ядра (448). § 273. Захват частицы ядром (451). § 274. Источники частиц, производящих ядерные реакции (457). § 275. Циклотрон (459). § 276. Электростатический генератор (467). § 277. Ускорение электронов, Бетатрон (468). § 278. Синхротрон и фазотрон (477). § 279. Ядерные реакции и законы сохранения энергии и количества движения (479). § 280. Ядерные реакции, вызываемые а-частицами (484). § 281. Получение искусственно-радиоактивных веществ (488). § 282. Ядерные реакции, вызы-ваемые протонами и дейтеронами (489). § 283. Фоторасщепление ядер (497).. § 284. Позитронная радиоактивность и захват Юэлектронов (500). § 285. Ядерная изомерия (503).
Глава XXI. Нейтроны . . 506
§ 286. Открытие нейтронов (506). § 287. Масса, спин и магнитный момент нейтрона (508). § 288. Ядерные реакции, вызываемые нейтронами (512). § 289. Взаимодействие нейтронов с веществом. Быстрые нейтроны (517). § 290. Медленные нейтроны (519). § 291. Диффракция нейтронов (528). § 292. Некоторые «оптические» свойства нейтронов (535).
Глава XXII. Деление ядер и использование атомной энергии . 538
§ 293. Открытие деления тяжёлых ядер (538). § 294. Теория деления атомных ядер (544). § 295. Энергия активации при делении (548). § 296. Спонтанное деление (553). § 297. Различные способы осуществления деления (554). § 298. Продукты деления ядер. Реакции под действием сверхбыстрых частиц (555). § 299. Нейтроны, освобождаемые при делении (559). § 300. Трансурановые элементы (561). § 301. Ядерная цепная реакция (567*). § 302. Применение замедлителя. Ядерные реакторы (котлы) (570). § 303. Получение плутония. Применения ядерной энергии (577). § 304. Роль ядерной энергии в природе (581).
Глава XXIII. Космические лучи 589
§ 305. Введение (589). §306. Основные экспериментальные данные (590). §307. Действие магнитного поля Земли на первичные космические лучи (геомагнитные эффекты) (595). § 308. Наблюдения в камере Вильсона (598). § 309. Открытие позитрона (605). § 310. Спектр импульсов частиц, входящих в состав космического излучения (608). §*311. Ливни (609). § 312. Взаимодействие быстрых частиц с веществом (612). § 313. Образование каскадных ливней (615). § 314. Каскадные ливни в свинце (616). § 315. Мягкая и жёсткая компоненты (619). § 316. Мезоны (622). § 317. Ливни, сопровожда-ющие прохождение мезонов через вещество (ионизационные и радиационные ливни) (626). § 318. Масса мезона (629). § 319. Распад мезона (635). § 320. Наблюдения над медленными мезонами с помощью фотографических пластинок. Захват мезонов ядрами, ц-распад мезонов (646). § 321. Рождение мезонов в атмосфере. Восточно-западный эффект. Состав первичного излучения, образующего мезоны (650). § 322. Взаимодействие мезонов с ядрами (654). § 323. Электронно-ядерные ливни (657). § 324. Получение мезонов в лабораторных условиях (658). § 325. Происхождение космических лучей (660).
Приложения 662
VII. Разложение произвольной функции по ортогональным функция VI. 1. Векторы (662). 2. Разложение функций по ортогональным функциям (664).
VIII. Электростатическая энергия взаимодействия двух зарядов 669
IX. Квазистационарные состояния и виртуальные уровни энергии 673
X. Сохранение импульса для релятивистского электрона . . . 679
XI. Таблица масс лёгких ядер 682
XII. Таблица изотопов 685
XIII. Важнейшие атомные константы. 1. Основные константы (706). 2. Различные атомные константы (706). 3. Различные физические константы (708).
XIV. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева. . . . 710
Предметный указатель 711
