ПРЕДИСЛОВИЕ

Многолетняя педагогическая практика преподавания теорети­ческой физики в педвузах и на химическом факультете МГУ убедили меня в необходимости написания курса теоретической физики не­большого объема, содержащего основы четырех наиболее тесно связанных друг с другом разделов: классической механики, термо­динамики, квантовой механики и статистической физики. Выяв­ление связи между этими основными главами теоретической физи­ки, существующих между ними аналогий и противоречий является одной из основных задач этого курса. Такой курс не может заме­нить имеющихся советских и переводных учебников по отдельным разделам теоретической физики, однако их значительный, в боль­шинстве случаев, объем, строгость изложения, предъявляющая по­вышенные требования к математической подготовке читателей, яв­ляются препятствием при использовании их студентами педагоги­ческих и ряда других институтов.

Предлагаемая вниманию читателей книга знакомит с основ­ными положениями механики, термодинамики, квантовой и стати­стической физики.

Механика изложена в объеме, необходимом для понимания кван­товой и статистической физики.

В главе, посвященной термодинамике, подробно описан метод термодинамических потенциалов, являющийся основным методом современной термодинамики.

С его помощью в книге решен ряд задач (фазовые переходы, ис­следование свойств магнетиков и диэлектриков, поверхностные явления и др.). Изложена также теория устойчивости термодинами­ческого равновесия, хотя и созданная почти 90 лет назад Гиббсом, однако редко излагаемая и еще реже применяемая для решения кон­кретных задач в элементарных курсах.

В разделе квантовой теории шире, чем обычно, изложены во­просы квантовой механики многоэлектронных систем и соответст­вующие квантово-механические методы (вариационный метод, ме­тоды атомных и молекулярных орбит), что позволило более ясно показать значение квантовой механики для современной физики и химии, а также более подробно обсудить некоторые принципиаль­ные вопросы теории.

В главу о статистической физике были включены основные ста­тистические методы — метод Максвелла — Больцмана и метод Гиббса — и рассмотрены различные формы квантовых статистик. В ней подчеркнута также связь между устойчивостью термодинами­ческих состояний и флюктуациями.

Материал книги излагается по возможности дедуктивным мето­дом, в тех же случаях, когда введение каких-либо новых постула­тов являлось неизбежным, оно соответствующим образом мотиви­руется. В тексте самой книги подобных отступлений мало, чаще они отнесены в дополнения. Чтобы не затруднять читателей разбо­ром отдельных сложных или громоздких математических выводов, в дополнениях даны целиком все расчеты, изложение которых могло загромоздить главную линию данного вывода или отвлечь читателя поисками математических деталей в других книгах.

Я надеюсь, что книга будет полезна для студентов-физиков, ин­тересы которых выходят за пределы программы; не физиков, на­пример химиков или инженеров, осознавших необходимость ознакомления с теоретической физикой для более глубокого пони­мания их собственной области.

Во втором издании сделан ряд добавлений. Представления о фазовых диаграммах изложены в применении к анализу простейших форм движения уже в отделе механики, там же дается и метод при­ведения квадратичных форм к сумме квадратов, применяемый в дальнейшем к задаче об устойчивости термодинамического рав­новесия. Задачи на применение этого метода заимствованы из прекрасной книги Н. В. Ефимова «Квадратичные формы и мат­рицы».

В термодинамику введено более подробное рассмотрение вопро­сов устойчивости термодинамического равновесия применительно к анализу фазовых переходов различных типов, а также элементар­ные сведения по термодинамике адсорбции и поверхностного натя­жения двойных смесей.

Теория возникновения пар приобрела в физике элементарных частиц настолько большое значение, что мы решились дополнить часть III по возможности элементарным изложением вывода урав­нения Дирака.

Наконец, в IV части добавлено изложение основных представле­ний о микроканоническом распределении с применением их к ре­шению задачи о термодинамике идеального газа. Часто микрокано­ническое распределение излагается без всяких применений и у чита­телей создается о нем неправильное представление, как о методе неприменимом для решения конкретных задач.

Мы изложили также применение квантовой статистики к тео­рии поверхностного натяжения металлов, данное в многочисленных работах С. Н. Задумкина, поскольку его результаты имеют не толь­ко большой теоретический интерес, но и немалое практическое зна­чение.

Я посвящаю эту книгу памяти моей жены В. М. Коробовой, без помощи которой она вряд ли когда-нибудь появилась. Рецензент первого издания Я. П. Терлецкий и редактор Ю. Н. Дрожжин так­же много помогли мне, за что я выражаю им глубокую признатель­ность, так же как и редактору второго издания В. Л. Климонтовичу и моей сотруднице Н. В. Кузнецовой, много содействовавшим мне при работе над вторым изданием. К. А. Путилов, Л. Н. Сретенский и В. П. Скрипов прочли первое издание и сделали ряд замечаний, облегчивших мою работу над вторым изданием, за что я им искрен­не благодарен.

Я благодарю также В. Б. Баскакову, М. М. Мартынюка и Е. Д. Солдатову, рассчитавших и вычертивших диаграммы термо­динамической устойчивости (рис. 7—15).

Автор.

**