Оригинално заглавие:
Fundamental Physics by Jay Orear, Second Edition
Cornell University, John Wiley, New York, 1967
*
Перевод со второго американского издания
*
ОТ РЕДАКЦИИ
Вышедшая в свет в 1964 г. в переводе на русский язык книга Джея Орира «Популяр* ная физика» вызвала большой интерес у наших читателей. В 1966 г. было выпущено второе издание, которое так же сразу же разошлось. В значительной мере это было связано с тем, что автору удалось найти способ интересно и увлекательно рассказать об основах современной физики и передать читателю волнующую атмосферу научных открытий.
Другой не менее важной причиной успеха книги был сам подход к изложению общей физики. Автор отошел от классических канонов и исходил из лежащих в фундаменте современной физики «основных принципов», и в том числе принципов симметрии, включающих законы сохранения, отражающих единую структуру физики как науки. Преимущества такого подхода неоспоримы.
В 1967 г. в США вышло новое, переработанное и расширенное издание книги Орира; с этого нового издания и был выполнен перевод, предлагаемый вниманию наших читателей.
Автор переработал книгу в методическом отношении, и в этом смысле новое издание представляет собой дальнейший шаг в утверждении новых путей преподавания физики, нового подхода к изложению основ науки. При подготовке этого издания автор разумно учел также опыт использования первой его книги как учебника. Для повышения наглядности и более глубокого раскрытия физической сущности явлений автор внес в изложение множество уточнений и изменений, добавил свыше ста новых рисунков. Прекрасной находкой является релятивистское обоснование природы магнитных сил. Изложение в целом стало более четким, более зрелым. Удачно и особенно интересно изложены основные идеи и применения физики микромира. Эти разделы фактически написаны заново.
Автору удалось в простой и доступной форме осветить новейшие открытия физики элементарных частиц.
Круг читателей этой книги весьма широк— в первую очередь это учащиеся старших классов средней школы, студенты первых курсов вузов и техникумов. Книга заинтересует также инженеров, желающих расширить свой физический кругозор, и специалистов «соседних» с физикой наук — математиков, химиков, биологов, геологов и т. д. Интересной и весьма полезной она будет огромной армии преподавателей физики средних школ, техникумов и вузов, которые найдут здесь не только новый материал, но и почерпнут опыт поиска новых путей преподавания классической физики современными методами.
При подготовке настоящей книги был использован перевод первого американского издания, выполненный С. П. Бакановым, В. П. Смилгой и Е. М. Лейкиным. Подготовка текста нового издания выполнена Е. М. Лейкиным.
*
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редакции 5
Предисловие автора ко второму американскому изданию 7
Предисловие автора к первому русскому изданию
Предисловие к первому изданию
Обращение автора к учащимся
Глава 1 Введение
§ 1. Что такое физика? 19
§ 2. Единицы измерения 22
§ 3. Математический аппарат физики . 26
§ 4. Графическое изображение . 34
§ 5. Наука и общество 35
Глава 2 Кинематика
§ 1. Скорость 42
§ 2. ускорение .. 46
§ 3. Сложное движение . 53
§ 4. Векторы 55
§ 5. Полет снаряда 58
§ 6. Центростремительное ускорение 62
§ 7. Искусственные спутники Земли . . 64
§ 8. Проверка размерности 66
Глава 3 Динамика
§ 1. Законы движения Ньютона 74
§ 2. Закон сохранения импульса 77
§ 3. Сила 84
§ 4. Наклонная плоскость 88
§ 5. Машина Атвуда . 89
§ 6. Простой гармонический маятник 90
Глава 4 Тяготение
§ 1. Закон всемирного тяготения Ньютона
§ 2. Законы Кеплера
§ 3. Вывод законов Кеплера
§ 4. Вес и невесомость
§ 5. Гравитационная масса
Глава 5 Момент количества жения
§ 1. Закон сохранения момента количества движения и энергия..124
§ 2. Центр масс 127
§ 3. Статика . 129
§ 4. Энергия 131
§ 5. Потенциальная энергия 133
§ 6. Закон сохранения энергии 135
§ 7. Кривые потенциальной энергии 138
§ 8. Потенциальная энергия силы тяжести . . 140
§ 9. Вторая космическая скорость 142
§ 10. Трение и тепло 144
§ 11. Эквивалентность массы и энергии . . .148
§ 12. Закон сохранения тяжелых частиц . . . 149
Глава 6 Кинетическая теория
§ 1. Плотность . 156
§ 2. Давление 156
§ 3. Гидростатика 158
§ 4. Атомы и молекулы 160
§ 5. Уравнение состояния идеального газа . . 163
§ 6. Температура 166
§ 7. Закон Авогадро 171
§ 8. Кинетическая теория тепла 173
§ 9. Изменение состояния 176
§ 10. Пузырьковая камера 178
§ 11. Статистическая механика 180
Глава 7 Электростатика
§ 1. Электронное строение вещества 190
§ 2. Понятие заряда 192
§ 3. Закон Кулона . . 196
§ 4. Электростатическая индукция 199
§ 5. Электрическое поле . . . . 201
§ 6. Силовые линии . . . . 202
§ 7. Распределение зарядов 207
§ 8. Потенциальная энергия электрического поля 213
§ 9. Электрический потенциал . 219
Глава 8 Электромагнетизм
§ 1. Электрический ток 230
§ 2. Силы, действующие между токами . 233
§ 3. Магнитное поле 238
§ 4. Сила, действующая на проводник, по которому течет ток 242
§ 5. Закон Ампера 247
§ 6. Теория магнетизма 251
§ 7. Закон индукции Фарадея 256
§ 8. Уравнения Максвелла 259
§ 9. Электромагнитное излучение 262
Глава 9 Приложения теории электричества
§ 1. Практическая система единиц 272
§ 2. Закон Ома 272
§ 3. Теория электрических цепей 275
§ 4. Радио и телевидение . 279
§ 5. Электрон-вольт 281
§ 6. Циклотрон 283
§ 7. Ускорители частиц высоких энергий . . . 287
Глава 10 Волны и свет
§ 1. Электромагнитные волны 296
§ 2. Электромагнитный спектр 298
§ 3. Интерференция 299
§ 4. Интерференционная картина от двух щелей 308
§ 5. Дифракционная решетка 312
§ 6. Геометрическая оптика 314
Глава 11 Теория относительности
§ 1. Принцип относительности 324
§ 2. Проблема эфира 326
§ 3. Лоренцево сокращение 333
§ 4. Замедление течения времени 334
§ 5. Парадокс близнецов 337
§ 6. Релятивистское сложение скоростей . . . 340
§ 7. Одновременность 342
§ 8. Релятивистская механика 343
§ 9. Общая теория относительности 349
§ 10. Принцип Маха 352
§ 11. Космология 355
Глава 12 Квантовая теория
§ 1. Основные результаты классической физики 368
§ 2. Фотоэлектрический эффект 371
§ 3. Корпускулярно-волновой дуализм . 375
§ 4. Дифракция электронов 382
§ 5. Принцип неопределенности 384
Глава 13 Теория атома
§ 1. Электронные волны в ящике 392
§ 2. Атом водорода 395
§ 3. Спектр водорода 404
§ 4. Модель Бора 407
§ 5. Строение атомов . 414
§ 6. Периодическая система элементов . 417
§ 7. Рентгеновское излучение . 425
Глава 14 Строение вещества
§ 1. Теория строения молекул 434
§ 2. Кристаллические тела . 438
§ 3. Электронный ферми-газ 441
§ 4. Электропроводность 444
§ 5. Полупроводники 446
§ 6. Сверхтекучесть 451
§ 7. Лазеры 452
§ 8. Проникновение сквозь барьер 454
Глава 15 Ядерная физика
§ 1. Свойства ядер 466
§ 2. Радиоактивный распад 471
§ 3. Радиоизотопы 475
§ 4. Биологическое воздействие излучения 479
§ 5. Дифракционное рассеяние 482
§ 6. Силы, действующие между двумя нуклонами 484
§ 7. Строение ядра 486
§ 8. Деление ядер 491
§ 9. Синтез ядер 494
§ 10. Космические лучи 497
§ 11. Ответственность ученых перед обществом 501
Глава 16 Элементарные частицы
§ 1. Введение 508
§ 2. Бета-распад и слабые взаимодействия 510
§ 3. Антивещество 515
§ 4. Симметрия античастиц 519
§ 5. Закон сохранения лептонов 520
§ 6. Адроны 522
§ 7. Несохранение четности 534
§ 8. Сводка законов сохранения 539
§ 9. Задачи на будущее 542
Приложение
Таблицы 547
