 ===============================================================================
 «Публичная библиотека» (http://publ.lib.ru)
 ===============================================================================
 Э.В. Шпольский
 Атомная физика
 Том первый
 Введение в атомную физику
 Издание седьмое, исправленное
 Допущено Министерством высшего u среднего специального образования CCCP в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений
 Москва: Издательство «Наука»: Главная редакция физико-математической литературы, 1984

 22.38
 Ш84
 УДК 539.1

 Шипольский Э.В. Атомная физика. Том 1: Введение в атомную физику. Учебное пособие. - 7-е издание, исправленное. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 552 с.
 Книга представляет собой первый том двухтомного курса атомной физики, созданного заслуженным деятелем науки и техники, лауреатом Государственной премии профессором Э.В. Шпольским, возглавлявшим кафедру теоретической физики МГПИ им. В.И. Ленина.
 Двухтомник является своего рода энциклопедией атомной физики. Он переведен на многие языки и пользуется заслуженным успехом у нас в стране и за рубежом. Первый том посвящен главным образом экспериментальным основаниям физики микромира. Он завершается рассмотрением волновых свойств материи, установлением уравнения Шредингера и его простейшими приложениями к одномерным задачам квантовой механики.
 Данная книга предназначена для студентов высших учебных заведений, аспирантов и всех, интересующихся современной физикой.
 Рисунки 252, табл. 24.

 ОГЛАВЛЕНИЕ:
 Предисловие к седьмому изданию (8).
 Предисловие к шестому изданию (9).
 Из предисловия ко второму изданию (10).
 Из предисловия к первому изданию (11).
 Глава I. Электрон, его заряд и масса (13).
 §1. Открытие электрона (13). §2. Определение заряда электрона (14). §3. Практическое осуществление опыта Милликена (16). §4. Движение электрона в электрическом и магнитном полях (20). §5. Электрон в продольном электростатическом поле (26). §6. Экспериментальные методы определения удельного заряда (27). §7. Определение удельного заряда электрона по методу двух конденсаторов (29). §8. Определение удельного заряда электрона по методу фокусировки продольным магнитным полем (31). §9. Фокусировка и монохроматизация пучков заряженных частиц (33). §10. Зависимость массы электрона от его скорости (37).
 Глава II. Атомы. Изотопы (43).
 §11. Введение (43). §12. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева (43). §13. Определение истинных масс атомов. Метод парабол (51). §14. Масс-спектрографы (54). §15. Масс-спектрометры и масс-спектрографы с двойной фокусировкой (61). §16. Массы и процентное содержание изотопов (66). §17. Разделение изотопов с помощью методов, основанных на диффузии (67). §18. Разделение изотопов методом термодиффузии (73). §19. Разделение изотопов с помощью электромагнитных методов (78). §20. Разделение изотопов с помощью методов фракционированной перегонки и обменных реакций (82). §21. Разделение изотопов методом центрифугирования (83). §22. Получение тяжелого изотопа водорода (дейтерия) и тяжелой воды (86).
 Глава III. Ядерное строение атома (91).
 §23. Эффективное сечение для рассеяния частиц (91). §24. Зондирование атомов электронами (94). §25. Свойства а-частиц (96). §26. Теория рассеяния а-частиц (100). §27. Экспериментальная проверка формулы Резерфорда (103). §28. Определение заряда ядра (105).
 Глава IV. Рентгеновские лучи и их применение к определению атомных констант (107).
 §29. Рентгеновские лучи (107). §30. Поглощение рентгеновских лучей (110). §31. Рассеяние рентгеновских лучей (114). §32. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллической решетке (116). §33. Экспериментальное осуществление дифракции рентгеновских лучей (122). §34. Определение длины волны рентгеновских спектральных линий (127). §35. Спектры рентгеновских лучей (128) §36. Закон Мозли (130). §37. Абсолютное определение длины волны рентгеновских лучей (134). §38. Определение постоянной Авогадро и заряда электрона (137). §39. Удельный заряд электрона (141).
 Глава V. Строение атома и классическая физика (142).
 А. Классическая механика и строение атома (142).
 §40. Атомные модели (142). §41. Закон сохранения энергии в механике (142). §42. Потенциальные кривые (146). §43. Закон сохранения импульса (149). §44. Соударения (150). §45. Центр инерции (154). §46. Линейный гармонический осциллятор (156). §47. Комплексное представление колебаний (160). §48. Разложение в спектр (162). §49. Центральные силы. Кинетическая энергия в полярных координатах (166). §50. Движение в центральном поле (168). §51. Кеплерова задача (169). §52. а-частица в поле ядра (173). §53. Приведенная масса (175). §54. Обобщенные координаты. Состояние системы (177). §55. Функция Лагранжа. Уравнения Лагранжа (178). §56. Применение уравнений Лагранжа к задаче о центральном движении (181). §57. Обобщенные импульсы (184). §58. Гамильтоновы канонические уравнения (185). §59. Физический смысл функции Гамильтона (188). §60. Циклические координаты (190). §61. Скобки Пуассона. Законы сохранения (192). §62 Движение в электромагнитном поле (195). §63. Механика быстродвижущихся частиц. Преобразования Лоренца (199). §64. Основы релятивистской динамики частицы (204). §65. О связи между массой и энергией (213).
 Б. Классическая теория электромагнитного излучения (218).
 §66. Элементарные центры испускания света (218). §67. Электромагнитное излучение линейного осциллятора (219). §68. Полное и среднее излучение осциллятора (222). §69 Электромагнитный спектр негармонического осциллятора (224). §70. Затухание колебаний (226). §71. Лучистое трение (228). §72. Интеграл Фурье и сплошной спектр (232). §73. Естественная ширина спектральных линий (235). §74. Другие примеры спектрального разложения непериодических процессов (237). §75. Планетарная модель атома (241). §76. Орбитальный магнитный момент и теорема Лармора (242). §77. Эффект Зеемана (245). §78. Эффект Зеемана. Общий случай (248). §79. Излучение Вавилова - Черенкова (251).
 Глава VI. Излучение абсолютно черного тела и гипотеза квантов энергии (260).
 §80. Классическая физика и проблема теплового излучения (260). §81. Равновесное излучение в полости (263). §82. Закон Кирхгофа (265). §83. Законы излучения абсолютно черного тела (267). §84. Экспериментальное исследование законов теплового излучения (269). §85. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы (270). §86. Формула Рэлея - Джинса (273). §87. «Ультрафиолетовая катастрофа» (278). §88. Формула Планка (280). §89. Гипотеза квантов энергии (281).
 Глава VII. Уровни энергии атомов (286).
 §90. Планетарная модель атома и квантовые постулаты Бора (286). §91. Опыты Франка и Герца (287). §92. Упругие соударения (291). §93. Неупругие соударения. Критические потенциалы (292). §94. Усовершенствование экспериментальной методики (294). §95. Одновременное определение всех ступеней возбуждения (296). §96. Определение ионизационных потенциалов (298). §97. Излучение возбужденных атомов (302). §98. Спонтанное испускание (303). §99. Поглощение и вынужденное испускание (307). §100. Вывод формулы Планка по Эйнштейну (308). §101. Свойства индуцированного испускания (311). §102. Генераторы света (315).
 Глава VIII. Спектральные серии и уровни энергий водородного атома (320).
 §103. Серия Бальмера (320). §104. Серии Лаймана, Пашена и др. Обобщенная формула Бальмера (322). §105. Спектральные термы. Комбинационный принцип (325). §106. Квантование круговых орбит (327). §107. Теория Бора (330). §108. Серия Пикеринга и спектры водородоподобных ионов (333). §109. Применение предыдущей теории. Открытие тяжелого изотопа водорода (336). §110. О спектроскопическом определении удельного заряда электрона (338). §111. Диаграммы уровней энергии (339). §112. Граничный сплошной спектр атомного водорода (341). §113. Квантование водородоподобного атома по Бору - Зоммерфельду (342). §114. Принцип соответствия (351). §115. Кризис теории Бора (356).
 Глава IX. Световые кванты (358).
 §116. Флуктуации светового поля (358). §117. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна (364). §118. Экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна (367). §119. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра (370). §120. Точное определение постоянной Планка (371). §121. Другие опыты, обнаруживающие корпускулярные свойства света (372). §122. Флуктуации светового потока (374). §123. Рассеяние рентгеновских лучей (волновая теория) (377). §124. Эффект Комптона (382). §125. Элементарная теория эффекта Комптона (384). §126. Электроны отдачи (389). §127. Элементарные акты рассеяния и законы сохранения (392). §128. Экспериментальное подтверждение применимости законов сохранения к элементарным актам рассеяния (394). §129. Эффект Мессбауэра (397). §130. Некоторые применения эффекта Мессбауэра (402).
 Глава X. Волны и частицы (408).
 §131. Введение (408). §132. Плоская монохроматическая волна в однородной среде (408). §133. Волновое уравнение (411). §134. Суперпозиция плоских волн (413). §135. Волновой пакет (415). §136. Фазовая и групповая скорости (419). §137. Корпускулярно-волновой дуализм. Преломление света (421). §138. Корпускулярно-волновой дуализм. Эффект Доплера (426). §139. Корпускулярно-волновой дуализм. Дифракционная решетка (428). §140. Гипотеза де Бройля (430). §141. Свойства волн де Бройля (431). §142. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Метод Брэггга (433) §143. Преломление электронных волн и внутренний потенциал металла (438). §144. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Методы Лауэ и Дебая - Шеррера (441). §145. Интерференционные явления с молекулярными пучками и с нейтронами (447). §146. Волновой пакет и частица (450). §147. Статистическое истолкование волн де Бройля (452). §148. Соотношения неопределенности (454). §149. Определение положения и импульса микрочастицы (457). §150. Ошибочные толкования соотношений неопределенности (463). §151. Соотношения неопределенности и принцип причинности (468).
 Глава XI. Уравнение Шредингера (472).
 §152. Уравнение Шредингера и физический смысл его решений (472). §153. Отражение и прохождение через потенциальный барьер (478). §154. Потенциальный барьер конечной ширины (487). §155. Колебания струны (491). §156. Частица в потенциальном ящике (495). §157. Электрон в потенциальной яме (500). §158. Линейный гармонический осциллятор (506). §159. Нормальное и возбужденные состояния линейного осциллятора (511). §160. Связанные осцилляторы. Силы Ван дер Ваальса (519). §161. Частица в трехмерном потенциальном ящике (527).
 Приложения (532).
 I. Вычисление средних значений (532).
 II. Вывод распределения Больцмана для квантовых систем (536).
 III. К классической теории эффекта Зеемана (538).
 IV. Формула средней квадратичной флуктуации (540).
 V. Ортогональность и нормирование собственных функций осциллятора (544).
 VI. Теорема вириала (546).
 Предметный указатель (649).

 Эдуард Владимирович Шпольский
 АТОМНАЯ ФИЗИКА
 Том первый
 ВВЕДЕНИЕ В АТОМНУЮ ФИЗИКУ
 Редактор В.Я. Диубнова
 Технический редактор Л.В. Лихачева
 Корректоры 7. С. Вайсберг, Л.С. Сомова
 ИБ No 12476
 Сдано в набор 17.11.83. Подписано к печати 25.05.84. Тираж 22000 экз. Цена 1 р. 50 к.
 Издательство «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. Москва
 ===============================================================================
 *** О П И С А Н И Е * И З Д А Н И Я *** 5.4 ***
 ===============================================================================
 |ТИТУЛ ВЕБ-СТРАНИЦЫ¦ Шпольский Эдуард Владимирович
 |СЕРИЯ, ГОД, НОМЕР ¦
 |АВТОРЫ... НАЗВАНИЕ¦ Шпольский Э.В._ Атомная физика. Том 1. Введение в атомную физику.
 |НАЗВАНИЕ ОРИГИНАЛА¦
 |ЖАНР-ФОРМА-ВИД-ТИП¦ Учебное пособие. 7-е издание, исправленное.
 Автор: Эдуард Владимирович Шпольский.
 |ИЗДАТЕЛЬ. - СЕРИЯ ¦ Москва: Издательство «Наука»: Главная редакция физико-математической литературы, 1984
 |АВТОРЫ ФАЙЛА И OCR¦ Скан: ???, обработка, формат Pdf-Fax: derevyaha, fire_varan, OCR, доработка: звездочет, 2024
 |ОСНОВНОЕ ИМЯ ПАПКИ¦ Shpol'skiy_Eduard_Vladimirovich
 |ОСНОВНОЕ ИМЯ СЕРИИ¦
 |ОСНОВНОЕ ИМЯ ФАЙЛА¦ Shpol'skiy_E.V.__Atomnaya_fizika._Tom_1.(1984)
 |ДОПОЛНЕНИЯ К ИМЕНИ¦ [djv-fax] [pdf-fax]
 |ОСНОВНОЕ ИМЯ ОБЛ. ¦ Atf184
 |АННОТАЦИЯ ИЗДАНИЯ ¦ ИЗ ИЗДАНИЯ:
 Книга представляет собой первый том двухтомного курса атомной физики, созданного заслуженным деятелем науки и техники, лауреатом Государственной премии профессором Э.В. Шпольским, возглавлявшим кафедру теоретической физики МГПИ им. В.И. Ленина.
 Двухтомник является своего рода энциклопедией атомной физики. Он переведен на многие языки и пользуется заслуженным успехом у нас в стране и за рубежом. Первый том посвящен главным образом экспериментальным основаниям физики микромира. Он завершается рассмотрением волновых свойств материи, установлением уравнения Шредингера и его простейшими приложениями к одномерным задачам квантовой механики.
 Данная книга предназначена для студентов высших учебных заведений, аспирантов и всех, интересующихся современной физикой.
 |СОДЕРЖАНИЕ ИЗДАНИЯ¦ ОГЛАВЛЕНИЕ:
 Предисловие к седьмому изданию (8).
 Предисловие к шестому изданию (9).
 Из предисловия ко второму изданию (10).
 Из предисловия к первому изданию (11).
 Глава I. Электрон, его заряд и масса (13).
 §1. Открытие электрона (13). §2. Определение заряда электрона (14). §3. Практическое осуществление опыта Милликена (16). §4. Движение электрона в электрическом и магнитном полях (20). §5. Электрон в продольном электростатическом поле (26). §6. Экспериментальные методы определения удельного заряда (27). §7. Определение удельного заряда электрона по методу двух конденсаторов (29). §8. Определение удельного заряда электрона по методу фокусировки продольным магнитным полем (31). §9. Фокусировка и монохроматизация пучков заряженных частиц (33). §10. Зависимость массы электрона от его скорости (37).
 Глава II. Атомы. Изотопы (43).
 §11. Введение (43). §12. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева (43). §13. Определение истинных масс атомов. Метод парабол (51). §14. Масс-спектрографы (54). §15. Масс-спектрометры и масс-спектрографы с двойной фокусировкой (61). §16. Массы и процентное содержание изотопов (66). §17. Разделение изотопов с помощью методов, основанных на диффузии (67). §18. Разделение изотопов методом термодиффузии (73). §19. Разделение изотопов с помощью электромагнитных методов (78). §20. Разделение изотопов с помощью методов фракционированной перегонки и обменных реакций (82). §21. Разделение изотопов методом центрифугирования (83). §22. Получение тяжелого изотопа водорода (дейтерия) и тяжелой воды (86).
 Глава III. Ядерное строение атома (91).
 §23. Эффективное сечение для рассеяния частиц (91). §24. Зондирование атомов электронами (94). §25. Свойства а-частиц (96). §26. Теория рассеяния а-частиц (100). §27. Экспериментальная проверка формулы Резерфорда (103). §28. Определение заряда ядра (105).
 Глава IV. Рентгеновские лучи и их применение к определению атомных констант (107).
 §29. Рентгеновские лучи (107). §30. Поглощение рентгеновских лучей (110). §31. Рассеяние рентгеновских лучей (114). §32. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллической решетке (116). §33. Экспериментальное осуществление дифракции рентгеновских лучей (122). §34. Определение длины волны рентгеновских спектральных линий (127). §35. Спектры рентгеновских лучей (128) §36. Закон Мозли (130). §37. Абсолютное определение длины волны рентгеновских лучей (134). §38. Определение постоянной Авогадро и заряда электрона (137). §39. Удельный заряд электрона (141).
 Глава V. Строение атома и классическая физика (142).
 А. Классическая механика и строение атома (142).
 §40. Атомные модели (142). §41. Закон сохранения энергии в механике (142). §42. Потенциальные кривые (146). §43. Закон сохранения импульса (149). §44. Соударения (150). §45. Центр инерции (154). §46. Линейный гармонический осциллятор (156). §47. Комплексное представление колебаний (160). §48. Разложение в спектр (162). §49. Центральные силы. Кинетическая энергия в полярных координатах (166). §50. Движение в центральном поле (168). §51. Кеплерова задача (169). §52. а-частица в поле ядра (173). §53. Приведенная масса (175). §54. Обобщенные координаты. Состояние системы (177). §55. Функция Лагранжа. Уравнения Лагранжа (178). §56. Применение уравнений Лагранжа к задаче о центральном движении (181). §57. Обобщенные импульсы (184). §58. Гамильтоновы канонические уравнения (185). §59. Физический смысл функции Гамильтона (188). §60. Циклические координаты (190). §61. Скобки Пуассона. Законы сохранения (192). §62 Движение в электромагнитном поле (195). §63. Механика быстродвижущихся частиц. Преобразования Лоренца (199). §64. Основы релятивистской динамики частицы (204). §65. О связи между массой и энергией (213).
 Б. Классическая теория электромагнитного излучения (218).
 §66. Элементарные центры испускания света (218). §67. Электромагнитное излучение линейного осциллятора (219). §68. Полное и среднее излучение осциллятора (222). §69 Электромагнитный спектр негармонического осциллятора (224). §70. Затухание колебаний (226). §71. Лучистое трение (228). §72. Интеграл Фурье и сплошной спектр (232). §73. Естественная ширина спектральных линий (235). §74. Другие примеры спектрального разложения непериодических процессов (237). §75. Планетарная модель атома (241). §76. Орбитальный магнитный момент и теорема Лармора (242). §77. Эффект Зеемана (245). §78. Эффект Зеемана. Общий случай (248). §79. Излучение Вавилова - Черенкова (251).
 Глава VI. Излучение абсолютно черного тела и гипотеза квантов энергии (260).
 §80. Классическая физика и проблема теплового излучения (260). §81. Равновесное излучение в полости (263). §82. Закон Кирхгофа (265). §83. Законы излучения абсолютно черного тела (267). §84. Экспериментальное исследование законов теплового излучения (269). §85. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы (270). §86. Формула Рэлея - Джинса (273). §87. «Ультрафиолетовая катастрофа» (278). §88. Формула Планка (280). §89. Гипотеза квантов энергии (281).
 Глава VII. Уровни энергии атомов (286).
 §90. Планетарная модель атома и квантовые постулаты Бора (286). §91. Опыты Франка и Герца (287). §92. Упругие соударения (291). §93. Неупругие соударения. Критические потенциалы (292). §94. Усовершенствование экспериментальной методики (294). §95. Одновременное определение всех ступеней возбуждения (296). §96. Определение ионизационных потенциалов (298). §97. Излучение возбужденных атомов (302). §98. Спонтанное испускание (303). §99. Поглощение и вынужденное испускание (307). §100. Вывод формулы Планка по Эйнштейну (308). §101. Свойства индуцированного испускания (311). §102. Генераторы света (315).
 Глава VIII. Спектральные серии и уровни энергий водородного атома (320).
 §103. Серия Бальмера (320). §104. Серии Лаймана, Пашена и др. Обобщенная формула Бальмера (322). §105. Спектральные термы. Комбинационный принцип (325). §106. Квантование круговых орбит (327). §107. Теория Бора (330). §108. Серия Пикеринга и спектры водородоподобных ионов (333). §109. Применение предыдущей теории. Открытие тяжелого изотопа водорода (336). §110. О спектроскопическом определении удельного заряда электрона (338). §111. Диаграммы уровней энергии (339). §112. Граничный сплошной спектр атомного водорода (341). §113. Квантование водородоподобного атома по Бору - Зоммерфельду (342). §114. Принцип соответствия (351). §115. Кризис теории Бора (356).
 Глава IX. Световые кванты (358).
 §116. Флуктуации светового поля (358). §117. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна (364). §118. Экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна (367). §119. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра (370). §120. Точное определение постоянной Планка (371). §121. Другие опыты, обнаруживающие корпускулярные свойства света (372). §122. Флуктуации светового потока (374). §123. Рассеяние рентгеновских лучей (волновая теория) (377). §124. Эффект Комптона (382). §125. Элементарная теория эффекта Комптона (384). §126. Электроны отдачи (389). §127. Элементарные акты рассеяния и законы сохранения (392). §128. Экспериментальное подтверждение применимости законов сохранения к элементарным актам рассеяния (394). §129. Эффект Мессбауэра (397). §130. Некоторые применения эффекта Мессбауэра (402).
 Глава X. Волны и частицы (408).
 §131. Введение (408). §132. Плоская монохроматическая волна в однородной среде (408). §133. Волновое уравнение (411). §134. Суперпозиция плоских волн (413). §135. Волновой пакет (415). §136. Фазовая и групповая скорости (419). §137. Корпускулярно-волновой дуализм. Преломление света (421). §138. Корпускулярно-волновой дуализм. Эффект Доплера (426). §139. Корпускулярно-волновой дуализм. Дифракционная решетка (428). §140. Гипотеза де Бройля (430). §141. Свойства волн де Бройля (431). §142. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Метод Брэггга (433) §143. Преломление электронных волн и внутренний потенциал металла (438). §144. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. Методы Лауэ и Дебая - Шеррера (441). §145. Интерференционные явления с молекулярными пучками и с нейтронами (447). §146. Волновой пакет и частица (450). §147. Статистическое истолкование волн де Бройля (452). §148. Соотношения неопределенности (454). §149. Определение положения и импульса микрочастицы (457). §150. Ошибочные толкования соотношений неопределенности (463). §151. Соотношения неопределенности и принцип причинности (468).
 Глава XI. Уравнение Шредингера (472).
 §152. Уравнение Шредингера и физический смысл его решений (472). §153. Отражение и прохождение через потенциальный барьер (478). §154. Потенциальный барьер конечной ширины (487). §155. Колебания струны (491). §156. Частица в потенциальном ящике (495). §157. Электрон в потенциальной яме (500). §158. Линейный гармонический осциллятор (506). §159. Нормальное и возбужденные состояния линейного осциллятора (511). §160. Связанные осцилляторы. Силы Ван дер Ваальса (519). §161. Частица в трехмерном потенциальном ящике (527).
 Приложения (532).
 I. Вычисление средних значений (532).
 II. Вывод распределения Больцмана для квантовых систем (536).
 III. К классической теории эффекта Зеемана (538).
 IV. Формула средней квадратичной флуктуации (540).
 V. Ортогональность и нормирование собственных функций осциллятора (544).
 VI. Теорема вириала (546).
 Предметный указатель (649).
 ===============================================================================