SCI Библиотека

Настоящая книга написана одним из ведущих зарубежных физиков-теоретиков Гансом Бете. Она содержит подробное изложение приближенных расчетных методов, постоянно применяемых в квантовой теории атомов и молекул.

Знакомство с этими методами совершенно необходимо физику-теоретику и полезно экспериментатору при интерпретации опытных данных.

Книгу можно рекомендовать студентам старших курсов — физикам (в качестве дополнительного пособия по курсу квантовой механики), а также аспирантам и научным работникам — физикам и химикам.

Лекционные курсы и семинары, проведенные Леонидом Исааковичем Мандельштамом в Московском государственном университете в период с 1925 по 1944 г. (год его смерти), охватили чрезвычайно широкий круг проблем физики — теорию электромагнитного поля, электронную теорию, теорию колебаний, оптику, статистическую физику, специальную теорию относительности и квантовую механику.

Значительную часть этих лекций и выступлений на семинарах удалось восстановить по записям слушателей, а в отдельных случаях — по стенограммам и по собственным конспектам и наброскам Л. И. Мандельштама.

Этот материал составил содержание двух последних томов (IV и V) Полного собрания трудов Л. И. Мандельштама, опубликованного Издательством Академии наук СССР. В настоящее время это издание, включая и оба указанных тома, вышедшие в 1955 г. (том IV) и 1950 г. (том V), сделалось библиографической редкостью.

Лекционные курсы и семинары, проведённые Леонидом Исааковичем Мандельштамом в Московском государственном университете в период с 1925 по 1944 г. (год его смерти), охватили чрезвычайно широкий круг проблем физики — теорию электромагнитного поля, электронную теорию, теорию колебаний, оптику, статистическую физику, специальную теорию относительности и квантовую механику.

Значительную часть этих лекций и выступлений на семинарах удалось восстановить по записям слушателей, а в отдельных случаях — по стенограммам и по собственным конспектам и наброскам Л. И. Мандельштама. Этот материал составил содержание двух последних томов (IV и V) Полного собрания трудов Л. И. Мандельштама, опубликованного Издательством Академии наук СССР. В настоящее время всё это издание, включая и оба указанные тома, вышедшие в 1955 г. (том IV) и 1950 г. (том V), сделалось библиографической редкостью.

Как пишет автор в предисловии, он намеревался «познакомить читателя только с двумя самыми характерными учениями физики XX в.: теорией относительности и квантовой механикой», проследить «путь квантовых и релятивистских идей от их зарождения до нынешнего состояния».

Под «нынешним состоянием» Р. Утияма, известный японский физик-теоретик, имеет в виду теорию калибровочных полей, в разработке которой он принимал самое активное участие.

На первый взгляд вам может показаться, что обладающий небольшой энергией электрон с превеликим трудом протискивается через твёрдый кристалл. Атомы в нем уложены так, что их центры отстоят один от другого лишь на несколько ангстрем, а эффективный диаметр атома при рассеянии электронов составляет примерно 1Å или около этого.

Иначе говоря, атомы, если их сравнивать с промежутками между ними, очень велики, так что можно ожидать, что средний свободный пробег между столкновениями будет порядка нескольких ангстрем, а это практически равно нулю.

Следует ожидать, что электрон почти тотчас же влетит в тот или иной атом. Тем не менее перед нами самое обычное явление природы: когда решетка идеальна, электрону ничего не стоит плавно пронестись сквозь кристалл, почти как сквозь вакуум. Странный этот факт — причина того, что металлы так легко проводят электричество; кроме того, он позволил изобрести множество весьма полезных устройств.

Фейнмановские лекции по физике подходят к концу. Настоящий, восьмой, и следующий, девятый, выпуски, составляющие третий том американского издания, завершают курс и приводят читателя к идеям и задачам современной квантовой механики.

Квантовая механика считается трудной наукой. И это правда: ее методы и понятия еще очень далеки от наглядности. Чтобы рассказать о ней понятно и увлекательно, надо совмещать талант педагога и большой опыт исследователя.

Обычно барьером к изучению квантовой механики служит ее математический аппарат. Чтобы научиться решать квантомеханические задачи, надо знать дифференциальные уравнения в частных производных, свободно обращаться со специальными функциями и уметь делать многое другое.

Вниманию читателей предлагаются конспекты лекций, прочитанных знаменитым итальянским физиком Энрико Ферми студентам Чикагского университета.

Несмотря на большое число опубликованных за последние годы курсов квантовой механики, издание оригинального курса лекций Ферми на русском языке представляется весьма целесообразным. Дело здесь не только в том, что Ферми был выдающимся физиком, сочетавшим в себе одинаково блестящего теоретика и экспериментатора, но еще и в исключительно своеобразном характере этой книги.

Этот курс до нас дошел в виде конспекта лекций, т. е. предельно краткого изложения квантовой механики (включая теорию электрона Дирака), причем содержащего основные математические выкладки полностью. Студенты найдут в этой книге не просто компактный конспект, но и предельно ясный путеводитель по квантовой физике.

Лекторы получат хорошего помощника, указывающего разумные пропорции между различными частями материала и превосходно освежающего в памяти многие детали, обычно требующие расползания в объемистых монографиях. И те и другие — любящие все физики — с интересом смогут следить за ходом одного из крупнейших открытий нашего времени (именно в конспектах это становится особенно зримо).

В основу книги положены лекции, которые в течение ряда лет читаются студентам математических специальностей математико-механического факультета Ленинградского университета. От имеющихся учебников квантовой механики книга отличается тем, что она ориентирована в основном на математическую аудиторию.

В связи с этим большее внимание уделяется общим вопросам квантовой механики и ее математическому аппарату. По-иному, чем это принято в физической литературе, излагаются основы квантовой механики, подробно описана взаимосвязь квантовой и классической механик, включены параграфы, посвященные применению теории представлений групп и математическим вопросам квантовой теории рассеяния.

Кроме студентов-математиков книга может быть полезной также студентам, специализирующимся в теоретической физике, которым она позволит взглянуть на квантовую механику с новой для них точки зрения.

Настоящее руководство представляет собой второй том «Основ теоретической физики» (первый том вышел в 1975 г.). В нем изложены основы нерелятивистской квантовой механики. Чтобы облегчить овладение математическим аппаратом квантовой механики, промежуточные выкладки сделаны более подробно, чем обычно. Кроме того, выкладкам придана возможно большая простота и наглядность. Книга снабжена математическими приложениями.

Пособие предназначено для студентов нетеоретических специальностей вузов. Оно может быть также полезно для преподавателей физики вузов. Ознакомление с ним облегчит более основательное изучение предмета по фундаментальным руководствам, таким, как «Квантовая механика» Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица, «Квантовая механика» А. С. Давыдова, и др.

Сборник задач по физике с ответами и решениями включает около 300 задач по основным разделам современной физики — механике, электричеству и магнетизму, оптике, теплоте и статистической физике, квантовой механике, атомной и ядерной физике. Задачи предлагались студентам старших курсов Калифорнийского университета в Беркли в 1959—1968 гг.

Сборник предназначен для студентов, изучающих физику в университетах, педагогических институтах и высших технических учебных заведениях, а также для преподавателей физических дисциплин.