Авт: Бугрова А. И., Горбаренко В. А., Мишина Е. Д., Туснов Ю. И.
Учеб. пособие /Моск. гос. ин-т радиотехники, электроники и
автоматики (технический университет). - М. ,2005 – 104 с.
Предлагаемое учебное пособие посвящено основам квантовой оптики, атомной и ядерной физики и является естественным продолжением предыдущей работы авторов, в которой излагались вопросы волновой оптики и их связь с фундаментальными проблемами физики. Понимание явлений физики излучения, атомной и ядерной физики, как и всех явлений микромира, невозможно без квантовых представлений. Классическая физика оказалась недостаточной для истолкования явлений атомного масштаба и, тем более, физики элементарных частиц. Потребовалось введение совершенно новых квантовых понятий. Необходимость и плодотворность их впервые обнаружилась при изучении проблемы распре- деления энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза, представление о фотонах и процессе излучения, как о квантовом переходе атомной системы из одного энергетического состояния в другое, позволили также объяснить закономерности фотоэффекта, эффекта Комптона и ряд других эффектов, непонятных с точки зрения классической волновой теории света. Особенно отчетливо квантовые свойства проявились в области рентгеновского и ?-излучения. Квантовый характер излучения и поглощения был использован Н. Бором для объяснения закономерностей, наблюдаемых в спектрах разреженных газов. Эти же представления необходимы для введения понятия индуцированного излучения и объяснения принципов работы лазеров. В то же время открытие явления дифракции электронов подтвердило гипотезу де Бройля о наличии у частиц вещества волновых свойств, и в настоящее время принято говорить о дуализме волн и частиц. Наличие у частиц волновых свойств привело к необходимости создания волновой или квантовой механики, основным уравнением которой является уравнение Шредингера. Используя аппарат квантовой механики, удалось достоверно описать строение атома и атомных ядер, процессы, происходящие в мире микрочастиц. Разумеется, в курсе общей физики, частью которого является это пособие, большинство вопросов атомной и ядерной физики рассматриваются авторами качественно, на основе общих принципов, избегая сложного математического аппарата квантовой механики. Излагаются основные идеи, их физический смысл, методы исследования и результаты, полученные современной физикой. При этом обращено внимание на преемственность современной и классической физики, непреходящую ценность результатов классической физики, без усвоения которых трудно проникнуться идеями современной квантовой физики. Вопросы истории, экспериментального обоснования физических законов, применения их в технике и других науках затронуты в пособии лишь постольку, поскольку это необходимо для понимания изучаемых разделов курса. Таково в кратких чертах содержание данного пособия. Для более полного понимания и усвоения предлагаемого материала рекомендуется сочетать его изучение с разбором решений задач, подобранных этим же коллективом авторов.
Предлагаемое учебное пособие посвящено основам квантовой оптики, атомной и ядерной физики и является естественным продолжением предыдущей работы авторов, в которой излагались вопросы волновой оптики и их связь с фундаментальными проблемами физики. Понимание явлений физики излучения, атомной и ядерной физики, как и всех явлений микромира, невозможно без квантовых представлений. Классическая физика оказалась недостаточной для истолкования явлений атомного масштаба и, тем более, физики элементарных частиц. Потребовалось введение совершенно новых квантовых понятий. Необходимость и плодотворность их впервые обнаружилась при изучении проблемы распре- деления энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза, представление о фотонах и процессе излучения, как о квантовом переходе атомной системы из одного энергетического состояния в другое, позволили также объяснить закономерности фотоэффекта, эффекта Комптона и ряд других эффектов, непонятных с точки зрения классической волновой теории света. Особенно отчетливо квантовые свойства проявились в области рентгеновского и ?-излучения. Квантовый характер излучения и поглощения был использован Н. Бором для объяснения закономерностей, наблюдаемых в спектрах разреженных газов. Эти же представления необходимы для введения понятия индуцированного излучения и объяснения принципов работы лазеров. В то же время открытие явления дифракции электронов подтвердило гипотезу де Бройля о наличии у частиц вещества волновых свойств, и в настоящее время принято говорить о дуализме волн и частиц. Наличие у частиц волновых свойств привело к необходимости создания волновой или квантовой механики, основным уравнением которой является уравнение Шредингера. Используя аппарат квантовой механики, удалось достоверно описать строение атома и атомных ядер, процессы, происходящие в мире микрочастиц. Разумеется, в курсе общей физики, частью которого является это пособие, большинство вопросов атомной и ядерной физики рассматриваются авторами качественно, на основе общих принципов, избегая сложного математического аппарата квантовой механики. Излагаются основные идеи, их физический смысл, методы исследования и результаты, полученные современной физикой. При этом обращено внимание на преемственность современной и классической физики, непреходящую ценность результатов классической физики, без усвоения которых трудно проникнуться идеями современной квантовой физики. Вопросы истории, экспериментального обоснования физических законов, применения их в технике и других науках затронуты в пособии лишь постольку, поскольку это необходимо для понимания изучаемых разделов курса. Таково в кратких чертах содержание данного пособия. Для более полного понимания и усвоения предлагаемого материала рекомендуется сочетать его изучение с разбором решений задач, подобранных этим же коллективом авторов.