Этот — четвертый — том общего курса физики посвящен физической оптике и является естественным продолжением предыдущего тома, в котором излагается учение об электрических и магнитных явлениях.
Физическая оптика рассматривается в нем преимущественно с волновой (конечно, электромагнитной) точки зрения. Вопросы квантовой оптики затрагиваются лишь частично. Дается представление о фотонах и процессе излучения как о квантовом переходе атомных систем из одного энергетического состояния в другое. Это необходимо для введения понятия индуцированного излучения и объяснения принципов работы лазеров.
Однако систематическое изложение основ квантовой оптики, в той мере, в какой это возможно сделать в рамках общей физики, а также относящихся сюда квантовых явлений (фотоэффект, эффект Комптона, спектральные закономерности, люминесценция, эффект Зеемана, эффект Штарка и пр.), предполагается дать в этом томе, где будет излагаться атомная физика в широком смысле этого слова.
Второй том предлагаемого курса физики, так же как и первый, написан на основе лекций, читавшихся автором на протяжении многих лет (начиная с весеннего семестра 1957 года) для студентов первого курса Московского физико-технического института. Поэтому все сказанное в предисловии к первому тому относится и ко второму. По сравнению с лекционным курсом книга, естественно, охватывает более широкий круг вопросов. При выборе материала и способа изложения автор стремился к тому, чтобы все изложенное не выходило за пределы того, что способен усвоить студент первого курса.
Однако автор надеется, что его книга может оказать пользу и для студентов более старших курсов, а также для всех лиц, изучающих и преподающих физику. Некоторые вопросы молекулярной физики, в особенности относящиеся к физике твердого тела, не включены в книгу, так как студенты первого курса еще не подготовлены для их изучения. Эти вопросы предполагается изложить в последующих томах курса.
Огромное разнообразие явлений, с которыми приходится встречаться в технике и научном исследовании, делает соответственно весьма широким и круг величин, подлежащих измерению.
Напряжение в электрической сети, вязкость смазочного масла, упругость стали, показатель преломления стекла, мощность двигателя, сила света лампы, длина электромагнитной волны радиостанции, — вот лишь некоторые из бесчисленного множества величин, подвергающихся измерению в науке и технике.
Основное содержание предлагаемого курса составляет расширенное изложение лекций по физике, которые автор читал в течение многих лет (начиная с 1956 г.) в Московском физико-техническом институте. Общий план лекционного курса, а также основной подход к изложению принципиальных вопросов физики на протяжении всех лет менялись мало.
Однако с каждым годом курс обновлялся включением новых вопросов частного порядка и примеров. Многие ранее рассматривавшиеся вопросы при этом исключались. Делалось это не по принципиальным соображениям, а из-за недостатка времени.
В настоящий курс вошли разделы, к которым возвращались на лекциях в разные годы. Вошли также и такие вопросы, которые на лекциях не излагались. Они занимают около 10—15% текста. Кроме того, включено много задач с ответами или подробными решениями. Весь этот материал может оказать пользу студентам начальных университетских курсов в соответствии с программой семинарских занятий. Он, как надеется автор, должен способствовать развитию у студентов навыков самостоятельного мышления: учить анализировать и решать принципиальные вопросы и конкретные физические задачи, что и является целью университетского образования.
Разумеется, все вопросы и задачи целиком не исчерпываются физикой, которая изложена в курсе. Для удобства читателя основные вопросы напечатаны крупным шрифтом, как весте вопросы,— петитом.
Книга В. К. Семенченко «Избранные главы теоретической физики» дает возможность студентам педагогических институтов, изучающим курс теоретической физики, более углубленно познакомиться с основами термодинамики, квантовой механики и статистической физики.
Книга не представляет собой систематического курса теоретической физики: некоторые вопросы в ней освещены весьма подробно и своеобразно, другие — более сжато. Особое внимание в книге уделено физической стороне проблем, решаемых методами теоретической физики. Математический аппарат книги в основном не выходит за рамки курсов математики, изучаемых в педагогических институтах. Необходимые дополнительные сведения по математике либо приводятся в самой книге, либо указаны источники, где их можно найти.
Для лучшего понимания описываемых автором идей и методов теоретической физики полезно сопоставить соответствующие разделы книги с другими учебниками и учебными пособиями по теоретической физике.
Книга В. К. Семенченко может быть полезной также и для специалистов других направлений — инженеров, геологов, химиков, которые в какой-то мере подвергаются в своей деятельности необходимости знакомства с элементами теоретической физики.
Цель настоящего пособия — помочь при подготовке к приёмным экзаменам по физике в высшие учебные заведения. В основу книги положена программа приёмных экзаменов, хотя в отдельных случаях имеются некоторые отступления от неё, учитывающие практику приёмных экзаменов. Это пособие должно рассматриваться как дополнение к учебнику.
Главное внимание сосредоточено на раскрытии физического смысла важнейших вопросов школьного курса и на детальном рассмотрении некоторых вопросов, которые часто вызывают затруднения на экзаменах. Рассмотрено много примеров и задач, причем в большинстве случаев приводятся не только их подробные решения, но и анализ условий и выводы.
Книга может оказаться полезной для лиц, самостоятельно готовящихся к приёмным экзаменам по физике в институты, а также ученикам старших классов, слушателям подготовительных курсов и подготовительных отделений.
При подготовке второго издания книга подверглась некоторой переработке. Помимо чисто редакционных изменений, некоторого сокращения отдельных мест, исправления замеченных опечаток, заменены некоторые параграфы первого издания новыми.
Из числа наиболее существенных изменений следует упомянуть введение основных идей термодинамики необратимых процессов и ее применение к теории термоэлектрических явлений и краткое изложение применения статистической физики к теории электронного газа в полупроводниках.
При подготовке второго издания к печати мне оказывали большую помощь кандидат физ.-мат. наук Л. Л. Коренблит и ассистент И. В. Даховский, которым выражаю за это свою искреннюю признательность.
Прежде всего необходимо ознакомиться с таблицами, помещенными в конце книги, так как решение многих задач без пользования ими невозможно. Необходимо также знакомство с введениями, имеющимися в каждом параграфе и содержащими обзор понятий и соотношений, служащих для решения задач, помещенных в данном параграфе и в следующих за ним.
Вникнув в смысл задачи, следует установить, все ли данные, нужные для решения задачи, приведены; недостающие данные можно найти в таблицах, помещенных в конце книги.
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.
Учебник содержит теоретический материал в объеме курса физики, изучаемого обучающимися в начальных и средних профессиональных учебных заведениях, а также задачи с решениями для самостоятельной работы. В конце каждой главы даны краткие выводы, вопросы для самоконтроля и повторения.
Для обучающихся в образовательных учреждениях начального и среднего профессионального образования.
