Фотоны и ядра

Фотоны и ядра

В заключительной из четырех книг «Физика для всех» изложены основные сведения, специфичные для электромагнитных волн, проблема теплового излучения, учение о спектрах, приведены примеры наиболее распространенных лазеров, много внимания уделено ядерной физике. Отдельные разделы посвящены обобщению механики на случай быстрых движений (специальная теория относительности) и движения малых частиц (волновая механика). Для широкого круга читателей, проявляющих интерес к данной науке.

Жанры: Физика, Учебники и пособия для среднего и специального образования
Серия: Физика для всех №4
Всего страниц: 66
ISBN: -
Год издания: 1982
Формат: Полный

Фотоны и ядра читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

Предисловие




Этой 4-й книгой серии «Физика для всех» заканчивается рассмотрение основ физики.

Что понимать под этим неопределенным словом «основы»?

Прежде всего те фундаментальные законы, на которых покоится все здание физики. Их не так много, так что можно даже перечислить: законы движения классической механики; законы термодинамики; законы, содержащиеся в уравнениях Максвелла и командующие над зарядами, токами и электромагнитными полями; законы квантовой физики и теория относительности.

Законы физики, как и всего естествознания, имеют эмпирическую природу. Мы приходим к ним путем наблюдения и эксперимента. Опытом устанавливается множество первичных фактов: строение вещества из атомов и молекул, ядерная модель атома, волново-корпускулярный аспект материи… Как число фундаментальных законов, так и число основных фактов и понятий, которые нужны для их описания, не так уж велико и во всяком случае ограничено.

За последние десятилетия физика разрослась настолько, что лица, работающие в разных ее областях, перестают понимать друг друга, как только разговор выходит за рамки того, что их объединяет в одну семью, — за пределы законов и понятий, лежащих в основе всех разделов физики. Отдельные главы физики тесно переплелись с техникой, с другими частями естествознание, с медициной и даже с гуманитарными науками. Неудивительно, что они оформились в самостоятельные дисциплины.

Вряд ли кто-либо будет спорить, что изложению областей прикладной физики должно предшествовать обсуждение основных законов и фактов. Но столь же очевидно, что разные авторы, в зависимости от своего индивидуального вкуса и узкой специальности, будут отбирать и компоновать материал, нужный для построения фундамента физики, каждый по-своему. На суд читателя выносится один из возможных вариантов изложения основ физики.

О круге читателей серии «Физика для всех» уже говорилось в предисловии к первым выпускам. Эти книги написаны для представителей всех профессий, желающих вспомнить физику, представить себе ее современный облик, оценить влияние на научно-технический прогресс и значение для формирования материалистического взгляда на мир. Многие страницы книг заинтересуют учителей физики и школьников, которые полюбили физику. Надо думать, что кое-что интересное для себя найдут в этих книгах и те читатели, которых отпугивают алгебраические формулы.

Разумеется, эта серия книг не имеет в виду, что кто-либо будет с их помощью изучать предмет. Для этого существуют учебники.

Книга «Фотоны и ядра» должна, по мысли автора, показать читателю, как работают законы электромагнитного поля и квантовой физики при рассмотрении поведения электромагнитных волн разной длины. Перед тем как перейти к разговору об атомных ядрах, читатель получит представление о волновой механике и специальной теории относительности. После изложения основных фактов, касающихся строения атомного ядра, мы перейдем к разговору о волнующей человечество теме об источниках энергии на Земле. И, наконец, закончим повествование кратким рассказом о физике Вселенной.

Малый объем книги не позволил остановиться на многих традиционных темах. Старому пришлось уступить место новому.

А. И. Китайгородский

Глава 1

Мягкое электромагнитное излучение

ОБМЕН ЭНЕРГИЕЙ ПУТЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ

Мягким мы называем то электромагнитное излучение, длины волн которого лежат примерно в интервале от 0,1 до 100 мкм. При этом надо сделать еще одну оговорку. Говоря о мягком излучении, мы будем иметь в виду электромагнитные волны, которые создаются не радиотехническими способами. Эта оговорка необходима, ибо чисто радиотехническими методами можно «залезть» в область мягкого излучения.

Довольно часто мягкое излучение называют также световым. Пользуясь этим термином, надо не забывать, что видимый свет занимает лишь узкий участок длин волн, который для «среднего» человеческого глаза лежит в пределах от 380 до 780 нм (0,38—0,78 мкм).

Если дальше мы будем пользоваться термином «свет», то только в широком смысле слова, ибо законы, справедливые для видимого участка спектра, верны и для всех остальных представителей мягкого излучения.

Напомним также, что излучение более коротковолновое, чем видимый свет, носит название ультрафиолетового, а более длинноволновое — инфракрасного.

Теперь мы можем перейти к теме параграфа.

Как нам известно, существуют три способа обмена теплом. Явления носят названия теплопроводности, тепловой конвекции и теплового излучения. Для того чтобы исследовать обмен энергией, происходящий за счет теплового излучения, надо посмотреть, как ведут себя тела, находящиеся в вакууме (исключена конвекция) на некотором расстоянии друг от друга (исключена теплопроводность).

Опыт показывает, что если два или много тел образуют замкнутую систему (читатель помнит, что это означает отсутствие обмена энергией с предметами, которые в систему не входят), то температуры этих тел выравниваются. Каждое из тел системы является одновременно и излучателем, и поглотителем. Происходят бесчисленные акты переходов атомов и молекул с более высокого уровня на низкий (при этом испускается соответствующий фотон) и с более низкого уровня на высокий (фотон поглощается). В обмене энергией участвуют фотоны всех энергий, или, что то же самое, электромагнитные волны всех длин.


Еще от автора Александр Исаакович Китайгородский
Молекулы

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Электроны

«Физика для всех» Л. Д. Ландау и А. И. Китайгородского выпущена в 1978 г. четвертым изданием в виде двух отдельных книг: «Физические тела» (книга 1) и «Молекулы» (книга 2). Книга 3 «Электроны», написанная А. И. Китайгородским, выходит впервые и является продолжением «Физики для всех». В этой книге пойдет речь о явлениях, где на первый план выходит следующий уровень строения вещества — электрическое строение атомов и молекул. В основе электротехники и радиотехники, без которых немыслимо существование современной цивилизации, лежат законы движения и взаимодействия электрических частиц и в первую очередь электронов — квантов электричества. Электрический ток, магнетизм и электромагнитное поле — вот главные темы этой книги.


Движение. Теплота

Авторы этой книги – лауреат Ленинской и Нобелевской премий академик Л.Д. Ландау и профессор А.И. Китайгородский – в доступной форме излагают начала общего курса физики.Примечательно, что вопросы атомного строения вещества, теория лунных приливов, теория ударных волн, теория жидкого гелия и другие подобные вопросы изложены вместе с классическими разделами механики и теплоты. Подобная тесная связь актуальных проблем физики с ее классическими понятиями, их взаимная обусловленность и неизбежные противоречия, выводящие за рамки классических понятий, – все это составляет сущность современного подхода к изучению физики.Новое, свежее изложение делает книгу полезной для самого широкого круга читателей.


Как измеряются расстояния между атомами в кристаллах

О рентгеноструктурном анализе атомной структуры кристаллов.


Проблема № 2

Статья о явлении сверхпроводимости из журнала «Техника – молодежи» № 11, 1975.


Предисловие к русскому изданию книги «Парапсихология» (Ч.Хэнзел)

…Борьба против лженауки – это борьба против заблуждений, взятых на вооружение повседневной жизнью. Это борьба против ошибок разума, а не чувств, в отношении которых слово «обман» вообще не имеет смысла…


Рекомендуем почитать
Иван Грозный против «Пятой колонны». Иуды Русского царства

Наша страна, с ее огромной территорией и природными богатствами, всегда была «лакомым куском» для алчных иноземных захватчиков. Но не всегда ее удавалось покорить силой оружия. В таких случаях оставался захват изнутри – использование на нашей территории людей, которые вели бы активную пропаганду, перемежающуюся с определенного рода подрывной деятельностью. У такого явления есть термин – «Пятая колонна». В истории нашей страны примеров такого воздействия, примеров предательства веры и Родины, подлости ради «тридцати сребреников» множество…На кого работали заговорщики в эпоху Ивана Грозного? Кто стоял за организацией Смуты? Почему на Украине простой народ во все времена хотел быть вместе с русскими, а руководство раз за разом предавало? И почему измены в России до сих пор остаются постоянно действующим фактором внутренней и внешней политики?На эти и другие вопросы вам ответит новая книга известного писателя Валерия Шамбарова «Иван Грозный против «Пятой колонны».


Парадокс любви

«Парадокс любви» — новое эссе известного французского писателя Паскаля Брюкнера. Тема, которую затрагивает Брюкнер на этот раз, опираясь на опыт своего поколения, вряд ли может оставить кого-то равнодушным. Что изменилось, что осталось неизменным в любовной психологии современного человека? Сексуальная революция, декларации «свободной любви»: как повлияли социокультурные сдвиги последней трети XX века на мир чувств, отношений и ценностей? Достижима ли свобода в любви?Продолжая традицию французской эссеистики, автор в своих размышлениях и серьезен, и ироничен, он блещет эрудицией, совершая экскурсы в историю и историю литературы, и вместе с тем живо и эмоционально беседует с читателем.


Мечта

Что ты будешь делать, когда попадая в другой мир становишься личной рабыней императора.


Крыжовник. Сажаем, выращиваем, заготавливаем

В этой книге Михалыч, мастер по выращиванию рекордных урожаев крыжовника, поделится секретами посадки, ухода и защиты кустарника от вредителей. Также он расскажет все о лучших сортах и поведает, что и как можно приготовить из этой ягоды. Воспользуйтесь его советами — и суровый на вид кустарник на долгие годы станет вашим верным другом, давая устойчивые и высокие урожаи.


Мистер Томпкинс внутри самого себя

В книге, одним из авторов которой является известный американский физик Г. Гамов, в доступной и увлекательной форме рассказывается о достижениях на стыке физики и биологии. Данная книга рассчитана на учащихся старших классов и студентов начальных курсов университетов самых разных специальностей.


Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт

Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.


Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.


Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей

Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.


Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы

Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.


Климатическая наука: наблюдения и модели

Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.


Физические  тела

Переиздание первой части книги Ландау Л. Д. и Китайгородского А. И. «Физика для всех» (Движение, теплота). Цель книги дать читателю в общедоступной форме отчетливое представление об основных идеях и новейших достижениях современной физики. Движение тел рассмотрено с двух точек зрения — наблюдателя в инерциальной и неинерциальной системах координат. Весьма детально изложены закон всемирного тяготения и его применение для расчетов космических скоростей, для интерпретации лунных приливов, для геофизических явлений. Книга рассчитана на самый широкий круг читателей — от впервые знакомящихся с физикой до лиц с высшим образованием, проявляющих интерес к данной науке.