Читать онлайн «Курс общей физики, Том 3. Оптика и атомная физика»

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ Е. М. ГЕРШЕНЗОН, Н. Н. МАЛОВ, А. Н. МАНСУРОВ ОПТИКА И АТОМНАЯ ФИЗИКА Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ по педагогическому образованию в качестве учебного пособия для студентов педагогических вузов по специальности 032200 - физика Москва ACADEMA 2000 УДК 53 (075. 8) ББК 22. 343. 4 Г 42 Рецензенты: кафедра физики МГОПУ (зав. кафедрой доктор физико-математических наук, профессор Л. Ф. Уткина); доктор педагогических наук, профессор, член-корреспондент РАО Ю. И. Дик Рукопись предоставлена учебно-педагогическим агентством «Кафедра-М» Гершензон Е. М. , Малов Н. Н. , Мансуров А. Н. Г 42 Оптика и атомная физика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - М. : Издательский центр «Академия», 2000. - 408 с. ISBN 5-7695-0351-Х Рассмотрены волновая природа света, лучевая оптика, взаимодействие излучения с веществом, строение атома и другие вопросы оптики и атомной физики, физики атомного ядра и элементарных частиц. УДК 53 (075. 8) ББК 22. 343. 4 © Гершензон Е. М, Малов Н. Н. , Мансуров А. Н. , 2000 ISBN 5-7695-0351-Х © Издательский центр «Академия», 2000 ПРЕДИСЛОВИЕ В разделе курса общей физики «Оптика и атомная физика» рассматриваются оптические явления, явления микромира и способы их описания. Большое внимание уделяется экспериментальным методам изучения оптических явлений, выяснению природы света, обсуждению физических основ зрительных ощущений, благодаря которым человек получает 90-95% сведений об окружающем мире. Явления интерференции, дифракции, поляризации и дисперсии света рассматриваются с позиций волновых представлений, основу которых составляют идеи Гюйгенса и Френеля и теория электромагнитного поля Максвелла, дополненная элементарными сведениями из теории частичной когерентности света. Геометрическая оптика рассматривается как предельный случай волновой при условии стремления длины волны света к нулю. Концентрированное выражение этого предельного перехода при описании оптических явлений - принцип Ферма. Квантовые свойства света изучаются на основе фундаментальных идей, сформулированных Планком и Эйнштейном в начале XX в. В результате анализа всей совокупности экспериментальных фактов, выражающих свойства света, обосновывается и развивается идея корпускулярно-волнового дуализма, базирующаяся на дополнительном способе описания физических явлений и вероятностном методе их математического моделирования. Эта идея получает дальнейшее убедительное подтверждение при изучении физических опытов с микрообъектами вещества. Многочисленные эксперименты, проведенные в конце XIX - начале XX в. , убедительно продемонстрировали волновой характер микрообъектов, считавшихся ранее частицами. Описание свойств микрочастиц с волновой точки зрения позволило найти новые подходы для математического описания явлений микромира, составившие основу квантовой механики. Если в механике изучались в основном движения макроскопических тел, локализованных в пространстве, а в электродинамике - свойства электромагнитных полей, существующих в виде непрерывно распределенных во времени и пространстве электромаг- нитных волн, то в оптике и атомной физике впервые применяется физическая модель, которая отражает дополнительные, квантовые, свойства физических объектов.