Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов icon

Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов


Скачать 22.62 Kb.
НазваниеДанная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов
Размер22.62 Kb.
ТипДокументы

Предисловие


Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов. Она посвящена изложению современной теории строения материи, основанной на квантовых представлениях. Математическая теория квантовых явлений носит название квантовой или волновой механики. В предыдущих книгах данного курса [1 - 4] излагались законы классической физики. С помощью этих законов можно, основываясь на таких свойствах материи как, например, плотность, модуль упругости, температура плавления, описать работу механизмов, состоящих из пружин, рычагов, маховиков. Но классическая теория не может сказать почему плотность вещества и модуль упругости принимают данное значения, почему стержень ломается при достижении определенного предела и как изменить физические константы вещества. Перечень явлений, которых классическая физика не может описать можно продолжить.

Более того, как было установлено большим числом опытов, даже и в тех областях, где классическая физика успешно использовалась, она имеет ограниченную область применимости. Вследствие этого квантовую физику не следует считать отдельной областью физики, описывающей строение микромира и не связанную с макроскопическим миром. На самом деле законы квантовой механики в настоящее время представляются наиболее общими законами природы.

Создание квантовой механики представляет собой революцию в физике. Термин «революция» предполагает полный переворот во взглядах. Вместе с тем законы классической физики остались непоколебимы, если ограничить область их применения явлениями, для описания которых классическая физика была создана. Работа теплового двигателя и движение планет и сейчас описывается законами, открытыми в XVIII веке. Более того, классические законы иногда оказываются хорошим приближением при описании некоторых микрофизических явлений. Очень важным, поэтому является понимание пределов применимости классических представлений. Этой стороне физической картины авторы уделили большое внимание. При этом, если в начальных лекциях книги содержатся лишь общие представления об этих пределах, по мере расширения круга знаний, читатель получит более точное количественное описание этой важной проблемы.

Квантовую физику исторически сопровождают два стереотипа. Во-первых, часто думают, что она далека от практики. Это легко опровергается простым перечислением лишь некоторых областей ее практического применения, без которых уже невозможно представить современную цивилизацию: электроника, информатика, лазерная техника, создание материалов с заданными свойствами, ядерная энергетика, методы неразрушающего контроля. Этот перечень можно значительно расширить. Данный курс лекций вплотную подводит читателя к техническим приложениям, не останавливаясь на них подробно.

Во-вторых, считается, что квантовая физика трудней для понимания остальных областей физики. На самом деле в любой области физики, наряду с простыми для понимания, встречаются явления, изучение которых представляет значительные трудности. Во время становления квантовых представлений все явления микромира казались таинственными и сложными. Это отчасти было связано с укоренившимися представлениями, связанными с привычной картиной макромира, а частично с неполнотой экспериментальных данных. Однако современный студент обычно не испытывает таких трудностей.

Авторы считают, что можно найти достаточно понятные для студентов технических университетов явления, которые в то же время пригодны для выяснения базовых идей и принципов. Именно отбор материала и методов описания, основанный на опыте работы со студентами строительных специальностей, составляет основную особенностей данного курса лекций. Для облегчения понимания физических явлений, в данной книге, сначала студент знакомится с основными опытными фактами, которые продемонстрируют недостаточность классических представлений и позволяют наметить пути введения новых представлений. Этому целиком посвящена первая лекция. Остальные лекции также начинаются с краткого описания экспериментальных данных.

Авторы полагают, что рассмотренные явления не покажутся студентам более трудными для понимания, чем, например, закон всемирного тяготения. При этом, для того чтобы не смещать внимание читателя от физии к матема­тике, пришлось иногда пожертвовать строгостью изложения. Восполнить этот пробел можно с помощью учебников [5 - 8]. Для того, чтобы наиболее ясно представить основные идеи квантовой физики, сначала, во второй и третьей лекциях рассмотрены явления с участие малого числа частиц, где эти идеи представлены наиболее выпукло. Затем, в четвертой лекции изложены основ­ные положения квантовой статистики, а в пятой лекции они применяются для описания электрических свойств кристаллов. Шестая лекция посвящена элементарным частицам, строению атомного ядра, ядерной энергетике и проблемам ядерной безопасности.

Последняя, седьмая лекция посвящена возникшей во второй половине XX века и бурно развивающейся в настоящее время науч­ной дисциплине – синергетике, рассматривающей с единой точки зрения вопросы физики, физики, биологии, социологии, экономики, языкознания и других частных наук [9 – 14]. Параллельно с синергетикой изложены также основы ее математического аппарата –теория бифу­каций и в частности теория катастроф. Новизна этих научных направлений привела к тому, что в настоящее время отсутствуют предназначенные для технических университетов учебники, в кото­рых отражены эти вопросы. В то же время синегетика в значитель­ной мере будет определять прогресс науки и техники в XXI веке и без знания ее основ невозможно представить себе современного специалиста. Имеющиеся учебн6ики и монографии используют достаточно сложный математический аппарат и не могут быть рекомендованы студентам строительных специальностей. Более доступными явля­ются популярные статьи [9 - 14].

Для понимания материала настоящих лекций необходимо и достаточно знаний физики в объеме предыдущих частей курса [1 - 4], знаний химии в объеме курса технического университета. Предполагаются также стандартные знания математики. Студент должен владеть основами математического анализа, включая решение обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами и основами векторной алгебры. От изложения вопросов, требующих более обширных знаний, авторы не без сожаления отказались. Весь изложенный в данной книге материал соответствует требованиям по физике для технических университетов и представляет собой изложение программы - минимум, общей для всех строительных специальностей. Лекционный курс с учетом специфики конкретных специальностей должен быть расширен, для чего предусмотрен резерв времени 10 академических часов.


Обозначения

Кроме использованных в предыдущих частях курса, в данной книге введены следующие фиксированные обозначения:

  1. h=6,62*10-34 Дж *с – постоянная Планка;

  2. ħ=1,05*10-34 Дж *с –перечеркнутая или постоянная Планка;

  3. R– энергетическая светимость абсолютно черного тела;

  4. σ– постоянная Стефана – Больцмана;

  5. b– постоянная Вина;

  6. ψ– волновая функция;

  7. Ry– постоянная Ридберга.



Библиографический список рекомендованной

литературы


  1. Головинский П.А., Преображенский М.А. Механика. Курс лекций по физике. – Воронеж: ВГАСА, 2000. – 84 с.

  2. Головинский П.А., Преображенский М.А. Механика. Лекции по молекулярной физике и термодинамике. – Воронеж: ВГАСУ, 2001. – 78 с.

  3. Головинский П.А., Преображенский М.А. Курс лекций по физике. Электричество и магнетизм – Воронеж: ВГАСУ, 2002. – 66 с.

  4. Головинский П.А., Преображенский М.А. Курс лекций по физике. Колебания и волны – Воронеж: ВГАСУ, 2002. – 66 с.

  5. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2 – М.: Наука, 1982, - 432 с.

  6. Орир Дж. Физика, Т.2 – М.: Мир, 1981, 337 с.

  7. Сивухин Д.В., Общий курс физики. Атомная и ядерная физика. Часть 1 – М.: Наука, 1986, 416 с.

  8. Вихман Э. Берклеевский курс физики. Квантовая физика – М.: Наука, 1977, 414 с.

  9. Эйдельман Е.Д. Конвективные ячейки: три приближения теории опытов Бенара. // Соросовкий образовательный журнал, № 5, 1999, C. 94-100.

  10. Фейгин М.И. Особенности поведения динамических систем в окрестности опасных биукационных границ.// Соросовкий образовательный журнал, № 7, 2000, C. 122-127.

  11. Фейгин М.И. Динамические системы функционирующие в сопровождении опасных биукаций.// Соросовкий образовательный журнал, № 10, 2001, C. 122-126.

  12. Хмелевская В.С. Процессы самоорганизации в твердом теле.// Соросовкий образовательный журнал, № 6, 1999, C. 85-92.

  13. Анищенко В.С. Устойчивость, бифукации, катастрофы.// Соросовкий образовательный журнал, № 6, 1999, C. 105-110.

  14. Маневич Л.И. О теории катастроф.// Соросовкий образовательный журнал, № 7, 2000, C. 85-90.



Оглавление.

Предисловие


Библиографический список

рекомендованной литературы

Лекция 1. Квантовая природа электромагнитного

излучения

Проблема устойчивости атома

Фотоэффект

Эффект Комптона

Тепловое излучение

Формула Планка
^

Лекция 2

Лекция 3

Лекция 4


Лекция 5. Квантовое строение кристаллов

Зонное строение кристаллов

Зонное строение металлов, диэлектриков, полупроводников

Квантовый механизм электропроводности металлов

Явления сверхтекучести и сверхпроводимости

Контактные электрические явления в металлах и

полупроводниках

Лекция 6. Атомные ядра и элементарные частицы
^

Элементарные частицы и строение атомного ядра


Ядерные реакции. Уравнение радиоактивного распада

Энергия связи ядра. Ядерная энергия

Ядерная энергетика

Дозиметрия радиоактивного излучения и защита от него

^ Лекция 7. Синергетика

Макросистемы вблизи равновесия

Энтропия открытых систем

Процессы самоорганизации в физических, химических

и биологических системах

Устойчивость, бифукации и катастрофы

Министерство образования

Российской Федерации


^

Воронежский государственный архитектурно –


строительный университет


П.А. Головинский

М.А.Преображенский


Современные теории строения материи

Лекции по физике


Воронеж 2003

ББК 22.3 я 7

УДК 531 (07)

Г611
^
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ МАТЕРИ. Лекции по физике/

П.А. Головинский, М.А. Преображенский; Воронеж. гос. арх.- строит. ун.-т. – Воронеж, 2002, - 70с.


Изложены основные законы атомной, молекулярной, ядерной физики и синергетики. приведены примеры применения законов к решению конкретных задач. Учебное пособие содержит теоретический материал, контрольные вопросы и упражнения и перечень вопросов экзаменационных билетов. Объем материала и его разбиение по лекциям соответствует учебным планам строительных специальностей технических университетов.

Пособие предназначено для студентов второго курса очного, вечернего и заочного отделений всех строительных специальностей.


Ил. 50. Библиограф. 14 назв.


Печатается по рекомендации редакционно – издательского совета Воронежского государственного архитектурно – строительного университета.


Рецензенты: кафедра физики Воронежского

государственного аграрного университета

Копытин И.В., д. физ.-мат. наук, профессор,

зав. каф. теоретической физики ВГУ


© Головинский П.А., Преображенский М.А.

© Воронежский государственный архитектурно-

строительный университет, 2003.


^ Павел Абрамович Головинский,

Михаил Артемьевич Преображенский


Лекции по физике.

Современные теории строения материи

Учебное издание




Редактор Акритова Е.В.


ЛР № 02540 от 04.03.97 ПДЛ № 37.49 от 03.11.98

Подписано в печать 2003 г. Формат 60х80 1/16


Бумага для множительных аппаратов

Уч.-изд.л. 4,6 Усл. печ. л. 4.8 Тираж 300 экз. Заказ № С-9


Отпечатано в типографии Воронежского государственного

архитектурно – строительного университета

394006, Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84.

Похожие:

Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconДанная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов
Но классическая теория не может сказать почему плотность вещества и модуль упругости принимают данное значения, почему стержень ломается...
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconКонспект лекций по дисциплине «Психология» для студентов дневного и заочного отделения
Психология. Конспект лекций для студентов дневного и заочного отделения технических специальностей. / Пгту. Каф. Социологии и социальной...
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconМетодические указания для самостоятельной работы при разработке портфолио студентов всех технических направлений и специальностей
Необходимые учебные достижения студентов после изучения курса «Инженерная графика» 5
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconМеждународная (дистанционная) олимпиада по физике
Общество Науки и Творчества проводит Международную (дистанционную) олимпиаду по физике, целью которой является повышение интереса...
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconПротокол №4 от 04. 11. 08г
Для каких специальностей и курсов: для всех специальностей 1 курса полного и сокращенного обучения
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconУчебник для вузов Рекомендован Учебно-методическим объединением педагогического образования Министерства образования
Учебник разработан в соответствии с программой дисциплины для студентов невалеологических специальностей вузов и университетов. Основной...
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconМетодические указания к выполнению курсового проекта по курсу " Механика грунтов, основания и фундаменты" (для студентов 3 курса строительных специальностей и иностранных учащихся)
Составители: доцент, канд техн наук М. Ф. Бронжаев, доцент, канд техн наук Т. В. Мишурова
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconУчебное пособие для студентов очно-заочной и заочной форм обучения строительных специальностей
Учебное пособие предназначено для студентов очно-заочной и заочной форм обучения строительных специальностей
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconМетодические указания студентам-заочникам технических специальностей по изучению дисциплины «Безопасность жизнедеятельности»
В соответствии с программой, приведенной в приложении, изучение теоретической части дисциплины по материалам установочных лекций...
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов iconМетодические указания к лабораторным работам с элементами нирс для студентов 4 курса специальности 290600 Производство строительных материалов, изделий и конструкций
Нирс для студентов 4 курса специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций
Данная книга является пятой, заключительной частью курса лекций по физике для строительных специальностей технических университетов icon08. 11. Литературная сказка Голландии и Эстонии
Белинского приглашает всех желающих на цикл лекций «Литературная сказка и детская литература стран Европы, Америки и Австралии»....
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы