Предисловие к первому изданию

9

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Глава I. Основные понятия. Механические колебания

11

§1. Периодические движения. Период (11).

§2. Колебательные системы. Свободные колебания (12).

§3. Маятник; кинематика его колебаний (13).

§4. Колебания камертона (15).

§5. Гармоническое колебание. Частота (16).

§6. Сдвиг фаз (20).

§7. Динамика колебаний маятника (22).

§8. Формула периода математического маятника (24).

§9. Упругие колебания (27).

§10. Крутильные колебания (29).

§11. Влияние трения. Затухание (31).

§12. Вынужденные колебания (34).

§13. Резонанс (35).

§14. Влияние трения на резонансные явления (37).

§15. Примеры резонансных явлений (38).

§16. Резонансные явления при действии негармонической

периодической силы (41).

§17. Форма периодических колебаний и ее связь с гармоническим

составом этих колебаний (44).

Глава II. Звуковые колебания

49

§18. Звуковые колебания (49).

§19. Предмет акустики (51).

§20. Музыкальный тон. Громкость и высота тона (52).

Глава III. Электрические колебания

63

§26. Электрические колебания. Методы их наблюдения (63).

§27. Колебательный контур (66).

§28. Аналогия с механическими колебаниями. Формула Томсона (69).

§29. Электрический резонанс (73).

§30. Незатухающие колебания. Автоколебательные системы (76).

§31. Ламповый генератор электрических колебаний (79).

§32. Учение о колебаниях (82).

Глава IV. Волновые явления .

87

§33. Волновые явления (87).

§34. Скорость распространения волн (89).

§35. Радиолокация, гидроакустическая локация и звукометрия (91).

§36. Поперечные волны в шнуре (94).

§37. Продольные волны в столбе воздуха (98).

§38. Волны на поверхности жидкости (101).

§39. Перенос энергии волнами (104).

§40. Отражение волн (107).

§41. Дифракция (НО).

§42. Направленное излучение (112).

Глава V. Интерференция волн

115

§43. Наложение волн (115).

§44. Интерференция волн (116).

§45. Условия образования максимумов и минимумов (118).

§46. Интерференция звуковых волн (121).

§47. Стоячие волны (122).

§48. Колебания упругих тел как стоячие волны (125).

§49. Свободные колебания струны (126).

§50. Стоячие волны в пластинках и других протяженных телах (129).

§51. Резонанс при наличии многих собственных частот (132).

§52. Условия хорошего излучения звука (134).

§53. Бинауральный эффект. Звукопеленгация (135).

Глава VI. Электромагнитные волны

133

§54. Электромагнитные волны (138).

§55. Условия хорошего излучения электромагнитных волн (139).

§64. Заключительные замечания (174).

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Глава VII. Общая характеристика световых явлений

179

§65. Разнообразные действия света (179).

§66. Интерференция света. Цвета тонких пленок (181).

§67. Краткие сведения из истории оптики (183).

Глава VIII. Фотометрия и светотехника

186

§68. Энергия излучения. Световой поток (186).

§69. Точечные источники света (188).

§70. Сила света и освещенность (189).

§71. Законы освещенности (191).

§72. Единицы световых величин (193).

§73. Яркость источников (195).

§74. Задачи светотехники (197).

§75. Приспособления для концентрации светового потока (198).

§76. Отражающие и рассеивающие тела (199).

§77. Яркость освещенных поверхностей (203).

§78. Световые измерения и измерительные приборы (204).

Глава IX. Основные законы геометрической оптики

209

§79. Прямолинейное распространение волн (209).

§80. Прямолинейное распространение света и световые лучи (210).

§81. Законы отражения и преломления света (217).

§82. Обратимость световых лучей (221).

§83. Показатель преломления (224).

§84. Полное внутреннее отражение (227).

§85. Преломление в плоскопараллельной пластинке (230).

§86. Преломление в призме (231).

Глава X. Применение отражения и преломления света для

235

получения изображений

§87. Источник света и его изображение (235).

§88. Преломление в линзе. Фокусы линзы (236).

§89. Изображение в линзе точек, лежащих на главной оптической оси.

Формула линзы (242).

§90. Применения формулы тонкой линзы. Действительные и мнимые

изображения (245).

§91. Изображение точечного источника и протяженного объекта в

§96. Увеличение при изображении объектов в сферическом зеркале и

линзе (258).

§97. Построение изображений в сферическом зеркале и линзе (260).

§98. Оптическая сила линз (266).

Глава XI. Оптические системы и их погрешности

268

§99. Оптическая система (268).

§100. Главные плоскости и главные точки системы (268).

§101. Построение изображений в системе (270).

§102. Увеличение системы (271).

§103. Недостатки оптических систем (272).

§104. Сферическая аберрация (273).

§105. Астигматизм (276).

§106. Хроматическая абберрация (278).

§107. Ограничение пучков в оптических системах (279).

§108. Светосила линзы (280).

§109. Яркость изображения (282).

Глава XII. Оптические приборы

285

§110. Проекционные оптические приборы (285).

§111. Фотографический аппарат (288).

§112. Глаз как оптическая система (291).

§113. Оптические приборы, вооружающие глаз (293).

§114. Лупа (295).

§115. Микроскоп (298).

§116. Разрешающая способность микроскопа (300).

§117. Зрительные трубы (301).

§118. Увеличение зрительной трубы (303).

§119. Телескопы (304).

§120. Яркость изображения для протяженных и точечных источников

(308).

§121. «Ночезрительная труба» Ломоносова (311).

§122. Зрение двумя глазами и восприятие глубины пространства.

Стереоскоп (311).

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ФИЗИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Глава XIII. Интерференция света

317

§123. Геометрическая и физическая оптика (317).

§124. Опытное осуществление интерференции света (317).

§125. Объяснение цветов тонких пленок (321).

§126. Кольца Ньютона (323).

§127. Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона

(325).

Глава XIV. Дифракция света

329

§128. Пучки лучей и форма волновой поверхности (329).

§129. Принцип Гюйгенса (331).

§130. Законы отражения и преломления света на основе принципа

Гюйгенса (332).

§131. Принцип Гюйгенса в толковании Френеля (334).

§132. Простейшие дифракционные явления (335).

§133. Объяснение дифракции по методу Френеля (338).

§134. Разрешающая сила оптических инструментов (339).

§135. Дифракционные решетки (342).

§136. Дифракционная решетка как спектральный прибор (345).

§137. Изготовление дифракционных решеток (346).

§138. Дифракция при косом падении света на решетку (347).

Глава XV. Физические принципы оптической голографии

349

§139. Фотография и голография (349).

§140. Запись голограммы с помощью плоской опорной волны (352).

§141. Получение оптических изображений по методу восстановления

волнового фронта (356).

§142. Телеграфирование по методу встречных световых пучков (359).

§143. Использование голографии в оптической интерферометрии (362).

Глава XVI. Поляризация света и поперечность световых волн

367

§144. Прохождение света через турмалин (367).

§145. Гипотезы, объясняющие наблюдаемые явления. Понятие о

поляризованном свете (368).

§146. Механическая модель явлений поляризации (369).

§147. Поляроиды (370).

§148. Поперечность световых волн и электромагнитная теория света

(371).

Глава XVII. Шкала электромагнитных волн

373

§149. Способы исследования электромагнитных волн различной длины

(373).

§150. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение (375).

§151. Открытие рентгеновских лучей (376).

§152. Различные действия рентгеновских лучей (377).

§153. Устройство рентгеновской трубки (378).

§154. Происхождение и природа рентгеновских лучей (380).

§155. Шкала электромагнитных волн (381).

Глава XVIII. Скорость света

383

§156. Первые попытки определения скорости света (383).

§157. Определение скорости света Рёмером (384).

§158. Определение скорости света по методу вращающегося зеркала

(385).

Глава XIX. Дисперсия света и цвета тел

388

§159. Состояние вопроса о цвете тел до исследований Ньютона (388).

§160. Основное открытие Ньютона в оптике (388).

§164. Спектральный состав света различных источников (395).

§165. Свет и цвета тел (396).

§166. Коэффициенты поглощения, отражения и пропускания (397).

§167. Цветные тела, освещенные белым светом (398).

§168. Цветные тела, освещенные цветным светом (399).

§169. Маскировка и демаскировка (399).

§170. Насыщенность цветов (401).

§171. Цвет неба и зорь (402).

Глава XX. Спектры и спектральные закономерности

406

§172. Спектральные аппараты (406).

§173. Типы спектров испускания (407).

§174. Происхождение спектров различных типов (409).

§175. Спектральные закономерности (411).

§176. Спектральный анализ по спектрам испускания (412).

§177. Спектры поглощения жидких и твердых тел (415).

§178. Спектры поглощения атомов. Линии Фраунгофера (415).

§179. Излучение накаленных тел. Абсолютно черное тело (417).

§180. Зависимость излучения накаленных тел от температуры. Лампы

накаливания (418).

§181. Оптическая пирометрия (420).

Глава XXI. Действия света

422

§182. Действия света на вещество. Фотоэлектрический эффект (422).

§183. Законы фотоэлектрического эффекта (424).

§184. Понятие о световых квантах (427).

§185. Применение фотоэлектрических явлений (429).

§186. Фотолюминесценция. Правило Стокса (431).

§187. Физический смысл правила Стокса (434).

§188. Люминесцентный анализ (434).

§189. Фотохимические действия света (435).

§190. Роль длины волны в фотохимических процессах (436).

§191. Фотография (436).

§192. Фотохимическая теория зрения (441).

§193. Длительность зрительного ощущения (443).

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Глава XXII. Строение атома

462

§194. Представление об атомах (452).

§203. Ядерная модель атома (473).

§204. Энергетические уровни ,атомов (477).

§205. Вынужденное излучение света. Квантовые генераторы (482).

§206. Атом водорода. Своеобразие законов движения электрона в атоме

(488).

§207. Многоэлектронные атомы. Происхождение оптических и

рентгеновских спектров атомов (491).

§208. Периодическая система элементов Менделеева (493).

§209. Квантовые и волновые свойства фотонов (497).

§210. Понятие о квантовой (волновой) механике (504).

Глава XXIII. Радиоактивность

513

§211. Открытие радиоактивности. Радиоактивные элементы (513).

§212. α-, β- и γ-излучение. Камера Вильсона (516).

§213. Способы регистрации заряженных частиц (521).

§214. Природа радиоактивного излучения (525).

§215. Радиоактивный распад и радиоактивные превращения (528).

§216. Применения радиоактивности (533).

§217. Ускорители (534).

Глава XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

541

§218. Понятие о ядерных реакциях (541).

§219. Ядерные реакции и превращение элементов (543).

§220. Свойства нейтронов (545).

§221. Ядерные реакции под действием нейтронов (547).

§222. Искусственная радиоактивность (549).

§223. Позитрон (551).

§224. Применение закона Эйнштейна к процессам аннигиляции и

образования пар (554).

§225. Строение атомного ядра (555).

§226. Ядерная энергия. Источник энергии звезд (559).

§227. Деление урана. Цепная ядерная реакция (563).

§228. Применения незатухающей цепной реакции деления. Атомная и

водородная бомбы (568).

§229. Урановые реакторы и их применения (571).

Глава XXV. Элементарные частицы

580

§230. Общие замечания (580).

§231. Нейтрино (583).

§232. Ядерные силы. Мезоны (584).

§233. Частицы и античастицы (589).

§234. Частицы и взаимодействия (595).

§235. Детекторы элементарных частиц (597).

§236. Парадокс часов (602).

§237, Космическое излучение (космические лучи) (603).

Глава XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц

608

§238. Ускорители и экспериментальная техника (608).

§239. Адроны и кварки (614).

§240. Кварковая структура адронов (625).

§241. Кварковая модель и процессы образования и распада адронов

(627).

§242. Лептоны. Промежуточные бозоны. Единство всех взаимодействий

(631).

Ответы и решения к упражнениям

636

Заключение

647

Предметный указатель

651

Таблицы

Аберрации 273, 281

Анастигмат 278

Аберрация сферическая 273—276

Ангстрем 187

— хроматическая 278, 279, 392

Аннигиляция 553—555, 581, 591 —

Абсолютно черное тело 417, 418, 420

593

Автоколебания 77—79, 82, 85, 175

Антенна 141, 145, 146, 159, 160, 162

Адроны 596, 597

Антивещество 591

Акустика 49, 51, 121

Античастицы 589—591, 594

Альбедо 202, 203

Апохромат 279

Альфа-частицы 473—477, 517, 521,

Ароматы 617

522, 528, 529, 541, 545, 557

Астигматизм 276, 277

Амплитуда 13, 14, 16, 18, 24, 25, 30,

Астрономия 173, 174, 417

33, 35, 36, 38, 52, 74, 135, 145

Атом 452, 476—481, 488—497, 507,

Глюоны 624

577, 580

Голография 349—366

Атомная единица массы 459, 555

Голубая оптика 291

— электростанция 572—574

Давление света 180, 181

Барионы 597

Движение апериодическое 32

Бета-частицы 517, 521, 526, 528, 529

— периодическое 11, 12, 19

Бинауральный эффект 135, 136

Дейтерий 472, 534, 569

Бинокль 295, 303, 304, 313, 314

Дейтрон 534, 556

Бипризма Френеля 319, 321

Деление урана 563

Вибратор 141 — 146, 148, 152, 154

Детектор 165, 166

—Герца 146, 147

Диоптрия 266, 278

Волновая поверхность 209, 329—331

Дисперсия показателя преломления

Волновой фронт 209, 210, 329, 330

391

Волновой цуг 320

— света 225, 232, 388—392, 407

Волны 86, 87, 102, 155

Дифракционная решетка 342—348,

— бегущие 99, 124, 125, 135

373, 380, 381, 406, 416, 454

— вторичные 331, 334, 338

Дифракция 104, 110—112, 121, 170,

— звуковые 89, 93, 104, 109, 121, 122,

171

133, 155, 183, 330

— рентгеновских лучей 348, 380, 381,

— капиллярные 102

506

— когерентные 118, 122, 318

Дифракция света 221, 336, 338, 504

— плоские 104, 330

— электронов 506

— поперечные 94, 96, 98, 100, 101

Длина волны 96, 100, 103, 122, 123,

— продольные 94, 98, 99, 100, 101

134, 140—143, 153, 170—172

— синусоидальные 94

— — де Бройля 505, 507, 508

— стоячие 122, 123, 126, 131, 143,

— когерентности 320

148, 155, 156, 483

— световой волны 182, 217, 321, 325,

— сферические 104, 105

328, 346, 391, 392

— упругие 94, 101, 104

Единица оптической силы 266

— электромагнитные 87—89, 104,

— освещенности 194

!07, 121, 138—140, 147—149,

— светового потока 194

151, 152, 155, 156, 158, 184, 372,

— силы света 193

373, 525

— частоты 19

Гамма-излучение 382, 517, 521, 525,

— яркости 196

526, 551, 554, 555, 576

Закон Кирхгофа 416—418

Гармоники 43, 44, 46

— радиоактивного распада 531

Генератор колебаний 80—82, 85, 145,

— Рэлея 403, 404

146, 152

— сохранения энергии 24, 69, 583

Гиперболоид 207

Заряд барионный 590, 591, 597

Глаз 248, 291—293, 305, 309—311,

— лептонный 632

373, 396, 400

Звук 49, 88, 89, 110, 122, 139

— , адаптация 441

Зеркала 249—251, 253—260, 266,

— , аккомодация 292

304, 307, 308, 330

— , разрешающая сила 342

Зоны Френеля 339

Зрительная труба 295, 301—304, 407

Когерентность 122, 172, 318, 319,

Излучение инфракрасное 148, 151,

486, 487

171, 375, 381, 400, 407, 415, 419

— временная 351

— радиоактивное 513

— пространственная 351

— рентгеновское 376—379, 388, 513,

Когерер 160—162

525

Колебание гармоническое 17—20, 25,

— света вынужденное 486—488

29, 62, 63, 95, 152

— — спонтанное 482

— периодическое 17

— ультрафиолетовое 171, 375, 376,

— простое 17

381, 382, 400, 407, 415

— синусоидальное 19

Изображение источника 236, 244,

Колебания вынужденные12, 34, 35,

260—263

38, 73, 82, 125, 131, 147

— астигматическое 245

— затухающие 32, 33

— действительное 245, 247, 248

— звуковые 49, 82, 85

— мнимое 245, 248—251, 255

— крутильные 29, 129

Изображение, освещенность 280—

— механические 63, 64, 70, 82

283, 309

— незатухающие 32, 76, 77

— стигматическое 245, 251

— свободные 12—14, 34, 38, 82, 125,

—, яркость 282, 283, 308—311

127, 128

Изотопы 468—470, 472, 516

— синфазные 22

Интерференция 104, 116, 117, 121 —

— собственные 31, 32

123, 135, 148, 169, 172, 173, 181,

Колебания ультразвуковые 20

182, 256, 291, 487, 504

— упругие 27, 129

— света 317—319, 322, 323, 334, 338,

— электрические 63, 64, 67, 70, 71,

362

82, 85, 142, 152, 162, 164

Ионосфера 171, 172, 174, 175

— электромагнитные 86

Источник точечный 105, 188, 189,

Колебательный контур 66, 67, 69, 71,

191, 192

82, 85, 140—146, 162, 164

Источники когерентные 118

Коллиматор 406

Камера Вильсона 516, 518—521, 541,

Колокол 129

545, 546, 548, 551, 563, 564, 597,

Кольца Ньютона 323—325, 327, 328

598

Конденсор 285—287, 299, 300, 325

Камера-обскура 214

Консонанс 60

Кандела 193, 194

Конфайнмент 625

Квазар 173

Коэффициент отражения 200, 202,

Квант света 185, 428, 436, 468, 479,

397, 401, 402

493, 497

— поглощения 200, 397, 402, 418

Квантовый генератор света 483

— пропускания 200, 397

Кварки 620

Краска 398, 399, 401, 402, 415, 432,

Кварта 60

436

Квинта 60

Критическая масса 566

Килогерц 19

Лазер 191, 194, 199, 226, 227, 320,

Кинескоп 169

355, 484, 485

Киноаппарат 286, 287