Абсолютный минимум. Как квантовая теория объясняет наш мир

Майкл Файер

Физика - это сложнейшая комплексная наука, она насколько сложна, настолько и увлекательна. Если отбросить математическую составляющую, физика сразу становится доступной любому человеку, обладающему любопытством и воображением. Мы легко поймем концепцию теории гравитации, обойдясь без сложных математических уравнений. Поэтому всем, кто задумывается о том, что делает ягоды черники синими, а клубники - красными; кто сомневается, что звук распространяется в виде волн; кто интересуется, почему поведение света так отличается от любого другого явления во Вселенной, нужно понять, что все дело - в квантовой физике.

Эта книга презентует (и демистифицирует) для обычных людей волшебный мир квантовой науки, как ни одна другая книга. Она рассказывает о базовых научных понятиях, от световых частиц до состояний материи и причинах негативного влияния парниковых газов, раскрывая каждую тему без использования специфической научной терминологии - примерами из обычной повседневной жизни. Безусловно, книга по квантовой физике не может обойтись без минимального набора формул и уравнений, но это необходимый минимум, понятный большинству читателей. По мнению автора, книга, популяризирующая науку, должна быть доступной, но не опускаться до уровня читателя, а поднимать и развивать его интеллект и общий культурный уровень.

Написанная в лучших традициях Стивена Хокинга и Льюиса Томаса, книга популяризирует увлекательные открытия из области квантовой физики и химии, сочетая представления и суждения современных ученых с яркими и наглядными примерами из повседневной жизни.

Издательство: Питер, 2016 г.

ISBN 978-5-496-01069-6

Количество страниц: 384.

Содержание книги «Абсолютный минимум. Как квантовая теория объясняет наш мир»:

  • 11 Предисловие
  • 14 1. Кот Шрёдингера
    • 16 Кот Шрёдингера
    • 19 Не так, как при бросании монеты
    • 19 Реальные явления могут вести себя подобно шрёдингеровским котам
  • 21 2. Размер абсолютен
    • 22 Размер в повседневной жизни
    • 24 Метод наблюдения имеет значение
    • 26 Большое или малое — это величина возмущений
    • 26 Причинность для больших объектов
    • 29 Возмущения, которыми нельзя пренебречь, — это важно
    • 30 Возмущение есть всегда
    • 32 Нельзя рассчитать будущее — только вероятности
  • 34 3. Кое-что о волнах
    • 34 Что такое волны?
    • 35 Волны характеризуются скоростью и частотой
    • 37 Океанские волны
    • 37 Звуковые волны
    • 38 Классические световые волны
    • 40 Видимый свет
    • 41 Сложение волн — интерференция
    • 43 Интерференционные картины и оптический интерферометр
  • 49 4. Фотоэлектрический эффект и объяснение Эйнштейна
    • 49 Фотоэлектрический эффект
    • 50 Волновая модель не работает
    • 52 Эйнштейн дает объяснение
    • 54 Красный свет выбивает более медленные электроны, чем голубой
    • 56 Очень красный свет не выбивает электронов
    • 57 С какой скоростью вылетает электрон
  • 59 5. Свет: волны или частицы?
    • 60 Классическое описание интерференции не годится для фотонов
    • 63 Новое описание фотонов в интерферометре
    • 65 Фотон интерферирует сам с собой
    • 65 Фотон может находиться в двух местах сразу
    • 66 Наблюдение вызывает непренебрежимо малое возмущение, приводящее к изменению состояния
    • 67 Возвращаемся к котам Шрёдингера
    • 69 Возвращаемся к фотоэлектрическому эффекту
  • 70 6. Размеры фотона и принцип неопределенности Гейзенберга
    • 71 Частицы имеют длину волны
    • 72 Как выглядит волновая функция свободной частицы
    • 73 Частица с хорошо определенным импульсом размазана по всему пространству
    • 75 Интерференция волн разной длины
    • 78 Принцип суперпозиции
    • 82 Импульс частицы в состоянии суперпозиции определен не вполне четко
    • 83 Где находится частица, когда она пребывает в состоянии суперпозиции по импульсу?
    • 88 Принцип неопределенности Гейзенберга
  • 92 7. Фотоны, электроны и бейсбольные мячи
    • 92 Волны или частицы?
    • 93 Дифракция света
    • 97 Электроны в кинескопе ведут себя как снаряды
    • 104 Электроны и фотоны — это частицы и волны, а бейсбольные мячи — это лишь частицы
  • 107 8. Квантовый ракетбол и цвет фруктов
    • 109 Частица в ящике — классический случай
    • 112 Частица в ящике — квантовый случай
    • 113 Значения энергии квантовой частицы в ящике
    • 122 Связь результатов для частицы в ящике с реальными системами
  • 128 9. Атом водорода: история
    • 130 Спектр солнечного чернотельного излучения
    • 136 Боровская теория атома водорода (не вполне совершенная)
  • 139 10. Атом водорода: квантовая теория
    • 139 Уравнение Шрёдингера
    • 140 Что уравнение Шрёдингера говорит нам о водороде
    • 142 Четыре квантовых числа
    • 144 Энергетические уровни атома водорода
    • 146 s-орбитали атома водорода
    • 148 Пространственное распределение s-орбиталей
    • 151 Функция радиального распределения
    • 155 Формы p-орбиталей
    • 157 Формы d-орбиталей
  • 11. Многоэлектронные атомы и Периодическая таблица
    • 160 элементов
    • 161 Водород — особый
    • 162 Формы орбиталей важны для атомов крупнее водорода
    • 163 Энергетические уровни многоэлектронного атома
    • 164 Три правила заполнения энергетических уровней электронами
    • 168 Периодическая таблица элементов
    • 185 Большинство элементов — металлы
  • 188 12. Молекула водорода и ковалентная связь
    • 189 Два атома водорода, находящихся далеко друг от друга
    • 189 Два атома водорода сближаются
    • 190 Приближение Борна — Оппенгеймера
    • 194 Образование связывающих молекулярных орбиталей
    • 198 Расселение электронов по молекулярным орбиталям
    • 199 Молекула водорода есть, а молекулы гелия нет
  • 206 13. Что удерживает атомы вместе: двухатомные молекулы
    • 207 Сигма-связи (σ) и пи-связи (π)
    • 209 Сигма-орбитали молекул
    • 211 Молекулярные пи-орбитали
    • 212 Связи в двухатомных молекулах: молекула фтора
    • 217 Молекулы неона не существует
    • 217 Молекула кислорода: правило Хунда имеет значение
    • 221 Молекула азота
    • 221 Одиночные, двойные и тройные связи
    • 224 Гетеронуклеарные двухатомные молекулы
    • 229 Визуальные модели молекул
  • 231 14. Более крупные молекулы: формы многоатомных молекул
    • 232 Формы молекул: тетраэдрический метан
    • 237 Переходящие электроны
    • 239 Гибридные атомные орбитали: линейные молекулы
    • 243 Гибридные атомные орбитали: треугольные молекулы
    • 244 Гибридные атомные орбитали: тетраэдрические молекулы
    • 247 Углеводороды с одиночной связью
    • 251 Большие углеводороды имеют множество структур
    • 254 Двойные и тройные углерод-углеродные связи
  • 259 15. Пиво и мыло
    • 259 Спирты
    • 261 При комнатной температуре этанол жидкий, а не газообразный
    • 264 Вода образует водородные связи
    • 267 Вода — великий растворитель
    • 267 Этанол участвует в химических реакциях с кислородом
    • 270 Метанол крайне ядовит
    • 272 Мыло
    • 272 Крупные углеводороды — это масло и жир
    • 274 Крупные углеводороды могут иметь много разных структур
    • 275 Нефтепродукты и вода не смешиваются
    • 275 Строение молекул мыла
  • 280 16. В жирах важны двойные связи
    • 280 Из чего состоят жировые молекулы?
    • 282 Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты
    • 283 Формы жировых молекул
    • 284 Насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты
    • 285 Важность двойных связей в жирных кислотах
    • 286 Химически модифицированные жирные кислоты
    • 287 Частично гидрогенизированные и гидрогенизированные жиры
    • 288 Гидрогенизация жиров
    • 289 Читайте этикетки
    • 289 Транс-жиры
    • 292 Природа производит цис-жиры, а химическая обработка — транс-жиры
    • 293 Транс-жиры могут быть опасны
    • 294 Когда ноль — это ноль
    • 295 Омега-3 жирные кислоты
    • 297 Триглицериды
    • 298 Холестерин
    • 300 Вопреки общему мнению, холестерин полезен
    • 302 Проблема с холестерином
  • 304 17. Парниковые газы
    • 304 Углекислый газ, образующийся при сжигании ископаемого топлива
    • 305 Горение метана: природный газ
    • 306 Что такое парниковый газ?
    • 308 При сжигании ископаемого топлива выделяется углекислый газ
    • 312 Углекислый газ является парниковым в силу квантовых эффектов
    • 313 Чернотельный спектр Земли
  • 323 18. Ароматические молекулы
    • 324 Бензол: классический ароматический углеводород
    • 330 Бензольные делокализованные молекулярные пи-орбитали
    • 335 Нафталин с позиций задачи о частице в ящике
  • 337 19. Металлы, изоляторы и полупроводники
    • 338 Металлы
    • 345 Диэлектрики
    • 348 Полупроводники
    • 354 Сверхпроводимость
  • 357 20. Квантовое мышление
    • 358 Опыт учит нас понимать классический мир
    • 359 Понимание того, что мы видим вокруг себя, требует некоторого знания квантовой механики
    • 360 Энергетические уровни и цвета связаны с волновой природой частиц
    • 362 Квантовые механизмы скрепляют атомы между собой и определяют форму молекул
    • 363 Углекислый газ является парниковым в силу квантовых эффектов
    • 366 Очень горячие объекты испускают видимое чернотельное излучение
    • 366 Электрический нагрев — квантовое явление
    • 369 Абсолютно малое
  • 371 Глоссарий

Инструкция как скачать книгу Майкл Файер: Абсолютный минимум. Как квантовая теория объясняет наш мир в форматах DjVu, PDF, DOC или fb2 совершенно бесплатно.
Абсолютный минимум. Как квантовая теория объясняет наш мир
Рейтинг книги:
0 голосов
3453

Поиск книг:




При поиске учитываются только слова, длина которых больше 3-х символов.

Статистика: