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.