В монографии представлены оригинальные решения некоторых проблем Теоретической Физики, часть из которых неоправданно оставлены в стороне магистрального развития науки, часть, наоборот, постоянно на слуху и представляются глубоко фундаментальными и даже философскими, и, наконец, часть проблем “лабораторного” уровня, но заслуживающих внимания с общепознавательных позиций.
Книга предназначена для научных работников, преподавателей и студентов физических специальностей, а также будет интересна для широкого круга интересующихся Наукой читателей.
Петли с током, или магнитные диполи, не только создают магнитные поля, но и сами подвергаются действию силы, попав в магнитное поле других токов.
Рассмотрим сперва силы, действующие на прямоугольную петлю в однородном магнитном поле. Пусть ось z направлена по полю, а ось y лежит в плоскости петли, образующей с плоскостью xy угол θ (рис. 15.1). Тогда магнитный момент петли, будучи нормальным к ее плоскости, образует с магнитным полем тоже угол θ.
Несмотря на стремление авторов к строгому отбору материала, объем томов нашего Курса теоретической физики при каждом переиздании увеличивается. Конечно, это — естественное и неизбежное следствие быстрого развития науки. Но вместе с тем эти книги в результате все в меньшей степени могут служить в качестве учебного пособия для студентов, да и вообще для не профессиональных физиков-теоретиков.
В этой ситуации Лев Давидович Ландау в последние годы перед роковой автомобильной аварией с большим энтузиазмом относился к идее создания на базе полного курса также и краткого курса теоретической физики.
По его мысли, такой курс должен содержать минимальный объем сведений, который можно было бы рекомендовать всякому современному физику, вне зависимости от его специализации. Трагический случай помешал Л. Д. Ландау самому принять участие в осуществлении этого плана, и книга начинает выходить в свет уже после его смерти.
Если бы физика была чисто экспериментальной наукой, то ее задача исчерпывалась бы обнаружением и тщательным описанием тех или иных явлений природы.
Например, можно было бы довольствоваться наблюдением и описанием явлений свечения при прохождении тока через разреженные газы.
Такой метод работы в наше время с полным основанием считается неудовлетворительным, тем более, что даже современной технике информации не под силу создать картотеку, позволяющую указать, что будет происходить при заданных условиях в той или иной установке.
Как только ставится вопрос о взаимосвязи явлений, мы вступаем в область теории, которая связывает друг с другом наблюдаемые явления и не только объясняет обнаруженные, но и предсказывает новые явления, основываясь на более или менее непосредственной проверяемых основных гипотезах.
Выходом в свет настоящей книги заканчивается издание на русском языке шеститомного курса «Лекций по теоретической физике» известного немецкого физика Арнольда Зоммерфельда, научные исследования которого сыграли большую роль в развитии математической физики и в создании современной квантовой теории.
Ясно, что природа этой силы не электростатическая, так как при выключении тока взаимодействие исчезало. Поэтому это новое поле назвали магнитным. Такое название связано с тем, что Эрстед в 1820 году обнаружил влияние тока на магнитную стрелку.
В опыте Эрстеда при включении тока стрелка, находящаяся под прямым бесконечным током, располагалась перпендикулярно току. Если изменить направление тока в проводе, то стрелка повернется на 180°. Из этого следовало, что магнитное поле имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной.
Итак, движущиеся заряды создают вокруг себя магнитное поле, которое проявляется в действии силы на попадающие в это поле движущиеся заряды.
В настоящее время известно, что в основе всего разнообразия явлений природы лежат четыре фундаментальных взаимодействия между элементарными частицами – сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.
Каждый вид взаимодействия связывается с определенной характеристикой частицы. Например, гравитационное взаимодействие зависит от масс частиц, электромагнитное – от электрических зарядов.
Введение новых программ по физике для средней школы, организация факультативных курсов физики, наличие физико-математических школ с расширенной программой вызвали потребность в пособиях, где основы классической и современной физики излагались бы значительно шире и глубже, чем это может быть сделано в стабильном учебнике.
Данная книга является первой частью двухтомника, в котором систематически излагаются основы физики на более современной основе, чем это обычно принято. Вопросы механики органически связаны с теорией относительности и соотношением неопределенностей, законы сохранения энергии, импульса и момента импульса — с принципами симметрии пространства и времени, основы термодинамики — с молекулярной статистикой и строением вещества, гидромеханика — с теорией ударных волн.
От читателя требуется лишь основательное знание физики, алгебры и начат тригонометрии в объеме восьмилетней школы. Вместе с тем это не книга для развлекательного чтения, работа над ней потребует от читателя серьезных усилий.
Книга предназначена для учащихся старших классов средней школы. Она может быть также полезна преподавателям физики школ и техникумов и студента вузов.
В книге изложена история развития идей и методов макроскопической электродинамики с момента их зарождения до завершения в теории относительности Эйнштейна; описана постановка классического эксперимента, послужившего основанием для возникновения новых идей; рассмотрены основные вопросы дискуссий по методологическим проблемам теории электромагнетизма. Особое внимание уделено истории возникновения уравнений Максвелла.
Предназначается для студентов физических факультетов университетов и педагогических вузов. Может быть полезна преподавателям электродинамики; а также лицам, интересующимся историей и методологией физико-математических наук.
Специальная теория относительности является одной из
красивейших физических теорий. Создана она по строгим
математическим, логическим законам. Такая теория не может быть
опровергнута никакими математическими приемами. Но теорию
распространили на реальный физический мир, и в этом случае её
истинность может быть доказана или опровергнута только
корректными физическими экспериментами. Но и корректную
математику теории можно разрушить, если выйти за границы её
применимости – распространить её на сверхсветовые сигналы, за
которыми теория начинает делать абсурдные выводы. Казалось бы,
проблемы исчезнут, если отказаться от такого расширения теории. Но
квантовая механика показывает, что избежать реальных сверхсветовых
парадоксов причинности теория не может.
Книга рекомендуется ведущим специалистам в области теории
относительности и квантовой физики, как сторонникам, так и
критикам теории относительности, а также всем, кто интересуется
этими областями физики.
