SCI Библиотека

Книга «Колебания и звук» написана физиком-теоретиком Ф. Морзом, известным своими работами в области квантовой механики. Многие вопросы теории колебаний и звука автору удалось изложить совершенно по-новому, используя методы современной математической техники, что придаёт книге значительный интерес.

В книге, кроме общего материала, входящего обычно в учебники, изложены результаты оригинальных работ автора по архитектурной акустике, частично опубликованных на русском языке, по распространению звука в каналах с поглощающими стенками, по излучению и рассеянию звука и др.

Книга рассчитана на студентов старших курсов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области акустики и теории колебаний.

Книга посвящена разработке и обобщению методов решения краевых задач для дифференциальных уравнений математической физики при помощи специальным образом построенных аналитических функций. Особенно мощным оказался здесь метод факторизации, с помощью которого были решены многие задачи электродинамики, теории упругости, статистической теории связи.

Приведенные в книге обобщения метода факторизации позволяют расширить круг краевых задач, поддающихся решению; описываются и другие аналитические методы. Несомненное достоинство книги — стремление авторов сравнить различные методы, выявить их достоинства и недостатки, наметить пути возможных обобщений.

Книга будет полезна как специалистам по математической физике, так и научным сотрудникам, работающим в различных областях физики и техники, которым потребуется мощный инструмент для решения прикладных задач.

Совсем не легко дать определение того, что составляет предмет теории колебаний. Планк как-то сказал, что правильная классификация — это уже высокий вид познания. Это несомненно: ведь правильно классифицировать — это значит давать довольно полные определения.

И в данном случае резко разграничить, что такое колебания, а что не колебания, так же трудно, как определить, что такое лысый человек или что такое куча. Постараюсь все же дать представление, о чем будет идти речь в нашем курсе.

Книга представляет собой третий том курса общей физики, созданного преподавателями Калифорнийского университета в Беркли. Она является курсом волновых явлений, в котором основной упор делается на общие идеи и принципы, а многочисленные примеры из различных областей современной физики (звук, свет, плазма и другие явления) рассматриваются как применение и пояснение этих принципов.

Курс физики, включающий в себя разделы по электричеству и магнетизму, колебаниям и волнам, предназначен для высших технических учебных заведений разных специальностей.

Рукопись была подготовлена одним из основателей отечественной методики физики профессором Николаем Владимировичем Кащиным незадолго до смерти (1959 г.). Однако в дальнейшем понадобилось ее переработать и дополнить в соответствии с новой программой (1961 г.) курса физики Министерства высшего и среднего специального образования СССР. Сейчас книга по объему знаний полностью отвечает этой программе.

В расположении учебного материала допущены следующие отступления от программы:

1. Величина напряженности магнитного поля встречается в программе только в последней теме всего раздела Электричество и магнетизм, что вызывает немалые затруднения. Поэтому в тексте курса глава X Магнитное поле поставлена, как это и было у автора, перед главой XI Электромагнитные процессы. Таким образом, уже в начале раздела Электромагнетизм введены все основные характеристики магнитного поля, которые потребуются в дальнейшем. В соответствии с программой закон Ампера о взаимодействии токов предшествует закону Био — Савара — Лапласа.

2. В разделе электрических колебаний сначала излагаются сведения о переменном токе, а затем осуществлен переход к колебаниям. Так было у автора, и не усматривается методических оснований к обмену местами этих двух частей раздела.

В остальном текст автора расположен по программе и дополнен многими сведениями, которые у автора отсутствовали, но требуются программой.

Книга проф. Дж. Каули, внесшего существенный вклад в развитие физической оптики, охватывает материал, относящийся к оптике рентгеновских лучей, электронов и нейтронов.

Рассматриваются основы кинематической и динамической теорий дифракции, диффузное и неупругое рассеяние, структурный анализ, явления упорядочения, а также конкретные дифракционные методы изучения структуры кристаллов.

Книга предназначена для научных работников, применяющих дифракционные методы для исследования структуры и свойств материалов, для инженеров, занимающихся разработкой соответствующих приборов, а также преподавателей вузов, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области физической оптики.

Книга посвящена изложению с единой точки зрения широкого круга вопросов теории нелинейных волн в средах с дисперсией и диссипацией. Эта сравнительно молодая бурно развивающаяся область нелинейной динамики вызывает в настоящее время значительный интерес у специалистов, работающих в самых различных областях.

Основное внимание уделяется нестационарным процессам. Общие закономерности иллюстрируются большим числом примеров из гидродинамики, физики плазмы, радиофизики, оптики и т. д.

Предыдущие три издания были стереотипными с небольшими исправлениями и дополнениями. Изменение современной программы по физике в школе потребовало пересмотра материала, изложенного в нашем учебнике для вузов, сокращения некоторых вопросов, достаточно подробно изложенных в школьном курсе, и введения за счет этого новых проблемных разделов, возникших и развивающихся в последние годы.

При этом общая структура и расположение материала в курсе остались неизменными, как не изменились и принципы изложения отдельных разделов и всего учебника в целом.

В книге рассматриваются колебательные и волновые процессы, изучаемые механикой, акустикой, учением об электромагнетизме, оптикой, радиотехникой. Оригинальная трактовка, данная в книге многим физическим явлениям на языке теории колебаний, помогает более глубокому их пониманию.

Книга может служить весьма ценным введением в изучение теории колебаний.

Понятие «ультразвук» приобрело в настоящее время более широкий смысл, чем просто обозначение высокочастотной части спектра акустических волн. С ним связаны целые области современной физики, промышленной технологии, информационной и измерительной техники, медицины и биологии.

Хотя первые ультразвуковые исследования были выполнены ещё в прошлом веке, основы широкого практического применения ультразвука были заложены позже, в 1-й трети 20 в. Как область науки и техники ультразвук получил особенно бурное развитие в последние два-три десятилетия. Это связано с общим прогрессом акустики как науки и, в частности, со становлением и развитием таких её разделов, как нелинейная акустика и квантовая акустика, а также с развитием физики твёрдого тела, электроники и совершенствованием методов электронной техники.

Широкое распространение ультразвука обусловлено появлением новых надёжных средств излучения и приёма акустических волн с одной стороны, и возможностью получения достаточно значительной мощности излучаемых сигналов, с другой, — вплоть до продвижения верхнего границу диапазона доступных измерений волн в область гиперзвукa.