Квантовая физика. Практический курс. Олейник А.П.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие (стр. 3)
Часть I. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (5—27) 
§ 1. Магнитное поле постоянного тока. Магнитная индукция. Сила Лоренца. Закон Ампера (5) 
§ 2. Закон Био—Савара—Лапласа. Магнитные поля в вакууме. Магнитный поток. Теорема Остроградского—Гаусса для магнитного поля (8) 
§ 3. Электромагнитная теория света (11) 
§ 4. Характеристика электромагнитных излучений (14) 
§ 5. Виды электромагнитных лучей и их влияние на организм человека (15) 
§ 6. Воздействие электромагнитных лучей на организм человека и способы борьбы с ними (15) 
§ 7. Воздействие электромагнитных полей на организм (17) 
§ 8. Защита от электромагнитных излучений (20) 
§ 9. Излучение бытовых приборов (25) 
§ 10. Влияние электромагнитного излучения мобильных телефонов на организм человека (24)
Часть II. АТОМНАЯ ФИЗИКА (28—82)
§ 11. Микрообъекты. Основополагающие идеи квантовой механики (28) 
§ 12. Характеристика радиации (46) 
§ 13. Атомная отрасль и радиационный фон (48) 
§ 14. Применение радиоактивных изотопов (50) 
§ 15. Радиационное излучение (51) 
§ 16. Влияние радиации на организмы (51) 
§ 17. Источники радиационного излучения (56) 
§ 18. Характеристика радиационного загрязнения (61) 
§ 19. ПО «Маяк» (63) 
§ 20. Чернобыль (64) 
§ 21. Радиоактивные загрязнения сред жизни человека (65) 
§ 22. Возможные последствия применения ядерного оружия массового поражения (69) 
§ 23. Солнечная радиация (70) 
§ 24. Источники радиоактивных излучений и их характеристика (75) 
§ 25. Излучение от рассеянных радионуклидов (76) 
§ 26. Техногенно-измененный радиационный фон (76) 
§ 27. Искусственные радионуклиды (77) 
§ 28. Принципы радиационной безопасности (78) 
§ 29. Воздействие на окружающую среду предприятий ядерного топливно-энергетического цикла (81)
Часть III. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ К РАЗДЕЛАМ «СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ. АТОМНАЯ ФИЗИКА. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ» (83—102) 
Эпилог (103)

ПРЕДИСЛОВИЕ

С давних времен человек совершенствовал себя как физически, так и умственно, постоянно создавая и преобразовывая орудия труда. Постоянная нехватка энергии заставляла его искать и находить новые источники, внедряя их и при этом, не заботясь о будущем. Паровой двигатель побудил человека к созданию огромных фабрик, что повлекло за собой мгновенное ухудшение экологии в городах; он создал каскады гидроэлектростанций, затопившие огромные территории и изменившие до неузнаваемости экосистемы отдельных районов. В порыве за открытиями в конце XIX в. двумя учеными — Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри было открыто явление радиоактивности. Именно это достижение поставило под угрозу существование всей планеты. За сто с лишним лет человек совершил столько ошибок, сколько не совершал за все свое существование. Давно уже минула Холодная война, мы пережили Чернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблема радиационной угрозы по сей день стоит перед нами.
Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации на данном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины, в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали все отчетливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействие радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем больше становилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.
К сожалению, отсутствие достоверной информации вызывает неадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории о шестиногих ягнятах и двухголовых младенцах сеют панику в широких кругах. Проблема радиационного загрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснить обстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.Именно для этого создаются специальные международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе существующая с конца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР).
Радиоактивное загрязнение биосферы — это превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано ядерными взрывами и утечкой радиоактивных компонентов в результате аварий на АЭС или других предприятиях, при разработке радиоактивных руд и т.п. При авариях на АЭС особенно рез-
ко увеличивается загрязнение среды радионуклидами (стронций-90, це-зий-137, церий-141, йод-131, рутений-106 и др.)- В настоящее время, по данным Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ), число действующих в мире реакторов достигло 426 при их суммарной электрической мощности около 320 ГВт (17% мирового производства электроэнергии).
Ядерная энергетика, при условии строжайшего выполнения необходимых требований, более или менее экологически чище по сравнению с теплоэнергетикой, поскольку исключает вредные выбросы в атмосферу (зола, диоксиды, углерода и серы, оксиды азота и др.). Так, во Франции быстрое наращивание мощностей АЭС позволило в последние годы значительно уменьшить выбросы диоксида серы и оксидов азота в секторе энергетики соответственно на 71 и 60%. В Японии для стабилизации энергообеспечения страны намечается в ближайшие два десятилетия построить около 40 новых АЭС, что удовлетворит 43% энергопотребностей. Однако в целом в мире отмечена тенденция сокращения строительства новых АЭС.
Использование атомной энергии в широких масштабах приводит к накоплению радиоактивных отходов. Возникает проблема их захоронения.
Таким образом, правильное использование атомной энергии, без которой невозможно обустройство дальнейшего прогресса — одна из первостепенных задач сегодняшнего мира.
Курс лекций, демонстрирующий весь теоретический и практический материал электромагнитного и атомного разделов физики, предназначен для учащихся колледжей, университетов, институтов, профессоров, учителей, а также рекомендуется изучающим физику самостоятельно.
Автор vk.com/alexoleinik