Фейнмановские лекции по физике

Не путать с Характером физического закона.

Фейнмановские лекции по физике

Лекции Фейнмана по физике, включая «Советы Фейнмана по физике: полное и расширенное издание» (2-е издание, 2005 г.)
Автор	Ричард Фейнман , Роберт Б. Лейтон , Мэттью Сэндс
Язык	Английский
Предмет	Физика
Издатель	Аддисон-Уэсли
Дата публикации	1964 г. исправленное и расширенное издание 2005 г.
Место публикации	Соединенные Штаты
ОКЛК	19455482
Веб-сайт	Фейнманлекции .Калифорнийский технологический институт .edu

«Фейнмановские лекции по физике» — это физики, учебник основанный на большом количестве лекций Ричарда Фейнмана , нобелевского лауреата, которого иногда называют «Великим объяснителем». Лекции читались перед студентами Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) в 1961–1964 годах. Соавторы книги — Фейнман, Роберт Б. Лейтон и Мэтью Сэндс .

В обзоре журнала Nature за 2013 год книга описывается как «простота, красота, единство… представленная с энтузиазмом и проницательностью».

Описание

Учебник состоит из трёх томов. Первый том посвящен механике , излучению и теплу , включая релятивистские эффекты . Второй том посвящен главным образом электромагнетизму и материи . Третий том посвящен квантовой механике ; например, он показывает, как эксперимент с двумя щелями демонстрирует основные особенности квантовой механики. В книгу также включены главы, посвященные взаимосвязи математики и физики , а также взаимосвязи физики с другими науками.

В 2013 году Калифорнийский технологический институт в сотрудничестве с веб-сайтом лекций Фейнмана разместил книгу в свободном доступе на своем веб-сайте.

Фон

Фейнман — «великий объяснитель»: «Фейнмановские лекции по физике» нашли благодарную аудиторию за пределами студенческого сообщества.

К 1960 году исследования и открытия Ричарда Фейнмана в физике разрешили ряд тревожных несоответствий в нескольких фундаментальных теориях. В частности, именно его работы в области квантовой электродинамики за он был удостоен 1965 года Нобелевской премии по физике . В то время, когда Фейнман был на вершине своей славы, преподаватели Калифорнийского технологического института были обеспокоены качеством вводных курсов для студентов бакалавриата. Считалось, что курсы были отягощены устаревшей программой, и студентам не преподавали захватывающие открытия последних лет, многие из которых были сделаны в Калифорнийском технологическом институте.

Поэтому было решено изменить конфигурацию первого курса физики, предлагаемого студентам Калифорнийского технологического института, с целью вызвать у студентов больше интереса. Фейнман с готовностью согласился провести курс, хотя и только один раз. Понимая, что это будет историческое событие, Калифорнийский технологический институт записывал каждую лекцию и фотографировал каждый рисунок, сделанный Фейнманом на доске.

На основе лекций и магнитофонных записей группа физиков и аспирантов составила рукопись, которая впоследствии стала «Фейнмановскими лекциями по физике» . Хотя наиболее ценный технический вклад Фейнмана в область физики, возможно, был сделан в области квантовой электродинамики, «Фейнмановским лекциям» суждено было стать его самой читаемой работой.

Лекции Фейнмана считаются одними из самых сложных и полных вводных курсов по физике на уровне колледжа. Сам Фейнман заявил в своем первоначальном предисловии, что он «пессимистично» оценивает свой успех в охвате всех своих учеников. Лекции Фейнмана были написаны «чтобы поддержать интерес очень полных энтузиазма и довольно умных студентов, окончивших средние школы и поступивших в Калифорнийский технологический институт». Фейнман ориентировал лекции на студентов, которые «в конце двух лет нашего предыдущего курса [были] очень разочарованы, потому что на самом деле им было представлено очень мало великих, новых, современных идей». В результате некоторые студенты-физики находят лекции более ценными после того, как они хорошо разобрались в физике, изучая более традиционные тексты, а книги иногда считаются более полезными для учителей, чем для студентов.

Пока двухлетний курс (1961–1963) еще продолжался, слухи о нем распространились среди научно-исследовательского и преподавательского сообщества физики. В специальном предисловии к изданию 1989 года Дэвид Гудштейн и Джерри Нойгебауэр заявили, что с течением времени посещаемость зарегистрированных студентов бакалавриата резко упала, но сопровождалась компенсирующим увеличением числа преподавателей и аспирантов. Соавтор Мэтью Сэндс в своих мемуарах, приложенных к изданию 2005 года, оспорил это утверждение. Гудштейн и Нойгебауэр также заявили, что «именно коллеги [Фейнмана] — ученые, физики и профессора — будут главными бенефициарами его великолепного достижения, которое заключалось не что иное, как в том, чтобы увидеть физику через свежий и динамичный взгляд Ричарда Фейнмана». », и что его «дар заключался в том, что он был выдающимся учителем учителей».

Аддисон-Уэсли опубликовал сборник упражнений и задач к « Фейнмановским лекциям по физике» . Наборы задач были впервые использованы в 1962–1963 учебном году и были организованы Робертом Б. Лейтоном . Некоторые из проблем сложны и достаточно трудны, чтобы потребовать понимания сложных тем, таких как закон нуля-единицы Колмогорова . Исходный набор книг и приложений содержал ряд ошибок, некоторые из которых делали проблемы неразрешимыми. Были опубликованы различные ошибки , которые теперь доступны в Интернете.

Аддисон-Уэсли также выпустил в формате компакт-диска все аудиозаписи лекций продолжительностью более 103 часов с Ричардом Фейнманом после ремастеринга звука и очистки записей. Для выпуска компакт-диска порядок лекций был изменен по сравнению с оригинальными текстами. Издательство опубликовало таблицу соответствия книг и компакт-дисков .

В марте 1964 года Фейнман снова появился на первом курсе физики в качестве лектора, но записи этой гостевой лекции были утеряны на несколько лет. В конце концов они были обнаружены, восстановлены и доступны как « Утерянная лекция Фейнмана: Движение планет вокруг Солнца» .

В 2005 году Майкл А. Готлиб и Ральф Лейтон стали соавторами книги «Советы Фейнмана по физике» , которая включает четыре лекции Фейнмана для первокурсников, которые не были включены в основной текст (три о решении задач , одна по инерционному наведению ), мемуары Мэтью Сэндс о происхождении Фейнмановских лекций по физике задавали студентам и упражнениях (с ответами), которые Роберт Б. Лейтон и Рохус Фогт в разделах декламации курса Фейнмановских лекций в Калифорнийском технологическом институте. Также в 2005 году было выпущено «Окончательное издание» лекций, включающее исправления в исходный текст.

Отчет об истории этих знаменитых томов дан Сэндсом в его мемуарной статье «Уловив мудрость Фейнмана». и еще одна статья «Воспоминания о Фейнмане» физика Т. А. Велтона.

В электронном письме членам онлайн-форума Feynman Lectures от 13 сентября 2013 года Готлиб объявил о запуске нового веб-сайта Калифорнийского технологического института и веб-сайта Feynman Lectures, который предлагает «[A] бесплатное высококачественное онлайн-издание» текста лекции. Чтобы обеспечить возможность чтения независимо от устройства, веб-сайт использует современные веб-технологии, такие как HTML5 , SVG и MathJax, для представления текста, рисунков и уравнений в любых размерах, сохраняя при этом качество отображения.

Содержание

Том I: В основном механика, радиация и тепло.

Предисловие: «Когда приходили новые идеи, я пытался либо вывести их, если они были выводимы, либо объяснить, что это была новая идея… и которая не должна была быть доказуемой».

Главы

1. Атомы в движении
2. Базовая физика
3. Связь физики с другими науками
4. Сохранение энергии
5. Время и расстояние
6. Вероятность
7. Теория ​ гравитации ​
8. Движение
9. Ньютона Законы динамики
10. Сохранение импульса
11. Векторы
12. Характеристики силы
13. Работа и потенциальная энергия (А)
14. Работа и потенциальная энергия (заключение)
15. Специальная теория относительности
16. Релятивистская энергия и импульс
17. Пространство-время
18. Вращение в двух измерениях
19. Центр масс ; Момент инерции
20. Вращение в пространстве
21. Гармонический ​ осциллятор
22. Алгебра
23. Резонанс
24. Переходные процессы
25. Линейные системы и обзор
26. Оптика : Принцип наименьшего времени
27. Геометрическая оптика
28. Электромагнитное излучение
29. Помехи
30. Дифракция
31. Происхождение показателя преломления
32. Гашение радиации . Рассеяние света
33. поляризация
34. Релятивистские эффекты в радиации
35. Цветовое зрение
36. Механизмы видения
37. Квантовое поведение
38. Связь точек волн и частиц зрения
39. Кинетическая теория газов ​
40. Принципы статистической механики
41. Броуновское движение
42. Приложения кинетической теории
43. Диффузия
44. Законы термодинамики
45. Иллюстрации термодинамики
46. Трещотка и собачка
47. Звук . Волновое уравнение
48. бьется
49. Режимы
50. Гармоники
51. Волны
52. Симметрия в физических законах

Том II: В основном электромагнетизм и материя.

Главы

1. Электромагнетизм
2. Дифференциальное исчисление векторных полей
3. Векторное интегральное исчисление
4. Электростатика
5. Применение закона Гаусса
6. Электрическое поле в различных обстоятельствах
7. Электрическое поле в различных обстоятельствах (продолжение)
8. Электростатическая энергия
9. Электричество в атмосфере
10. Диэлектрики
11. Внутренние диэлектрики
12. Электростатические аналоги
13. Магнитостатика
14. Магнитное поле в различных ситуациях
15. Векторный потенциал
16. Индуцированные токи
17. Законы индукции
18. Уравнения Максвелла
19. Принцип наименьшего действия
20. Решения уравнений Максвелла в свободном пространстве
21. Решения уравнений Максвелла с токами и зарядами
22. переменного тока Цепи
23. Резонаторы
24. Волноводы
25. Электродинамика в релятивистских обозначениях
26. Лоренц полей преобразования
27. Энергия поля и импульс поля
28. Электромагнитная масса (ссылка на теорию поглотителя Уиллера – Фейнмана )
29. Движение ​ зарядов электрических в магнитных и полях
30. Внутренняя геометрия кристаллов
31. Тензоры
32. Показатель преломления плотных материалов
33. Отражение от поверхностей
34. Магнетизм ​ материи
35. Парамагнетизм и магнитный резонанс
36. Ферромагнетизм
37. Магнитные материалы
38. Эластичность
39. Эластичные материалы
40. Поток сухой воды
41. Поток влажной воды
42. Искривленное пространство

Том III: Квантовая механика

Главы

1. Квантовое поведение
2. Связь волновой и корпускулярной точек зрения
3. Амплитуды вероятности
4. Идентичные частицы
5. Вращай один
6. Вращение на половину
7. Зависимость амплитуд от времени
8. Матрица Гамильтона
9. Аммиачный ​ мазер
10. Другие двухгосударственные системы
11. Больше систем с двумя государствами
12. Сверхтонкое расщепление в водороде
13. Распространение в кристаллической решетке
14. Полупроводники
15. Приближение независимых частиц
16. Зависимость амплитуд от положения
17. Симметрия и законы сохранения
18. Угловой момент
19. Атом водорода и таблица Менделеева
20. Операторы
21. в Уравнение Шредингера классическом контексте: семинар по сверхпроводимости

Сокращенные издания

Шесть легкодоступных глав позже были объединены в книгу под названием « Шесть простых частей: основы физики, объясненные ее самым блестящим учителем» . Еще шесть глав есть в книге « Шесть не таких уж простых пьес: относительность, симметрия и пространство-время Эйнштейна» .

« Шесть простых пьес» возникли из-за необходимости донести до как можно более широкой аудитории основательный, но нетехнический учебник по физике, основанный на науке Ричарда Фейнмана... Широким читателям повезло, что Фейнман решил представить некоторые ключевые темы в основном в качественном виде. термины без формальной математики…»

Шесть легких пьес (1994)

Главы:

1. Атомы в движении
2. Базовая физика
3. Связь физики с другими науками
4. Сохранение энергии
5. Теория ​ гравитации ​
6. Квантовое поведение

Шесть непростых пьес (1998)

Главы:

1. Векторы
2. Симметрия в физических законах
3. Специальная теория относительности
4. Релятивистская энергия и импульс
5. Пространство-время
6. Искривленное пространство

Самые лучшие из лекций Фейнмана (аудио, 2005)

Главы:

1. Теория гравитации (Том I, Глава 7)
2. Искривленное пространство (Том II, Глава 42)
3. Электромагнетизм (Том II, Глава 1)
4. Вероятность (Том I, Глава 6)
5. Связь точек зрения волн и частиц (т. III, глава 2)
6. Сверхпроводимость (Том III, Глава 21)

Публикация информации

• Фейнман Р. , Лейтон Р. и Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике . Три тома 1964, 1966 гг. Карточка каталога Библиотеки Конгресса № 63-20717.
  • ISBN   0-201-02115-3 (трехтомник в мягкой обложке 1970 года)
  • ISBN   0-201-50064-7 (памятный трехтомник в твердом переплете 1989 года)
  • ISBN   0-8053-9045-6 (полное издание 2006 г., 2-е издание, твердый переплет)
• Советы Фейнмана по физике: дополнение к фейнмановским лекциям по физике для решения проблем (в твердом переплете) ISBN   0-8053-9063-4
• Six Easy Pieces (книга в твердом переплете с оригинальной аудиозаписью Фейнмана на компакт-дисках) ISBN   0-201-40896-1
• Шесть простых пьес (книга в мягкой обложке) ISBN   0-201-40825-2
• Шесть не очень простых пьес (книга в мягкой обложке с оригинальной аудиозаписью Фейнмана на компакт-дисках) ISBN   0-201-32841-0
• Шесть непростых пьес (книга в мягкой обложке) ISBN   0-201-32842-9
• Упражнения к лекциям Фейнмана (книга в мягкой обложке) ISBN   2-35648-789-1 (распродан)
• Фейнман Р. , Лейтон Р. и Сэндс М. , Веб-сайт лекций Фейнмана, сентябрь 2013 г.
  • «Фейнмановские лекции по физике, том I» (интернет-издание)
  • «Фейнмановские лекции по физике, том II» (интернет-издание)
  • «Фейнмановские лекции по физике, том III» (интернет-издание)

См. также

• Курс физики Беркли - еще одна разработанная в то же время и влиятельная серия по физике на уровне колледжа.
• Характер физического закона - сокращенная серия лекций Фейнмана для ученых и неученых.
• Проект Тува
• Список учебников по классической и квантовой механике
• Список учебников по электромагнетизму
• Список учебников по термодинамике и статистической механике

Внешние ссылки

• Лекции Фейнмана по физике Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) - издание в формате HTML.
• Лекции Фейнмана по физике Веб-сайт лекций Фейнмана - версия в формате HTML, а также упражнения и другие сопутствующие материалы.