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内容简介
本书详细介绍了原子物理学和量子物理学的一些实验事实和基本理论方法,还介绍了一些现代应用,如化学键量子理论、核磁共振法在现代物理、化学、生物研究和医学诊断中的重要作用,里德伯原子的研究等.
本书自成系统,叙述简练,不仅可供大学物理系师生参考,亦可供化学、电气工程等有关专业师生参考.
目录
- 原子物理学的基本常数[国际单位制(SI)]
最重要的常用符号表
第二版前言
前言
第一章 引言
1.1 经典物理学和量子力学
1.2 简短的历史回顾
第二章 原子的质量和大小
2.1 原子是什么?
2.2 质量的测定
2.3 测定阿伏伽德罗数的方法
2.3.1 电解
2.3.2 气体常量和玻耳兹曼常量
2.3.3 晶体中的X射线衍射
2.3.4 使用放射性衰变测定NA
2.4 原子大小的测定
2.4.1 气体动理论的应用
2.4.2 相互作用截面
2.4.3 相互作用截面的实验测定
2.4.4 由协体积测定原子的大小
2.4.5 由测定X射线在晶体上的衍射得出原子的大小
2.4.6 单个原子是否能看得见?
习题
第三章 同位素
3.1 元素的周期系
3.2 质谱学
3.2.1 抛物线法
3.2.2 改进的质谱议
3.2.3 质谱测定法的结果
3.2.4 质谱仪的现代应用
3.2.5 同位素分离
习题
第四章 原子的核
4.1 电子穿过物质
4.2 α粒子穿过物质(卢瑟福散射)
4.2.1 α粒子的一些性质
4.2.2 由箔引起α粒子的散射
4.2.3 卢瑟福散射公式的推导
4.2.4 实验结果
4.2.5 核半径是什么意思?
习题
第五章 光子
5.1 光的波动性
5.2 热辐射
5.2.1 黑体辐射的光谱分布
5.2.2 普朗克辐射公式
5.2.3 普朗克公式的爱因斯坦推导
5.3 光电效应
5.4 康普顿效应
5.4.1 实验
5.4.2 康普顿位移的推导
习题
第六章 电子
6.1 自由电子的产生
6.2 电子的大小
6.3 电子的电荷
6.4 电子的荷质比e/m
6.5 电子的波动性
习题
第七章 物质波的一些基本性质
7.1 波包
7.2 概率统计解释
7.3 海森伯不确定关系
7.4 能量时间不确定关系
7.5 对束缚态不确定关系的一些结论
习题
第八章 氢原子的玻尔模型
8.1 光谱学的一些基本原理
8.2 氢原子的光谱
8.3 玻尔的假设
8.4 一些定量的结论
8.5 原子核的运动
8.6 类氢原子的光谱
8.7 μ子原子
8.8 由碰撞激发的量子跃迁
8.9 玻尔模型的索末菲广延和第二量子数的实验证明
8.10 由相对论性质量变化引起轨道简并的解除
8.11 玻尔-索末菲理论的局限性,对应原理
8.12 里德伯原子
习题
第九章 量子论的数学框架
9.1 箱中的粒子
9.2 薛定谔方程
9.3 量子论的概念基础
9.3.1 观测结果、测量值和算符
9.3.2 动量的测量和动量的概率
9.3.3 平均值和期望值
9.3.4 算符和期望值
9.3.5 求出波函数的方程
9.3.6 同时可观测性和对易关系
9.4 量子力学的振子
习题
第十章 氢原子的量子力学
10.1 在中心力场中运动
10.2 角动量本征函数
10.3 中心力场中的径向波函数
10.4 氢的径向波函数
习题
第十一章 碱金属原子光谱中轨道简并的解除
11.1 壳层结构
11.2 屏蔽
11.3 能级图
11.4 内壳层
习题
第十二章 轨道磁性、自旋磁性和精细结构
12.1 引言和概述
12.2 轨道运动的磁矩
12.3 磁场的旋进和取向
12.4 电子的自旋和磁矩
12.5 用爱因斯坦-德哈斯方法测定回转磁比
12.6 施特恩和格拉赫测定方向量子化
12.7 精细结构和自旋轨道耦合:概述
12.8 玻尔模型中的自旋轨道分裂的计算
12.9 碱金属原子的能级图
12.10 氢原子的精细结构
12.11 兰姆移位
习题
第十三章 磁场中的原子:实验及其半经典描述
13.1 磁场中的方向量子化
13.2 电子的自旋共振
13.3 塞曼效应
13.3.1 实验
13.3.2 从经典电子理论观点解释塞曼效应
13.3.3 用矢量模型描述寻常塞曼效应
13.3.4 异常塞曼效应
13.3.5 自旋轨道耦合的磁矩
13.4 帕邢-巴克效应
13.5 双共振和光抽运
习题
第十四章 磁场中的原子:量子力学处理
14.1 寻常塞曼效应的量子理论
14.2 电子和质子自旋的量子理论处理
14.2.1 自旋作为角动量
14.2.2 自旋算符、自旋矩阵和自旋波函数
14.2.3 自旋在磁场中的薛定谔方程
14.2.4 用期望值描述自旋旋进
14.3 具有自旋轨道耦合的异常塞曼效应的量子力学处理
14.4 自旋在一个稳定另一个与时间有关并互相垂直的磁场中的量子理论
14.5 布洛赫方程
14.6 电子的相对论性理论,狄拉克方程
习题
第十五章 电场中的原子
15.1 斯塔克效应的观测结果
15.2 线性斯塔克效应和二次斯塔克效应的量子理论
15.2.1 哈密顿函数
15.2.2 二次斯塔克效应,无简并时的微扰理论
15.2.3 线性斯塔克效应,有简并时的微扰理论
15.3 双能级原子与相干辐射场的相互作用
15.4 自旋和光子回波
15.5 量子电动力学的简略介绍
15.5.1 场的量子化
15.5.2 质量重正化和兰姆移位
习题
第十六章 光跃迁的一般定律
16.1 对称性和选择定则
16.1.1 光的矩阵元
16.1.2 波函数对称性性质的例子
16.1.3 选择定则
16.1.4 选择定则和多极辐射*
16.2 谱线宽度和谱线形状
第十七章 多电子的原子
17.1 氦原子的光谱
17.2 电子相斥和泡利原理
17.3 角动量耦合
17.3.1 耦合机理
17.3.2 LS耦合(罗素-桑德斯耦合)
17.3.3 jj耦合
17.4 多电子原子的磁矩
17.5 多重激发
习题
第十八章 X射线谱,内壳层
18.1 引言
18.2 由外壳层产生的X辐射
18.3 X射线的韧致辐射光谱
18.4 发射线状谱:特征辐射
18.5 X射线谱的精细结构
18.6 吸收谱
18.7 俄歇效应(内光电效应)
18.8 光电子能谱学(XPS),ESCA
习题
第十九章 周期系的结构,元素的基态
19.1 周期系与壳层结构
19.2 原子的基态
19.3 激发态和全能级图
19.4 多电子问题,哈特里-福克方法*
19.4.1 双电子问题
19.4.2 无相互作用的多电子
19.4.3 电子的库仑相互作用,哈特里方法和哈特里-福克方法
习题
第二十章 核自旋,超精细结构
20.1 原子核对原子光谱的影响
20.2 原子核的自旋和磁矩
20.3 超精细相互作用
20.4 氢原子和钠原子基态中的超精细结构
20.5 在外磁场中的超精细结构,电子自旋共振
20.6 核自旋与磁矩的直接测量,核磁共振
20.7 核磁共振的应用
20.8 核的电四极矩
习题
第二十一章 激光
21.1 激光的一些基本概念
21.2 速率方程和产生激光的条件
21.3 激光的振幅和相
习题
第二十二章 光谱学的近代方法
22.1 经典方法
22.2 量子拍
22.3 无多普勒饱和光谱学
22.4 无多普勒双光子吸收
22.5 能级交叉光谱学和汉尔(Hanle)效应
第二十三章 化学结合的量子理论基础
23.1 引言
23.2 氢分子离子(H2﹢)
23.3 隧道效应
23.4 氢分子(H2)
23.5 共价离子共振
23.6 氢结合的洪德-马利肯-布洛赫理论
23.7 杂化
23.8 苯(C6H6)的π电子
习题
附录:
A.狄拉克δ函数和自由粒子的波函数在非束缚空间中的归一化
B.哈密顿算符的一些性质及其本征函数和本征值
题解