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第一章 量子力学以前的原子物理学1

§1．1 玻尔理论以前的原子物理学1

1．1．1 原子结构的模型1

1．1．2 原子光谱的一些经验规律3

1．1．3 普朗克的量子假设4

§1．2 玻尔理论6

1．2．1 玻尔理论要点6

1．2．2 氢原子能级及光谱8

1．2．3 氢公式的其他应用10

§1．3 弗兰克-赫兹实验11

§1．4 玻尔理论的推广和意义13

1．4．1 玻尔理论的推广13

1．4．2 玻尔理论的意义14

§1．5 关于光谱产生的机制15

1．5．1 谱线的表征16

1．5．2 产生谱线的过程——经典理论18

1．5．3 产生光谱的过程——爱因斯坦理论20

1．5．4 二能级间光的吸收与发射23

1．5．5 碰撞与弛豫25

附录A 关于黑体辐射27

附录B 关于爱因斯坦系数28

思考题29

习题30

第二章 量子力学初步32

§2．1 物质的二象性、概率波与量子态32

2．1．1 德布罗意波假设32

2．1．2 德布罗意波的实验验证及物理诠释34

2．1．3 不确定性原理35

2．1．5 态叠加原理36

2．1．4 波函数与量子态37

§2．2 薛定谔方程39

2．2．1 薛定谔方程的引进39

2．2．2 一维无限高势垒(无限深势阱)中的粒子41

2．2．3 势垒贯穿43

2．2．4 简谐振子45

§2．3 量子力学中的一些理论和方法46

2．3．1 平均值及算符的引进46

2．3．2 本征值和本征函数48

2．3．3 角动量49

2．3．4 全同粒子50

2．4．1 氢原子的能量本征值与本征函数52

§2．4 用薛定谔方程解氢原子问题52

2．4．2 电子概率分布54

2．4．3 宇称56

2．4．4 氢原子能级的简并与跃迁57

§2．5 氢原子问题的补充57

2．5．1 氢原子的精细结构与狄拉克理论58

2．5．2 关于电偶极跃迁及其选择定则59

附录C 氢的兰姆移位和超精细结构62

思考题64

习题65

第三章 碱金属原子结构及光谱67

§3．1 碱金属原子光谱与能级67

3．1．1 碱金属光谱的经验规律67

3．1．2 轨道模型69

§3．2 自旋轨道相互作用71

3．2．1 电子轨道运动的磁矩71

3．2．2 电子自旋与磁矩72

3．2．3 自旋轨道相互作用73

§3．3 碱金属原子能级和谱线的精细结构74

3．3．1 原子的总角动量74

3．3．2 自旋轨道相互作用能75

3．3．3 精细结构分裂76

3．3．4 谱线强度问题78

§3．4 碱金属原子能级的超精细结构和同位素移位79

3．4．1 超精细结构79

3．4．2 同位素移位82

思考题83

习题84

第四章 复杂原子的能级结构和光谱86

§4．1 原子的壳层结构86

4．1．1 有心力场近似86

4．1．2 泡利原理与壳层结构87

4．1．3 价电子能级结构的确定88

§4．2 两个价电子的原子结构和光谱89

4．2．1 lsnl组态LS耦合的能级89

4．2．2 氦原子能级91

4．2．3 两个价电子jj耦合的能级93

4．2．4 钙原子能级94

§4．3 复杂原子能级结构的一般规律95

§4．4 原子的电离能级和X射线谱98

4．4．1 原子的X射线能级98

4．4．2 原子的X射线吸收谱99

4．4．3 原子的X射线发射谱100

§4．5 原子的光电子能谱和俄歇电子能谱102

附录D 等效电子组成的LS耦合能态104

附录E 关于X射线的若干知识105

思考题111

习题111

第五章 磁场中的原子113

§5．1 原子的磁性113

5．1．1 原子的磁矩113

5．1．2 磁场中的原子磁矩115

5．1．3 原子蒸气的宏观磁性117

§5．2 原子光谱的塞曼效应119

5．2．1 正常塞曼效应119

5．2．2 反常塞曼效应121

5．2．3 强磁场的作用121

5．2．4 有超精细结构时的塞曼能级分裂123

§5．3 磁共振124

5．3．1 选择定则和偏振124

5．3．2 施特恩-盖拉赫实验125

5．3．3 原子(分子)束磁共振126

5．3．4 核磁共振127

5．3．5 光磁双共振130

附录F 关于原子在外场中的行为131

附录G 原子(分子)频率标准134

附录H 关于核磁共振137

思考题140

习题142

第六章 辐射场与原子的共振相互作用144

§6．1 经典理论144

6．1．1 原子的自发发射144

6．1．2 原子的受迫振动146

6．1．3 吸收与色散148

6．1．4 量子力学的修正和补充149

6．1．5 关于磁共振150

§6．2 线形与线宽150

6．2．1 均匀增宽151

6．2．2 非均匀增宽——多普勒增宽152

§6．3 原子的微波激射155

6．3．1 微波激射器155

6．3．2 谐振腔与量子振荡156

§6．4 激光159

6．4．1 激光的产生159

6．4．2 激光的一些性质160

6．4．3 以原子为激活介质的激光器161

§6．5 共振场对原子的机械力作用164

附录I 关于核磁共振的经典理论167

附录J 消多普勒谱172

思考题175

习题176

第七章 分子结构与光谱178

§7．1 分子的形成178

7．1．1 玻恩-奥本海默近似178

7．1．2 氢分子离子H_2~+、电子能态、振动势能和分子的形成179

7．1．3 氢分子、双电子共价键180

7．1．4 离子键181

§7．2 分子的能级与光谱182

7．2．1 二原子分子的转动能级与纯转动谱182

7．2．2 二原子分子的振动和振转谱184

7．2．3 多原子分子的振动谱186

7．2．4 分子的电子能态与电子带系光谱187

§7．3 拉曼散射和非线性光学效应189

7．3．1 拉曼散射与分子的拉曼光谱189

7．3．2 非线性光谱191

思考题193

习题194

第八章 附篇——固体物理的一些知识196

§8．1 固体结构196

8．1．1 晶体与非晶体196

8．1．2 晶体的结合197

§8．2 晶格振动199

8．2．1 一维单原子链199

8．2．2 一维双原子链200

§8．3 晶体的能带结构201

8．2．3 三维晶格的振动、声子201

8．3．1 晶体的能带结构202

8．3．2 导体与非导体203

8．3．3 金属中的电子204

§8．4 半导体207

8．4．1 本征半导体与掺杂半导体207

8．4．2 pn结209

8．4．3 半导体的光-电子学效应210

附表一 原子的电子组态、基态及电离能212

附表二 基本常数215

附表三 能量值转换因子215