原子物理学PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

原子物理学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

0绪论1

0.1物质的原子观1

0.1.1古代关于物质结构的观点1

0.1.2近代原子观的建立3

0.1.3原子的质量和体积的估算4

0.2原子是物质结构的一个层次6

0.3原子物理学的研究方法7

0.4原子是微观体系7

0.5原子是一种物理模型8

1原子的核式结构——卢瑟福模型9

1.1原子时代的序曲9

1.2原子的结构10

1.2.1电子的发现10

1.2.2汤姆孙的原子模型16

1.3卢瑟福原子模型20

1.3.1卢瑟福的原子核式结构模型20

1.3.2卢瑟福散射公式21

习题34

2氢原子的光谱与能级——玻尔模型36

2.1氢原子的光谱36

2.1.1光谱36

2.1.2氢原子的光谱38

2.2玻尔的氢原子模型42

2.2.1经典理论解释氢原子光谱的困难42

2.2.2玻尔的氢原子模型43

2.2.3氢的里德伯常数实验值与理论值的偏差49

2.2.4氢原子的连续谱50

2.3类氢离子的光谱51

2.3.1类氢离子与皮克林线系51

2.3.2氘的发现53

2.4弗兰克-赫兹实验54

2.4.1基本思想54

2.4.2弗兰克-赫兹实验装置与实验结果55

2.4.3改进的弗兰克-赫兹实验装置56

2.4.4阴极射线激发光源58

2.5玻尔理论的推广59

2.5.1量子化通则59

2.5.2椭圆轨道60

2.5.3系统的能量64

2.5.4玻尔理论的相对论修正65

2.6施特恩-格拉赫实验与空间量子化68

2.6.1电子轨道运动的磁矩68

2.6.2外磁场对原子的作用69

2.6.3施特恩-格拉赫实验70

2.6.4轨道取向的量子化73

习题74

3量子力学引论——微观体系的基本理论77

3.1量子论的实验依据79

3.1.1黑体辐射79

3.1.2光量子假说86

3.1.3粒子的波动性92

3.2物质的波粒二象性98

3.2.1物质的波动性与粒子性98

3.2.2量子态——波粒二象性的必然结果100

3.3不确定关系102

3.3.1几个典型的例子102

3.3.2不确定关系的严格表述104

3.4波函数与薛定谔方程109

3.4.1波粒二象性的数学描述110

3.4.2电子的双缝干涉实验110

3.4.3波函数的统计解释114

3.4.4薛定谔方程115

3.4.5力学量的算符118

3.4.6表象与力学量的平均值119

3.4.7本征函数与本征值122

3.5态叠加原理123

3.5.1对双缝干涉实验的另一个思考123

3.5.2光的偏振性实验125

3.5.3量子态的叠加126

3.6定态薛定谔方程问题129

3.6.1一维简谐振子129

3.6.2一维无限深势阱131

3.6.3有限深方势阱134

3.6.4方势垒136

3.6.5扫描隧道显微镜与原子力显微镜141

3.7单电子原子的波函数145

3.7.1哈密顿方程及其本征函数的解145

3.7.2解的物理意义149

3.7.3能量和角动量160

3.7.4波函数的宇称162

习题163

4单电子原子的能级和光谱——电子的角动量模型167

4.1单电子原子的光谱167

4.1.1单电子原子167

4.1.2碱金属原子的光谱与能级169

4.1.3碱金属原子光谱与能级的精细结构173

4.2电子的角动量与电子的自旋174

4.2.1电子轨道运动的角动量与原子的磁矩174

4.2.2自旋的引入175

4.3自旋-轨道相互作用177

4.3.1电子轨道运动的磁场177

4.3.2电子的总角动量179

4.3.3自旋-轨道相互作用对能级的影响181

4.3.4原子态的符号表示184

4.4单电子跃迁的选择定则186

4.5氢原子光谱的精细结构187

4.5.1对玻尔能级的相对论和量子力学修正187

4.5.2兰姆移位194

4.6原子的超精细结构能级197

4.6.1原子核的角动量与磁矩197

4.6.2核磁矩与电子磁场的相互作用198

4.6.3原子能级的超精细结构分裂199

4.7斯塔克效应200

4.7.1外电场对原子能级和光谱的影响200

4.6.2斯塔克效应的物理机制201

习题202

5多电子原子——电子间的相互作用205

5.1氦原子的光谱与能级205

5.1.1氦原子205

5.1.2价电子间的相互作用207

5.2两个价电子的耦合211

5.2.1中心力场近似下的角动量211

5.2.2价电子角动量的耦合213

5.3泡利不相容原理231

5.3.1全同粒子与交换对称性231

5.3.2泡利原理232

5.3.3两电子体系中电子的自旋233

5.3.4原子可能的状态235

5.4等效电子构成的原子态237

5.5复杂原子的能级和光谱243

5.5.1实验观察到的一般规律243

5.5.2多个价电子形成的原子态244

5.5.3辐射跃迁的选择定则249

5.6原子的壳层结构253

5.6.1元素的周期律253

5.6.2核外电子的壳层256

5.6.3基态原子的电子组态257

5.6.4原子的基态264

5.7激光增益介质中的能级268

5.7.1氩离子激光269

5.7.2氦氖激光272

5.7.3氦镉激光273

5.8 X射线276

5.8.1 X射线的产生及其性质276

5.8.2 X射线的连续谱280

5.8.3 X射线的标识谱280

5.7.4 X射线的吸收289

5.8.5 X射线医学成像292

习题293

6磁场中的原子297

6.1原子的磁矩297

6.1.1原子的有效总磁矩297

6.1.2朗德g因子299

6.2外磁场中的原子302

6.2.1外磁场对原子的作用302

6.2.2外磁场中原子能级的分裂303

6.2.3对施特恩-格拉赫实验的解释304

6.2.4顺磁共振304

6.2.5核磁共振307

6.2.6分子束磁共振实验309

6.3塞曼效应310

6.3.1现象310

6.3.2解释312

6.3.3兰姆移位的实验测量316

6.4帕邢-巴克效应318

6.4.1强磁场中的原子318

6.4.2强磁场中能级的分裂与辐射跃迁319

习题320

7分子的结构和光谱323

7.1原子间的键联与分子的形成323

7.1.1原子的电离能与亲和势323

7.1.2离子键327

7.1.3共价键330

7.1.4金属键333

7.1.5范德瓦耳斯键334

7.2分子的能级与光谱概述334

7.3双原子分子的电子态335

7.4双原子分子的振动光谱338

7.4.1双原子分子的振动能级338

7.4.2双原子分子的振动光谱340

7.5双原子分子的转动光谱342

7.5.1双原子分子的转动能级342

7.5.2双原子分子的转动光谱343

7.6拉曼散射348

7.6.1斯托克斯线与反斯托克斯线348

7.6.2拉曼光谱351

习题353

8原子核物理概论356

8.1原子核的基本情况357

8.1.1粒子探测器357

8.1.2物质的放射性360

8.1.3原子核的构成361

8.1.4原子核的大小365

8.1.5原子核的电荷与质量366

8.1.6核素367

8.1.7原子核的结合能369

8.2核力373

8.2.1核力的特性374

8.2.2核力的介子理论375

8.3核矩376

8.3.1核自旋376

8.3.2核子的磁矩377

8.3.3核的磁偶极矩378

8.3.4核的电四极矩378

8.4原子核结构的模型380

8.4.1费米气体模型380

8.4.2液滴模型384

8.4.3壳层模型386

8.4.4集体模型389

8.5放射性核衰变390

8.5.1放射性衰变的一般规律390

8.5.2 α衰变399

8.5.3 β衰变402

8.5.4 y衰变407

8.6核反应413

8.6.1反应能与Q方程414

8.6.2反应截面416

8.7核裂变417

8.7.1核裂变的发现及其特点417

8.7.2实现核裂变的主要方式419

8.8核聚变423

8.8.1核聚变的能量423

8.8.2核聚变的条件425

习题426

附录1物理学常数表429

1.基本物理学常数（Table of universal constants）429

2.组合物理学常量432

附录2原子基态能量（电离能）433

附录3基态原子的电子组态434

附录4原子的基态435

附录5常用物质密度表436

附录6 1900年～2011年诺贝尔物理学奖437

附录7习题参考答案447