原子物理學

原子物理學

作者: 楊福家

出版社: 高等教育出版社

出版年: 2008-4

頁數: 476

定價: 34.90元

叢書: 物理學基礎理論課程經典教材

ISBN: 9787040229943

《原子物理學》包括原子的位形：盧瑟福模型，原子的量子態：玻爾模型，量子力學導論，原子的精細結構：電子的自旋，多電子原子：泡利原理，X射線，原子核物理概論等內容。

緒論

第一章 原子的位形：盧瑟福模型 §1 背景知識 電子的發現 電子的電荷和質量 阿伏伽德羅常量 原子的大小 §2 盧瑟福模型的提出 §3 盧瑟福散射公式 庫侖散射公式的推導 盧瑟福公式的推導 §4 盧瑟福公式的實驗驗證 蓋革-馬斯頓實驗 原子核大小的估計 關於小角處的盧瑟福公式 180°處的盧瑟福公式 §5 行星模型的意義及困難 意義 困難 補註：定量估計舉例 小結 附錄1A 電學單位 習題

第二章 原子的量子態：玻爾模型 §6 背景知識 量子假說根據之一：黑體輻射 量子假說根據之二：光電效應 光譜 §7 玻爾模型 經典軌道加定態條件 頻率條件 角動量量子化 附註：數值計演演算法 §8 實驗驗證之一：光譜 氫光譜 類氫光譜 肯定氘的存在 附註一：非量子化軌道 附註二：里德伯原子 §9 實驗驗證之二：弗蘭克一赫茲實驗 基本想法 弗蘭克-赫茲實驗 改進的弗蘭克-赫茲實驗 結語 §10 玻爾模型的推廣 玻爾-索末菲模型 相對論修正 鹼金屬原子的光譜 題外話 小結 附錄2A 知魚樂 附錄2B 量子百年話創新 習題

第三章 量子力學導論 §11 玻爾理論的困難 §12 波粒二象性 經典物理中的波和粒子 光的波粒二象性 德布羅意假設 戴維孫-革末實驗 德布羅意波和量子態 一個在剛性匣子中的粒子 波和非定域性 評註 §13 不確定關係 不確定關係的表述和含義 不確定關係的簡單導出 應用舉例 互補原理 對第一章的補註：盧瑟福散射經典描述的條件 §14 波函數及其統計解釋 波粒二象性及概率概念 雙縫干涉實驗 態的疊加原理 干涉實驗的解釋 評註 §15 薛定諤方程 薛定諤方程的建立 定態薛定諤方程 應用舉例 §16 平均值與算符 平均值的求法 算符的引入 本徵方程、本徵函數和本徵值 §17 氫原子的薛定諤方程解 中心力場的薛定諤方程 電子在庫侖場中運動 電子云圖 評註 小結 附錄3A 愛因斯坦的A、B係數 附錄3B 躍遷的選擇規則 附錄3C 激光原理 附錄3D 原子單位(a.u.) 習題

第四章 原子的精細結構：電子的自旋 §18 原子中電子軌道運動的磁矩 經典表示式 量子表示式 角動量取向量子化 §19 施特恩-蓋拉赫實驗 §20 電子自旋的假設 烏侖貝克與古茲米特提出電子自旋假設 朗德g因子 單電子的g因子 表達式 施特恩-蓋拉赫實驗的解釋 §21 鹼金屬雙線 鹼金屬譜線的精細結構：定性考慮 自旋-軌道相互作用：精細結構的定量 考慮 補註：原子內部磁場的估計 §22 塞曼效應 正常塞曼效應 塞曼譜線的偏振特性 反常塞曼效應 補註一：格羅春圖 補註二：帕邢-巴克效應 補註三：斯塔克效應 補註四：運動電場 結語 §23 氫原子能譜研究進展 玻爾、索末菲、海森伯、狄拉克和蘭姆 蘭姆移位 雙光子躍遷 小結 附錄4A 偶極矩 附錄4B 磁共振 參考文獻 習題

第五章 多電子原子：泡利原理 §24 氦的光譜和能級 §25 兩個電子的耦合 電子的組態 L-S和j-j耦合 兩個角動量耦合的一般法則 選擇規則由電子組態到原子態 §26 泡利不相容原理 歷史回顧 不相容原理的敘述 應用舉例 補註：同科電子合成的狀態 §27 元素周期表 元素性質的周期性 殼層中電子的數目 電子組態的能量——殼層的次序 原子基態 電離能變化的解釋 小結 附錄5A 波函數的對稱性與泡利不相容原理 附錄5B 高電荷態離子 附錄5C 分子結構和分子光譜 習題

第六章 X射線 §28 X射線的發現及其波動性 X射線的發現 X射線管 X射線的波動性 X射線的偏振 X射線的衍射 布拉格公式的進一步推導 §29 X射線產生的機制 X射線的發射譜 連續譜——軔致輻射 特徵輻射(標識輻射)——電子內殼層的躍遷 特徵輻射的標記方法 俄歇電子 電子躍遷誘發原子核激發 同步輻射 §30 康普頓散射 經典考慮 量子解釋 物理意義 康普頓散射與基本常量 附註一：康普頓輪廓 附註二：逆康普頓效應 §31 X射線的吸收 兩類相互作用 光子與物質相互作用 X射線的吸收 吸收限 擴展X射線吸收精細結構 小結 習題

第七章 原子核物理概論 §32 原子核物理的對象 原子的中心：原子核 歷史回顧 原子核的組成 核素圖 §33 核的基態特性之一：核質量“1+1≠2”結合能 半經驗質量公式 較完整的質量公式 §34 核力 一般性質 核力的介子理論 §35 核的基態特性之二：核矩 核自旋 核子磁矩 核磁矩 電四極矩 超精細相互作用 §36 核模型 費米氣體模型 核的殼層模型 集體模型 §37 放射性衰變的基本規律 指數衰變律 半衰期 平均壽命 λ是放射性核素的特徵量 放射性活度 長半衰期的測定 簡單的級聯衰變 同位素生產 §38 α衰變 α衰變的條件 α衰變能與核能級圖 α衰變的機制與壽命 附註 補註一：質子放射性和質子衰變 補註二：14C放射性 §39 B衰變 β衰變面臨的難題 中微子假說 β-衰變 β+衰變 軌道電子俘獲與β衰變有關的其他衰變方式 結語 §40 y衰變 一般性質 內轉換電子 同質異能躍遷 穆斯堡爾效應 幾種衰變特性的比較 §41 核反應 幾個著名的核反應 Q方程 Q方程應用舉例 反應截面 複合核反應 §42 裂變與聚變：原子能的利用 裂變的發現 裂變機制 自發裂變 裂變能量及其利用 輕核聚變 太陽能——引力約束聚變 氫彈——慣性約束聚變 可控聚變反應堆——磁約束 小結 習題

第八章 超精細相互作用 §43 磁偶極超精細相互作用 一般表達式 單電子原子的磁超精細相互作用 氫原子的磁超精細結構 多電子原子的磁超精細結構 磁超精細相互作用引起原子核能級的分裂 §44 電四極超精細相互作用 一般表達式 原子能級分裂的實例 電四極超精細相互作用引起核能級的分裂 §45 同位素移位與同質異能移位 質量效應引起同位素移位 核電荷體積效應引起同位素移位 核能級的同質異能移位 小結 習題附錄Ⅰ.離子束分析附錄Ⅱ.高能物理淺說附表 Ⅰ 物理學常量(數) Ⅱ 元素周期表 Ⅲ 元素的基態能量 Ⅳ 原子半徑 Ⅴ 物質密度 Ⅵ 10的冪詞頭 Ⅶ 一些核素的性質習題答案(部分)名詞索引人名索引(部分)