近代物理學

“普育‘五’級規劃材”“中國科學技術大學精品教材”，曾於1995年獲得“國家教育委員會高等學校優秀教材獎二等獎”。

容涉及近原子物理、分子物理、原子核物理、粒子物理和射線與物質的相互作用幾個方面。本書以實驗事實為基礎，同時引進量子力學的基本內容，力圖把所有內容建立在實驗和量子力學的概念和方法基礎上，從而使近代物理學的基本物理現象、概念和規律闡述得更清楚、更透徹。書中還簡要介紹了近代物理的一些最經典和最新的研究進展，試圖把許多科技新成果和應用有機地結合到有關章節。書中還介紹了若干諾貝爾物理學獎獲得者的工作，適當加入一些他們的思想方法和科學研究藝術內容，對培養學生的創新思維能力會有幫助。書中　各章還配有一些例題和習題，這對掌握概念有幫助。

適合校專業材參考，亦供專業及科技參考。

總序（Ⅰ）

前言（Ⅲ）

第1章原子模型和單電子原子（1）

1.1原子的經典性質和湯姆孫原子模型（1）

1.1.1原子的經典性質（1）

1.1.2光子的粒子特徵（3）

1.1.3電子的發現（6）

1.1.4電子的電荷與大小（8）

1.1.5湯姆孫原子模型（11）

1.2α粒子散射實驗和盧瑟福原子模型（12）

1.2.1α粒子散射實驗（12）

1.2.2盧瑟福原子模型及散射公式（13）

1.2.3盧瑟福散射公式與實驗的比較（16）

1.2.4作用截面（18）

1.3氫原子光譜和玻爾原子模型（21）

1.3.1氫原子光譜和光譜項（21）

1.3.2玻爾原子模型（23）

1.3.3軌道圖和能級圖（26）

1.3.4躍遷和原子光譜（28）

1.4類氫離子光譜和原子的激發實驗（31）

1.4.1類氫離子光譜（31）

1.4.2原子核質量的影響（32）

1.4.3激發電勢的測量（34）

1.5特殊的氫原子體系（36）

1.5.1里德伯態（36）

1.5.2奇特原子（38）

1.5.3粒子素和反氫原子（42）

習題（43）

第2章量子力學初步（46）

2.1波粒二象性（47）

2.1.1單光子的粒子性（47）

2.1.2單光子的波動性（48）

2.1.3德布羅意波（49）

2.1.4電子的晶體衍射實驗（51）

2.1.5單電子的波動性（54）

2.2不確定關係（56）

2.2.1位置和動量的不確定關係（56）

2.2.2能量和時間的不確定關係（59）

2.3波函數及其物理意義（60）

2.3.1波函數的引入（60）

2.3.2波函數的統計解釋和物理要求（61）

2.3.3量子力學中的測量和對波函數的進一步討論（64）

2.4薛定諤方程（66）

2.4.1薛定諤方程的建立（67）

2.4.2定態薛定諤方程（68）

2.4.3力學量的算符表示、本徵值和平均值（70）

2.4.4一維無限高方勢阱和零點能（73）

2.4.5一維方勢壘的穿透和隧道效應（75）

2.4.6電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡（76）

2.5氫原子的量子力學解（78）

2.5.1中心力場薛定諤方程（78）

2.5.2Φ和Θ方程式的解和角動量（79）

2.5.3R方程式的解和能量（82）

2.5.4電子的空間概率密度分佈（84）

2.6對應原理和普朗克常數的物理意義（91）

2.6.1對應原理（91）

2.6.2作用量判據（92）

2.6.3精確度的極限（93）

習題（94）

第3章電子自旋和原子能級的精細結構（97）

3.1原子的軌道磁矩和施特恩格拉赫實驗（97）

3.1.1原子的軌道磁矩（97）

3.1.2磁矩與磁場的相互作用（99）

3.1.3施特恩格拉赫實驗（100）

3.2電子自旋和自旋軌道相互作用（102）

3.2.1電子自旋（102）

3.2.2自旋軌道相互作用（104）

3.2.3總角動量（107）

3.2.4角動量相加法則（108）

3.3氫原子能級的精細結構和超精細結構（110）

3.3.1氫原子能級的精細結構修正（110）

3.3.2氫原子光譜的精細結構（115）

3.3.3蘭姆移位和電子的反常磁矩（116）

3.3.4超精細結構（119）

3.4鹼金屬原子的能級與光譜（122）

3.4.1鹼金屬原子的能級及量子數虧損（122）

3.4.2鹼金屬原子的光譜（123）

3.4.3鹼金屬原子光譜的精細結構（125）

3.5外場中的原子（127）

3.5.1外磁場中的原子：塞曼效應（127）

3.5.2電子順磁共振（134）

3.5.3外電場中的原子：斯塔克效應（136）

習題（138）

第4章多電子原子的能級和光譜（141）

4.1氦原子的光譜和能級（141）

4.2泡利不相容原理和交換效應（143）

4.2.1全同性原理和波函數的交換對稱性（143）

4.2.2泡利不相容原理（145）

4.2.3兩個電子的自旋波函數（145）

4.2.4氦原子的波函數與交換效應（147）

4.3多電子原子的電子組態和殼層結構（151）

4.3.1多電子原子的中心力場近似和電子組態（151）

4.3.2原子的殼層結構和元素周期律（153）

4.3.3電子組態能級的簡併度（161）

4.4多電子原子的原子態和能級（162）

4.4.1LS耦合（163）

4.4.2jj耦合（169）

4.4.3洪特定則和原子基態（171）

4.4.4外磁場中的多電子原子能級分裂（172）

4.4.5選擇定則和多電子原子的光譜（172）

4.5原子的內層能級和特徵X射線（174）

4.5.1X射線發射譜（175）

4.5.2俄歇電子能譜和熒光產額（179）

4.5.3同步輻射（180）

習題（182）

第5章分子結構和分子光譜（184）

5.1分子能級結構和光譜概述（184）

5.2分子的化學鍵（186）

5.2.1離子鍵（187）

5.2.2共價鍵（189）

5.3雙原子分子的能級和光譜（193）

5.3.1玻恩奧本海默近似（193）

5.3.2雙原子分子的轉動能級和轉動光譜（194）

5.3.3雙原子分子的振動能級和振動光譜（198）

5.3.4雙原子分子的電子結構（203）

5.3.5雙原子分子的電子振動轉動光譜（208）

5.4拉曼散射（213）

習題（219）

第6章原子核的基本性質和結構（220）

6.1原子核的一般性質（220）

6.1.1原子核的電荷及質子與中子的組成（220）

6.1.2原子核的質量和核素（222）

6.1.3原子核的大小和密度（224）

6.2原子核的量子性質（226）

6.2.1自旋、磁矩和電四極矩（226）

6.2.2核磁共振（228）

6.2.3宇稱和統計性（230）

6.3原子核的穩定性和結合能（232）

6.3.1核素圖和β穩定線（232）

6.3.2結合能（234）

6.3.3液滴模型和半經驗公式（236）

6.4核力（238）

6.4.1核力的性質（238）

6.4.2核力的介子場論和交換作用（242）

6.5核結構模型（243）

6.5.1殼層模型（244）

6.5.2集體模型（247）

習題（251）

第7章核衰變和核反應（253）

7.1放射性衰變的基本規律（253）

7.1.1指數衰變規律和活度（254）

7.1.2級聯衰變（256）

7.1.3核素生產（258）

7.2α衰變（259）

7.2.1α衰變條件和衰變能（259）

7.2.2衰變綱圖（261）

7.2.3α衰變概率和壽命（261）

7.2.4質子和其他類α放射性（264）

7.3β衰變（265）

7.3.1β衰變類型和衰變能（265）

7.3.2β射線能譜和中微子（268）

7.3.3β躍遷分類和選擇定則（270）

7.4γ躍遷（271）

7.4.1γ射線多極性和選擇定則（271）

7.4.2內轉換和同質異能態（273）

7.4.3穆斯堡爾效應（274）

7.5核反應（277）

7.5.1核反應分類（277）

7.5.2守恆定律和反應截面（280）

7.5.3反應能和閾能（281）

7.6裂變和聚變（283）

7.6.1自發裂變、誘發裂變和中子源（283）

7.6.2鏈式反應、原子彈、裂變反應堆和核電站（285）

7.6.3人工核聚變和聚變反應堆（288）

7.6.4太陽能和氫彈（291）

習題（293）

第8章射線與物質的相互作用（296）

8.1光子的吸收和散射（297）

8.1.1光電效應（297）

8.1.2康普頓散射和湯姆孫散射（299）

8.1.3瑞利散射和共振散射（304）

8.1.4吸收定律和X射線吸收精細結構（306）

8.2正電子及有關效應（308）

8.2.1正電子和反粒子（308）

8.2.2電子對效應（311）

8.2.3電子偶素（312）

8.2.4正電子湮滅（314）

8.3帶電粒子的彈性和非彈性散射（317）

8.3.1盧瑟福散射和莫特散射（318）

8.3.2非彈性散射（322）

8.3.3多次散射（325）

8.4帶電粒子的電離損失和射程（326）

8.4.1電離損失（326）

8.4.2徑跡和射程（329）

8.5熱碰撞激發和退激發（331）

8.5.1熱激發和布居（331）

8.5.2無輻射碰撞退激發（333）

8.6能級、躍遷和譜線的特性（336）

8.6.1躍遷速率和壽命（336）

8.6.2譜線和能級寬度（338）

8.6.3譜線增寬和線形（341）

8.6.4躍遷類型和選擇定則（343）

8.7射線的重要應用技術（347）

8.7.1簡單的能譜技術（348）

8.7.2影像技術（350）

8.7.3放射治療（355）

習題（358）

第9章粒子物理（360）

9.1粒子的基本性質和分類（361）

9.1.1粒子的基本性質（361）

9.1.2粒子的分類（363）

9.2強子的夸克模型（373）

9.2.1夸克的引入（373）

9.2.2介子和重子的夸克組成（375）

9.2.3夸克的基本性質（377）

9.3守恆定律與對稱性（383）

9.3.1相加性量子數的守恆律（384）

932相乘性量子數的守恆律（385）

9.4粒子物理的標準模型及其他物理模型（391）

9.4.1粒子物理的標準模型（391）

9.4.2標準模型面臨的挑戰（402）

9.4.3標準模型以外的理論（406）

習題（408）

附錄Ⅰ基本的物理和化學常數（411）

附錄Ⅱ10的冪詞頭（413）

附錄Ⅲ原子單位制（414）

附錄Ⅳ諾貝爾物理學獎獲得者及其主要工作（415）

習題答案（424）

主要參考書目（431）

中英文名詞索引（433）

人名索引（440）