本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,第一版在全國優(yōu)秀教材評選中榮獲全國優(yōu)秀獎(jiǎng),第三版被列入“面向21世紀(jì)課程教材”并榮獲全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)。本次修訂保持原書特色,在此基礎(chǔ)上增加了一些科學(xué)史和人文內(nèi)容;介紹了一些原子物理在高科技應(yīng)用方面的新發(fā)展;更新了物理學(xué)常量等重要數(shù)據(jù),并對部分內(nèi)容作了精簡,使本書內(nèi)容更加充實(shí)、新穎。
全書從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā),以闡述原子結(jié)構(gòu)為中心,聯(lián)系原予物理學(xué)發(fā)展史,聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用和科研前沿活動,深入淺出地討論了原子物理學(xué)的基本內(nèi)容,其中不少是作者的科研成果,學(xué)術(shù)水平較高。全書始終貫徹作者“培養(yǎng)智能”的編寫意圖,讓學(xué)生了解前人是如何提出問題和解決問題的;并采用“言猶未盡”的講授方法,培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力。
本書可作為高等學(xué)校物理類專業(yè)原子物理課程的教材或參考書,亦可供有關(guān)科技人員參考。
緒論
第一章 原子的位形:盧瑟福模型
1 背景知識
2 盧瑟福模型的提出
3 盧瑟福散射公式
4 盧瑟福公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5 行星模型的意義及困難
小結(jié)
附錄1 A 電學(xué)單位
習(xí)題
第二章 原子的量子態(tài):玻爾模型
6 背景知識
7 玻爾模型
8 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之一:光譜
9 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之二:弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn) 緒論
第一章 原子的位形:盧瑟福模型
1 背景知識
2 盧瑟福模型的提出
3 盧瑟福散射公式
4 盧瑟福公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5 行星模型的意義及困難
小結(jié)
附錄1 A 電學(xué)單位
習(xí)題
第二章 原子的量子態(tài):玻爾模型
6 背景知識
7 玻爾模型
8 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之一:光譜
9 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之二:弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)
10 玻爾模型的推廣
小結(jié)
附錄2A 知魚樂
附錄2B 量子百年話創(chuàng)新
習(xí)題
第三章 量子力學(xué)導(dǎo)論
11 玻爾理論的困難
12 波粒二象性
13 不確定關(guān)系
14 波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋
15 薛定諤方程
16 平均值與算符
17 氫原子的薛定諤方程解
小結(jié)
附錄3A 愛因斯坦的A、B系數(shù)
附錄3B 躍遷的選擇規(guī)則
附錄3C 激光原理
附錄3D 原子單位(a.u.)
習(xí)題
第四章 原子的精細(xì)結(jié)構(gòu):電子的自旋
18 原子中電子軌道運(yùn)動的磁矩
19 施特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)
20 電子自旋的假設(shè)
21 堿金屬雙線
22 塞曼效應(yīng)
23 氫原子能譜研究進(jìn)展
小結(jié)
附錄4A 偶極矩
附錄4B 磁共振
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第五章 多電子原子:泡利原理
24 氦的光譜和能級
25 兩個(gè)電子的耦合
26 泡利不相容原理
27 元素周期表
小結(jié)
附錄5A 波函數(shù)的對稱性與泡利不相容原理
附錄5B 高電荷態(tài)離子
附錄5C 分子結(jié)構(gòu)和分子光譜
習(xí)題
第六章 X射線
28 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性
29 X射線產(chǎn)生的機(jī)制
30 康普頓散射
31 X射線的吸收
小結(jié)
習(xí)題
第七章 原子核物理概論
32 原子核物理的對象
33 核的基態(tài)特性之一:核質(zhì)量
34 核力
35 核的基態(tài)特性之二:核矩
36 核模型
37 放射性衰變的基本規(guī)律
38 0衰變
39 B衰變
40 y衰變
41 核反應(yīng)
42 裂變與聚變:原子能的利用
小結(jié)
習(xí)題
第八章 超精細(xì)相互作用
43 磁偶極超精細(xì)相互作用
44 電四極超精細(xì)相互作用
45 同位素移位與同質(zhì)異能移位
小結(jié)
習(xí)題
附錄Ⅰ.離子束分析
附錄Ⅱ.高能物理淺說
附表
Ⅰ 物理學(xué)常量(數(shù))
Ⅱ 元素周期表
Ⅲ 元素的基態(tài)能量
Ⅳ 原子半徑
Ⅴ 物質(zhì)密度
Ⅵ 10的冪詞頭
Ⅶ 一些核素的性質(zhì)
習(xí)題答案(部分)
名詞索引
人名索引(部分)
第二章 原子的量子態(tài):玻爾模型
6 背景知識
1900年普朗克(M.Planck)發(fā)表了著名的量子假說,但當(dāng)時(shí)很少有人注意他的文章,更不要說理解它了;連普朗克本人也不喜歡自己的“量子”,他與很多人一起想把量子說納入經(jīng)典軌道.可是,愛因斯坦(A.Einstein)卻認(rèn)真對待這一革命性的觀念,他在提出狹義相對論的同年(1905年)明確地提出了光量子的概念.無獨(dú)有偶,愛因斯坦的論文同樣不受名人的重視;甚至到了l913年,德國最著名的四位物理學(xué)家(包括普朗克在內(nèi))在一封信中還把愛因斯坦的光量子概念說成是“迷失了方向”[1].可是,當(dāng)時(shí)年僅28歲的丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾,卻創(chuàng)造性地把量子概念用到了當(dāng)時(shí)人們持懷疑的盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型,解釋了近30年的光譜之謎.下面我們將分別介紹普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子概念和有關(guān)光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。
(1)量子假說根據(jù)之一:黑體輻射
什么叫黑體輻射?記得有時(shí)在評論某人物時(shí)(例如,莎士比亞的喜劇《威尼斯商人》中的高利貸者夏洛克),人們會貶稱他“黑心”,就是說這個(gè)人對什么東西都貪得無厭.與此相似,若一物體對什么光都吸收而無反射,我們就稱這種物.體為“絕對黑體”,簡稱“黑體”.事實(shí)上當(dāng)然不存在“絕對黑體”。
……