原子物理學(xué)

緒論
第一章 原子的位形：盧瑟福模型
§1 背景知識
電子的發(fā)現(xiàn) 電子的電荷和質(zhì)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(dǎo) 盧瑟福公式的推導(dǎo)
§4 盧瑟福公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
蓋革-馬斯頓實(shí)驗(yàn) 原子核大小的估計(jì)　 關(guān)于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(bǔ)注：定量估計(jì)舉例
小結(jié)
附錄1A 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
量子假說根據(jù)之一：黑體輻射 量子假說根據(jù)之二：光電效應(yīng) 光譜
§7 玻爾模型
經(jīng)典軌道加定態(tài)條件 頻率條件 角動(dòng)量量子化 附注：數(shù)值計(jì)算法
§8 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之一：光譜
氫光譜 類氫光譜 肯定氘的存在 附注一：非量子化軌道　 附注二：里德伯原子
§9 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之二：弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)
基本想法 弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn) 改進(jìn)的弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn) 結(jié)語
§10 玻爾模型的推廣
玻爾-索末菲模型 相對論修正 堿金屬原子的光譜 題外話
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
經(jīng)典物理中的波和粒子 光的波粒二象性 德布羅意假設(shè) 戴維孫-革末實(shí)驗(yàn)
德布羅意波和量子態(tài) 一個(gè)在剛性匣子中的粒子 波和非定域性 評注
§13 不確定關(guān)系
不確定關(guān)系的表述和含義 不確定關(guān)系的簡單導(dǎo)出 應(yīng)用舉例 互補(bǔ)原理
對第一章的補(bǔ)注：盧瑟福散射經(jīng)典描述的條件
§14 波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋
波粒二象性及概率概念 雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 態(tài)的疊加原理 干涉實(shí)驗(yàn)的解釋
評注
§15 薛定諤方程
薛定諤方程的建立 定態(tài)薛定諤方程 應(yīng)用舉例
§16 平均值與算符
平均值的求法 算符的引入 本征方程、本征函數(shù)和本征值
§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(yùn)動(dòng) 電子云圖 評注
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(dòng)的磁矩
經(jīng)典表示式 量子表示式 角動(dòng)量取向量子化
§19 施特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)
§20 電子自旋的假設(shè)
烏侖貝克與古茲米特提出電子自旋假設(shè) 朗德g因子 單電子的g因子
表達(dá)式 施特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)的解釋
§21 堿金屬雙線
堿金屬譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)：定性考慮 自旋一軌道相互作用：精細(xì)結(jié)構(gòu)的定量
考慮 補(bǔ)注：原子內(nèi)部磁場的估計(jì)
§22 塞曼效應(yīng)
正常塞曼效應(yīng) 塞曼譜線的偏振特性 反常塞曼效應(yīng) 補(bǔ)注一：格羅春圖
補(bǔ)注二：帕邢一巴克效應(yīng) 補(bǔ)注三：斯塔克效應(yīng) 補(bǔ)注四：運(yùn)動(dòng)電場 結(jié)語
§23 氫原子能譜研究進(jìn)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(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
電子的組態(tài) L-S和j-j耦合 兩個(gè)角動(dòng)量耦合的一般法則
選擇規(guī)則由電子組態(tài)到原子態(tài)
§26 泡利不相容原理
歷史回顧 不相容原理的敘述 應(yīng)用舉例 補(bǔ)注：同科電子合成的狀態(tài)
§27 元素周期表
元素性質(zhì)的周期性 殼層中電子的數(shù)目 電子組態(tài)的能量——殼層的次序
原子基態(tài) 電離能變化的解釋
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(dòng)性
X射線的發(fā)現(xiàn) X射線管 X射線的波動(dòng)性 X射線的偏振 X射線的衍射
布拉格公式的進(jìn)一步推導(dǎo)
§29 X射線產(chǎn)生的機(jī)制
X射線的發(fā)射譜 連續(xù)譜——軔致輻射 特征輻射（標(biāo)識輻射）——電子內(nèi)殼層的躍遷
特征輻射的標(biāo)記方法 俄歇電子 電子躍遷誘發(fā)原子核激發(fā) 同步輻射
§30 康普頓散射
經(jīng)典考慮 量子解釋 物理意義 康普頓散射與基本常量
附注一：康普頓輪廓　 附注二：逆康普頓效應(yīng)
§31 X射線的吸收
兩類相互作用 光子與物質(zhì)相互作用 X射線的吸收 吸收限
擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)
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
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(tài)特性之一：核質(zhì)量
“1+1≠2” 結(jié)合能 半經(jīng)驗(yàn)質(zhì)量公式 較完整的質(zhì)量公式
§34 核力
一般性質(zhì) 核力的介子理論
§35 核的基態(tài)特性之二：核矩
核自旋 核子磁矩 核磁矩 電四極矩 超精細(xì)相互作用
§36 核模型
費(fèi)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(guī)律
指數(shù)衰變律 半衰期 平均壽命 λ是放射性核素的特征量 放射性活度
長半衰期的測定 簡單的級聯(lián)衰變 同位素生產(chǎn)
§38 0衰變
α衰變的條件 α衰變能與核能級圖 α衰變的機(jī)制與壽命 附注
補(bǔ)注一：質(zhì)子放射性和質(zhì)子衰變 補(bǔ)注二：14C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(guān)的其他衰變方式 結(jié)語
§40 y衰變
一般性質(zhì) 內(nèi)轉(zhuǎn)換電子 同質(zhì)異能躍遷 穆斯堡爾效應(yīng) 幾種衰變特性的比較
§41 核反應(yīng)
幾個(gè)著名的核反應(yīng) Q方程 Q方程應(yīng)用舉例 反應(yīng)截面 復(fù)合核反應(yīng)
§42 裂變與聚變：原子能的利用
裂變的發(fā)現(xiàn) 裂變機(jī)制 自發(fā)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(yīng)堆——磁約束
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
一般表達(dá)式 單電子原子的磁超精細(xì)相互作用 氫原子的磁超精細(xì)結(jié)構(gòu)
多電子原子的磁超精細(xì)結(jié)構(gòu) 磁超精細(xì)相互作用引起原子核能級的分裂
§44 電四極超精細(xì)相互作用
一般表達(dá)式 原子能級分裂的實(shí)例 電四極超精細(xì)相互作用引起核能級的分裂
§45 同位素移位與同質(zhì)異能移位
質(zhì)量效應(yīng)引起同位素移位 核電荷體積效應(yīng)引起同位素移位 核能級的同質(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）