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内容大纲
本书是西安交通大学本科“十四五”规划教材，是作者在为物理类专业学生讲授原子物理学课程的教学实践经验基础上精心编写而成的。本书着力阐述量子论中的基本概念和原子物理的基本知识，用普通物理的教学风格，以原子结构及光谱为主线，联系实际应用，深入浅出地介绍原子物理的主要内容。本书第1版曾获得西安交通大学第十三届优秀教材奖二等奖。
全书共分八章，内容有Rutherford核式原子模型、Bohr氢原子理论、量子力学初步、单价电子原子、多电子原子、X射线、原子核和分子。各章内容编排都遵循一般的认知规律，从实验现象到实验结果分析，在分析结果产生的原因时引入新的物理知识，学生掌握新知识后能更深入地理解实验结果，每章末还介绍了主要科学家的科学贡献。
本书可作为高等学校物理类专业原子物理或近代物理课程的教材，也可作为有关教学、科研人员的参考用书。 -
作者介绍
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目录
第1章 Rutherford核式原子模型
1.1 原子的质量与大小
1.2 电子的发现
1.2.1 阴极射线
1.2.2 电子的发现
1.2.3 电子的电荷和质量
1.3 a粒子散射实验
1.4 Rutherford核式原子模型概述
1.4.1 Cou：Iomb散射公式
1.4.2 Rutherforld散射公式
1.4.3 Rutherforld理论的实验验证
1.4.4 Rutherford核式原子模型的意义和困难
附录A 原子物理中常用单位和常数
问题
人物简介
第2章 Bohr氢原子理论
2.1 Planck量子论
2.1.1 热辐射
2.1.2 Kirchhoff定律
2.1.3 黑体辐射
2.1.4 Planck量子论概述
2.2 Einstein光量子理论
2.2.1 光电效应
2.2.2 Einstein光量子理论概述
2.3 氢原子光谱
2.3.1 光谱和光谱仪
2.3.2 氢原子光谱概述
2.4 Bohr的氢原子理论
2.4.1 Bohr理论的三个假设
2.4.2 Bohr氢原子理论概述
2.5 类氢离子光谱
2.6 Franck一Hertz实验
2.6.1 Franck—Hertz实验概述
2.6.2 改进的Franck—Hertz实验
2.7 Sommerfeld理论、对应原理及Bohr理论的地位
2.7.1 Sommerfeld理论
2.7.2 对应原理
2.7.3 Bohr理论的地位
附录B 黑体空腔中热平衡条件的电动力学导出
附录C Planck导出黑体辐射公式的过程
附录D Einstein光量子的发现
问题
人物简介
第3章 量子力学初步
3.1 波粒二象性
3.1.1 力学与光学的相似性
3.1.2 de Broglie物质波
3.1.3 Davisson—Germer实验
3.2 波函数及其统计解释
3.3 Heisenberg不确定关系
3.3.1 Heisenberg不确定关系的导出
3.3.2 量子力学哥本哈根解释
3.4 Schr6dinger方程
3.4.1 Schr6dinger方程的引出
3.4.2 Schr6dinger方程实例
3.5 力学量用算符表达
3.5.1 力学量平均值
3.5.2 力学量的算符表示
3.5.3 Heisenberg不确定关系严格导出
3.6 量子力学的建立过程
3.6.1 矩阵力学的建立
3.6.2 波动力学的建立
3.6.3 矩阵力学与波动力学的等价性
问题
人物简介
第4章 单价电子原子
4.1 氢原子的Schrodinger方程解
4.1.1 氢原子的定态Schrodinger方程及其解
4.1.2 氢原子中电子的概率分布
4.2 碱金属原子光谱
4.2.1 碱金属原子光谱实验规律
4.2.2 线系公式和能级
4.2.3 原子实极化和轨道贯穿
4.3 电子自旋
4.3.1 原子的轨道磁矩
4.3.2 Stern—Gerlach实验
4.3.3 电子自旋
4.4 碱金属原子光谱精细结构
4.4.1 碱金属原子光谱实验现象
4.4.2 原子的总角动量
4.4.3 电子自旋与轨道相互作用
4.4.4 单电子辐射跃迁选择定则
4.5 氢原子光谱的精细结构
4.5.1 氢原子能级
4.5.2 Lamb移位
附录E 用Lorentz变换导出Thomas进动角速度
附录F 原子中电子的四个量子数
问题
4.6 原子磁矩
4.6.1 单电子原子磁矩
4.6.2 多电子原子磁矩
4.6.3 原子束Stern—Getlach实验分裂
4.7 磁场对原子的作用
4.7.1 Larmor进动
4.7.2 原子能级在磁场中分裂
4.8 Zeeman效应
4.8.1 Zeeman效应实验现象
4.8.2 Zeeman效应理论解释
4.8.3 Paschen-Back效应
4.8.4 Stark效应
4.9 电子顺磁共振
问题
人物简介
第5章 多电子原子
5.1 氦原子光谱和能级
5.2 多电子原子的电子组态
5.2.1 中心力场近似
5.2.2 多电子原子的电子组态
5.3 Pauli不相容原理
5.3.1 Pauli不相容原理概述
5.3.2 全同粒子波函数的交换对称性
5.4 原子的壳层结构和元素周期律
5.4.1 壳层和支壳层
5.4.2 壳层填充次序
5.4.3 电子壳层排列与元素周期律
5.5 多电子原子的原子态和能级
5.5.1 剩余非中心Coulomb相互作用和自旋与轨道相互作用
5.5.2 LS耦合
5.5.3 jj耦合
5.6 多电子原子光谱
5.6.1 选择定则
5.6.2 氦原子光谱分析
5.6.3 复杂原子光谱的一般规律
5.7 激光原理
5.7.1 激光器的构成
5.7.2 原子辐射和吸收
5.7.3 粒子数反转态实现激光
附录G Pauli不相容原理的发现
附录H Hund定则的理论解释
问题
人物简介
第6章 x射线
6.1 X射线的发现和波动性
6.1.1 x射线的发现
6.1.2 X射线的波动性
6.2 X射线发射谱
6.2.1 连续谱
6.2.2 标识谱
6.2.3 Moseley定律
6.2.4 Auger电子
6.3 Compton效应
6.3.1 实验现象
6.3.2 光子解释
6.4 x射线吸收
6.4.1 Lambett-Beer定律
6.4.2 光子与物质相互作用
6.4.3 X射线吸收限
问题
人物简介
第7章 原子核
7.1 原子核概况
7.1.1 原子核的组成和大小
7.1.2 原子核质量和结合能
7.2 原子核自旋与磁矩
7.2.1 原子核自旋
7.2.2 原子核磁矩
7.2.3 核磁矩测量
7.2.4 磁偶极超精细结构
7.2.5 核磁共振
7.2.6 电四极矩
7.2.7 原子核统计特性
7.2.8 原子核宇称
7.3 核力与核结构
7.3.1 核力
7.3.2 壳层模型
7.3.3 集体运动模型
7.4 原子核放射性衰变
7.4.1 放射性的发现
7.4.2 放射性衰变的一般规律
7.4.3 α衰变
7.4.4 β衰变
7.4.5 γ衰变
7.5 原子核反应
7.5.1 核反应概述
7.5.2 反应能和Q方程
7.5.3 反应截面
7.6 裂变和聚变
7.6.1 核裂变的发现
7.6.2 裂变的液滴模型理论
7.6.3 轻核聚变
7.6.4 受控热核反应
7.7 强流离子束驱动的高能量密度物质的物理研究
7.7.1 离子束驱动的高能量密度物质的基本原理与关键的科学、技术问题
7.7.2 离子束驱动高能量密度物质的产生及其发展规律
7.7.3 离子束与稠密物质或等离子体相互作用微观机制
7.7.4 离子束驱动高能量密度物质的瞬态诊断技术
问题
人物简介
第8章 分子
8.1 化学键
8.1.1 离子键
8.1.2 共价键
8.1.3 其他结合类型
8.2 分子的能级和光谱
8.2.1 分子内部运动
8.2.2 双原子分子能级和光谱
8.2.3 双原子分子的电子态
8.3 Raman散射和光谱
8.3.1 Raman散射现象
8.3.2 Raman效应的量子解释
8.4 电子与原子、分子、团簇的碰撞电离及应用
8.4.1 原子分子碰撞电离过程
8.4.2 反应成像谱仪
8.4.3 电子碰撞电离及解离反应
8.4.4 电子碰撞动力学研究进展
附录Ⅰ Born-Oppenheimer近似
问题
人物简介
附表
Ⅰ 物理常量
Ⅱ 基态原子的电子组态、原子态和第一电离能
Ⅲ 一些核素的数据
主要参考书目
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