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原子物理学教程 正式出版

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海森堡


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原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

西安交通大学出版社出版,2013.1.1.第一版第一次印刷
内容简介
这本《原子物理学教程》是普通高等教育“十二五”西安交通大学理学院规划教材,是作者
在为物理类专业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。《原子物理学
教程》着力阐述量子论中的基本概念和原子物理的基本知识,以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。
《原子物理学教程》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,在分析结果产生的物理原因时引入新的知识,学生
掌握新知识后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。
《原子物理学教程》可作为高等学校(理工、师范)物理类专业的原子物理或近代物理的教材
,也可作为有关教学、科研人员参考用书。
目录
前言
第1章 Rutherford核式原子模型
1.1 原子的质量和大小
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
1.4.1 Coulomb散射公式
1.4.2 Rutherford散射公式
1.4.3 Rutherford理论的实验验证
1.4.4 Rutherford核式模型的意义和困难
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
2.2 Einstein光量子理论
2.2.1 光电效应
2.2.2 Einstein光量子理论
2.3 氢原子光谱
2.3.1 光谱和光谱仪
2.3.2 氢原子光谱
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
2.5 类氢离子光谱
2.6 Franck-Hertz实验
2.6.1 Franck-Hertz实验
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 Planck导出黑体辐射公式的过程
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 Schrodinger方程
3.4.1 Schrodinger方程的引出
3.4.2 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 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 实验现象
4.4.2 原子的总角动量
4.4.3 电子自旋和轨道相互作用
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C 用Lorentz变换导出Thomas进动角速度
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-Gerlach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 实验现象
4.8.2 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
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D Pauli不相容原理的发现
附录E 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 Lambert-Beer定律
6.4.2 光与物质相互作用
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 alpha衰变
7.4.4 beta衰变
7.4.5 gamma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
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
问题
人物简介
附表
Ⅰ 物理常量
Ⅱ 基态原子的电子组态、原子态第一激发能和第一电离能
Ⅲ 一些核素的数据,原子量、自旋、宇称、磁偶极矩、电四极矩、丰度半衰期衰变类型
主要参考书目

发表时间: 2013-01-29, 09:52:33 >> 察看个人资料

海森堡


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Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

作者黄永义,呵呵
拙作着力阐述量子力学基本概念的来龙去脉,当然也介绍原子物理学基本知识。
我很诧异为什么这么多年来没有人愿意写这方面的书,等到我这个小辈来向
国内读者介绍这些大牛们分析问题、解决问题的方法。

发表时间: 2013-01-29, 09:56:09 >> 察看个人资料

卢昌海


Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

你出书了?恭喜!

BTW,用你的茶室笔名,销量会增加很多的。:-)

宠辱不惊,看庭前花开花落
去留无意,望天空云卷云舒

发表时间: 2013-01-29, 13:25:55 >> 察看个人资料

海森堡


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Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

谢谢站长的祝福,近代这些半人半神的名讳不敢冒犯,只能研究他们的思维和成就,或许照猫画虎也能取得一些小成绩,物理史上可能连个校注都捞不到,呵呵。之所以毛遂自荐,是因为拙作在全面细致入微介绍量子力学概念来源方面或许是很值得读一读的(不论是初学者还是学过量子力学的读者)。

发表时间: 2013-01-30, 03:42:51 >> 察看个人资料

安石


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Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

原子物理的教科书出了不少吧?一般都介绍一些量子力学内容的

发表时间: 2013-01-30, 06:14:39 >> 察看个人资料

暴走迦楼罗


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Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

恭喜。西安交大,不错的学校

卢哥,我的巧克力工厂呢?!!

发表时间: 2013-01-30, 06:37:42 >> 察看个人资料

海森堡


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Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

国内已出版的原子物理或近代物理基本上大同小异,浅尝辄止的介绍一些量子力学的基本知识,更多的是阐述原子(近代)物理的知识。拙作当然也讲述原子物理基本知识,这个作为教材是不必可少的,拙作还有一个重要的任务是介绍量子力学基本概念的来龙去脉和大师们做出这些划时代工作的思维和方法,这方面的东西以往出版的原子教材就很空白了。这儿列举出一些重要的概念:1、普朗克如何内插给出黑体辐射的拟合公式,普朗克如何在谐振子能量量子化假说基础上导出黑体辐射公式的?2、爱因斯坦最初是如何导出光量子的概念,拙作整理爱因斯坦当时的工作,看看就知道老爱的结果具有多大的猜测性。3、玻尔如何从对应原理出发导出角动量量子化的,在旧量子论时代人们就可以用对应原理导出自发辐射系数了。4、力学和光学的相似性体现在哪些方面,即便哈密顿时代1834左右已经意识到力学和光学的相似性,他也没有任何可能导出德布罗意关系的。5、德布罗意提出物质波的理由是什么?6、薛定谔方程最初是如何‘导出’的,不要告诉我他拿个一维平面简谐波函数忽而对位置两次偏导,忽而对时间偏导,借助经典能量动量关系凑出来的哦,7、海森堡一人文章1925主要写了啥,使得他被称为量子力学的第一个男人(薛定谔是量子力学的情人,狄拉克是量子力学的老公,呵呵),8、量子力学哥本哈根解释主要内容是什么,为什么说它给人们认识论以彻底的颠覆?9、泡利如何发现不相容原理呢?10、索末菲的玻尔理论相对论推广,已经出版的原子教材没有一本给出详细推导。我们在给学生上课时总不能老是说1900年普朗克发现黑体辐射公式,1905年爱因斯坦提出光量子理论,1913年玻尔发表氢原子理论,三大假设中一个是角动量量子化,1923年德布罗意提出物质波,把光量子的那两个关系照搬到微观粒子就ok了,等等等等,最最重要的问题,这些牛叉的大师是怎样做出这些发现的呢,他们当时是如何思考的呢?拙作会给读者一个满意的答复,大师们的思维方式或许会对读者今后的科研有一些启迪。

发表时间: 2013-01-30, 12:40:10 >> 察看个人资料

海森堡


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Re: 原子物理学教程 正式出版 [文章类型: 原创]

总结一下Bohr的人物关系网

一、与1913年氢原子理论(1922年物理诺奖)相关的重要进展
1913年Moseley定律的解释
1914年Franck-Hertz实验(1925物理诺奖)
1916年Sommerfeld相对论椭圆轨道推广
1921年Stern-Gerlach实验(1943物理诺奖的重要因素)
1923年de Broglie物质波(1929物理诺奖)
1925年Heisenberg矩阵力学(1932物理诺奖)
1932年Urey发现氘(1934年化学诺奖)

二、与1922年原子中电子的壳层结构相关的重要进展
1923年Coster Hevesy发现72号元素铪
1925年Pauli不相容原理(1945年物理诺奖)

三、与1924-1927年量子力学哥本哈根解释相关的重要进展
1935年Einstein-Podolsky-Rosen佯谬揭示量子纠缠的存在(现在可是枝繁叶茂哦)
1935年Schrodinger猫态假说,揭示量子论与宏观经典直觉的矛盾
1938年Delbruck对噬菌体的研究(1969年生物诺奖),Bohr认为生物界和非生物界
也构成一对互补关系,如同波性和粒子性的互补一样。俺也绝对有点扯淡,但
Delbruck相信了,从物理学转向生物学中噬菌体的研究,竟然也成功了

四、与1936-1939年核液体模型研究的重要进展
1939年Bohr Wheeler铀核裂变的理论,指出235U才是真正的核燃料

与Bohr工作相关颁发的诺奖共7次,5次物理,1次化学,1次生物
物理学教父的地位不是吹的,

发表时间: 2013-01-30, 12:56:13 >> 察看个人资料
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