光学原子物理PDF电子书下载

第一篇 经典光学 1

前言 1

1 几何光学 3

1.1 几何光学的基本定律 3

1.2 光学系统的物像关系 6

1.3 光度学 12

1.4 光学仪器 18

2 光波的基本性质 26

2.1 光波的表示方法 27

2.2 波的迭加 30

2.3 单色波的概念 33

2.4 相干迭加的条件 34

2.5 相速和群速 38

3.1 相干光产生的方法 41

3 干涉 41

3.2 分波前法干涉 44

3.3 薄膜（薄板）干涉 48

3.4 迈克尔逊干涉仪 55

3.5 多光束干涉和F-P干涉仪 58

3.6 光场的相干性 66

4 衍射 75

4.1 惠更斯—菲涅尔原理 75

4.2 菲涅尔衍射 78

4.3 夫琅和费衍射 84

4.4 光学仪器的分辨本领 87

4.5 光栅衍射 89

5 偏振 102

5.1 光场的五种偏振状态 102

5.2 马吕斯定理 106

5.3 双折射 107

5.4 各种偏振态的判别法 112

5.5 电光效应和磁光效应 118

5.6 偏光干涉 121

第二篇 量子光学 127

1 现代光学基础 127

1.1 光的吸收、色散和散射 127

1.2 热辐射 129

1.3 光的波粒二象性 131

1.4 爱因斯坦辐射理论 133

2 激光 137

2.1 激光的基本原理 137

2.2 选模 143

2.3 超短脉冲 146

2.4 非线性光学 149

3.1 经典相干性 151

3 相干性 151

3.2 强度相关实验（HBT实验） 152

3.3 光子相关光谱学 154

3.4 完全相干光的定义 155

3.5 相干性的量子理论 155

3.6 相干态 158

3.7 物理学中的相干态 161

4 光场的量子性 163

4.1 Jaynes-Cummings模型（J-C模） 163

4.2 Dressed原子 164

4.3 压缩态（squeezed state） 165

4.4 非经典光场 167

第三篇 原子物理 171

1 Rutherford的核式原子模型 171

1.1 模型提出时的物理背景 171

1.2 Rutherford的α粒子散射实验和原子的核式模型 172

1.3 核式模型的稳定性 173

1.4 带电粒子的小角散射 174

2 Bohr-Sommerfeld理论 177

2.1 理论提出时的物理背景 177

2.2 Bohr的基本假设 178

2.3 几项修正 180

2.4 Bohr理论的成功与失败 181

2.5 Sormmerfeld对Bohr理论的发展和角动量量子数n？和磁量子数m的引入 182

2.6 量纲法导出基态氢原子的重要物理量 182

2.7 原子核有限体积引起的修正和μ介子原子 183

2.8 电子偶素和粲偶素 187

3 碱金属原子和光谱的精细结构 191

3.1 碱金属原子及其光谱 191

3.2 碱金属和氢原子光谱的精细结构 192

3.3 氢原子的精细结构 194

3.5 Rydberg原子 197

3.4 自旋－轨道耦合能△El？的半经典图像 197

3.6 Rydberg原子的奇特性质 199

3.7 Rydberg原子的产生方法 199

3.8 Rydberg原子的检测 202

3.9 Rydberg原子研究的若干应用 205

3.10 精确测量精细结构常数的一个新方法：量子化Hall效应 206

4 多电子原子 213

4.1 中心场近似 213

4.2 L-S耦合H1》H2的情形 215

4.3 j-j耦合，H2》H1的情形 226

4.4 中间情形 230

4.5 成对耦合（pair coupling） 230

4.6 跃迁几率和谱线强度 232

4.7 双光子跃迁 237

5 外场中的原子 239

5.1 弱场情形：反常Zeeman效应H2》W 240

5.2 强场情形：Paschen-Back效应H1＞W＞H2 242

5.3 利用微扰方法的统一处理 243

5.4 j-j耦合下的Zeeman效应 247

5.5 电子自旋共振（ESR） 247

5.6 双共振与光泵 249

5.7 自旋回波 251

5.8 电场中的原子：Stark效应 260

5.9 在外场中的Rydberg原子 263

5.10 Landég因子的测量 271

6 超精细结构（hfs） 282

6.1 原子核的角动量及其磁矩 282

6.2 超精细结构的实例 284

6.3 在外磁场中的hfs 286

6.4 核自旋和磁矩的测量，Rabi实验 292

6.5 核磁共振（NMR）和ESR的超精细结构 293

6.6 关于超精细结构的量子力学处理 297

6.7 电四极矩 300

7 分子和分子光谱 305

7.1 分子结合的分类 306

7.2 离子键 306

7.3 Van der Waals相互作用 308

7.4 分子轨道理论简介（MO） 309

7.5 双原子分子的振动和转动，绝热近似 320

7.6 分子的转动能级和光谱 325

7.7 双原子分子的振动－转动谱 328

7.8 多原子分子的振动谱 334

7.9 双原子分子电子态之间的跃迁 335

7.10 Frank-Condon原理 338

7.11 分子某些物理量的量级估计 340

7.12 Raman散射 342

7.13 核的统计性质对同核双原子分子的能级布居和光谱的影响 347