近代物理实验及其数据分析方法PDF电子书下载

第一篇 理论部分 1

第1章 数据处理 1

1.1 随机变量与概率（密度）函数 1

1.1.1 系统误差与偶然误差 1

1.1.2 随机变量、总体及样本 2

1.1.3 概率（密度）函数 2

1.1.4 随机变量分布的数字特征量 4

1.2 物理量中几种常见的概率分布 6

1.2.1 二项式分布 6

1.2.2 泊松分布 6

1.2.3 正态分布和中心极限定理 8

1.2.4 样本的算术平均值分布及其方差、标准误差 11

1.2.5 正态样本测量结果的表示——绝对误差和相对误差 12

1.2.6 样本的方差（标准偏差） 13

1.3 测量结果及其参数估计 14

1.3.1 点估计 15

1.3.2 区间估计 17

1.4 测量数据的合理性检验 20

1.4.1 参数的显著性检验 20

1.4.2 概率分布的检验（x2皮尔逊检验） 22

1.5 实验结果的表示与间接测量中的误差传递 24

1.5.1 误差与不确定度 24

1.5.2 直接测量数据的处理步骤 25

1.5.3 间接测量结果的不确定度合成 26

1.6 曲线拟合 28

1.6.1 最小二乘法和数据曲线拟合 28

1.6.2 线性与非线性曲线拟合 30

1.6.3 多变量数据拟合 32

第2章 原子物理 34

2.1 单原子的轨道角动量、自旋角动量、能级的精细结构 34

2.1.1 轨道角动量与轨道磁矩 34

2.1.2 电子自旋角动量与自旋磁矩 36

2.1.3 电子自旋-轨道耦合与总角动量量子数 37

2.1.4 电子轨道-自旋耦合对能级的影响 37

2.2 L-S耦合 39

2.2.1 L-S耦合原理 40

2.2.2 L-S耦合的能级次序与间隔 42

2.2.3 多电子原子跃迁的选择定则（L-S耦合） 42

2.3 原子磁矩 43

2.3.1 单电子原子总磁矩 44

2.3.2 多电子原子总磁矩 44

2.4 能级的塞曼分裂和塞曼效应 45

2.4.1 能级的塞曼分裂 45

2.4.2 塞曼效应 46

2.5 原子能级的超精细结构 49

2.5.1 核自旋效应 49

2.5.2 核电四极矩效应 52

2.5.3 同位素效应 56

第3章 物质磁性 57

3.1 磁性材料的磁学特征 57

3.2 磁学的基本量及单位制 59

3.3 磁性物质分类 61

3.3.1 抗磁性物质 61

3.3.2 顺磁性物质 62

3.3.3 铁磁性物质 64

3.3.4 反铁磁性和亚铁磁性物质 65

第4章 永磁材料 67

4.1 永磁材料磁性特征 67

4.1.1 永磁材料的重要指标 67

4.1.2 新型结构稀土永磁材料 71

4.2 提高永磁体性能的途径 72

4.2.1 提高材料剩磁（Br）的方法 72

4.2.2 提高矫顽力（Hc）的方法 72

4.3 稀土永磁材料的制备技术 74

4.3.1 烧结稀土永磁材料的制备技术 74

4.3.2 黏结稀土永磁材料及其制备技术 78

4.3.3 热压-热变形稀土永磁材料的制备技术 79

4.3.4 细微磁粉颗粒的制备 79

4.4 烧结Sm-Co永磁材料 80

4.4.1 低温度系数烧结Sm-Co永磁材料 81

4.4.2 烧结2：17型Sm-Co永磁材料的关键制备技术 83

第5章 微波技术 85

5.1 微波及其技术的应用 85

5.2 微波振荡器 86

5.2.1 谐振器的电磁能量关系及品质因数Q 87

5.2.2 体效应管（耿氏二极管）振荡器 89

5.2.3 矩形谐振腔 91

5.3 矩形截面波导中的TE10.TE102波 93

5.3.1 矩形截面波导中的TE10波的电磁场结构 93

5.3.2 TE10波的传输特性 94

5.3.3 矩形截面波导中TE1 02波的电磁场结构 96

5.3.4 影响腔体谐振频率的因素 96

5.3.5 传输线上的反射和驻波 97

5.4 电子自旋共振的基本原理 98

5.4.1 磁场和磁矩 98

5.4.2 自旋弛豫 99

第6章 真空技术 104

6.1 真空的基本性质 104

6.1.1 真空的基本性质 104

6.1.2 真空状态下气体分子的统计规律 105

6.1.3 物质的蒸发速度 106

6.2 真空的应用 106

6.2.1 低真空（1×10 5～1×102Pa） 106

6.2.2 中真空（1×10 2～1×10-1Pa） 107

6.2.3 高真空（1×10-1～1×10-6Pa） 107

6.2.4 超高真空（1×10-6～1×10-12Pa） 107

6.3 真空的获得 107

6.3.1 真空的获得 108

6.3.2 2X-2型旋片式真空机械泵 108

6.3.3 油扩散泵 110

6.4 真空的测量 110

6.4.1 热偶真空规 111

6.4.2 热阴极电离真空规 111

6.4.3 SG-3型复合真空计 112

6.4.4 冷阴极电离真空计 112

6.4.5 真空规的标定 113

6.5 真空系统的检漏 113

6.6 真空材料的清洁处理 113

第7章 X光技术 115

7.1 X射线衍射的晶体学基础知识 115

7.1.1 晶体和非晶体 115

7.1.2 十四种布拉维格子和七大晶系 118

7.1.3 倒格子 121

7.2 X射线基础 124

7.2.1 概述 124

7.2.2 X射线的产生 126

7.2.3 X射线光谱 129

7.3 X射线与物质的相互作用 131

7.4 X射线的衍射 133

7.5 X射线的检测 136

7.6 X射线的防护 141

7.6.1 X射线的防护 141

7.6.2 X射线的防护标准 141

第二篇 实验部分 142

实验1 密立根油滴实验 142

实验2 弗兰克-赫兹实验 147

实验3 塞曼效应 153

实验4 微波电子自旋共振实验 160

实验5 铁磁共振实验 167

实验6 漫反射全息照相 176

实验7 光信号的空间频谱与空间滤波 181

实验8 烧结2：17型Sm-Co永磁材料的制备及检测 185

实验9 真空镀膜 189

实验10 多晶体X射线衍射及德拜相的摄取与分析 194

实验11 用X射线衍射仪进行物相分析 205

实验12 用光栅摄谱仪进行光谱分析 215

实验13 氢（氘）原子光谱 226

第三篇 拓展阅读 231

阅读1 密立根油滴实验 231

阅读2 利用激光冷却原子束测量氦原子精密光谱 234

阅读3 塞曼效应实验 236

阅读4 电子自旋共振 242

阅读5 磁性纳米颗粒系统的铁磁共振和共振线宽分析 253

阅读6 全息照片的冲洗方法 260

阅读7 OIP光学信息处理系统 264

阅读8 Sm-Co永磁合金的制备 271

阅读9 真空镀膜 277

阅读10 X射线机的操作规程 289

阅读11 Fe含量和粒径对Fe/Cu颗粒膜结构和磁性的影响 290

阅读12 使用摄谱仪的注意事项 296

阅读13 WGD-8A型组合式光栅光谱仪 296

附表 298

参考文献 305