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第一章原子、分子的结构和能量状态 1

§1.1原子的基本结构和能量状态 1

1.1.1原子结构 1

目 录 1

1.1.2原子态与光谱项 4

1.1.3原子的能量及电子轨道能量 8

1.1.4原子的电子亲和能 10

§1.2分子结构和能量状态 11

1.2.1化学键及其类型 11

1.2.2化学键理论 11

1.2.3结构最简单的分子——氢分子离子 12

1.2.4电子在分子轨道中的排布 14

1.2.5分子的能级与光谱 15

2.1.1碰撞的分类 18

2.1.2碰撞几率 18

第二章粒子碰撞的基本物理概念 18

§2.1碰撞的分类和碰撞几率 18

§2.2影响碰撞几率的因素 20

2.2.1相碰粒子的质量对能量交换的影响 20

2.2.2碰撞几率与入射粒于速度的关系 22

第三章电子碰撞激发、电离及发射 24

§3.1电子对气体粒子的碰撞激发和电离 24

3.1.1电子对基态原子的碰撞激发 24

3.1.2电子对基态原子的碰撞电离 27

3.1.3电子对激发态原子、离子、分子的碰撞 29

§3.2电子激发的二次电子发射过程 29

3.2.1概述 29

3.2.2透入电子的作用过程 31

3.2.3内二次电子往界面运动的过程 33

3.2.4表面势垒及逸出功 34

§3.3二次电子的能量分布 38

3.3.1弹性散射二次电子 39

3.3.2特征能量损失电子 40

3.3.3背散射电子及内壳层离化电子 41

§3.4二次电子发射系数 41

§3.5半导体绝缘体的二次电子发射 45

§3.6电子碰撞能谱及俄歇电子能谱原理 46

3.6.1电子碰撞能谱 47

3.6.2俄歇电子能谱 48

第四章离子碰撞激发、电离及发射 52

§4.1正离子对气体原子的碰撞激发和电离 52

4.2.1势能激发的离子－电子发射 53

§4.2离子激发的二次电子发射过程 53

4.2.2动能激发的离子－电子发射 54

§4.3离子撞击固体时的溅射 54

4.3.1一次离子的入射过程 55

4.3.2溅射系效 55

4.3.3固－气界面的溅射 57

§4.4二次离子发射 58

4.4.1二次离子的发射过程 58

4.4.2二次离子产额 59

§4.5离子能谱及质谱 60

4.5.1二次离子质谱法 60

4.5.2二次离子谱的特点及联用 61

5.1.1爱因斯坦光子学说的要点 63

§5.1光子对气体原子的激发和电离 63

第五章光致激发、电离及发射 63

5.1.2气体原子的光致激发和电离 64

§5.2金属的光电子发射 65

5.2.1斯托列托夫定律 66

5.2.2爱因斯坦定律 67

5.2.3光谱特性曲线 68

5.2.4晶体内的光强衰减规律——晶体的光吸收 68

§5.3半导体的光电子发射 69

5.3.1半导体的光吸收和光电逸出功 69

5.3.2半导体光电子发射的物理过程 69

5.3.3半导体光电子发射的量子效率 72

§5.4光电子能谱 73

§6.1气体的热激发和热电离 75

第六章热致激发、电离及发射 75

§6.2纯金属的热电子发射 77

6.2.1纯金属的热电子发射方程 77

6.2.2极间电压对阴极热发射电流的影响 80

§6.3原子薄膜阴极的热电子发射 87

6.3.1单层偶极子理论 87

6.3.2覆盖度对逸出功的影响 88

6.3.3平衡覆盖度与温度的关系 89

6.3.4外电场对原子薄膜热阴极发射的影响 90

§6.4半导体的热电子发射 92

6.4.1半导体热发射模型 92

6.4.2 氧化物热阴极 93

第七章场致电离及发射 97

§7.1气体原子的场电离 97

§7.2金属场致电子发射公式 98

7.2.1透射系数 99

7.2.2绝对零度时的场致发射电流密度 103

7.2.3场致电子发射公式的具体应用 103

§7.3温度对金属场致发射性能的影响 105

7.3.1金属场致发射阴极的温升 105

7.3.2热－场致发射电流密度的计算 105

7.3.3温度对场致发射阴极工作性能的影响 106

§7.4半导体的场致发射 108

7.4.1洁净表面的半导体场致发射 108

7.4.2表面态对外电场的屏蔽作用 108

§7.5含阻挡结物体的场致发射 109

第八章荧光体的受激发光 111

8.1.1光电导物理基础 112

§8.1光致发光 112

8.1.2光致发光过程及猝灭因素 117

8.1.3光致发光荧光粉的性能 121

8.1.4常用光致发光荧光粉 122

§8.2阴极射线致发光 123

8.2.1关于阴极射线致发光的过程 124

8.2.2阴极射线致发光的特性 124

§8.3电致发光 125

8.3.1阻挡结强场激发发光 126

8.3.2注入式电致发光 128

第九章气体放电中带电粒子的产生及运动 132

§9.1气体放电中带电粒子的产生 132

9.1.1第—类非弹性碰撞 132

9.1.2第二类非弹性碰撞 133

9.2.1带电粒子在气体中的热运动 134

§9.2带电粒子在气体中的运动 134

9.2.2带电粒子在气体中的迁移运动 135

9.2.3带电粒子在气体中的扩散 138

9.2.4带电粒子在气体中运动问题的近似处理 142

第十章带电粒子的转化及消失 144

§10.1带电粒子的转化 144

10.1.1负离子的形成 144

10.1.2带电粒子的转荷 ( 145

§10.2带电粒子的消失 145

10.2.1空间复合 146

10.2.2管壁复合 148

第十一章气体放电的发展与着火 151

§11.1气体放电的全伏安特性 151

11.2.1电子繁流理论 152

§11.2电子繁流理论 152

11.2.2 α系数和γ系数 154

§11.3气体放电的着火过程 158

11.3.1 自持放电的条件 158

11.3.2巴邢定律 158

11.3.3影响着火电压的其他因素 160

§11.4罗果夫斯基放电理论 161

§11.5流柱理论 163

第十二章辉光放电及弧光放电 166

§12.1辉光放电 166

12.1.1正常辉光放电 166

12.1.2辉光放电阴极位降区的理论分析 168

12.1.3正常辉光放电的正柱区 173

12.1.4空心阴极辉光放电 179

§12.2弧光放电 180

12.2.1 自持热阴极弧光放电的阴极区及伏安特性 182

12.2.2非自持热阴极弧光放电的阴极区及伏安特性 183

12.2.3自持冷阴极弧光放电的阴极区及伏安特性 184

12.2.4电弧等离子区物理基础 185

第十三章等离子体物理基础 189

§13.1概述 189

§13.2等离子体的准电中性 190

§13.3等离子体的静电振荡 191

13.3.1电子振荡 192

13.3.2离子的振荡与波 193

§13.4等离子体的辐射特性 194

13.4.1等离子体的辐射 194

13.4.2光谱的类型 195

§14.1场电子发射击穿理论 196

第十四章真空击穿 196

14.1.1阴极微突起场增强理论 197

14.1.2场电子发射预击穿现象的特点 199

14.1.3场电子发射引发击穿的机理 199

14.1.4场电子发射击穿理论 202

§14.2微粒迁移击穿理论 204

14.2.1微粒预击穿现象 204

14.2.2微粒引发的击穿过程及其理论 205

§14.3微放电理论 208

14.3.1微放电预击穿过程 208

14.3.2微放电击穿问题 209

第十五章电子在均匀场中的运动 211

§15.1电子运动的基本概念 211

15.2.1一般运动方程和轨迹方程 213

§15.2电子在均匀电场中的运动 213

15.2.2电子在横向电场中的偏转运动 214

15.2.3电子在纵向均匀电场的投射运动 215

§15.3电子在均匀磁场中的运动 216

§15.4电子在均匀复合场中的运动 218

15.4.1一般情况 218

15.4.2电子在正交场中的运动 221

15.4.3电子在平行的电、磁场中的运动 222

§15.5电子光学折射率的基本概念 223

§15.6电子光学折射率的推导 225

第十六章电子在非均匀电场中的运动——静电透镜 230

§16.1轴对称电场 230

16.1.1轴对称电场的幂级数表示式 230

16.1.2近轴区轴对称电场的性质 231

16.1.3有限差分法求解轴对称电场 234

§16.2轴对称电场中电子的轨迹方程 236

§16.3轴对称电场的聚焦成象性质——高斯光学 238

§16.4静电透镜的基本概念 240

16.4.1电子透镜的参量及其成象关系 240

16.4.2静电透镜的焦距公式 244

§16.5静电透镜简介 248

16.5.1类型 248

16.5.2单膜孔透镜 249

16.5.3浸没透镜 251

16.5.4单透镜 251

16.5.5浸没物镜 253

§16.6电子在静电四极场中的运动——静电四极透镜 254

16.6.2位场分布 255

16.6.1结构 255

16.6.3电子轨迹 256

16.6.4静电四极透镜的基点元素 258

第十七章电子在非均匀磁场中的运动——磁透镜 261

§17.1轴对称磁场 261

17.1.1矢量磁位及其空间分布 261

17.1.2轴上磁场与空间磁场分布的关系 263

17.1.3差分法求解轴对称磁场 264

§17.2 电子在轴对称磁场和复合场中的运动方程和轨迹方程 266

§17.3磁透镜 270

17.3.1磁透镜的定义及其分类 270

17.3.2短磁透镜 270

17.3.3磁浸没物镜 273

§17.4磁四极透镜 278

17.5.1透镜组的矩阵表示法 281

§17.5四极透镜组 281

17.5.2复合四极透镜组 284

第十八章电子光学的象差 289

§18.1几何象差 290

18.1.1三级几何象差的确定 290

18.1.2几何象差的图形 294

§18.2光阑位置对几何象差的影响 300

§18.3色差 302

§18.4其他象差 307

18.4.1非轴对称象差 307

18.4.2衍射象差 308

习题 311

常用基本物理常数及单位换算 326

参考文献 328