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引言 1

第一章 微观粒子的二象性 3

1.1 黑体的热辐射 3

1.1.1 物体的热辐射现象 3

1.1.2 普朗克黑体辐射公式 10

1.1.3 基尔霍夫定律 16

1.2 光电效应 20

1.2.1 光电效应的实验规律 20

1.2.2 爱因斯坦的光子假设 23

1.2.3 光子及其实验证明 25

1.2.4 光子的探测 28

1.3 康普顿效应 32

1.4 德布罗意假设与电子衍射 38

1.4.1 德布罗意假设 38

1.4.2 电子衍射实验 40

1.4.3 德布罗意波的群速度 49

1.5 几率波 51

1.6 测不准关系 56

习题 67

第二章 氢原子光谱及玻尔理论 75

2.1 氢光谱的实验规律 76

2.2.1 玻尔的基本假设 81

2.2 玻尔理论与氢原子能级 81

2.2.2 玻尔的氢原子理论 82

2.2.3 玻尔理论对氢原子光谱的解释 87

2.2.4 氢原子的连续光谱 90

2.2.5 氦离子的光谱 91

2.2.6 核运动的影响 93

2.3 夫兰克—赫兹实验 98

2.4 关于玻尔理论的讨论及量子力学对它的修正 103

2.4.1 索末菲的椭圆轨道 103

2.4.2 玻尔理论的历史作用 106

2.4.3 量子力学对玻尔理论的修正 108

2.5.1 原子与实物粒子的碰撞激发 112

2.5 原子的激发 112

2.5.2 热激发原子的能量分布 113

2.5.3 光激发 115

习题二 116

第三章 单价原子 120

3.1 碱金属原子的光谱 121

3.1.1 碱金属原子光谱的实验规律 121

3.1.2 选择定则 128

3.2 角动量的空间量子化 130

3.2.1 原子的磁矩 130

3.2.2 角动量的空间量子化 132

3.2.3 原子体系中的守恒量 135

3.3 电子的自旋 139

3.3.1 斯特恩—革拉赫实验 139

3.3.2 电子自旋 141

3.4 角动量的合成及碱金属原子谱线的精细结构 146

3.4.1 碱金属原子谱线的精细结构 146

3.4.2 自旋—轨道耦合能 148

3.4.3 角动量的合成 150

3.4.4 碱金属原子能级的分裂 153

3.4.5 碱金属原子谱线的精细结构 158

3.5 能级的简并度 160

3.6 氢原子光谱的精细结构 163

习题三 170

第四章 多价原子 175

4.1 角动量合成的普遍规律和氦原子光谱 175

4.1.1 角动量合成的普遍规律 176

4.1.2 L—S耦合模型 177

4.1.3 氦原子光谱 180

4.1.4 L—S耦合模型遵守的选择定则 184

4.1.5 碱土族元素光谱 188

4.1.6 j—j耦合模型 189

4.2.1 塞曼效应的实验观察 192

4.2 塞曼效应 192

4.2.2 原子的有效磁矩 195

4.2.3 原子能级在磁场中的分裂 197

4.2.4 帕邢—巴克效应 206

4.2.5 描写多价原子状态的量子数 209

4.3 原子的电子壳层结构 212

4.3.1 元素的周期性 212

4.3.2 电子排列的壳层结构，泡利原理 214

4.3.3 电子壳层的填充 216

4.3.4 对原子光谱的解释 219

4.4 同科电子的角动量合成 227

4.5 伦琴光谱与内层电子的跃迁 235

4.5.1 伦琴光谱的获得 236

4.5.2 莫塞莱定律 238

4.5.3 线状光谱的产生 240

4.5.4 X光的吸收曲线 243

4.5.5 对莫塞莱定律的解释 244

4.5.6 俄歇效应 247

习题四 249

第五章 分子光谱 252

5.1 分子与分子光谱 252

5.1.1 分子的构成及其内部运动 252

5.1.2 分子的带状光谱 255

5.2 分子的转动能级 259

5.3 分子的振动能级 264

5.4 分子的振转光谱 268

5.5 分子中电子能级跃迁产生的光谱 274

5.5.1 分子中电子状态的描述 274

5.5.2 电子状态变化时的选择定则 278

5.5.3 电子态跃迁的带状光谱 280

5.6 普朗克常数与精细结构常数 286

5.6.1 普朗克常数的意义 286

5.6.2 物理量的自然单位 289

5.6.3 精细结构常数的意义 291

习题五 293

第六章 量子跃迁理论及应用 297

6.1 自发辐射与受激辐射 297

6.2 光谱线的宽度 302

6.2.1 时间与频率(能量)的测不准关系 302

6.2.2 谱线的自然宽度 310

6.2.3 压强(压力)展宽 314

6.2.4 多普勒展宽 316

6.3 激光 319

6.3.1 激光的特点 319

6.3.2 光的放大作用 321

6.3.3 激光振荡与激光器件 323

6.4 喇曼效应 329

6.4.1 喇曼光谱的获得 329

6.4.2 喇曼光谱的解释 332

6.4.3 纯转动喇曼光谱 334

6.4.4 振转喇曼光谱 337

6.5 核磁共振 341

6.5.1 核磁共振现象 341

6.5.2 核磁共振的应用 346

6.5.3 弛豫过程 349

6.6 穆斯堡尔效应 352

6.5.4 电子自旋共振 352

6.6.1 γ射线对核的反冲 353

6.6.2 穆斯堡尔的发现 356

6.6.3 穆斯堡尔效应的意义 360

习题六 367

第七章 原子核 371

7.1 原子核的基本性质 371

7.1.1 原子核的组成 371

7.1.2 原子核的质量 372

7.1.3 原子核的结合能 374

7.2 原子核的放射性 379

7.2.1 a放射性 380

7.2.2 β放射性 384

7.2.3 γ放射性 390

7.2.4 放射性衰变规律 391

7.2.5 放射性射线的探测 393

7.3 核反应及原子能的释放 398

7.3.1 核反应的能量 398

7.3.2 原子核的裂变和聚变 403

7.3.3 人工放射性元素和超铀元素 408

习题七 410

8.1.1 基本粒子的性质 415

8.1 基本粒子的性质与分类 415

第八章 基本粒子 415

8.1.2 高能反应中阈能的计算 422

8.1.3 基本粒子的分类 425

8.2 基本粒子的探测 435

8.2.1 高能探测器 435

8.2.2 基本粒子寿命的测量 438

8.3 基本粒子的相互作用及对称性 439

8.3.1 四种相互作用 439

8.3.2 描写基本粒子的量子数 442

8.3.3 举例 448

8.4.1 客观世界的对称性 450

8.4 对称性与守恒定律 450

8.4.2 空间反演与宇称 452

8.4.3 ι、θ之谜 456

8.4.4 宇称不守恒的发现 458

8.5 共振态的发现与夸克(层子)模型 462

8.5.1 共振态 462

8.5.2 强子的分类 469

8.5.3 夸克(层子)模型 474

8.5.4 J/?粒子的发现 477

8.5.5 重轻子 481

习题八 483

参考资料 485

习题答案 486

带*题提示 493

附录Ⅰ 电子在晶体点阵上的衍射 499

Ⅰ.1 电子在一维点阵上的衍射 500

Ⅰ.2 电子在二维点阵上的衍射 503

Ⅰ.3 电子在三维点阵上的衍射 507

附录Ⅱ 托马斯进动 511

附录Ⅲ 能量转换因子 516

附录Ⅳ 基本常数 518

附录Ⅴ 希腊字母 520