20世纪物理学 第2卷PDF电子书下载

第9章 20世纪后半叶的基本粒子物理学 1

9.1引言 1

9.2序幕（1940年前） 3

9.3量子电动力学 5

9.3.1理论中的无穷大量 5

9.3.2早期的实验发展 6

9.3.3重整化登场 10

9.3.4高阶修正和实验验证 11

9.4迄至20世纪60年代中期所知的物质新形式 14

9.4.120世纪30与40年代：μ子、π介子、K介子 14

9.4.2 π介子的性质 17

9.4.3反质子 18

9.4.4奇异粒子 18

9.4.5共振态 21

9.4.6么正对称性 23

9.5迄至20世纪60年代中期所知的相互作用 25

9.5.1弱相互作用和V-A理论 25

9.5.2 CP破坏 32

9.5.3流代数 35

9.5.4强相互作用方案 39

9.6夸克革命 43

9.6.1夸克模型 43

9.6.2深度非弹性散射 46

9.6.3电子-正电子湮没 48

9.6.4寻找自由夸克 50

9.7弱电统一 50

9.7.1轻子理论 50

9.7.2中性流的实验证实 54

9.7.3扩展到强子和粲夸克假设 56

9.7.4粲夸克的实验证实 57

9.7.5 W和Z 62

9.8量子色动力学 66

9.8.1色三重性的早期建议 66

9.8.2一个强相互作用规范理论的要求 67

9.8.3渐近自由和红外奴役 68

9.8.4深度非弹性散射中的标度破坏 69

9.8.5 喷注和其他一些大横动量（p？）现象 70

9.8.6其他应用 71

9.9三代夸克和轻子 73

9.9.1 τ轻子 73

9.9.2第五种夸克 74

9.9.3 Cabibbo-小林-益川（CKM）矩阵 77

9.9.4寻找顶夸克；观测 79

9.10加速器 80

9.10.1静电起电器 80

9.10.2回旋加速器 82

9.10.3相位稳定性和同步回旋加速器 83

9.10.4电子同步加速器 84

9.10.5电子感应加速器 84

9.10.6质子同步加速器 84

9.10.7强聚焦 85

9.10.8直线加速器 87

9.10.9对撞束 89

9.10.10强子对撞机 93

9.11探测器：从Rutherford到Charpak 94

9.11.1电离探测器 95

9.11.2闪烁计数器和Cherenkov计数器 98

9.11.3可视技术 100

9.12与其他学科的交叉 103

9.12.1核物理 103

9.12.2原子物理学 104

9.12.3凝聚态物质 104

9.12.4天文学、天体物理学、引力和宇宙学 105

9.13尚未解决的问题和对未来的希望 109

9.13.1弱电理论：对称性破缺部分 109

9.13.2中微子质量 110

9.13.3大统一理论 111

9.13.4弦理论 113

9.13.5 未来的设备 114

9.14结语 115

9.14.1附加文献 116

参考文献 117

第10章 流体力学 149

10.1 20世纪物理学的又一伟大成就 149

10.1.1流体力学上并行的革命 149

10.1.2奇异摄动的一个极简单的例子 152

10.1.3 d’Alembert悖论如何变为d’Alembert定理 155

10.1.4激波的物理本质 158

10.2边界层和尾流，不稳定性和湍流，传热和传质 162

10.2.1最活跃的无量纲参数 162

10.2.2涡度的新作用 165

10.2.3转捩的类型，湍流的类型：（1）1940年前的奋斗 171

10.2.4转捩的类型，湍流的类型：（2）新的分类学 177

10.2.5标量的扩散-对流平衡 184

10.3波产生和传播的非线性效应 188

10.3.1隐含能量损失的波 188

10.3.2来自流动的声音 191

10.3.3色散和非线性的竞争 195

10.3.4海洋的表面 198

10.3.5能量沿波峰传播 201

10.4航空和海洋工程对人类生活环境的改变 205

10.4.1研究提高飞行效率的流体力学 205

10.4.2 航空激波 209

10.4.3快速船只和安全的海洋平台 215

10.5地球流体包层的动力学及其在预报方面的应用 220

10.5.1波状流动模式 220

10.5.2天气和气候 229

参考文献 237

第11章 超流体和超导体 243

11.1引言 243

11.1.1液氦：早期 243

11.1.2 1933年以前的超导电性 244

11.1.3 1945年以前Meissner效应及超导性研究的其他实验进展 246

11.1.4液氦：实验革命 249

11.1.5理论发展，1933～1945年 250

11.2 1945～1970年时期 255

11.2.1液氦 255

11.2.2超导电性-实验和唯象学，1945～1956年 257

11.2.3 BCS之前的微观理论 259

11.2.4 BCS及其后的进展 261

11.2.5 Josephson效应 263

11.2.6超导性与超流性的现代统一图像 264

11.3新发展 269

11.3.1 3 He的超流相 269

11.3.2各种各样的新进展 273

11.3.3高温超导性 275

11.3.4进一步的阅读 280

参考文献 281

第12章 晶体中的振动与自旋波 282

12.1晶格动力学的开端 282

12.1.1比热 282

12.1.2零点运动 286

12.1.3热膨胀 288

12.1.4热导率 289

12.1.5 比热的晶格理论 293

12.2新的实验技术 299

12.2.1中子散射 299

12.2.2 Raman散射 302

12.3晶格动力学的发展 303

12.3.1离子晶体 303

12.3.2金属 304

12.3.3半导体 307

12.3.4非谐效应 307

12.3.5玻璃和含缺陷晶体中的声子 309

12.4结构相变 310

12.5自旋波 313

12.6磁性相变 316

参考文献 318

第13章 原子分子物理 324

13.1引言 324

13.2 20世纪中期的原子分子物理学 326

13.2.1原子尺度和结构 326

13.2.2辐射 328

13.2.3原子光谱 330

13.2.4碰撞 335

13.2.5 分子键和行为 338

13.3辐射作用光谱学的完成 344

13.3.1从紫外到X射线——同步辐射光 344

13.3.2从近红外到微波区域 348

13.3.3辐射作用谱 350

13.3.4电离阈值处谱的连接——求和规则 351

13.4激发通道和共振效应 352

13.4.1典型现象 353

13.4.2量子力学参数 355

13.4.3多通道的表述——共振 359

13.5原子间或离子间的碰撞 364

13.5.1比原子的电子快的入射粒子 365

13.5.2比原子的电子慢的入射粒子 365

13.5.3与电子速度可比的碰撞速度 368

13.5.4高剥离离子 369

13.6分子物理学 369

13.6.1实验的新途径 369

13.6.2分子光谱学 372

13.6.3量子化学，理论和计算 374

13.6.4反应碰撞 374

13.7内壳层现象 375

13.7.1 X射线研究 376

13.7.2 Auger发射 376

13.7.3屏蔽与反屏蔽 377

13.8原子和分子的谱指纹 378

13.9原子在计量学和仪器中扮演的角色 379

13.10原子系统的光学操纵和利用原子变换光 382

13.10.1光泵浦 382

13.10.2原子的冷却、操控和囚禁 383

13.10.3多光子过程 383

13.10.4利用原子转换光 384

13.11当前情况概述 385

13.11.1一个全面的现象学 385

13.11.2超球面方法中的复合体演化的动力学 386

参考文献 389

第14章 磁学 393

14.1引言 393

14.1.1 20世纪之前的磁学 393

14.2 1900～1925年期间 395

14.2.1抗磁性 395

14.2.2 量子概念 396

14.2.3顺磁性绝缘体 396

14.2.4铁磁性 399

14.3 1925～1950年时期 401

14.3.1离子的量子理论 401

14.4顺磁性 403

14.4.1绝热退磁 403

14.4.2晶体场理论 403

14.4.3反铁磁性 406

14.4.4弛豫 407

14.5导体 408

14.5.1正常金属 408

14.5.2铁磁性 409

14.6 1950年以后 411

14.7电子顺磁共振 411

14.7.1铁族离子 411

14.7.2 3d离子：自旋Hamilton量和顺磁共振 413

14.7.3 4f离子：稀土族 414

14.7.4交换相互作用 415

14.7.5关于晶体场理论的问题 416

14.7.6弛豫过程 417

14.7.7声学顺磁共振 417

14.7.8磁性绝缘体中的合作现象——反铁磁性 418

14.7.9 Heisenberg-Dirac模型和自旋波 419

14.8铁磁性和亚铁磁性 422

14.8.1铁磁共振 422

14.8.2磁畴 423

14.8.3亚铁磁性和铁磁性 424

14.8.4晶体结构 424

14.8.5磁记录 426

14.8.6泡状磁畴 427

14.8.7稀土金属及其合金 429

14.9变化着的格局 431

14.9.1近藤（Kondo）效应 433

14.9.2中间价态和重Fermi子 433

14.9.3非晶态磁性和薄膜 434

14.10核磁性 435

14.10.1核磁共振（NMR） 435

14.10.2核退磁 438

14.11结论 438

参考文献 440

第15章 原子核动力学 446

15.1背景 446

15.1.1核质量与液滴模型 448

15.2作为多体问题的核动力学 452

15.3第二次世界大战的影响 456

15.4技术进步 459

15.4.1 1930年的技术 459

15.4.2加速器 461

15.4.3中子源 464

15.4.4测量装置和探测器 465

15.5原子核的壳层结构 466

15.6原子核中的集体运动 470

15.6.1巨共振 470

15.6.2低能集体模式 471

15.6.3相互作用玻色子模型 474

15.7核散射与核反应 474

15.7.1复合核 474

15.7.2直接反应理论 475

15.7.3电子散射 476

15.8新同位素和新元素 477

15.8.1超铀元素 477

15.9元素的产生 480

参考文献 482

第16章 单位、标准和常量 489

16.1引言 489

16.2单位和标准 491

16.2.1质量 491

16.2.2长度 493

16.2.3时间和频率 496

16.2.4温度 501

16.2.5光度学 503

16.2.6电学单位和标准 503

16.3物理常量 510

16.3.1常量的类型 510

16.3.2光速 512

16.3.3引力常量 514

16.3.4常量的链接集合 516

16.3.5链接测定的若干例子 517

16.4应用 520

参考文献 521

本卷图片来源确认与致谢 528