1 引言 1
1.1 从经典物理到近代物理 1
1.2 近代物理学的基本问题 4
1.3 单位和常数 8
2 狭义相对论时空性质 11
2.1 迈克耳孙-莫雷实验 11
2.2 爱因斯坦相对性原理 12
2.3 时间的相对性 13
2.4 长度的相对性 16
2.5 洛伦兹变换和速度叠加 17
2.6 支持洛伦兹变换的实验 20
2.7 四维时空间隔 23
2.8 闵可夫斯基空间 26
3 狭义相对论质点力学 30
3.1 粒子的运动学描述 30
3.2 粒子的动力学关系 33
3.3 能量动量关系的讨论 37
3.4 相互作用多粒子体系 41
3.5 粒子的衰变 43
3.6 两体反应 46
3.7 相对论多普勒效应 50
4 辐射的量子性 53
4.1 光电效应 53
4.2 X射线及其在晶体上的衍射 55
4.3 X射线轫致辐射谱 58
4.4 康普顿效应 60
4.5 电子偶的产生和湮没 63
4.6 光子的吸收 64
4.7 穆斯堡尔效应 65
4.8 引力场中的光子 68
4.9 电磁波的统计诠释 69
4.10 光子的测不准关系 72
5 粒子的波动性 75
5.1 电子 75
5.2 德布罗意波 77
5.3 电子晶体衍射实验 79
5.4 电子双缝衍射实验 81
5.5 中子晶体衍射实验 83
5.6 中子单缝和双缝衍射实验 85
5.7 N-A形状弹性散射 87
5.8 引力场的效应 89
5.9 波函数的统计诠释 92
5.10 粒子的测不准关系 95
6 卢瑟福-玻尔原子模型 100
6.1 原子模型问题 100
6.2 卢瑟福散射公式 103
6.3 卢瑟福散射公式的实验验证 105
6.4 原子的电子结构问题 109
6.5 氢原子光谱的巴耳末-里德伯公式 111
6.6 玻尔理论 114
6.7 玻尔理论的应用 118
7 波动方程 121
7.1 波动方程的提出 121
7.2 量子化的能级 124
7.3 弗兰克-赫兹实验 128
7.4 轨道角动量 130
7.5 施特恩-格拉赫实验 135
7.6 电子自旋 138
7.7 隧道效应 141
7.8 矢量势 145
7.9 规范不变性原理 146
7.10 阿哈罗诺夫-玻姆效应 150
8 氢原子和类氢离子 153
8.1 能级和径向波函数 153
8.2 辐射跃迁和选择定则 158
8.3 矢量模型和角动量相加 161
8.4 自旋-轨道耦合 164
8.5 氢原子能级的精细结构 166
8.6 兰姆移位 169
8.7 氢原子的磁矩 172
8.8 氢原子能级的超精细结构 173
9 多电子原子 175
9.1 氦原子基态 175
9.2 泡利不相容原理 177
9.3 原子基态的电子组态 179
9.4 角动量耦合和能级的精细结构 185
9.5 原子的基态 189
9.6 单电子光谱 190
9.7 双电子光谱 194
9.8 内层电子激发和X射线谱 197
9.9 塞曼效应 202
9.10 顺磁共振 205
10 辐射场的统计性质 207
10.1 热辐射 207
10.2 黑体辐射 209
10.3 普朗克黑体辐射定律 211
10.4 辐射场（光子气体）的力学 216
10.5 宇宙微波背景辐射 218
10.6 爱因斯坦辐射理论 220
10.7 谱线的宽度 222
10.8 激光的基本概念 225
11 分子结构 227
11.1 氢分子离子 227
11.2 s共价键分子 229
11.3 其他共价键分子 231
11.4 离子键与电离度 235
11.5 分子的振动 237
11.6 分子的转动 240
11.7 分子的振动转动谱带 243
12 固体 247
12.1 离子晶体 247
12.2 其他类型晶体 251
12.3 晶态和非晶态固体 254
12.4 固体的能带 259
12.5 金属中的自由电子气体 263
12.6 晶格的振动 268
12.7 声子 271
13 超流与超导 277
13.1 液氦Ⅱ 277
13.2 环流量子化 280
13.3 玻色-爱因斯坦分布 282
13.4 玻色-爱因斯坦凝聚 284
13.5 超导电性 287
13.6 库珀对和BCS理论 293
13.7 伦敦方程和磁通量子化 296
13.8 约瑟夫森效应和SQUID 299
14 原子核 305
14.1 从天然放射性到中子的发现 305
14.2 原子核的几何性质 310
14.3 原子核的结合能和稳定性 315
14.4 氘核 318
14.5 核力 320
14.6 原子核结构模型 324
14.7 原子核衰变 330
14.8 核物质 335
15 粒子物理 339
15.1 正反粒子对称性 339
15.2 时空对称性 342
15.3 π介子 345
15.4 同位旋 348
15.5 中性K介子 352
15.6 相互作用 356
15.7 电弱统一和中间玻色子 362
15.8 夸克模型和QCD 366
16 广义相对论的基本概念 372
16.1 等效原理和局部惯性系 372
16.2 时空弯曲和短程线 374
16.3 转动参考系 377
16.4 引力场中的时空和施瓦西度规 383
16.5 行星近日点的进动 386
16.6 星光的引力偏转和雷达回波的延迟 389
16.7 光频在引力场中的移动 392
16.8 黑洞 394
17 天体和宇宙 397
17.1 物质结构的层次 397
17.2 行星尺度 400
17.3 恒星尺度 405
17.4 恒星中的核反应 410
17.5 宇宙大尺度结构 415
17.6 膨胀宇宙 419
17.7 宇宙的演化 424
18 结语 429
附录 433
A1 元素周期表 433
A2 凝聚态元素性质 434
A3 同位素简表 437
A4 太阳系简表 439
习题 441
习题参考答案 457
索引 461
主要参考书目 466