第一章 光的吸收和发射 1
1 光传播的电磁理论 1
1.1 麦克斯韦方程 1
1.2 空腔电磁场的模 4
1.3 光吸收的电磁理论 5
2 吸收和发射的爱因斯坦理论 6
2.1 普朗克定律和爱因斯坦系数 6
2.2 光学吸收的动力学 9
3.1 爱因斯坦系数B的量子理论 17
3 吸收和发射的半经典理论 17
3.2 X(ω)的经典理论 24
3.3 X(ω)的量子理论 28
4 光谱线的线形和线宽 31
4.1 原子跃迁的寿命和寿命加宽 32
4.2 多普勒加宽 35
4.3 碰撞加宽 39
4.4 复合线形 42
参考文献 43
习题 43
1 量子力学的复习 46
1.1 类氢离子 46
第二章 原子光谱 46
1.2 角动量 49
1.3 两个角动量相加 50
1.4 自旋角动量 52
1.5 简并情况下的定态微扰理论 54
1.6 电子自旋与轨道运动相互耦合导致的能级分裂 57
2 多电子原子的能级和波函数 60
2.1 碱金属原子的能级和波函数 61
2.2 中心场的独立电子近似和电子组态 63
2.3 多电子原子能级的精细结构 LS耦合 67
2.4 由电子组态确定光谱项 洪德规则 71
2.5 原子能级在磁场中的分裂 塞曼效应 76
2.6 斯塔克效应 80
3 选择定则和光谱 81
3.1 关于光谱和能级跃迁的某些基本概念 82
3.2 单电子原子(不考虑自旋轨道耦合)的跃迁选择定则 85
3.3 自发辐射电偶极跃迁和经典偶极辐射的对应辐射光的偏振性质 87
3.4 多电子原子的跃迁选择定则 91
4 气体激光器的布居数反转及氦氖激光器的跃迁机制 97
4.1 气体激光器的布居数反转 97
4.2 氦氖激光器的跃迁机制 100
参考文献 104
习题 104
1 玻恩-奥本海默近似 核运动和电子运动的分离 106
第三章 分子的一般性质 106
2 双原子分子的位能曲线能级结构和谱线特征 110
2.1 双原子分子的位能曲线 110
2.2 双原子分子的能级结构 112
2.3 双原子分子谱线分类和特点 114
3 分子对称性 117
3.1 对称操作和对称元素 117
3.2 关于分子点群的概念 119
3.3 对称操作感生的坐标变换函数的对称类型 124
3.4 本征波函数的对称性分类 126
参考文献 129
习题 130
第四章 双原子分子的振动和转动 131
1 核运动的薛定谔方程 刚性转子和简谐振子 131
1.1 双原子分子核运动(不包括平动)的薛定谔方程 131
1.2 双原子分子的刚性转子和简谐振子模型 134
2 振动的非谐性 振动和转动的相互作用及离心变形 142
3 转动和振动跃迁的选择定则 144
4 双原子分子的纯转动谱 150
5 双原子分子的振动-转动谱 154
6 关于振转谱和纯转动谱的谱线强度问题 159
习题 164
参考文献 164
第五章 双原子分子的电子态以及电子运动和核转动的耦合 166
1 氢分子离子H+2的薛定谔方程及其解 166
2 等核电荷双原子分子中的单电子分子轨道 172
2.1 核间距很大时H+2的电子轨道分离原子模型 173
2.2 关于联合原子模型以及分子轨道相关图 179
3 等核电荷双原子分子的电子组态和光谱项 183
3.1 等核电荷双原子分子的电子组态准分子的概念 183
3.2 双原子分子电子态的光谱项 184
4 核转动和电子运动之间的耦合 196
参考文献 198
习题 199
第六章 双原子分子的电子光谱 200
1 双原子分子波函数的宇称 200
2 同核双原子分子的核自旋和泡利原理 204
2.1 核自旋和两种统计 204
2.2 同核双原子分子核自旋波函数ψn?及其对称性 206
2.3 等核电荷双原子分子空间波函数的核交换对称性 208
2.4 同核双原子分子转动能级的简并度 210
3 选择定则 212
3.1 分子总波函数的严格的选择定则 212
3.2 电子跃迁的选择定则 215
4 电子跃迁中振动量子数改变的选择定则及谱线强度 218
5 双原子分子的电子谱 224
5.1 电子谱中的振动结构 225
5.2 电子光谱中的转动结构 231
6 双原子分子中的光物理过程 235
参考文献 240
习题 240
第七章 几种典型双原子分子激光器的工作原理 242
1 氮分子激光器(束缚态-束缚态的电子跃迁) 242
2 准分子激光器(束缚态-自由态的电子跃迁) 247
3 CO激光器(振-转跃迁) 254
3.1 关于振-转能级中粒子数局部反转的一般概念 254
3.2 CO激光器粒子数的局部反转和激光跃迁 257
3.3 CO激光器的效率 263
参考文献 264
习题 265
第八章 多原子分子的转动及远红外分子激光器 266
1 多原子分子的核运动 266
2 刚性转子的经典力学 268
3 转动哈密顿算符 271
4 球陀螺 275
5 对称陀螺 276
6 非对称陀螺 280
7 气体分子光泵动力学 284
8 光泵远红外分子激光器的工作原理和光谱特性 288
习题 296
参考文献 296
第九章 多原子分子的振动 298
1 振动的经典力学 298
2 对称性和简正振动 311
3 振动的量子力学 315
4 简并振动能级的性质 320
4.1 简并能级的振动角动量 321
4.2 费米共振和偶然简并能级 325
5 振动能级的对称性分类 326
6 纯转动和振动-转动跃迁的选择定则 329
7 多原子分子波函数的宇称 338
8 核自旋和泡利原理 340
9 振动-转动谱(多原子分子红外光谱) 345
10 CO2分子激光器 348
参考文献 360
习题 361
第十章 多原子分子的光物理过程和可调谐染料激光器 365
1 多原子分子的电子光谱和能级 365
2 多原子分子的光物理过程 荧光谱和磷光谱 366
3 染料分子的光谱特性 375
4 染料激光器 383
参考文献 390
习题 391
第十一章 光的喇曼散射和振动-转动喇曼谱 393
1 光散射过程的经典模型 394
2 转动和振动喇曼谱 400
3 喇曼效应的量子理论 408
3.1 含时间的一级微扰理论 409
3.2 散射强度和微分散射截面 414
3.3 喇曼效应中的双光子跃迁和近共振散射 416
4 喇曼谱的应用 418
参考文献 422
习题 422
1 引言 425
第十二章 激光光谱技术 425
2 高灵敏检测技术 430
2.1 锁相放大 433
2.2 重复信号的时域平均和采样积分器(Boxcar) 434
2.3 导数谱方法(波长调制谱) 439
3 多普勒受限激光光谱技术 443
3.1 吸收光谱 443
3.2 激光感生荧光光谱 448
4 亚多普勒激光光谱技术 450
4.1 饱和光谱 450
4.2 双光子光谱 459
5.1 激光磁共振谱技术 464
5 亚多普勒激光光谱的几种典型实验 464
5.2 饱和吸收谱技术 467
5.3 钠原子的双光子吸收谱技术 470
参考文献 472
习题 472
第十三章 相干喇曼技术 474
1 宏观电极化率的定义和性质 475
1.1 定义和性质 475
1.2 本征交换对称性 479
1.3 介质的空间对称性 480
1.4 波在介质中的传播 482
2.1 双光子型共振的经典模型 485
2 双光子型共振 485
2.2 X(8)的显式 490
3 受激喇曼散射和四波混频 493
3.1 非参量和参量过程 494
3.2 受激喇曼振荡的实验方法 499
4 相干喇曼光谱技术 501
4.1 相干反斯托克斯谱技术(CARS) 503
4.2 受激喇曼增益谱技术(SRG)和逆喇曼谱技术 511
参考文献 515
习题 515
附录 517