第1章 Rutherford核式原子模型 1
1.1 原子的质量和大小 1
1.2 电子的发现 2
1.2.1 阴极射线 3
1.2.2 电子的发现 4
1.2.3 电子的电荷和质量 5
1.3 α粒子散射实验 6
1.4 Rutherford核式原子模型 8
1.4.1 Coulomb散射公式 8
1.4.2 Rutherford散射公式 10
1.4.3 Rutherford理论的实验验证 13
1.4.4 Rutherford核式模型的意义和困难 16
附录A 原子物理中常用单位和常数 17
问题 18
人物简介 19
第2章 Bohr氢原子理论 21
2.1 Planck量子论 21
2.1.1 热辐射 21
2.1.2 Kirchhoff定律 23
2.1.3 黑体辐射 24
2.1.4 Planck量子论 26
2.2 Einstein光量子理论 33
2.2.1 光电效应 33
2.2.2 Einstein光量子理论 35
2.3 氢原子光谱 38
2.3.1 光谱和光谱仪 38
2.3.2 氢原子光谱 39
2.4 Bohr的氢原子理论 40
2.4.1 Bohr理论的三个假设 41
2.4.2 Bohr氢原子理论 41
2.5 类氢离子光谱 48
2.6 Franck-Hertz实验 49
2.6.1 Franck-Hertz实验 49
2.6.2 改进的Franck-Hertz实验 51
2.7 Sommerfeld理论，对应原理及Bohr理论的地位 52
2.7.1 Sommerfeld理论 52
2.7.2 对应原理 58
2.7.3 Bohr理论的地位 62
附录B Planck导出黑体辐射公式的过程 62
问题 64
人物简介 66
第3章 量子力学初步 70
3.1 波粒二象性 70
3.1.1 力学与光学的相似性 70
3.1.2 de Broglie物质波 73
3.1.3 Davisson-Germer实验 76
3.2 波函数及其统计解释 79
3.3 Heisenberg不确定关系 83
3.3.1 Heisenberg不确定关系的导出 83
3.3.2 量子力学哥本哈根解释 86
3.4 Schr？dinger方程 91
3.4.1 Schr？dinger方程的引出 91
3.4.2 实例 93
3.5 力学量用算符表达 98
3.5.1 力学量平均值 98
3.5.2 力学量的算符表示 99
3.5.3 Heisenberg不确定关系严格导出 101
3.6 量子力学的建立过程 101
3.6.1 矩阵力学的建立 102
3.6.2 波动力学的建立 109
3.6.3 矩阵力学与波动力学的等价性 111
问题 112
人物简介 113
第4章 单价电子原子 117
4.1 氢原子的Schr？dinger方程解 117
4.1.1 氢原子的定态Schr？dinger方程及其解 117
4.1.2 氢原子中电子的概率分布 122
4.2 碱金属原子光谱 124
4.2.1 实验规律 124
4.2.2 线系公式和能级 126
4.2.3 原子实极化和轨道贯穿 128
4.3 电子自旋 130
4.3.1 原子的轨道磁矩 130
4.3.2 Stern-Gerlach实验 131
4.3.3 电子自旋 132
4.4 碱金属原子光谱精细结构 134
4.4.1 实验现象 134
4.4.2 原子的总角动量 136
4.4.3 电子自旋和轨道相互作用 137
4.4.4 单电子辐射跃迁选择定则 140
4.5 氢原子光谱的精细结构 142
4.5.1 氢原子能级 142
4.5.2 Lamb移位 144
附录C 用Lorentz变换导出Thomas进动角速度 145
问题 148
4.6 原子磁矩 149
4.6.1 单电子原子磁矩 149
4.6.2 多电子原子磁矩 151
4.6.3 原子束Stern-Gerlach实验分裂 151
4.7 磁场对原子的作用 152
4.7.1 Larmor进动 152
4.7.2 原子能级在磁场中分裂 153
4.8 Zeeman效应 154
4.8.1 实验现象 154
4.8.2 理论解释 154
4.8.3 Paschen-Back效应 159
4.8.4 Stark效应 161
4.9 电子顺磁共振 162
问题 163
人物简介 164
第5章 多电子原子 167
5.1 氦原子光谱和能级 167
5.2 多电子原子的电子组态 168
5.2.1 中心力场近似 168
5.2.2 多电子原子的电子组态 169
5.3 Pauli不相容原理 170
5.3.1 Pauli不相容原理 170
5.3.2 全同粒子波函数的交换对称性 171
5.4 原子的壳层结构和元素周期律 172
5.4.1 壳层和支壳层 172
5.4.2 壳层填充次序 174
5.4.3 电子壳层排列与元素周期律 176
5.5 多电子原子的原子态和能级 179
5.5.1 剩余非中心Coulomb相互作用和自旋轨道相互作用 179
5.5.2 LS耦合 180
5.5.3 jj耦合 187
5.6 多电子原子光谱 189
5.6.1 选择定则 189
5.6.2 氦原子光谱分析 190
5.6.3 复杂原子光谱的一般规律 191
5.7 激光原理 191
5.7.1 激光器的构成 192
5.7.2 原子辐射和吸收 192
5.7.3 粒子数反转态实现激光 194
附录D Pauli不相容原理的发现 197
附录E Hund定则的理论解释 199
问题 201
人物简介 201
第6章 X射线 203
6.1 X射线的发现和波动性 203
6.1.1 X射线的发现 203
6.1.2 X射线的波动性 205
6.2 X射线发射谱 207
6.2.1 连续谱 208
6.2.2 标识谱 209
6.2.3 Moseley定律 212
6.2.4 Auger电子 213
6.3 Compton效应 214
6.3.1 实验现象 214
6.3.2 光子解释 215
6.4 X射线吸收 217
6.4.1 Lambert-Beer定律 217
6.4.2 光与物质相互作用 218
6.4.3 X射线吸收限 218
问题 220
人物简介 221
第7章 原子核 224
7.1 原子核概况 224
7.1.1 原子核的组成和大小 224
7.1.2 原子核质量和结合能 226
7.2 原子核自旋与矩 228
7.2.1 原子核自旋 228
7.2.2 原子核磁矩 228
7.2.3 核磁矩测量 229
7.2.4 磁偶极超精细结构 231
7.2.5 核磁共振 233
7.2.6 电四极矩 234
7.2.7 原子核统计特性 235
7.2.8 原子核宇称 236
7.3 核力与核结构 236
7.3.1 核力 236
7.3.2 壳层模型 238
7.3.3 集体运动模型 241
7.4 原子核放射性衰变 243
7.4.1 放射性的发现 243
7.4.2 放射性衰变的一般规律 245
7.4.3 a衰变 252
7.4.4 β衰变 255
7.4.5 γ衰变 258
7.5 原子核反应 263
7.5.1 核反应概述 263
7.5.2 反应能和Q方程 264
7.5.3 反应截面 266
7.6 裂变和聚变 268
7.6.1 核裂变的发现 268
7.6.2 裂变的液滴模型理论 270
7.6.3 轻核聚变 271
7.6.4 受控热核反应 273
问题 274
人物简介 276
第8章 分子 281
8.1 化学键 281
8.1.1 离子键 281
8.1.2 共价键 282
8.1.3 其他结合类型 285
8.2 分子的能级和光谱 285
8.2.1 分子内部运动 286
8.2.2 双原子分子能级和光谱 287
8.2.3 双原子分子的电子态 292
8.3 Raman散射和光谱 294
8.3.1 Raman散射现象 294
8.3.2 Raman效应的量子解释 295
问题 299
人物简介 300
附表 301
Ⅰ 物理常量 301
Ⅱ 基态原子的电子组态、原子态第一激发能和第一电离能 303
Ⅲ 一些核素的数据 307
主要参考书目 317