《近代物理》

引言——打开微观世界的窗户1

一、历史背景1

二、电子的发现2

三、X射线的发现5

四、放射性的发现6

五、原子核的发现9

第一讲山雨欲来风满楼——相对论产生的历史背景13

一、绝对空时观 伽里略变换和力学相对性原理13

二、电磁场和光的传播18

三、以太风，你在哪里?20

四、迈克尔逊-莫雷实验26

五、洛仑兹等人的尝试31

第二讲陌生的高速世界34

一、爱因斯坦的选择34

二、同时性的相对性35

三、洛仑兹变换38

四、速度相加定理——是否可以超过光速?43

五、运动物体长度的收缩46

六、运动时钟的变慢50

七、相对论力学 质量随速度的增长56

八、质能关系59

九、小结63

第三讲广义相对论简介65

一、问题的提出65

二、惯性质量和引力质量相等的实验 等效原理68

三、引力场中空-时性质的非欧性72

四、空-时度规和四维不变弧元74

五、广义协变原理81

六、引力场方程 引力场中质点的运动83

七、引力频移87

八、光或无线电波在太阳旁的偏折95

九、水星轨道近日点的进动97

十、雷达波传播中的时间延迟98

第四讲关于相对论一些问题的讨论101

一、狭义相对论在科学性上有什么问题?101

二、光速不变合理吗?104

三、引力波的问题106

四、相对论是完全相对的吗?107

五、相对论的适用范围112

第五讲波粒二象性 量子论的诞生114

一、热辐射114

二、普朗克公式及其解释118

三、光子的概念123

四、原子的稳定性 光谱线系125

五、氢原子的玻尔模型128

六、电子的波性 电子衍射135

七、定态驻波和能量量子化140

八、小结145

[附录]德布罗意关系的导出146

第六讲量子力学引论149

一、引言149

二、波函数的线性迭加原理和统计解释150

三、薛定谔方程155

四、定态 本征值和本征函数160

五、角动量168

六、氢原子中的电子174

七、电子的自旋 泡里不相容原理和原子的壳层结构180

八、原子的发光187

九、算符 对易关系和不确定关系196

十、氢分子离子(H+2)和氢分子(H2) 化学键205

十一、小结218

第七讲原子核放射性和辐射的性质222

一、原子核的结合能222

二、α、β、γ、放射性概述229

三、射线与物质相互作用的特征242

四、放射性衰变规律254

五、14C在考古中的应用(14C鉴年法)261

[附录]探测器简介263

一、电离室263

二、G-M计数管265

三、闪烁计数器267

四、半导体探测器270

第八讲原子能273

一、从太阳谈起273

二、聚变和裂变的可能性275

三、裂变的发现277

四、裂变链式反应和反应堆279

五、原子弹和氢弹284

六、受控热核聚变的研究289

一、稳定(和亚稳)核的分布294

第九讲原子核物理的发展294

二、原子核的液滴模型 核结合能的半经验公式297

三、核反应的截面300

四、共振与复合核304

五、原子核的壳层模型和综合模型309

六、超铀元素的发现313

七、超重元素的探索315

[附录]加速器简介317

一、引言317

二、静电加速器319

三、直线加速器320

四、回旋加速器322

五、同步回旋加速器324

六、同步加速器325

七、强聚焦和超高能质子同步加速器327

八、对撞机327

九、重离子加速器329

第十讲基本粒子和宇宙线331

一、正电子的发现331

二、其它反粒子的发现336

三、μ和π的发现339

四、同位旋343

五、K介子和超子的发现 奇异数344

六、“稳定”粒子表350

七、宇宙线350

[附录]径迹探测器359

一、云室359

二、气泡室361

三、火花室362

四、核乳胶363

五、固体径迹探测器363

一、共振态的发现364

第十一讲高能物理研究些什么364

二、相互作用的分类368

三、守恒定律和对称性377

四、强子的SU3对称性379

五、宇称不守恒的发现383

六、时间反演不守恒的发现393

七、强子有结构吗?396

八、夸克(层子)模型401

九、J／ψ等新粒子的发现 c夸克(粲层子)411

[附录]带电粒子在原子核势场中的运动422

一、质心系和质心系能量422

二、轨道角动量 平面波按角动量的分解424

三、原子核的库仑势垒 卢瑟福散射和核散射426

四、中子被核的散射427

五、势垒的穿透和α衰变427

六、截面的高能极限428

结束语430