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引言1

第一章微观粒子的二象性3

1.1 黑体的热辐射3

1.1.1 物体的热辐射现象3

1.1.2 普朗克黑体辐射公式10

1.1.3 基尔霍夫定律16

1.2 光电效应20

1.2.1 光电效应的实验规律20

1.2.2 爱因斯坦的光子假设23

1.2.3 光子及其实验证明25

1.2.4 光子的探测28

1.3 康普顿效应32

1.4 德布罗意假设与电子衍射38

1.4.1 德布罗意假设38

1.4.2 电子衍射实验40

1.4.3 德布罗意波的群速度49

1.5 几率波51

1.6 测不准关系56

习题67

第二章氢原子光谱及玻尔理论75

2.1 氢光谱的实验规律76

2.2.1 玻尔的基本假设81

2.2 玻尔理论与氢原子能级81

2.2.2 玻尔的氢原子理论82

2.2.3 玻尔理论对氢原子光谱的解释87

2.2.4 氢原子的连续光谱90

2.2.5 氦离子的光谱91

2.2.6 核运动的影响93

2.3 夫兰克—赫兹实验98

2.4 关于玻尔理论的讨论及量子力学对它的修正103

2.4.1 索末菲的椭圆轨道103

2.4.2 玻尔理论的历史作用106

2.4.3 量子力学对玻尔理论的修正108

2.5.1 原子与实物粒子的碰撞激发112

2.5 原子的激发112

2.5.2 热激发原子的能量分布113

2.5.3 光激发115

习题二116

第三章单价原子120

3.1 碱金属原子的光谱121

3.1.1 碱金属原子光谱的实验规律121

3.1.2 选择定则128

3.2 角动量的空间量子化130

3.2.1 原子的磁矩130

3.2.2 角动量的空间量子化132

3.2.3 原子体系中的守恒量135

3.3 电子的自旋139

3.3.1 斯特恩—革拉赫实验139

3.3.2 电子自旋141

3.4 角动量的合成及碱金属原子谱线的精细结构146

3.4.1 碱金属原子谱线的精细结构146

3.4.2 自旋—轨道耦合能148

3.4.3 角动量的合成150

3.4.4 碱金属原子能级的分裂153

3.4.5 碱金属原子谱线的精细结构158

3.5 能级的简并度160

3.6 氢原子光谱的精细结构163

习题三170

第四章多价原子175

4.1 角动量合成的普遍规律和氦原子光谱175

4.1.1 角动量合成的普遍规律176

4.1.2 L—S耦合模型177

4.1.3 氦原子光谱180

4.1.4 L—S耦合模型遵守的选择定则184

4.1.5 碱土族元素光谱188

4.1.6 j—j耦合模型189

4.2.1 塞曼效应的实验观察192

4.2 塞曼效应192

4.2.2 原子的有效磁矩195

4.2.3 原子能级在磁场中的分裂197

4.2.4 帕邢—巴克效应206

4.2.5 描写多价原子状态的量子数209

4.3 原子的电子壳层结构212

4.3.1 元素的周期性212

4.3.2 电子排列的壳层结构，泡利原理214

4.3.3 电子壳层的填充216

4.3.4 对原子光谱的解释219

4.4 同科电子的角动量合成227

4.5 伦琴光谱与内层电子的跃迁235

4.5.1 伦琴光谱的获得236

4.5.2 莫塞莱定律238

4.5.3 线状光谱的产生240

4.5.4 X光的吸收曲线243

4.5.5 对莫塞莱定律的解释244

4.5.6 俄歇效应247

习题四249

第五章分子光谱252

5.1 分子与分子光谱252

5.1.1 分子的构成及其内部运动252

5.1.2 分子的带状光谱255

5.2 分子的转动能级259

5.3 分子的振动能级264

5.4 分子的振转光谱268

5.5 分子中电子能级跃迁产生的光谱274

5.5.1 分子中电子状态的描述274

5.5.2 电子状态变化时的选择定则278

5.5.3 电子态跃迁的带状光谱280

5.6 普朗克常数与精细结构常数286

5.6.1 普朗克常数的意义286

5.6.2 物理量的自然单位289

5.6.3 精细结构常数的意义291

习题五293

第六章量子跃迁理论及应用297

6.1 自发辐射与受激辐射297

6.2 光谱线的宽度302

6.2.1 时间与频率(能量)的测不准关系302

6.2.2 谱线的自然宽度310

6.2.3 压强(压力)展宽314

6.2.4 多普勒展宽316

6.3 激光319

6.3.1 激光的特点319

6.3.2 光的放大作用321

6.3.3 激光振荡与激光器件323

6.4 喇曼效应329

6.4.1 喇曼光谱的获得329

6.4.2 喇曼光谱的解释332

6.4.3 纯转动喇曼光谱334

6.4.4 振转喇曼光谱337

6.5 核磁共振341

6.5.1 核磁共振现象341

6.5.2 核磁共振的应用346

6.5.3 弛豫过程349

6.6 穆斯堡尔效应352

6.5.4 电子自旋共振352

6.6.1 γ射线对核的反冲353

6.6.2 穆斯堡尔的发现356

6.6.3 穆斯堡尔效应的意义360

习题六367

第七章原子核371

7.1 原子核的基本性质371

7.1.1 原子核的组成371

7.1.2 原子核的质量372

7.1.3 原子核的结合能374

7.2 原子核的放射性379

7.2.1 a放射性380

7.2.2 β放射性384

7.2.3 γ放射性390

7.2.4 放射性衰变规律391

7.2.5 放射性射线的探测393

7.3 核反应及原子能的释放398

7.3.1 核反应的能量398

7.3.2 原子核的裂变和聚变403

7.3.3 人工放射性元素和超铀元素408

习题七410

8.1.1 基本粒子的性质415

8.1 基本粒子的性质与分类415

第八章基本粒子415

8.1.2 高能反应中阈能的计算422

8.1.3 基本粒子的分类425

8.2 基本粒子的探测435

8.2.1 高能探测器435

8.2.2 基本粒子寿命的测量438

8.3 基本粒子的相互作用及对称性439

8.3.1 四种相互作用439

8.3.2 描写基本粒子的量子数442

8.3.3 举例448

8.4.1 客观世界的对称性450

8.4 对称性与守恒定律450

8.4.2 空间反演与宇称452

8.4.3 ι、θ之谜456

8.4.4 宇称不守恒的发现458

8.5 共振态的发现与夸克(层子)模型462

8.5.1 共振态462

8.5.2 强子的分类469

8.5.3 夸克(层子)模型474

8.5.4 J/?粒子的发现477

8.5.5 重轻子481

习题八483

参考资料485

习题答案486

带*题提示493

附录Ⅰ电子在晶体点阵上的衍射499

Ⅰ.1 电子在一维点阵上的衍射500

Ⅰ.2 电子在二维点阵上的衍射503

Ⅰ.3 电子在三维点阵上的衍射507

附录Ⅱ 托马斯进动511

附录Ⅲ 能量转换因子516

附录Ⅳ 基本常数518

附录Ⅴ 希腊字母520