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第一章绪言1

第二章电子6

2.1 电子的特性6

2.2电子自旋的共振现象7

2.2.1 Larmor旋进7

2.2.2 电子在磁场中的自旋共振现象——电子自旋共振（ESR）9

2.3 电子自旋共振的量子力学的简单解释11

2.4电子迴旋共振16

2.4.1 电子迴旋共振16

2.4.2 电子迴旋加速器18

2.4.3 电子直线加速器20

2.4.4 存储环中迴旋正负电子束的交叉实验21

第三章原子23

3.1Bohr,Schr？dinger和Dirac的氢原子模型23

3.1.1 Bohr的氢原子模型23

3.1.2 Schr？dinger氢原子模型25

3.1.3 Dirac氢原子模型26

3.2 精细结构中的Lamb位移28

3.3 精细结构常数α在物理学上的重要性29

3.4 超精细结构30

3.5原子在恒定磁场和电场中的效应32

3.5.1 原子中的Zeeman效应33

3.5.2 原子中的Stark效应38

3.6原子中的共振研究40

3.6.1 氮原子的电子自旋共振41

3.6.2 同位素效应43

3.6.3 冷凝陷阱技术43

3.7其他形式的原子44

3.7.1 电子偶素44

3.7.2 μ介子素47

3.7.3 μ介子原子48

第四章分子50

4.1微波谱50

4.1.1 分子的能级50

4.1.2 分子光谱51

4.1.3 二原子分子的刚性转动52

4.1.4 二原子分子的转动能级55

4.1.5 线型三原子分子56

4.1.6 非线型对称陀螺分子56

4.1.7 非线型不对称陀螺分子58

4.1.8 利用微波谱测定键长及键角59

4.1.9 反演波谱60

4.1.10 由分子内部转动谱线求内旋势垒62

4.2微波波谱中的Zeeman与Stark效应63

4.2.1 Zeeman效应63

4.2.2 Stark效应67

4.3分子顺磁共振现象69

4.3.1 自由基69

4.3.2 气体中的自由基共振72

4.3.3 液体中的自由基共振73

4.3.4 固体中的自由基共振74

4.4 分子激发态及其变态75

第五章原子核79

5.1核磁矩与核磁共振79

5.1.1 核磁性79

5.1.2 Bloch核磁共振（NMR）的唯象理论81

5.1.3 饱和现象83

5.1.4 某些核的自旋角动量和磁矩84

5.2位移、内场和超精细相互作用85

5.2.1 化学位移85

5.2.2 Knight位移86

5.2.3 内场和超精细相互作用86

5.3核电四极矩与四极矩共振87

5.3.1 核电四极矩87

5.3.2 核电四极矩超精细相互作用对分子转动波谱的影响90

5.3.3 轴对称场中纯核电四极矩波谱92

5.3.4 原子核磁矩、电四极矩与原子核幻数的关系96

5.4核自旋系统的双共振98

5.4.1 核磁双共振（DNMR）98

5.4.2 电子核磁双共振（ENDOR）100

5.4.3 铁磁核磁双共振（FNMR）104

5.4.4 核磁声共振（NMAR）105

5.5 Fourier变换波谱学107

第六章固体物理学109

6.1磁学与铁磁共振109

6.1.1 铁磁性109

6.1.2 铁磁共振111

6.1.3 自旋波共振113

6.2微波声子与声磁共振119

6.2.1 固体的声子谱119

6.2.2 微波声子的产生和检测120

6.2.3 声磁共振122

6.2.4 声Maser123

6.3过渡族元素及稀土元素在固体中的顺磁共振123

6.3.1过渡元素的电子组态123

6.3.2 过渡元素的例子：红宝石中的Cr3+124

6.3.3 稀土元素的例子126

6.3.4 声子与顺磁共振弛豫127

6.4光泵磁共振——微波光学双共振（MODR）130

6.4.1 光泵磁共振130

6.4.2 磁共振的光检测130

6.4.3 调制光谱学131

6.4.4 用光泵磁共振观测Na原子13f等能级的红外荧光辐射134

6.5色心的电子自旋共振135

6.5.1 F色心135

6.5.2 F色心的电子自旋共振137

6.5.3 其他色心137

6.6 固体中的激子138

6.7 Landau能级与迴旋共振140

6.8半导体中的微波振荡Gunn氏效应142

6.8.1 Gunn氏效应142

6.8.2 负阻现象143

6.8.3 空间电荷积累畴和偶极畴145

6.8.4 微波振荡147

6.9Josephson效应148

6.9.1 Josephson效应148

6.9.2 简单的理论解释149

6.9.3 Josephson效应的一个粗略类比153

6.9.4 Josephson结的应用154

6.10 等离子体激元157

第七章微波量子电子学160

7.1 感生发射160

7.2 Townes的氨微波激射器162

7.3 Ramsey的氢原子微波激射器164

7.4 固体微波激射器166

7.5电子迴旋激射器（迴转电子管）与毫米波的产生168

7.5.1 电子迴旋激射器168

7.5.2 简略的理论分析170

7.5.3 自由电子激光器173

第八章微波量子物理学的应用177

8.1微波在技术方面的应用177

8.1.1 医学方面的应用177

8.1.2 工业方面的应用177

8.1.3 工程方面的应用178

8.1.4 一般科学仪器方面的应用178

8.2检验相对论的实验178

8.2.1 验证狭义相对论的实验178

8.2.2 验证广义相对论的实验179

8.3射电天文学182

8.3.1 射电天文的发展简况183

8.3.2 星际分子的观测结果184

8.3.3 与宇宙间可能存在的其他文明世界通讯186

8.3.4 脉冲星187

8.3.5 类星体187

8.3.6 射电超新星188

8.3.7 微波背景辐射188

8.4电子自旋共振和核磁共振在分子生物学上的应用189

8.4.1 生物分子中的自由基和顺磁离子中心189

8.4.2 电子自旋作为生物分子中的标记190

8.4.3 电子转移在生物生理过程中的作用192