近代物理學(xué)

前言

本書是根據(jù)作者多年來在西安交通大學(xué)為應(yīng)用物理、光信息科學(xué)與技術(shù)及材料物理等專業(yè)講授“近代物理學(xué)”課程的講稿修改和補(bǔ)充而成的。傳統(tǒng)上近代物理學(xué)（原稱原子物理學(xué)）與力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)合稱普通物理學(xué)，是應(yīng)用物理等專業(yè)第四學(xué)期的一門基礎(chǔ)課程，它既是普通物理學(xué)的最后一部分，也是學(xué)生學(xué)習(xí)近代物理學(xué)的開始。以相對論和量子力學(xué)為理論基礎(chǔ)，研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)各層次基本單元的性質(zhì)、相互作用及運(yùn)動規(guī)律是近代物理學(xué)的主要內(nèi)容。根據(jù)現(xiàn)行教學(xué)計劃的安排，有關(guān)相對論方面的基本內(nèi)容分別放在力學(xué)和電動力學(xué)中講授。因此本書主要用量子力學(xué)的基本概念和圖像分析物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)各層次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，講述在此基礎(chǔ)上形成的理論分析和處理方法。簡而言之，本書主要講述微觀物理學(xué)。20世紀(jì)發(fā)生的科學(xué)技術(shù)革命主要源于近代物理學(xué)的發(fā)展，從21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢來看，物理學(xué)對其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，如生物、信息、材料和能源等學(xué)科的輻射滲透力很大程度上仍將來自于近代物理學(xué)?？梢院敛豢鋸埖卣f，上述學(xué)科成熟性的標(biāo)志之一在于應(yīng)用量子物理學(xué)的水平。因此近代物理學(xué)課程，不僅為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)量子力學(xué)和固體物理學(xué)等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)，而且對他們科學(xué)思維方法的訓(xùn)練、分析問題和解決問題能力的提高以及探索精神的培養(yǎng)起著重要作用?；谶@種精神，本書并不是完全按照近代物理歷史發(fā)展的軌跡來安排教學(xué)內(nèi)容，而主要根據(jù)近代物理學(xué)本身的邏輯規(guī)律來編寫，目的是為了加強(qiáng)課程理論的系統(tǒng)性和連貫性，給學(xué)生一個合乎邏輯的統(tǒng)一的知識結(jié)構(gòu)。本書第一章扼要介紹了物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的全貌，它是近代物理學(xué)的基本內(nèi)容，也是本書以后各章討論的內(nèi)容的精縮。第一章的最后通過歷史回顧一節(jié)向讀者說明物理學(xué)家在建立了適用于宏觀現(xiàn)象的經(jīng)典物理學(xué)后，必然向微觀領(lǐng)域挺進(jìn)，并在這個過程中產(chǎn)生了一系列新概念、新原理和新方法，導(dǎo)致了一個新的科學(xué)概念體系——量子物理學(xué)的產(chǎn)生。第二章著重講述量子物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，從表現(xiàn)輻射的粒子性和實(shí)物粒子的波動性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，說明微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù)描述的必然性。原子是物理上研究的第一個微觀系統(tǒng)，通過d粒子對原子的散射實(shí)驗(yàn)和原子光譜的觀測建立起來的兩個模型——盧瑟福有核模型和玻爾模型是量子物理學(xué)早期階段所建立的唯象理論，它們所遇到的不可克服的困難，成為量子力學(xué)波函數(shù)的概率詮釋和薛定諤波動方程建立的突破口。

內(nèi)容概要

　　本書是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材，是作者根據(jù)多年來為應(yīng)用物理等專業(yè)講授“近代物理學(xué)”課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)悉心編寫而成的。書中吸取了近年來國內(nèi)外出版的近代物理教材的優(yōu)點(diǎn)，也包含了作者長期的教學(xué)體驗(yàn)和科研心得。全書用量子力學(xué)的基本概念和語言，以普通物理的風(fēng)格深入淺出地講述量子物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的各個層次。本書力求貼近國內(nèi)教學(xué)實(shí)際，在內(nèi)容選取上深廣度適當(dāng)，并著重于加強(qiáng)課程體系結(jié)構(gòu)的連貫性和基本概念的清晰性。
　　全書共分九章，內(nèi)容包括：物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，量子物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，薛定諤方程，氫原子和堿金屬原子，多電子原子，磁場中的原子，分子，原子核和粒子物理學(xué)。結(jié)合上述內(nèi)容有選擇地介紹了現(xiàn)代物理的一些前沿發(fā)展和在高新技術(shù)中的應(yīng)用。書中還包含了精心繪制的插圖和富有啟發(fā)性的例題、思考題和習(xí)題。
　　本書可作為高等學(xué)校應(yīng)用物理、光信息科學(xué)與技術(shù)、材料物理等專業(yè)的近代物理學(xué)教材，也可供物理專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)選用。

書籍目錄

第一章 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)
第二章 量子物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
第三章 薛定諤方程
第四章 氫原子和堿金屬原子
第五章 多電子原子
第六章 磁場中的原子
第七章 分子
第八章 原子核
第九章 粒子物理學(xué)
附錄A 基本物理常量
附錄B 原子和核數(shù)的數(shù)據(jù)
附錄C 能量與相應(yīng)的頻率、波數(shù)及熱力學(xué)溫度之間的換算
附錄D 電磁波譜
參考文獻(xiàn)
習(xí)題答案

章節(jié)摘錄

插圖：2.3.2 光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電效應(yīng)最早由赫茲發(fā)現(xiàn)，1887年他在證實(shí)電磁波存在的著名實(shí)驗(yàn)中，注意到一個有趣的現(xiàn)象，當(dāng)用紫外線照射作為赫茲振子的金屬球時，兩個金屬球之間很容易有電火花通過.此后有不少物理學(xué)家對此作了一進(jìn)步研究.研究表明：只要照射到金屬球上的光束的頻率足夠高，金屬中的一些電子吸收了光的能量就能逸出表面，電子穿過空氣隙時便會產(chǎn)生電火花.這種由于光的照射，使電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)，所逸出的電子稱為光電子.研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2—9所示.在高真空的石英管內(nèi)，裝有陽極A和陰極K，光束通過窗口照射在陰極上，為了避免不同金屬間的接觸電勢帶來的復(fù)雜性，我們假定陽極和陰極都是用同樣的金屬做成的.在兩極之間加有大小和極性可變化的電壓，陰極上無光照射時，管中沒有電流通過.當(dāng)用適當(dāng)頻率的光束照射陰極時，陰極金屬表面便有光電子逸出來，接著在電場力作用下飛向陽極而形成電流.光電流i和兩極之間的電壓V分別由電流表和電壓表測定。

編輯推薦

《近代物理學(xué)》是由高等教育出版社出版的。

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