原子物理

前言

本書在內(nèi)容更新方面，繼續(xù)第一版的精神，進(jìn)一步增加與“原子與輻射場(chǎng)的相互作用”有關(guān)的材料?；仡櫧觊g，又有三次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予與原子物理研究密切相關(guān)的科學(xué)家，他們的工作，包含原子的冷卻和囚禁、玻色一愛因斯坦凝聚、高分辨激光光譜、光波頻率的測(cè)量等方面。一位初學(xué)者，如果具有初步的原子與場(chǎng)的相互作用方面的知識(shí)，想對(duì)這些新的發(fā)展有一點(diǎn)淺近的了解，不是不可能的?；谶@種認(rèn)識(shí)，本書在第二章 “量子力學(xué)初步”中，增加了“量子躍遷”一節(jié)，重點(diǎn)在介紹孤立的、自發(fā)發(fā)射可以忽略的原子與輻射場(chǎng)的相互作用，引進(jìn)拉比躍遷、能態(tài)的制備等知識(shí)，然后以簡(jiǎn)化的方式過渡到氣體原子的穩(wěn)態(tài)吸收問題。我們認(rèn)為，初學(xué)者有了這些知識(shí)后，將容易理解不少原子物理的新發(fā)展，對(duì)以后學(xué)習(xí)物理也會(huì)有所幫助。當(dāng)然，這還是一次試驗(yàn)，請(qǐng)識(shí)者與讀者指正。有了上述知識(shí)，在其后幾章中得以增加有關(guān)原子、離子的陷俘與操控問題，以及若干新的重要應(yīng)用。又為了適應(yīng)教學(xué)的需要，增加了“原子核物理簡(jiǎn)介”一章，以備選用。如以本書作為主要教材，則對(duì)新增內(nèi)容的取舍，可根據(jù)課程的基本要求來確定。北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院量子電子學(xué)研究所的王義遒、董太乾兩教授，長(zhǎng)期從事原子、離子的冷卻、儲(chǔ)存，以及原子頻標(biāo)的研究。以上關(guān)于在原子物理課程方面的改革意見，是我們?nèi)说墓沧R(shí)。書中新增加的部分內(nèi)容，即來自他們兩位及其合作者的工作。我做的事，就是將新增加的內(nèi)容“普通物理化”。新增加的“原子核物理簡(jiǎn)介”和“量子躍遷”書稿曾請(qǐng)教過王正平教授。有關(guān)核裂變問題曾請(qǐng)教過黃祖洽教授，特在此致謝。書后附有習(xí)題的部分解答，感謝王延輝博士為此付出了辛勤的勞動(dòng)。在本書編輯過程中，王劍飛和孫琰兩位編輯深入細(xì)致的工作，使書稿得到不少的改進(jìn)，專此致謝。

內(nèi)容概要

　　《原子物理（第2版）》主要含原子物理及分子物理部分，與傳統(tǒng)內(nèi)容相比，重點(diǎn)增加了與“輻射場(chǎng)與原子的共振相互作用”有關(guān)的內(nèi)容，第一章介紹量子力學(xué)以前的原子物理學(xué)，增加了關(guān)于譜線的定量描述及對(duì)二能級(jí)間躍遷問題的討論，第二章為量子力學(xué)初步，其中重點(diǎn)增加了“量子躍遷”一節(jié)，闡明了拉比躍遷，介紹了瞬態(tài)光譜現(xiàn)象，第三、四章分別介紹堿金屬原子、復(fù)雜原子的結(jié)構(gòu)和光譜，第五章討論磁場(chǎng)中的原子，較深入地介紹了磁共振，第六章討論輻射場(chǎng)與原子的共振相互作用，給出了經(jīng)典理論（含量子力學(xué)修正），闡明了共振吸收與色散過程。在此基礎(chǔ)上，分析了量子放大與振蕩（含激光原理），以及微觀粒子的陷俘問題，涉及了有關(guān)玻色一愛因斯坦凝聚、原子激光等現(xiàn)象，第七章為分子結(jié)構(gòu)與光譜，作為附篇，第八章給出了關(guān)于固體物理的一些知識(shí)，第九章為原子核物理簡(jiǎn)介。除正文外，書中有內(nèi)容較為廣泛的附錄，以及思考題和習(xí)題，讀者從中可以更多地了解原子物理的最新發(fā)展，體會(huì)到綜合運(yùn)用基礎(chǔ)物理知識(shí)、聯(lián)系實(shí)際、思索問題和解決問題的樂趣。　　《原子物理（第2版）》可作為綜合大學(xué)理工科的基礎(chǔ)物理教材，也可以作為其他高等院校和中學(xué)物理教師的教學(xué)或自學(xué)參考讀物。

書籍目錄

第一章 量子力學(xué)以前的原子物理學(xué)1.1 玻爾理論以前的原子物理學(xué)1.2 玻爾理論1.3 弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)1.4 玻爾理論的推廣和意義1.5 關(guān)于光譜產(chǎn)生的機(jī)制附錄A 關(guān)于黑體輻射附錄B 關(guān)于愛因斯坦系數(shù)思考題習(xí)題第二章 量子力學(xué)初步2.1 物質(zhì)的二象性、概率波與量子態(tài)2.2 薛定諤方程2.3 量子力學(xué)中的一些理論和方法2.4 用薛定諤方程求解氫原子問題2.5 量子躍遷2.6 氫原子結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步討論附錄C 關(guān)于量子躍遷的一些計(jì)算思考題習(xí)題第三章 堿金屬原子結(jié)構(gòu)及光譜3.1 堿金屬原子光譜與能級(jí)3.2 自旋軌道相互作用3.3 堿金屬原子能級(jí)和譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)3.4 堿金屬原子能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)和同位素移位思考題習(xí)題第四章 復(fù)雜原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和光譜4.1 原子的殼層結(jié)構(gòu)4.2 兩個(gè)價(jià)電子的原子結(jié)構(gòu)和光譜4.3 復(fù)雜原子能級(jí)結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律4.4 原子的電離能級(jí)和X射線譜4.5 原子的光電子能譜和俄歇電子能譜附錄D 等效電子組成的Ls耦合能態(tài)附錄E 關(guān)于X射線的若干知識(shí)思考題習(xí)題第五章 磁場(chǎng)中的原子5.1 原子的磁性5.2 原子光譜的塞曼效應(yīng)5.3 磁共振附錄F 關(guān)于原子在外場(chǎng)中的行為附錄G 原子(分子)頻率標(biāo)準(zhǔn)附錄H 關(guān)于核磁共振思考題習(xí)題第六章 原子與電磁場(chǎng)的相互作用6.1 輻射場(chǎng)與原子共振相互作用的經(jīng)典理論6.2 量子振蕩與微波激射6.3 激光6.4 微觀粒子的電磁陷俘6.5 原子的激光操控與陷俘附錄I 關(guān)于核磁共振的經(jīng)典理論附錄J 消多普勒譜附錄K 激光穩(wěn)頻與光頻測(cè)量附錄L 關(guān)于量子計(jì)算的一些補(bǔ)充思考題習(xí)題第七章 分子結(jié)構(gòu)與光譜7.1 分子的形成7.2 分子的能級(jí)與光譜7.3 拉曼散射和非線性光學(xué)效應(yīng)思考題習(xí)題第八章 附第一——固體物理學(xué)的一些知識(shí)8.1 固體結(jié)構(gòu)8.2 品格振動(dòng)8.3 晶體的能帶結(jié)構(gòu)8.4 半導(dǎo)體第九章 附篇二——原子核物理簡(jiǎn)介9.1 原子的放射性9.2 原子核的結(jié)構(gòu)9.3 核反應(yīng)、核裂變和核聚變附表一 元素周期表附表二 本書常用的物理常數(shù)表附表三 能量換算因子表部分思考題注釋部分習(xí)題答案或解

章節(jié)摘錄

插圖：

編輯推薦

《原子物理(第2版)》主要講述關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子與輻射場(chǎng)相互作用的基本知識(shí)。先后給出了經(jīng)典量子力學(xué)和初步量子力學(xué)的描述和處理方法。在此基礎(chǔ)上，介紹了磁共振、量子振蕩（含激光）以及原子的操控和陷俘等物理過程，反映了原子物理近期研究的成果?！对游锢?第2版)》注意基本知識(shí)的拓展，除了習(xí)題之外，還有較多的思考題和附錄，對(duì)若干理論的、實(shí)驗(yàn)的和重要應(yīng)用方面的材料作了一些補(bǔ)充。讀者可以從中更多地了解原子物理的最新發(fā)展，體會(huì)到綜合運(yùn)用基礎(chǔ)物理知識(shí)、聯(lián)系實(shí)際、思索問題和解決問題的快樂。此外，還有分子結(jié)構(gòu)和光譜一章，以及關(guān)于固體物理和原子核物理的兩個(gè)附篇。

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