原子物理學(xué)

內(nèi)容概要

為了加強(qiáng)高等師范院校的教材建設(shè)，由國(guó)家教委主持，組織了師范院校有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師，編寫了一整套師范院校用的教材，本書就是其中的一種。    在高等師范院校學(xué)習(xí)階段，原子物理學(xué)是一門很重要的課程。我們知道，物理學(xué)可以分成經(jīng)典物理和近代物理兩大部分。前者研究宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，后者則涉及微觀世界的種種現(xiàn)象。在當(dāng)今時(shí)代，后者的知識(shí)量絕不比前者少。但我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候，經(jīng)典物理有多門課程，而近代物理部分只有一兩門課，原子物理學(xué)就是近代物理的一門主課。這樣的課程安排是合理的，因?yàn)樵谥袑W(xué)物理課中經(jīng)典物理占絕大部分。我們的日常生活、工程技術(shù)等總是同經(jīng)典物理打交道。但是作為中學(xué)教師，不能不掌握一定數(shù)量的微觀世界的知識(shí)，不能不知道近代物理的一些基本的現(xiàn)象、概念和規(guī)律。不然的話，我們就無法跟上當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，甚至無法理解如半導(dǎo)體、激光和放射性同位素等日益深入人們生活領(lǐng)域的新事物，何況中學(xué)教材中已經(jīng)收入了一定數(shù)量的微觀世界的現(xiàn)象和規(guī)律。為了講好這些內(nèi)容，我們也應(yīng)當(dāng)有一個(gè)較堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。    編寫原子物理學(xué)教材是很不容易的。這是因?yàn)?，第一，原子物理的?nèi)容很多，頭緒紛繁，每一內(nèi)容都要提到而又難于作深入的探討；第二，在微觀世界中有很多新的概念，這些新概念與經(jīng)典物理的概念和日常生活的經(jīng)驗(yàn)不同，有的甚至格格不入，為使學(xué)生逐步接受并掌握這些重要概念，需要在教材編寫上下一番大的力氣；第三，人們認(rèn)識(shí)微觀世界的歷史是復(fù)雜而曲折的，編寫教材既不能脫離歷史的認(rèn)識(shí)過程，又不能拘泥于真實(shí)歷史的順序。本書作者具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，他們?cè)诮M織安排、內(nèi)容取舍和文字講解等方面，對(duì)上述三個(gè)難點(diǎn)作了較好的處理，取得了較大的成功。    不難看出，在編寫本書的時(shí)候，作者體現(xiàn)了以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，加強(qiáng)對(duì)微觀世界中重要概念、基本規(guī)律和基礎(chǔ)理論的分析論述，盡量避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，著重于指出微觀領(lǐng)域中各個(gè)層次的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律；第二，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，在分析微觀領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與現(xiàn)有理論的矛盾的基礎(chǔ)上，提出新的物理模型和新的物理概念，然后又回到實(shí)驗(yàn)中去驗(yàn)證，如此反復(fù)從而上升到新的理論；第三，堅(jiān)持面向中學(xué)物理教學(xué)、加強(qiáng)基本理論與實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系，對(duì)中學(xué)教材中涉及的內(nèi)容特別加強(qiáng)講述。    有一些同學(xué)在學(xué)過原子物理之后，認(rèn)為：“原子物理沒有什么內(nèi)容，全是些介紹性的東西?！睂?shí)際上，有這樣看法的同學(xué)并沒有學(xué)好這門課程。我們都習(xí)慣于經(jīng)典物理的學(xué)習(xí)，在那里有很多定理和公式，這些定理和公式都是經(jīng)過一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算，推導(dǎo)或證明出來的。而每個(gè)定理或公式，又能用來做很多復(fù)雜的習(xí)題。如果把這稱為“內(nèi)容”的話，原子物理中這樣的“內(nèi)容”確實(shí)不多。但是，原子物理學(xué)是本世紀(jì)初物理思想大變革大豐收時(shí)期的一個(gè)縮影，其中包含著豐富的物理內(nèi)容。許多重要規(guī)律、重要概念的發(fā)現(xiàn)和建立的過程，當(dāng)做故事聽聽固然容易，但要真正學(xué)會(huì)，使之成為自己的知識(shí)，使自己的頭腦更善于分析和解決問題，那就不是輕而易舉的事情了。我希望同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)原子物理學(xué)，不要按學(xué)力學(xué)或電學(xué)那種模式來學(xué)習(xí)，要在學(xué)習(xí)過程中逐步掌握原子物理學(xué)本身的特點(diǎn)，針對(duì)這一特點(diǎn)來學(xué)，一定會(huì)大有收獲。

書籍目錄

緒論第一章　原子的核式結(jié)構(gòu)　1.1　原子的質(zhì)量和大小　1.2　盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型　小結(jié)　問題與習(xí)題一第二章　氫原子的玻爾理論　2.1　光譜的一般知識(shí)　2.2　氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　2.3　玻爾的氫原子理論　2.4　玻爾理論對(duì)光譜的解釋　2.5　玻爾理論又一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)　2.6　索末菲對(duì)玻爾理論的推廣　2.7　原子的空間量子化　2.8　玻爾理論的歷史地位　小結(jié)　問題與習(xí)題二第三章　堿金屬原子　3.1　堿金屬原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　3.2　原子實(shí)極化和軌道貫穿　3.3　施特恩一格拉赫實(shí)驗(yàn)與電子自旋　3.4　堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)　小結(jié)　問題與習(xí)題三第四章　多電子原子　4.1　氦原子光譜和能級(jí)　4.2　角動(dòng)量耦合和對(duì)氦光譜的解釋　4.3　塞曼效應(yīng)　4.4　泡利原理　4.5　元素周期表　4.6　激光原理　4.7　X射線　小結(jié)　問題與習(xí)題四第五章　量子力學(xué)初步　5.1　微觀粒子的波粒二象性　5.2　不確定關(guān)系　5.3　波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋　5.4　薛定諤方程　5.5　氫原子的量子力學(xué)處理　5.6　量子力學(xué)對(duì)氫原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描繪　小結(jié)　問題與習(xí)題五第六章　原子核的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)　6.1　原子核的質(zhì)量和大小　6.2　原子核電荷及其分布　6.3　原子核的自旋和磁矩　6.4　原子核的組成和結(jié)合能　6.5　核力的基本性質(zhì)　6.6　原子核結(jié)構(gòu)模型　小結(jié)　問題與習(xí)題六第七章　原子核衰變　7.1　放射性衰變規(guī)律　7.2　a衰變　7.3　β衰變　7.4　γ衰變　……第八章　原子核反應(yīng)第九章　粒子物理學(xué)簡(jiǎn)介修訂版后記附錄

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