近代物理專題

前言

　　近代物理學(xué)的發(fā)展帶動了其他自然學(xué)科的發(fā)展，催生了大量的高新技術(shù)，極大地改變了當(dāng)代社會、經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。為了使高年級物理專業(yè)學(xué)生更好地掌握現(xiàn)代物理學(xué)知識，我們?yōu)槲锢韺I(yè)的學(xué)生開設(shè)了近代物理專題課程。并在近幾年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，逐步建立和完善了自己富有特色的教學(xué)知識體系，使之更能反映現(xiàn)代物理的信息。物理科學(xué)的誕生和發(fā)展，幾乎與人類認(rèn)識自然和利用自然的歷史共久遠(yuǎn)；未來物理學(xué)的發(fā)展，仍將與人類文明的進(jìn)步共生同行，它永遠(yuǎn)是人類文化系統(tǒng)中最重要的子系統(tǒng)之一。在現(xiàn)代物理學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域中，歷來都有人作出發(fā)現(xiàn)已近尾聲的預(yù)言，但這些預(yù)言無一不遭到歷史的揶揄，每一個(gè)研究領(lǐng)域都不斷涌現(xiàn)出激動人心的新發(fā)現(xiàn)。在過去的幾十年里，總有一些新物理現(xiàn)象和方法被發(fā)現(xiàn)，它們是人們當(dāng)初所未曾預(yù)料到的?？梢詳嘌?，在今后的年代里，也一定會更加頻繁地出現(xiàn)一些難以預(yù)料的新發(fā)現(xiàn)，以研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動在各個(gè)層次上的基本規(guī)律，提出新概念、建立新理論為目標(biāo)的物理學(xué)理論研究，將始終處于整個(gè)自然科學(xué)發(fā)展的前沿；物理學(xué)中那些和應(yīng)用技術(shù)密切結(jié)合的分支學(xué)科，將會有更多發(fā)展與突破的機(jī)會。在本書中，我們特設(shè)專門篇章對近代物理學(xué)的發(fā)展作一個(gè)比較全面的概述，以便使讀者更加準(zhǔn)確地了解這些成就。本書可用做物理專業(yè)本科學(xué)生的教材。本書具體參編人員如下：河南教育學(xué)院趙先林（第一篇）、宋友林（第二篇）、王三軍（第三篇）、吳旌賀（第四篇）；鄭州大學(xué)宋家友（第五篇）；河南工業(yè)大學(xué)張君德（第六篇）、姚乾凱（第八篇）；鄭州師范高等?？茖W(xué)校張紅衛(wèi)（第七篇）。全書由宋友林、姚乾凱任主編，張紅衛(wèi)、宋家友任副主編。趙先林、宋友林、姚乾凱負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。河南教育學(xué)院劉金海教授、李金銘教授審閱了全書并提出很多寶貴建議。

內(nèi)容概要

在過去的幾十年里，總有一些新物理現(xiàn)象和方法被發(fā)現(xiàn)，它們是人們當(dāng)初所未曾預(yù)料到的?？梢詳嘌?，在今后的年代里，也一定會更加頻繁地出現(xiàn)一些難以預(yù)料的新發(fā)現(xiàn)，以研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動在各個(gè)層次上的基本規(guī)律，提出新概念、建立新理論為目標(biāo)的物理學(xué)理論研究，將始終處于整個(gè)自然科學(xué)發(fā)展的前沿；物理學(xué)中那些和應(yīng)用技術(shù)密切結(jié)合的分支學(xué)科，將會有更多發(fā)展與突破的機(jī)會。在本書中，編者特設(shè)專門篇章對近代物理學(xué)的發(fā)展作一個(gè)比較全面的概述，以便使讀者更加準(zhǔn)確地了解這些成就。本書可用做物理專業(yè)本科學(xué)生的教材。

書籍目錄

第一篇  物理學(xué)概述第一章  物理學(xué)發(fā)展概況第二章  物理學(xué)的研究尺度及分支  第一節(jié)  物理學(xué)研究尺度  第二節(jié)  物理學(xué)的分支第二篇  激光與激光技術(shù)第三章  激光發(fā)展史第四章  輻射理論和激光產(chǎn)生的條件  第一節(jié)  原子的能級和輻射躍遷  第二節(jié)  受激輻射  第三節(jié)  激光形成的條件第五章  典型激光器介紹  第一節(jié)  固體激光器  第二節(jié)  氣體激光器  第三節(jié)  染料激光器  第四節(jié)  半導(dǎo)體激光器  第五節(jié)  其他激光器第六章  激光技術(shù)應(yīng)用  第一節(jié)  激光干涉測長  第二節(jié)  激光測距  第三節(jié)  激光多普勒測速  第四節(jié)  激光全息三維顯示  第五節(jié)  激光冷卻第三篇  超導(dǎo)物理第七章  超導(dǎo)現(xiàn)象  第一節(jié)  超導(dǎo)態(tài)的電性質(zhì)  第二節(jié)  超導(dǎo)態(tài)的磁性質(zhì)  第三節(jié)  超導(dǎo)態(tài)的熱性質(zhì)  第四節(jié)  同位素效應(yīng)  第五節(jié)  超導(dǎo)能隙第八章  超導(dǎo)理論簡介  第一節(jié)  第一類超導(dǎo)體的理論  第二節(jié)  第二類超導(dǎo)體的理論  第三節(jié)  二流體模型  第四節(jié)  Ginzburg-Landau理論  第五節(jié)  BCS理論  第六節(jié)  非理想第二類超導(dǎo)體及其機(jī)理第九章  超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用及材料制備  第一節(jié)  超導(dǎo)電性及其材料的應(yīng)用  第二節(jié)  超導(dǎo)磁懸浮應(yīng)用  第三節(jié)  超導(dǎo)量子電子學(xué)應(yīng)用(約瑟夫森效應(yīng)的應(yīng)用)  第四節(jié)  集成電路的應(yīng)用  第五節(jié)  軍事方面的應(yīng)用  第六節(jié)  其他領(lǐng)域的應(yīng)用  第七節(jié)  超導(dǎo)材料的主要制備技術(shù)第四篇  納米科技第十章  納米技術(shù)概述  第一節(jié)  納米科技的基本內(nèi)涵  第二節(jié)  納米科技的研究內(nèi)容  第三節(jié)  納米科技的發(fā)展史第十一章  納米材料  第一節(jié)  納米材料概述  第二節(jié)  納米材料的分類  第三節(jié)  納米材料的基本效應(yīng)  第四節(jié)  納米材料的制備與測量第十二章  納米技術(shù)的應(yīng)用及其前景  第一節(jié)  納米技術(shù)在材料與制造方面的應(yīng)用  第二節(jié)  納米技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用  第三節(jié)  納米技術(shù)在環(huán)保和能源領(lǐng)域中的應(yīng)用  第四節(jié)  納米技術(shù)在納米生物工程中的應(yīng)用  第五節(jié)  納米技術(shù)在電子領(lǐng)域的應(yīng)用  第六節(jié)  納米技術(shù)在軍事及航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用  第七節(jié)  納米材料走進(jìn)生活第五篇  現(xiàn)代通信技術(shù)及其發(fā)展第十三章  電話網(wǎng)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  本地電話網(wǎng)  第三節(jié)  國內(nèi)長途電話網(wǎng)  第四節(jié)  國際電話網(wǎng)  第五節(jié)  電話交換系統(tǒng)  第六節(jié)  IP電話第十四章  微波與衛(wèi)星通信  第一節(jié)  微波與衛(wèi)星通信概述  第二節(jié)  微波與衛(wèi)星通信系統(tǒng)  第三節(jié)  微波與衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展第十五章  光纖通信技術(shù)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  SDH光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)  第三節(jié)  WI)M／DWDM／CWDM  第四節(jié)  全光纖網(wǎng)  第五節(jié)  光纖通信發(fā)展趨勢第十六章  移動通信  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  移動通信的主要技術(shù)  第三節(jié)  GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)  第四節(jié)  CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)  第五節(jié)  第三代移動通信系統(tǒng)第十七章  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)  第三節(jié)  局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)  第四節(jié)  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全  第五節(jié)  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展第六篇  原子核第十八章  原子核的基本性質(zhì)  第一節(jié)  原子核的發(fā)現(xiàn)  第二節(jié)  原子核的電荷  第三節(jié)  原子核的質(zhì)量  第四節(jié)  原子核的大小  第五節(jié)  原子核內(nèi)的作用力  第六節(jié)  原子核的結(jié)合能第十九章  原子核結(jié)構(gòu)模型  第一節(jié)  費(fèi)米氣體模型  第二節(jié)  液滴模型  第三節(jié)  殼層模型  第四節(jié)  集體模型第二十章  原子核放射性衰變  第一節(jié)  原子核衰變的一般規(guī)律  第二節(jié)  遞次衰變規(guī)律放射系  第三節(jié)  α衰變  第四節(jié)  β衰變  第五節(jié)  γ衰變第二十一章  原子核反應(yīng)  第一節(jié)  核反應(yīng)的途徑、分類及守恒條件  第二節(jié)  核反應(yīng)的能量  第三節(jié)  核反應(yīng)截面  第四節(jié)  核反應(yīng)的過程與理論模型第二十二章  核能的利用  第一節(jié)  原子核裂變  第二節(jié)  原子核聚變第七篇  粒子物理第二十三章  粒子的發(fā)現(xiàn)  第一節(jié)  第一代基本粒子  第二節(jié)  反粒子和奇異粒子  第三節(jié)  共振態(tài)粒子和新粒子  第四節(jié)  強(qiáng)子的夸克模型和輕子家族  第五節(jié)  粒子的分類與性質(zhì)  第六節(jié)  粒子探測器第二十四章  粒子的相互作用  第一節(jié)  粒子的基本相互作用  第二節(jié)  對稱性與守恒定律  第三節(jié)  弱電相互作用的統(tǒng)一  第四節(jié)  強(qiáng)相互作用理論  第五節(jié)  標(biāo)準(zhǔn)模型大統(tǒng)一及其他理論第八篇  天體物理與宇宙學(xué)第二十五章  天體物理概述  第一節(jié)  物質(zhì)世界的尺度層次  第二節(jié)  宇宙中的物態(tài)第二十六章  天體物理測量方法  第一節(jié)  天體觀測方法  第二節(jié)  天體測量與光譜分析  第三節(jié)  天體測距方法第二十七章  恒星的結(jié)構(gòu)與演化  第一節(jié)  太陽物理  第二節(jié)  恒星的形成與演化  第三節(jié)  致密星  第四節(jié)  黑洞物理第二十八章  宇宙中的星系  第一節(jié)  銀河系  第二節(jié)  河外星系  第三節(jié)  活動星系  第四節(jié)  活動星系核第二十九章  宇宙學(xué)  第一節(jié)  現(xiàn)代宇宙學(xué)的觀測基礎(chǔ)  第二節(jié)  現(xiàn)代宇宙學(xué)的發(fā)展  第三節(jié)  標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　自1932年發(fā)現(xiàn)中子以來，原子核物理學(xué)取得了舉世矚目的長足進(jìn)步。近幾十年來，隨著核探針能量和種類的增加，核物理學(xué)在新的自由度和新的層次上不斷取得新成果。對非核子（特別是夸克）自由度、更高能量自由度、質(zhì)子一中子比自由度、角動量自由度的研究，將是今后的一個(gè)重要方向。特別是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的放射性核束，使核反應(yīng)探針在核素圖上從穩(wěn)定核素發(fā)展到不穩(wěn)定核素。遠(yuǎn)離穩(wěn)定線的新核素，特別是滴線核以及超重核、奇特核的合成和研究，將會對原子核物理學(xué)的發(fā)展起到積極的推動作用?！　〖す馐?0世紀(jì)以來，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明。它的原理早在1916年已被著名的物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，但是直到1958年激光才被首次成功制造。激光是在有理論準(zhǔn)備和生產(chǎn)實(shí)踐迫切需要的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展，激光的發(fā)展不僅使古老的光學(xué)科學(xué)和光學(xué)技術(shù)獲得了新生，而且導(dǎo)致整個(gè)一門新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。激光可使人們有效地利用前所未有的先進(jìn)方法和手段，去獲得空前的效益和成果，從而促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展?！　〕瑢?dǎo)物理作為一個(gè)有近百年歷史的學(xué)科，它是隨著對超導(dǎo)電性的研究、認(rèn)識不斷發(fā)展起來的，特別是20世紀(jì)50年代以來取得了一系列重大突破，引發(fā)了今天的“高溫”超導(dǎo)電性機(jī)理及超導(dǎo)材料研究的熱潮?！　〖{米材料與納米技術(shù)是20世紀(jì)末才逐步發(fā)展起來的新興科學(xué)領(lǐng)域，其迅猛發(fā)展將在21世紀(jì)促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場革命性的變化。納米材料是未來社會發(fā)展極為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，許多科技新領(lǐng)域的突破迫切需要納米材料和納米科技支撐，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升也急需納米材料和技術(shù)的支持?！　》_歷史的長卷，人們不難發(fā)現(xiàn)通信與人類相伴已倏忽幾千年，無論是古時(shí)候的烽火狼煙、驛站，還是近現(xiàn)代的電磁技術(shù)、計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星、光纖等，都是人們傳遞信息的手段和工具。如今，通信技術(shù)融入了更為宏大的信息產(chǎn)業(yè)，電信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)趨向融合，信息產(chǎn)業(yè)正從一個(gè)先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)走向主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的關(guān)系更為密切，成為造福人類社會的一個(gè)重要支柱?；仡櫖F(xiàn)代通信技術(shù)的百年發(fā)展歷程，展望21世紀(jì)前景，也許更會讓人們感受到通信技術(shù)賦予人類社會的無限魅力?！　∫匝芯繌?fù)雜多體系統(tǒng)為主的凝聚態(tài)物理學(xué)，是當(dāng)代物理學(xué)中內(nèi)容最豐富、應(yīng)用最廣泛的一門分支學(xué)科；也是當(dāng)前物理學(xué)研究中最活躍、最能激發(fā)人類創(chuàng)造智力的研究領(lǐng)域。這一領(lǐng)域的一系列發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)并正在對其他學(xué)科（包括化學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)等）產(chǎn)生了重大影響；并通過它所誘發(fā)的高新技術(shù)進(jìn)展，對人類生活產(chǎn)生了巨大影響。凝聚態(tài)物理前沿研究發(fā)展迅速，其發(fā)展趨勢將是現(xiàn)有分支領(lǐng)域強(qiáng)化研究，又不斷開拓出新的領(lǐng)域，制備出更多更高性能的新材料，發(fā)現(xiàn)令人意想不到的新現(xiàn)象。

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