分子振动光谱学原理

本书的目的在于期望初学者能尽快掌握有用的基本原理，而不迷失在浩瀚的似乎没有尽头的理论学习当中。

本书较系统地介绍了分子振动光谱学的基础理论知识。全书共分16章，介绍了量子力学基础、分子的转动、振动、点群表示、电子的休克方法、拉曼效应、拉曼虚态、拉曼旋光、键极化率、微分键极化率方法以及高激发振动等内容，并备有习题及解答。本书汇集了作者多年来在此领域授课和研究的心得，对于在分子谱学、物理和化学领域学习和工作的教师、科研工作者、研究生，以及本科生均有参考价值。

本书作者吴国祯，台湾台北人，清华大学物理系教授。

目录第1章量子力学基础1.1量子状态与算符1.2不含时的微扰1.3含时的微扰1.4光的作用1.5爱因斯坦的光的吸收和辐射理论1.6谱线的形状与宽度1.7关于波数参考文献习题第2章分子的转动2.1概述2.2玻恩奥本海默近似2.3刚体转子2.4谱线2.5对称性2.6简谐振子2.7分子振动转动谱线2.8离心力效应2.9非简谐效应2.10多原子分子的转动光谱参考文献习题第3章分子的振动3.1简正振动模3.2简正坐标3．3选择定则3．4一般坐标3.5共振现象3.6具有若干旋转稳定点的分子3.7分子内旋转运动3.8官能团频率3.9结语参考文献习题第4章键力常数的计算与SCN-在电极表面的吸附4.1引言4.2SCN-吸附在银电极表面的振动分析参考文献第5章点群的表示及其应用5.1分子的对称性与群的定义5.2群的分类5．3群的一些性质5．4点群5．5群的表示5．6特征值5．7特征表5.8可约表示的约化5.9基5．10以简正坐标为基的表示5．11以原子位移为基的表示的约化5．12分子振动的分析5.13不可约表示基的寻找5.14对称坐标5.15直积群5.16简正振动波函数的对称性5．17选择定则5．18相关5．19关于点群的几点说明5．20关于量子数参考文献习题第6章分子晶体的振动与群的相关6．1分子晶体的振动6．2单胞群、位群、平移群6．3分子点群、位群及单胞群的相关及其物理意义参考文献第7章电子波函数7．1电子波函数7．2原子轨道线性组合的概念7．3杂化轨道系数的确定7．4久期方程7．5休克近似7．6对称和群的应用7．7相关7．8HMO的改进7．9电子在轨道间的跃迁和选择定则7．10结语参考文献习题第8章拉曼效应8．1散射现象8．2拉曼效应8．3拉曼效应的量子观点8．4选择定则8．5极化率8．6沃肯斯坦键极化率理论8．7共振拉曼效应8．8高次拉曼效应参考文献习题第9章振动—电子态的耦合与拉曼效应9．1引言9．2拉曼极化率9．3非共振拉曼极化率9．4共振拉曼极化率9．5M+TCNQ－的共振拉曼谱参考文献第10章键极化率的计算10．1引言10．2分子键极化率的计算10．3表面增强拉曼峰强10．4表面增强吸附分子键极化率的计算参考文献第11章拉曼虚态的电子结构11．1拉曼峰强11．2拉曼虚态11．32氨基吡啶的拉曼虚态电子结构11．4虚态弛豫的测不准关系11．5结语参考文献第12章旋光性12.1引言12.2磁过程、电四极矩过程与电偶极矩的作用12.3分子振动旋光性的模型12.4分子振动旋光的电荷流动模型12.5结语参考文献第13章拉曼旋光与微分键极化率13.1拉曼旋光下的键极化率13.2(+)(R)methyloxirane的键极化率和微分键极化率13.3分子内手性对映性13.4拉曼、拉曼旋光峰强和键极化率、微分键极化率的等同性参考文献第14章双电子原子的能谱与双原子分子转动振动谱的相似性14.1氢原子电子运动的对称性14.2氦原子双电子的激发态14.3d和I组态的归类14.4总结参考文献习题第15章分子的对称15.1置换反演群15.2分子的对称群、点群和转动群15.3分子波函数的对称分类15.4选择定则参考文献习题第16章分子高激发振动16.1前言16.2莫尔斯振子16.3单摆的动力学16.4二次量子化算符的表达16.5一个共振等同于一个单摆的动力学16.6一个共振对应于一个守恒量16.7混沌16.8海森伯对应16.9共振的重叠导致混沌的产生16.10动力学势16.11结论参考文献习题解答附录A点群特征表

    靠前章量子力学基础本章主要回顾量子力学的基本概念，然后着重叙述那些和分子光谱学有关的量子课题。本章虽然没有牵涉具体的分子的电子、振动、转动等内容，但它是以后各章有关分子运动的基础。1.1量子状态与算符在量子力学中，一个物理状态可以用一个称作状态函数(state function)的量|a〉（或 〈a|）来表示。|a〉有时也被称作状态向量（state vector）。这是因为 |a〉满足数学中向量的许多性质的缘故。例如，两个向量之和仍为一向量; 一数乘以一向量仍为一向量。对应地，有|a〉+|b〉=|c〉c|a〉=|d〉 此处，|a〉，|b〉，|c〉，|d〉等均为状态函数，而c可为任意复数。向量间除了有 “+” 这种运算的联系外，还有一个重要的性质，就是两个向量之内积（通常以符号“·” 表示），为一实数。同样地，两个状态函数〈a|，|b〉之间亦可定义一内积运算，并以〈a|b〉或〈b|a〉表示。与向量之内积不同，〈a|b〉不一定为实数，可为复数。若以积分形式来表示（这是量子力学中的一种表象），则〈a|b〉=∫φ*aφbdτ式中，φ*a，φb为描述〈a|b〉状态之代数函数（称作波函数）; 符号“*” 表示取复共轭，即将函数中之虚数i改为-i ; dτ是对φa,φb函数定义的空间作积分。从上式，明显的有