原子及原子核物理

本书整合了原子物理及原子核物理的内容，使其在保持原有各门课程知识体系相对完整的基础上，又组成新的知识结构体系，从而达到融合两门相对独立的课程的目的，使学生只花较少的时间就能够初步掌握这两门课程的基本内容。它以阐述原子及原子核的结构、特性和变化为中心，重点内容包括原子物理、原子核物理两大部分。全书共分18章，各章均附有习题。第1~8章为原子物理部分，从原子的核式结构、波粒二象性、碱金属原子和电子自旋、原子的壳层结构、磁场中的原子、X射线、分子等方面的实验事实总结出的规律汇总到原子结构的全貌。第9~17章为原子核物理部分，主要包括低能核结构模型、原子核的放射性衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、核反应、核裂变、核聚变和原子能的利用展望等。第18章为粒子物理学的介绍。本书可以作为工科相关专业原子及原子核物理学的综合性教材或近代物理教材，也可以作为物理学相关专业原子物理学的教材，可供物理专业以及其他专业学生或相关科技人员参考。

前言
绪论
第1篇原子物理
第1章原子的核式结构及氨原子的玻尔理论
1.1原子的基本状况
1.1.1原子的质量
1.1.2原子的大小
1.1.2原子的核式结构
1.2.1α粒子的散射实验
1.2.2原子的核式结构模型
1.3卢瑟福散射公式
1.3.1库仑散射公式
1.3.2卢瑟福散射公式
1.3.3原子核半径的估算
1.4氢原子玻尔理论的历史背景
1.4.1卢瑟福原子核式结构模型的困难
1.4.2黑体辐射
1.4.3光电效应
1.4.4氢原子光谱的规律
1.5氢原子的玻尔理论
1.5.1氢原子的玻尔理论
1.5.2光谱项
1.5.3原子能级的实验验证——弗兰克一赫兹实验
1.6类氢系统的光谱
附录：数值计算法
习题
第2章量子力学初步
2.1波粒二象性德布罗意物质波
2.1.1德布罗意假设
2.1.2德布罗意波的实验验证
2.1.3德布罗意波的统计解释
2.2不确定关系
2.3波函数薛定谔方程
2.3.1波函数概率密度
2.3.2薛定谔方程
2.3.3力学量的算符和平均值
2.3.4薛定谔方程应用举例
2.4量子力学对氢原子的处理
2.4.1氢原子的薛定谔方程
2.4.2能量和角动量
2.4.3电子被发现的概率的分布
2.4.4三个量子数的物理意义
习题
第3章碱金属原子和电子自旋
3.1碱金属原子的光谱和能级
3.1.1碱金属
3.1.2碱金属原子的光谱和能级
3.2原子实的极化和轨道贯穿
3.2.1原子实
3.2.2原子实的极化
3.2.3轨道的贯穿
3.3原子的精细结构
3.3.1碱金属原子光谱的精细结构
3.3.2原子中电子轨道运动的磁矩
3.4电子自旋
3.4.1电子自旋的假设
3.4.2电子自旋磁矩
3.4.3自旋——轨道相互作用，原子精细结构的定量考虑
3.5单电子辐射跃迁的选择定则
3.6氢原子光谱的精细结构
3.6.1氢原子能级的精细结构
3.6.2氢光谱精细结构的观测
习题
第4章多电子原子
4.1氦及周期表第二族元素的光谱和能级
4.1.1氦的光谱和能级
4.1.2镁的光谱和能级
4.2具有两个价电子的原子的原子态
4.2.1电子组态
4.2.2一种电子组态构成不同的原子态
……
第2篇原子核物理
习题参考答案
参考文献