原子物理学

本书由北京大学刘玉鑫 教授总结多年教学经验编著 而成，本书系统简明地介绍 了量子物理的基本现象、基 本性质和基本规律及原子物 理学研究的基本方法，并简 要介绍了分子物理学和亚原 子物理学的现象和基本规律 。本书对材料内容的选取， 力求系统全面，着重理论与 应用的有机结合，对论述分 析力求循序渐进、追根溯源 、准确严谨，着重物理图像 和知识体系的建立，并适时 联系前沿研究现状。整体以 求窥得物理学“见物讲理、 依理造物”的学科真谛，并 启迪智慧，立德树人。 本书可作为高等学校物 理学类专业原子物理学课程 的教材，亦可供有关科技人 员参考。

第一章 从经典物理到量子物理的过渡与微观粒子的基本性质 1.1 经典物理在热辐射问题中遇到的困难与普朗克关于光的量子假说 1.1.1 热辐射及基尔霍夫辐射定律 1.1.2 绝对黑体的辐射规律 1.1.3 紫外灾难的解决——光量子假说思 1.2 光电效应与爱因斯坦光量子理论 1.2.1 光电效应的实验事实 1.2.2 经典物理遇到的困难 1.2.3 困难的解决——爱因斯坦光量子理论 1.3 康普顿效应 1.3.1 康普顿散射与康普顿效应 1.3.2 康普顿效应的解释 1.3.3 康普顿效应的意义 1.4 经典物理在光的本质研究中遇到的困难 1.4.1 原子结构的核式模型 1.4.2 原子光谱——光具有粒子性的另一实验事实 1.4.3 光的本质与相应研究中经典物理遇到的困难 1.5 关于光的粒子性的机制的半经典量子理论 1.5.1 玻尔关于氢原子结构的理论 1.5.2 玻尔理论的成功与局限 1.6 微观粒子的基本性质 1.6.1 微观粒子具有波粒二象性 1.6.2 表征粒子的物理量的值具有不确定性和不确定关系 1.6.3 微观粒子具有自旋 1.6.4 微观粒子具有对称性和对称性破缺 思考题与习题 第二章 氢原子和类氢离子的性质与结构 2.1 有心力场中的粒子 2.1.1 有心力场中运动的粒子的可测量量完全集 2.1.2 径向本征方程与作 2.2 氢原子的能级和能量本征函数易部 2.2.1 径向方程的质心运动与相对运动的分离 2.2.2 氢原子的径向方程与能量本征值 2.3 氢原子和类氢离子的性质与结构 2.3.1 氢原子和类氢离子的能级特点及简并度 2.3.2 氢原子的波函数及概率密度分布 2.3.3 类氢离子的性质 思考题与习题 第三章 多电子原子的结构 3.1 单电子的自旋态的描述 3.1.1 自旋态的描述 3.1.2 自旋算符与泡利算符 3.2 两电子的自旋的叠加及其波函数 3.2.1 两电子自旋叠加的概念和代数关系 3.2.2 两电子的总自旋及其波函数 3.3 全同粒子及其交换对称性 3.3.1 全同粒子体系的概念和基本特征 3.3.2 全同粒子体系波函数的交换对称性 3.3.3 仅包含两全同粒子的体系的波函数与泡利不相容原理 3.3.4 全同多粒子体系性质研究方法简述 3.4 多电子原子结构的研究方法概述 3.4.1 一般讨论州本城的モ站成 3.4.2 哈特里-福克自洽场方法 3.4.3 密度泛函方法 …… 第四章 原子能级的精细结构与元素周期表 第五章 原子状态的改变与外电磁场中的原子 第六章 分子光谱与分子结构初步 第七章 亚原子物理初步 主要参考书目 附录一 卢瑟福散射公式的导出酰其义全胜部 附录二 量子力学初步 附录三 两角动量耦合的总角动量取值的M-scheme证明 附录四 天然元素(到Z=92的铀) 和少数几个人工合成元素形成的原子的电子组态、原子基态和电离能一览表 附录五 电磁场的多极展开形式简述与电磁跃迁概率的表述形式 附录六 自然界中存在的元素的同位素丰度和半衰期 附录七 常见物理量的数量* 附录八 部分思考题和习题参考答案 索引