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第1章 Rutherford核式原子模型1

1.1 原子的质量和大小1

1.2 电子的发现2

1.2.1 阴极射线3

1.2.2 电子的发现4

1.2.3 电子的电荷和质量5

1.3 α粒子散射实验6

1.4 Rutherford核式原子模型8

1.4.1 Coulomb散射公式8

1.4.2 Rutherford散射公式10

1.4.3 Rutherford理论的实验验证13

1.4.4 Rutherford核式模型的意义和困难16

附录A 原子物理中常用单位和常数17

问题18

人物简介19

第2章 Bohr氢原子理论21

2.1 Planck量子论21

2.1.1 热辐射21

2.1.2 Kirchhoff定律23

2.1.3 黑体辐射24

2.1.4 Planck量子论26

2.2 Einstein光量子理论33

2.2.1 光电效应33

2.2.2 Einstein光量子理论35

2.3 氢原子光谱38

2.3.1 光谱和光谱仪38

2.3.2 氢原子光谱39

2.4 Bohr的氢原子理论40

2.4.1 Bohr理论的三个假设41

2.4.2 Bohr氢原子理论41

2.5 类氢离子光谱48

2.6 Franck-Hertz实验49

2.6.1 Franck-Hertz实验49

2.6.2 改进的Franck-Hertz实验51

2.7 Sommerfeld理论，对应原理及Bohr理论的地位52

2.7.1 Sommerfeld理论52

2.7.2 对应原理58

2.7.3 Bohr理论的地位62

附录B Planck导出黑体辐射公式的过程62

问题64

人物简介66

第3章 量子力学初步70

3.1 波粒二象性70

3.1.1 力学与光学的相似性70

3.1.2 de Broglie物质波73

3.1.3 Davisson-Germer实验76

3.2 波函数及其统计解释79

3.3 Heisenberg不确定关系83

3.3.1 Heisenberg不确定关系的导出83

3.3.2 量子力学哥本哈根解释86

3.4 Schr？dinger方程91

3.4.1 Schr？dinger方程的引出91

3.4.2 实例93

3.5 力学量用算符表达98

3.5.1 力学量平均值98

3.5.2 力学量的算符表示99

3.5.3 Heisenberg不确定关系严格导出101

3.6 量子力学的建立过程101

3.6.1 矩阵力学的建立102

3.6.2 波动力学的建立109

3.6.3 矩阵力学与波动力学的等价性111

问题112

人物简介113

第4章 单价电子原子117

4.1 氢原子的Schr？dinger方程解117

4.1.1 氢原子的定态Schr？dinger方程及其解117

4.1.2 氢原子中电子的概率分布122

4.2 碱金属原子光谱124

4.2.1 实验规律124

4.2.2 线系公式和能级126

4.2.3 原子实极化和轨道贯穿128

4.3 电子自旋130

4.3.1 原子的轨道磁矩130

4.3.2 Stern-Gerlach实验131

4.3.3 电子自旋132

4.4 碱金属原子光谱精细结构134

4.4.1 实验现象134

4.4.2 原子的总角动量136

4.4.3 电子自旋和轨道相互作用137

4.4.4 单电子辐射跃迁选择定则140

4.5 氢原子光谱的精细结构142

4.5.1 氢原子能级142

4.5.2 Lamb移位144

附录C 用Lorentz变换导出Thomas进动角速度145

问题148

4.6 原子磁矩149

4.6.1 单电子原子磁矩149

4.6.2 多电子原子磁矩151

4.6.3 原子束Stern-Gerlach实验分裂151

4.7 磁场对原子的作用152

4.7.1 Larmor进动152

4.7.2 原子能级在磁场中分裂153

4.8 Zeeman效应154

4.8.1 实验现象154

4.8.2 理论解释154

4.8.3 Paschen-Back效应159

4.8.4 Stark效应161

4.9 电子顺磁共振162

问题163

人物简介164

第5章 多电子原子167

5.1 氦原子光谱和能级167

5.2 多电子原子的电子组态168

5.2.1 中心力场近似168

5.2.2 多电子原子的电子组态169

5.3 Pauli不相容原理170

5.3.1 Pauli不相容原理170

5.3.2 全同粒子波函数的交换对称性171

5.4 原子的壳层结构和元素周期律172

5.4.1 壳层和支壳层172

5.4.2 壳层填充次序174

5.4.3 电子壳层排列与元素周期律176

5.5 多电子原子的原子态和能级179

5.5.1 剩余非中心Coulomb相互作用和自旋轨道相互作用179

5.5.2 LS耦合180

5.5.3 jj耦合187

5.6 多电子原子光谱189

5.6.1 选择定则189

5.6.2 氦原子光谱分析190

5.6.3 复杂原子光谱的一般规律191

5.7 激光原理191

5.7.1 激光器的构成192

5.7.2 原子辐射和吸收192

5.7.3 粒子数反转态实现激光194

附录D Pauli不相容原理的发现197

附录E Hund定则的理论解释199

问题201

人物简介201

第6章 X射线203

6.1 X射线的发现和波动性203

6.1.1 X射线的发现203

6.1.2 X射线的波动性205

6.2 X射线发射谱207

6.2.1 连续谱208

6.2.2 标识谱209

6.2.3 Moseley定律212

6.2.4 Auger电子213

6.3 Compton效应214

6.3.1 实验现象214

6.3.2 光子解释215

6.4 X射线吸收217

6.4.1 Lambert-Beer定律217

6.4.2 光与物质相互作用218

6.4.3 X射线吸收限218

问题220

人物简介221

第7章 原子核224

7.1 原子核概况224

7.1.1 原子核的组成和大小224

7.1.2 原子核质量和结合能226

7.2 原子核自旋与矩228

7.2.1 原子核自旋228

7.2.2 原子核磁矩228

7.2.3 核磁矩测量229

7.2.4 磁偶极超精细结构231

7.2.5 核磁共振233

7.2.6 电四极矩234

7.2.7 原子核统计特性235

7.2.8 原子核宇称236

7.3 核力与核结构236

7.3.1 核力236

7.3.2 壳层模型238

7.3.3 集体运动模型241

7.4 原子核放射性衰变243

7.4.1 放射性的发现243

7.4.2 放射性衰变的一般规律245

7.4.3 a衰变252

7.4.4 β衰变255

7.4.5 γ衰变258

7.5 原子核反应263

7.5.1 核反应概述263

7.5.2 反应能和Q方程264

7.5.3 反应截面266

7.6 裂变和聚变268

7.6.1 核裂变的发现268

7.6.2 裂变的液滴模型理论270

7.6.3 轻核聚变271

7.6.4 受控热核反应273

问题274

人物简介276

第8章 分子281

8.1 化学键281

8.1.1 离子键281

8.1.2 共价键282

8.1.3 其他结合类型285

8.2 分子的能级和光谱285

8.2.1 分子内部运动286

8.2.2 双原子分子能级和光谱287

8.2.3 双原子分子的电子态292

8.3 Raman散射和光谱294

8.3.1 Raman散射现象294

8.3.2 Raman效应的量子解释295

问题299

人物简介300

附表301

Ⅰ 物理常量301

Ⅱ 基态原子的电子组态、原子态第一激发能和第一电离能303

Ⅲ 一些核素的数据307

主要参考书目317