了得網自然科學_原子物理與量子力學（上冊）（第二版）

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原子物理學,高等學校,教材,量子力學,高等學校,教材

內容簡介

《原子物理與量子力學（上冊）（第二版）》根據普通物理與理論物理的內在聯繫和各自特點，將原子物理和量子力學兩部分內容放在一個統一的框架下統籌安排，從理論與實際的結合上講清科學規律的發現、歸納與應用的整個過程，加強整體性和繫統性，避免不必要的重復。
《原子物理與量子力學（上冊）（第二版）》分上、下兩冊，上冊內容包括原子和量子，狀態和薛定諤方程，力學量和算符，帶電粒子在電磁場中的運動，原子核、粒子和宇宙演化。

目錄
第二版叢書序
**版叢書序
第二版前言
**版前言
第1章原子和量子 1
1.1 原子學說 1
1.1.1 思辨的原子論 1
1.1.2 化學原子論 1
1.1.3 物理原子論 2
1.2 電子和湯姆孫模型 4
1.2.1 電子的發現 4
1.2.2 湯姆孫模型 6
1.3 原子的核式結構 8
1.3.1 放射性的發現 8
1.3.2 α射線 8
1.3.3 α粒子散射實驗 9
1.3.4 盧瑟福核式模型 11
1.3.5 盧瑟福散射公式 11
1.3.6 原子核的大小 16
1.3.7 高能散射實驗 16
1.4 黑體輻射與能量子 17
1.4.1 黑體輻射實驗 17
1.4.2 基本結果 18
1.4.3 經典理論的解釋 20
1.4.4 普朗克公式 21
1.4.5 能量子 22
1.5 光電效應與光量子 24
1.5.1 光電效應 24
1.5.2 愛因斯坦關於光電效應的圖像 26
1.5.3 光電效應方程的實驗驗證 27
1.5.4 愛因斯坦關繫 28
1.5.5 康普頓效應 29
1.5.6 光的波粒二像性 33
1.6 原子光譜與玻爾模型 35
1.6.1 原子光譜 35
1.6.2 玻爾氫原子理論 38
1.6.3 弗蘭克-赫茲實驗 47
1.6.4 玻爾理論的局限 51
1.7 物質的波粒二像性 52
1.7.1 德布羅意假設 52
1.7.2 實驗驗證 54
1.7.3 物質的波粒二像性 58
第2章狀態和薛定諤方程 59
2.1 狀態和波函數 59
2.1.1 微觀繫統運動狀態 59
2.1.2 歸一化 60
2.1.3 態疊加原理 62
2.1.4 動量空間波函數 64
2.2 薛定諤方程 65
2.2.1 薛定諤方程 65
2.2.2 定態 68
2.2.3 概率守恆定律 69
2.3 一維無限深方勢阱 70
2.3.1 方勢阱 70
2.3.2 分區解 71
2.3.3 連接條件 72
2.3.4 能級和波函數 73
2.3.5 物理意義 73
2.4 隧道效應 75
2.4.1 一維散射 75
2.4.2 散射邊界條件 76
2.4.3 反射繫數與穿透繫數 77
2.4.4 隧道效應 78
2.5 氫原子 79
2.5.1 有心力場 79
2.5.2 球諧函數 80
2.5.3 徑向波函數 84
2.5.4 庫侖勢 87
2.5.5 氫原子 91
2.5.6 電子雲 94
2.6 諧振子 96
2.6.1 簡諧振子 96
2.6.2 能級和波函數 98
2.6.3 半諧振子 99
第3章力學量和算符 100
3.1 力學量的平均值 100
3.1.1 坐標平均值 101
3.1.2 動量平均值 102
3.1.3 算符 103
3.2 算符 104
3.2.1 算符運算 104
3.2.2 對易關繫和反對易關繫 105
3.2.3 線性算符 107
3.2.4 本征值和本征波函數 107
3.2.5 本征譜與簡並度 107
3.2.6 阨米算符 108
3.2.7 阨米算符的重要性質 110
3.2.8 力學量用線性阨米算符代表 112
3.3 均方差和本征態 113
3.3.1 均方差 113
3.3.2 本征態 114
3.3.3 代表力學量的算符的線性 115
3.4 常用算符 116
3.4.1 坐標算符 116
3.4.2 動量算符 117
3.4.3 海森伯代數 119
3.4.4 動量算符的物理意義 120
3.4.5 角動量算符 120
3.4.6 一般力學量 124
3.4.7 能量算符 125
3.4.8 宇稱算符 126
3.5 力學量本征態的完備性 127
3.5.1 疊加態的分布 127
3.5.2 本征態的完備性 129
3.5.3 連續譜情形 130
3.5.4 一般譜 131
3.5.5 完備性關繫 132
3.5.6 量子力學第三假定 132
3.6 態空間和表像 133
3.6.1 態空間 133
3.6.2 力學量的表示 134
3.6.3 矩陣表示 135
3.6.4 狄拉克記號 137
3.6.5 酉變換 139
3.6.6 物理性質的表示無關性 142
3.7 狀態的完全確定 142
3.7.1 自由度問題 142
3.7.2 共有完備本征態條件 144
3.7.3 完全力學量組 147
3.7.4 定態繫統的形式解 147
3.7.5 守恆量 148
3.8 不確定關繫 150
3.8.1 實驗分析 150
3.8.2 兩種分布 152
3.8.3 理論證明 154
3.8.4 應用 155
3.9 粒子數表像中的諧振子 156
3.9.1 吸收算符和發射算符 156
3.9.2 粒子數算符的本征態 157
3.9.3 各算符的矩陣形式 159
3.9.4 諧振子譜 161
3.9.5 狀態波函數 161
第4章帶電粒子在電磁場中的運動 164
4.1 玻姆-阿哈拉諾夫效應 164
4.1.1 哈密頓量 164
4.1.2 運動方程 165
4.1.3 概率守恆 165
4.1.4 玻姆-阿哈拉諾夫效應 166
4.2 朗道能級 169
4.2.1 不對稱規範 169
4.2.2 對稱規範 171
4.3 原子磁矩和塞曼效應 172
4.3.1 原子磁矩 172
4.3.2 塞曼效應 174
4.3.3 理論解釋 175
4.4 電子自旋 176
4.4.1 施特恩-格拉赫實驗 176
4.4.2 鈉原子光譜線的精細結構 179
4.4.3 電子自旋假設 180
4.4.4 自旋波函數 181
4.4.5 自旋算符 182
4.4.6 自旋在任意方向投影的波函數 185
4.4.7 泡利方程 186
4.4.8 自旋磁矩在磁場中的轉動 187
4.5 角動量理論 188
4.5.1 角動量算符的本征值和矩陣表示 189
4.5.2 自旋角動量算符 193
4.6 角動量的耦合 194
4.6.1 兩個角動量的耦合 194
4.6.2 矢量耦合繫數 199
4.6.3 自旋態的耦合 201
4.7 自旋軌道耦合和能級精細結構 202
4.7.1 托馬斯耦合 202
4.7.2 CSCO 202
4.7.3 角向本征波函數——球旋量 203
4.7.4 一般解 204
4.7.5 能級修正 205
4.7.6 相對論動能修正 206
4.7.7 波函數零點值修正 208
4.7.8 光譜項符號 209
4.8 自旋電子的塞曼效應 210
4.8.1 原子總磁矩 210
4.8.2 總磁矩在總角動量方向投影 211
4.8.3 自旋電子的塞曼效應 211
4.8.4 反常塞曼效應 214
4.8.5 帕邢-巴克效應 215
4素周期表 216
4.9.1 泡利原理 216
4.9.2 原子的殼層結構 219
4.9.3 自旋軌道耦合 220
第5章原子核、粒子和宇宙演化 225
5.1 原子核的基本性質 225
5.1.1 原子核的組成 226
5.1.2 原子核的大小 228
5.1.3 核物質密度 230
5.1.4 原子核的自旋和核磁矩 230
5.1.5 電四極矩 232
5.1.6 原子核的宇稱 232
5.2 核力 233
5.2.1 原子核的結合能 233
5.2.2 核力 235
5.3 原子核結構的模型 238
5.3.1 原子核的穩定性 238
5.3.2 原子核的結構 239
5.3.3 液滴模型 240
5.3.4 殼模型 241
5.3.5 集體模型 245
5.4 核衰變 246
5.4.1 核衰變及放射性 246
5.4.2 原子核衰變的一般規律 246
5.4.3 放射繫 248
5.4.4 α衰變 249
5.4.5 β衰變 252
5.4.6 γ衰變 257
5.4.7 放射性的應用 258
5.4.8 穆斯堡爾效應及其應用 260
5.5 核反應 263
5.5.1 核反應 263
5.5.2 原子核的裂變 268
5.5.3 原子核的聚變 271
5.6 粒子的基本性質和分類 273
5.6.1 粒子的基本性質 274
5.6.2 粒子的分類 277
5.6.3 反粒子 284
5.7 強子的誇克模型 286
5.7.1 誇克的基本性質 288
5.7.2 重子和介子的誇克組成 292
5.8 基本相互作用與守恆律 295
5.8.1 電磁相互作用 295
5.8.2 弱相互作用 296
5.8.3 電弱統一 298
5.8.4 強相互作用 301
5.8.5 守恆定律與對稱性 303
5.9 粒子物理標準模型 311
5.9.1 粒子物理的標準模型簡述 311
5.9.2 其他物理理論模型 313
5.10 宇宙演化 315
5.10.1 宇宙學標準模型 315
5.10.2 三大驗證 317
5.10.3 恆星的演化 320
5.10.4 太陽的一生 323
5.10.5 問題和挑戰 323

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