信阅平台

内容介绍

通常，近代物理主要是指19世纪末和20世纪初开始形成的相对论和物质的微观结构理论——原子分子物理、原子核物理、粒子物理和固体物理。在目前的课程体系下，相对论一般已在“力学”课程中讲解，而固体物理在许多学校已被加强成为一门单独的课程，本书只包括原子物理、分子物理、原子核物理和粒子物理内容。 原子物理、分子物理、原子核物理和粒子物理的发展在一开始虽然有先后，但后来可以说是并行的，同时它们又是相互交错和相互促进的。它们展现给人们的是在看不见的微观物质世界中，各种粒子的结构和相互作用动力学的新现象和新理论。毫无疑问，从它们诞生之日起，就一直是处于科学研究的最前沿，这一点可以从绝大多数诺贝尔物理奖获得者都是由于他们在近代物理中的成就予以说明。

展开

精彩书摘

第2章　量子力学初步 　　上一章讲的卢瑟福原子的核式模型使我们对原子结构的认识向前进了一大步，但该核式模型完全停留在经典理论上，有许多现象不能解释。玻尔提出了微观体系特有的量子规律，这些规律与经典理论是相矛盾的，但与实验相一致，因此大大推动了近代原子物理的发展，起到了经典理论与量子力学理论承前启后的作用，这也是玻尔理论的历史功绩。 　　但是玻尔理论有很大的局限性，它是建立在经典基础上的量子论。这些量子规律只是作为假设引入，没有理论根据，它只能解释单电子氢原子和类氢离子的光谱，对碱金属原子的光谱勉强还可处理，但不能确定光谱线的强度和宽度。玻尔理论的最大失败在于连周期表中第二号元素氦原子以及最简单的氢分子的光谱都不能解释。这是由于玻尔理论不是彻底的量子理论，虽然他指出了经典力学及经典电磁理论不适用于原子内部，但当他研究电子的运动状态时，却又用了经典力学来描述宏观现象所用的坐标、速度和轨道等概念并用经典力学来计算电子的轨道，只不过人为地引入了量子化条件而已。 　　实际上，微观粒子的行为与经典微粒的行为是很不一样的，我们已经知道常被看作为波的光，有时候行为像粒子，下面我们还会知道，被认为是粒子的电子，有时候的行为又像波。微观粒子的行为既像粒子又像波，与我们日常的经验不相符合，因此很难形象地描述。对每个人来说，不论他是刚开始学物理，还是有经验的现代物理学家，一接触到这个问题，都会感到新奇而又神秘。同时从一开始到现在，在这个问题上始终充满争论，包括最伟大的物理学家之间。用经典力学和半经典的量子论来描述它们是不行的，更完善的现代理论是德布罗意（L.V.de Broglie）、薛定谔（E.Schr6dinger）和海森堡（W.Heisenberg）等提出的量子力学理论。本章仅介绍量子力学的几个基本概念、薛定谔方程和几个应用例子，即给出量子力学的初步知识。 ……

展开

总序 前言 第1章原子模型和单电子原子 1.1 原子的经典性质和汤姆生原子模型 1.1.1 原子的经典性质 1.1.2 光子的粒子特征 1.1.3 电子的发现 1.1.4 电子的电荷与大小 1.1.5 汤姆生原子模型 1.2 a粒子散射实验和卢瑟福原子模型 1.2.1 a粒子散射实验 1.2.2 卢瑟福原子模型及散射公式 1.2.3 卢瑟福散射公式与实验的比较 1.2.4 截面 1.3 氢原子光谱和玻尔原子模型 1.3.1 氢原子光谱和光谱项 1.3.2 玻尔原子模型 1.3.3 能级图 1.3.4 能级和原子光谱 1.4 类氢离子光谱和原子的激发实验 1.4.1 类氢离子光谱 1.4.2 原子核质量的影响 1.4.3 激发电势的测量 1.5 特殊的氢原子体系 1.5.1 里德伯态 1.5.2 奇特原子 1.5.3 粒子素和反氢原子 习题 第2章量子力学初步 2.1 波粒二象性 2.1.1 单光子的粒子性 2.1.2 单光子的波动性 2.1.3 德布罗意波 2.1.4 电子的晶体衍射实验 2.1.5 单电子的波动性 2.2 不确定关系 2.2.1 位置和动量不确定关系 2.2.2 能量和时间不确定关系 2.3 波函数及其物理意义 2.3.1 波函数的引入 2.3.2 波函数的统计解释 2.3.3 对波函数的进一步讨论 2.4 薛定谔方程 2.4.1 薛定谔方程的建立 2.4.2 力学量算符、本征值和平均值 2.4.3 一维无限高方势阱 2.4.4 零点能 2.4.5 方势垒的穿透和隧道效应 2.4.6 电子显微镜和扫描隧道显微镜 2.5 氢原子的量子力学解 2.5.1 中心力场薛定谔方程 2.5.2 θ和Θ方程式的解和角动量 …… 第3章电子自旋和原子能级的精细结构 第4章多电子原子的能级和光谱 第5章分子结构和分子光谱 第6章粒子与原子和分子的相互作用 第7章原子核的基本性质和结构 第8章核衰变和核反应 第9章粒子物理 附录Ⅰ 基本的物理和化学常数 附录Ⅱ 原子单位制 附录Ⅲ 诺贝尔物理奖获得者及其主要工作 习题答案 主要参考书目 名词索引 人名索引

展开