原子物理与量子力学(上册)
分類: 图书,自然科学,物理学,理论物理学,
作者: 朱栋培,陈宏芳,石名俊 编著
出 版 社: 科学出版社
出版时间: 2008-7-1字数: 398000版次: 1页数: 325印刷时间: 2008/07/01开本: 16开印次: 1纸张: 胶版纸I S B N : 9787030218902包装: 平装编辑推荐
本书包括原子物理(近代物理)与量子力学的内容,现在是放在一个统一的框架下,授课教师可统筹安排,从理论与实际的结合上讲清科学规律的发现、归纳与应用的整个过程,这样的安排可能更加符合科学的历史和实际。本书可作为普通高等院校物理或应用物理专业本科生学习原子物理学的教材,也可供相关专业的师生参考使用。
内容简介
本书根据普通物理与理论物理的内在联系和各自特点,将原子物理和量子力学两部分内容放在一个统一的框架下统筹安排,从理论与实际的结合上讲清科学规律的发现、归纳与应用的整个过程,加强整体性和系统性,避免不必要的重复。
本书分上、下两册,上册内容包括原子和量子,状态和薛定谔方程,力学量和算符,带电粒子在电磁场中的运动,原子核、粒子和宇宙演化。
本书可作为普通高等院校物理或应用物理专业本科生学习原子物理学的教材,也可供相关专业的师生参考使用。
目录
丛书序
前言
第1章原子和量子
1.1原子学说
1.2电子和汤姆孙模型
1.3原子的核式结构
1.4黑体辐射与能量子
1.5光电效应与光量子
1.6原子光谱与玻尔模型
1.7物质的波粒二象性
第2章状态和薛定谔方程
2.1状态和波函数
2.2薛定谔方程
2.3一维无限深方势阱
2.4隧道效应
2.5氢原子
2.6谐振子
第3章力学量和算符
3.1力学量的平均值
3.2算符
3.3均方差和本征态
3.4常用算符
3.5力学量本征态的完备性
3.6态空间和表象
3.7状态的完全确定
3.8不确定关系
3.9粒子数表象中的谐振子
第4章带电粒子在电磁场中的运动
4.1玻姆-阿哈拉诺夫效应
4.2朗道能级
4.3原子磁矩和塞曼效应
4.4电子自旋
4.5角动量理论
4.6角动量的耦合
4.7自旋轨道耦合和能级精细结构
4.8自旋电子的塞曼效应
4.9元素周期表
第5章原子核、粒子和宇宙演化
5.1原子核的基本性质
5.2核力
5.3原子核结构的模型
5.4核衰变
5.5核反应
5.6粒子的基本性质和分类
5.7强子的夸克模型
5.8基本相互作用与守恒律
5.9粒子物理标准模型
5.10宇宙演化
书摘插图
第1章原子和量子
1.1原子学说
世界是物质的,物质是运动的,运动是有规律的,规律是能被人认识和应用的,这是学习自然科学者的基本认识。但是什么是物质,它由什么组成,相互作用如何,等等,这些都不是简单的问题,是人类长期科学研究的内容。
在《费恩曼物理学讲义》的第一卷的第一章第二节,美国物理学家费恩曼(R.Feynman,1918~1988)提出了这样一个问题:
“假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话传给下一代,那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息呢?我相信这句话是关于原子的假设(或者说原子的事实,无论你愿意怎样称呼都行):所有的物体都是由原子构成的——这些原子是一些小小的粒子,它们永远不停地运动着。当彼此略微离开时相互吸引,而过于接近时又互相排斥。只要稍微想一下,你就会发现,在这一句话中包含了大量的有关世界的信息。”
1.1.1思辨的原子论
原子这个概念最早是在公元前5~前4世纪由希腊的自然哲学家们引入的。在希腊语中“原子”是“不可分割”的意思,即物质最小的组成成分,不可能再作进一步的分割。公元前5世纪的古希腊哲学家留基伯(Leucippus)在致力于思考分割物质问题后,得出一个结论:分割过程不能永远继续下去,物质的碎片迟早会达到不可能分得更小的地步。他的学生德谟克里特(Demokritos,公元前460~?)接受了这种物质碎片会小到不可再分的观念,并称这种物质的最小组成单位为“原子”。亚里士多德(Aristoteles,公元前384前322)认为水、火、空气和泥土是构成物质的基本元素,中国古代的哲学家早在周代就提出五行说,即万物都是由金、木、水、火、土五种基本要素构成。这是思辨的原子论阶段。
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