目錄
第三版叢書序
第二版叢書序
第一版叢書序
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章 原子和量子 1
1.1 原子學(xué)說 1
1.1.1 思辨的原子論 1
1.1-2 化學(xué)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(fā)現(xiàn) 4
1.2.2 湯姆孫模型 6
1.3 原子的核式結(jié)構(gòu) 8
1.3.1 放射性的發(fā)現(xiàn) 8
1.3.2 a射線 8
1.3.3 a粒子散射實(shí)驗(yàn) 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(shí)驗(yàn) 16
1.4 黑體輻射與能量子 17
1.4.1 黑體輻射實(shí)驗(yàn) 17
1.4.2 基本結(jié)果 18
1.4.3 經(jīng)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(yīng)與光量子 24
1.5.1 光電效應(yīng) 24
1.5.2 愛因斯坦關(guān)于光電效應(yīng)的圖像 26
1.5.3 光電效應(yīng)方程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 27
1.5.4 愛因斯坦關(guān)系 28
1.5.5 康普頓效應(yīng) 29
1.5.6 光的波粒二象性 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(shí)驗(yàn) 47
1.6.4 玻爾理論的局限 51
1.7 物質(zhì)波 52
1.7.1 德布羅意假設(shè) 52
1.7.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 54
1.7.3 物質(zhì)的波粒二象性 58
第2章 狀態(tài)和薛定諤方程 59
2.1 狀態(tài)和波函數(shù) 59
2.1.1 微觀系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 59
2.1.2 歸一化 60
2.1.3 態(tài)疊加原理 62
2.1.4 動(dòng)量空間波函數(shù) 64
2.2 量子態(tài)隨時(shí)間的演化 65
2.2.1 薛定愕方程 65
2.2.2 定態(tài) 68
2.2.3 概率守恒定律 69
2.3 一維無限深方勢(shì)阱 70
2.3.1 方勢(shì)阱 70
2.3.2 分區(qū)解 71
2.3.3 連接條件 72
2.3.4 能級(jí)和波函數(shù) 73
2.3.5 物理意義 73
2.4 一維勢(shì)壘 75
2.4.1 —維散射 75
2.4.2 散射邊界條件 76
2.4.3 反射系數(shù)與透射系數(shù) 77
2.4.4 隧道效應(yīng) 78
2.5 粒子在中心對(duì)稱勢(shì)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 79
2.5.1 有心力場(chǎng) 79
2.5.2 球諧函數(shù) 80
2.5.3 徑向波函數(shù) 84
2.5.4 庫(kù)侖勢(shì) 87
2.5.5 氫原子 91
2.5.6 電子石 94
2.6 諧振子 96
2.6.1 簡(jiǎn)諧振子 96
2.6.2 能級(jí)和波函數(shù) 98
2.6.3 半諧振子 99
第3章 力學(xué)量和算符 100
3.1 力學(xué)量的平均值 100
3.1.1 坐標(biāo)平均值 101
3.1.2 動(dòng)量平均值 102
3.1.3 動(dòng)量在位置空間的表示 103
3.2 算符 104
3.2.1 算符運(yùn)算 104
3.2.2 對(duì)易關(guān)系和反對(duì)易關(guān)系 105
3.2.3 線性算符 107
3.2.4 本征值和本征函數(shù) 107
3.2.5 本征譜與簡(jiǎn)并度 107
3.2.6 厄米算符 108
3.2.7 厄米算符的重要性質(zhì) 110
3.2.8 力學(xué)量用線性厄米算符代表 112
3.3 均方差和本征態(tài) 113
3.3.1 均方差 113
3.3.2 本征態(tài) 114
3.3.3 代表力學(xué)量的算符的線性 115
3.4 常用算符 116
3.4.1 坐標(biāo)算符 116
3.4.2 動(dòng)量算符 117
3.4.3 海森伯代數(shù) 119
3.4.4 動(dòng)量算符的物理意義 120
3.4.5 角動(dòng)量算符 120
3.4.6 —般力學(xué)量 124
3.4.7 能量算符 125
3.4.8 宇稱算符 126
3.5 力學(xué)量本征態(tài)的完備性 127
3.5.1 疊加態(tài)的分布 127
3.5.2 本征態(tài)的完備性 129
3.5.3 連續(xù)譜情形 130
3.5.4 一般譜 131
3.5.5 完備性關(guān)系 132
3.5.6 量子力學(xué)第三假定 132
3.6 態(tài)空間和表象 133
3.6.1 態(tài)空間 133
3.6.2 力學(xué)量的表示 134
3.6.3 矩陣表示 135
3.6.4 狄拉克記號(hào) 137
3.6.5 酉變換 139
3.6.6 物理性質(zhì)的表示無關(guān)性 142
3.7 狀態(tài)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(tài)條件 144
3.7.3 完全力學(xué)量組 146
3.7.4 定態(tài)系統(tǒng)的形式解 147
3.7.5 守恒量 148
3.8 不確定關(guān)系 150
3.8.1 實(shí)驗(yàn)分析 150
3.8.2 兩種分布 152
3.8.3 理論證明 154
3.8.4 應(yīng)用 155
3.9 薛定諤圖像、海森伯圖像和相互作用圖像 156
3.9.1 薛定諤圖像 158
3.9.2 海森伯圖像 159
3.9.3 相互作用圖像 162
3.10 粒子數(shù)表象中的諧振子 165
3.10.1 吸收算符和發(fā)射算符 165
3.10.2 粒子數(shù)算符的本征態(tài) 167
3.10.3 各算符的矩陣形式 168
3.10.4 諧振子譜 170
3.10.5 狀態(tài)波函數(shù) in
3.11 受迫諧振子 172
3.11.1 相互作用圖像中的吸收算符和發(fā)射算符 173
3.11.2 時(shí)間演化算符* 174
第4章 帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 178
4.1 電磁場(chǎng)中帶電粒子的薛定譚方程 178
4.1.1 哈密頓量 178
4.1.2 運(yùn)動(dòng)方程 179
4.1.3 概率守恒 179
4.1.4 阿哈羅諾夫-玻姆效應(yīng) 180
4.2 朗道能級(jí) 183
4.2.1 不對(duì)稱規(guī)范 183
4.2.2 對(duì)稱規(guī)范 185
4.3 原子磁矩和塞曼效應(yīng) 186
4.3.1 原子磁矩 186
4.3.2 塞曼效應(yīng) 188
4.3.3 理論解釋 189
4.4 電子自旋 190
4.4.1 施特恩-格拉赫實(shí)驗(yàn) 190
4.4.2 鈉原子光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu) 193
4.4.3 電子自旋假設(shè) 194
4.4.4 自旋波函數(shù) 195
4.4.5 自旋算符 196
4.4.6 自旋在任意方向投影的波函數(shù) 199
4.4.7 泡利方程 200
4.4.8 自旋磁矩在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng) 201
4.5 角動(dòng)量理論 202
4.5.1 角動(dòng)量算符的本征值和矩陣表示 203
4.5.2 自旋角動(dòng)量算符 207
4.6 角動(dòng)量的耦合 208
4.6.1 兩個(gè)角動(dòng)量的耦合 208
4.6.2 矢量耦合系數(shù) 213
4.6.3 自旋態(tài)的耦合 215
4.7 自旋軌道親合和能級(jí)精細(xì)結(jié)構(gòu) 216
4.7.1 托馬斯耦合 216
4.7.2 CSCO 216
4.7.3 角向本征函數(shù)——球旋量 217
4.7.4 一般解 218
4.7.5 能級(jí)修正 219
4.7.6 相對(duì)論動(dòng)能修正 220
4.7.7 波函數(shù)零點(diǎn)值修正 222
4.7.8 光譜項(xiàng)符號(hào) 223
4.8 原子磁矩與外磁場(chǎng)的相互作用 224
4.8.1 原子總磁矩 224
4.8.2 總磁矩在總角動(dòng)量方向的投影 225
4.8.3 自旋電子的塞曼效應(yīng) 225
4.8.4 反常塞曼效應(yīng) 228
4.8.5 帕邢-巴克效應(yīng) 229
4.9 元素周期表 230
4.9.1 泡利不相容原理 230
4.9.2 原子的殼層結(jié)構(gòu) 233
4.9.3 自旋軌道耦合 234
第5章 原子核、粒子和宇宙演化 239
5.1 原子核的基本性質(zhì) 239
5.1.1 原子核的組成 240
5.1.2 原子核的大小 242
5.1.3 核物質(zhì)密度 244
5.1.4 原子核的自旋和核磁矩 244
5.1.5 電四極矩 246
5.1.6 原子核的宇稱 246
5.2 核力 247
5.2.1 原子核的結(jié)合能 247
5.2.2 核子間的相互作用 249
5.3 原子核結(jié)構(gòu)的模型 252
5.3.1 原子核的穩(wěn)定性 252
5.3.2 原子核的結(jié)構(gòu) 253
5.3.3 液滴模型 254
5.3.4 殼模型 255
5.3.5 集體模型 259
5.4 核衰變 260
5.4.1 核衰變及放射性 260
5.4.2 原子核衰變的一般規(guī)律 260
5.4.3 放射系 262
5.4.4 a衰變 263
5.4.5 *衰變 266
5.4.6 *衰變 271
5.4.7 放射性的應(yīng)用 272
5.4.8 穆斯堡爾效應(yīng)及其應(yīng)用 274
5.5 核反應(yīng) 277
5.5.1 原子核的碰撞 277
5.5.2 原子核的裂變 282
5.5.3 原子核的聚變 285
5.6 粒子的基本性質(zhì)和分類 287
5.6.1 粒子的基本性質(zhì) 288
5.6.2 粒子的分類 291
5.6.3 反粒子 298
5.7 強(qiáng)子的夸克模型 300
5.7.1 夸克的基本性質(zhì) 302
5.7.2 重子和介子的夸克組成 306
5.8 基本相互作用與守恒律 309
5.8.1 電磁相互作用 309
5.8.2 弱相互作用 310
5.8.3 電弱統(tǒng)一 312
5.8.4 強(qiáng)相互作用 315
5.8.5 守恒定律與對(duì)稱性 317
5.9 粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型 325
5.9.1 粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型簡(jiǎn)述 325
5.9.2 其他物理理論模型 327
5.10 宇宙演化 329
5.10.1 宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型 329
5.10.2 三大驗(yàn)證 331
5.10.3 恒星的演化 334
5.10.4 太陽(yáng)的一生 337
5.10.5 問題和挑戰(zhàn) 337
習(xí)題與答案 340