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褚圣麟 编

图书标签:

• 原子物理学
• 量子力学
• 原子结构
• 光谱学
• 原子核物理
• 物理学
• 高等教育
• 理工科
• 科学
• 教材

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040013122

版次：1

商品编码：12241323

包装：平装

丛书名： 物理学基础理论课程经典教材

开本：32开

出版时间：1979-06-01

用纸：胶版纸

页数：419

字数：320000

正文语种：中文

内容简介

　　《原子物理学》内容以说明原子结构为中心，从光谱学、电磁学、X射线等方面的实验事实和总结出的规律，汇总到原子结构的全貌书中有“量子力学初步”一章，介绍阐述有关问题所需要的量子力学基本概念，全书在环绕中心目标述及有关实验事实和规律时，也就便提到目前有些重要应用方面，如激光原理、顺磁共振、X射线的衍射等，《原子物理学》最后两章分别对原子核和基本粒子作了简要的介绍，各章均附有习题，全书采用国际单位制，
　　《原子物理学》可作为高等学校物理专业的试用教材，也可供其他专业的有关教师学生参考

内页插图

目录

前言
绪论
第一章 原子的基本状况
1．1 原子的质量和大小
1．2 原子的核式结构
1．3 同位素
习题

第二章 原子的能级和辐射
2．1 光谱——研究原子结构的重要途径之
2．2 氢原子的光谱和原子光谱的一般情况
2．3 玻尔的氢原子理论和关于原子的普遍规律
2．4 类氢离子的光谱
2．5 夫兰克一赫兹实验与原子能级
2．6 量子化通则
2．7 电子的椭圆轨道与氢原子能量的相对论效应
2．8 史特恩一盖拉赫实验与原子空间取向的量子化
2．9 原子的激发与辐射激光原理
2．10 对应原理和玻尔理论的地位
习题

第三章 量子力学初步
3．1 物质的二象性
3．2 测不准原理
3．3 波函数及其物理意义
3．4 薛定谔波动方程
3．5 量子力学问题的几个简例
3．6 量子力学对氢原子的描述
习题

第四章 碱金属原子和电子自旋
4．1 碱金属原子的光谱
4．2 原子实的极化和轨道的贯穿
4．3 碱金属原子光谱的精细结构
4．4 电子自旋同轨道运动的相互作用
4．5 单电子辐射跃迁的选择定则
4．6 氢原子光谱的精细结构与*蓝姆移动
习题

第五章 多电子原子
5．1 氦及周期系第二族元素的光谱和能级
5．2 具有两个价电子的原子态
5．3 泡利原理与“同科电子
5．4 复杂原子光谱的一般规律
5．5 辐射跃迁的普用选择定则
5．6 原子的激发和辐射跃迁的一个实例——氦氖激光器
习题

第六章 在磁场中的原子
6．1 原子的磁矩
6．2 外磁场对原子的作用
6．3 史特恩一盖拉赫实验的结果
6．4 顺磁共振
6．5 塞曼效应
6．6 抗磁性、顺磁性和铁磁性
习题

第七章 原子的壳层结构
7．1 元素性质的周期性变化
7．2 原子的电子壳层结构
7．3 原子基态的电子组态
习题
……

第八章 X射线
第九章 分子结构和分子光谱
第十章 原子核
第十一章 基本粒子

常用物理常数
参考书籍
外国人名表
索引

前言/序言

　　此书由编者授课的讲义整理而成，前八章以阐述原子结构为中心内容，书中以关于光谱、电磁现象、X射线等方面的实验事实和有关规律为依据，逐步揭示原子结构的情况。第九章简单论述了分子结构，通过这一章的介绍，希望能扩大读者对原子实际存在状况的了解。
　　第三章“量子力学初步”介绍这方面的基本概念，并以简例说明量子力学处理问题的方法。这样，在以后各章的论述中，可以引用这个理论的概念及其对一些具体问题的结论，使讨论更切合微观体系的规律。进一步学习量子力学需要有足够的有关原子和分子的知识。
　　最后两章扼要地介绍了原子核和基本粒子的知识。第十章内容大体是编者以前所编《原子核物理学导论》（高等教育出版社，1965年出版）一书内容的节要，第十一章搜集新近资料对基本粒子作了简略的介绍，为了不使这部分的篇幅过大，这两章没有包括实验方法的说明和数学推导，只用文字图表作介绍。增加这两章的用意是，此书如果用作教材，而“原子物理”课之后不拟另设“原子核物理”（包括一些基本粒子的知识）课程，这两章可以用作简略介绍这方面知识的参考资料，可供学生补充阅读之用。
　　此书用作教材时，可按照课程的要求，对内容加以选择。如果只要求一般理解的“原子物理”内容，而且学时较紧，可以用前九章或前八章的材料；或再斟酌精减去一些，例如第六和第八两章的内容可以选取一部分；第九章也可以不用。

宇宙的织锦：现代物理学的前沿探索 书名：宇宙的织锦：现代物理学的前沿探索 作者：[此处可填入一个虚构的资深物理学家姓名，例如：艾莉森·里德博士] 出版社：[此处可填入一个虚构的知名学术出版社名称，例如：星辰科学出版社] --- 内容简介： 《宇宙的织锦：现代物理学的前沿探索》并非是一部聚焦于原子内部微观结构的教科书，而是一次宏大、跨越尺度、深入我们已知宇宙边界的认知之旅。本书旨在引导读者，从我们所能观测到的最大尺度——宇宙的起源与终结，到最活跃的领域——暗物质、暗能量以及时空结构的本质，全面领略当代物理学最激动人心且尚未解决的核心问题。 本书的叙事风格侧重于物理学思想的演变、实验的突破以及理论框架的精妙构建。它不局限于任何单一的物理分支，而是将粒子物理、宇宙学、广义相对论、弦理论、量子信息科学等多个领域编织成一张统一的知识网，揭示万物运行的深层逻辑。 第一部分：时空的回响——宇宙学的最新发现与挑战 本部分聚焦于宇宙学这一前沿学科的最新进展，探讨我们如何通过观测来重建宇宙的“生命史”。 1. 宇宙的黎明：暴胀理论与早期宇宙的微小扰动 我们将从大爆炸奇点开始，详细阐述暴胀理论如何成功解释了宇宙的均匀性、平坦性以及视界问题。重点讨论普朗克卫星和WMAP等观测任务获取的宇宙微波背景辐射（CMB）数据。CMB不再仅仅是宇宙“婴儿照片”，它蕴含着极早期量子涨落如何被放大为今日星系团结构的全部信息。我们将深入探讨如何从CMB的温度和极化（E模和B模）中提取出关于暴胀模型参数的精确约束，以及未来观测（如轻子极化测量）对检验引力量子效应的潜力。 2. 物质的幽灵：暗物质的本质与搜寻 暗物质占据了宇宙物质总量的绝大部分，但其性质仍是现代物理学最大的谜团之一。本章将系统梳理间接证据（如星系旋转曲线、引力透镜效应、星系团的碰撞动力学）和直接搜寻的策略。我们将详述地下深处的氙探测器（如LUX-ZEPLIN项目）如何力图捕捉弱相互作用重粒子（WIMP）的微弱信号，以及对超轻轴子等新粒子的理论猜想和实验验证工作。本书不会探讨原子核内部的质子中子结构，而是将暗物质视为一种宏观尺度的、尚未被标准模型描述的“新粒子”场。 3. 驱动膨胀的迷雾：暗能量的形态与命运 暗能量，驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，构成了宇宙总能量密度的近七成。本部分将详细剖析宇宙学常数（真空能量）模型与动态场模型（如 क्विंटessence）之间的竞争。我们将利用Ia型超新星观测（SCP项目）的历史性发现，结合大型星系巡天（如SDSS、DESI）对重子声学振荡（BAO）的精确测量，来探讨暗能量的“状态方程”（$w$参数）是否恒定不变。讨论的核心在于，我们是否正走向“大撕裂”，还是宇宙将永远在黑暗中加速漂移。 第二部分：超越相对论的疆界——时空的几何与引力的新视角 本部分将视角转向时空本身的结构，探讨爱因斯坦广义相对论在极端条件下的局限性以及对量子引力的探索。 4. 剧烈事件的回响：引力波天文学的诞生 LIGO和Virgo探测器的成功标志着我们进入了引力波多信使天文学时代。本书将细致描述如何通过探测双中子星并合（GW170817）以及双黑洞并合事件，来检验广义相对论在强引力场下的精确性。我们将深入分析事件的“啁啾信号”如何揭示了合并天体的质量、自旋和辐射功率。未来的LISA空间探测器将如何捕捉超大质量黑洞的并合信号，并帮助我们理解星系演化中的引力反馈机制。 5. 黑洞的边界：视界、信息悖论与量子效应 黑洞，时空几何的终极体现，是理论物理学的天然实验室。本章将探讨霍金辐射的概念，即黑洞并非完全“黑”的。我们将详细阐述著名的“黑洞信息悖论”：信息是否真的被困在奇点或永久丢失？我们将介绍当前主流的尝试性解决方案，例如火墙模型（Firewall）、软毛理论（Soft Hair）以及AdS/CFT对应关系在信息保护中的作用。讨论的重点是，当引力与量子力学发生碰撞时，时空本身的连续性是否会被打破。 6. 几何的微观化：对量子引力的探索 寻找一个能够统一广义相对论和量子力学的“万有理论”是物理学的圣杯。本书将概述两大主要框架——圈量子引力（LQG）和弦理论（String Theory）的基本思想。对于弦理论，我们将重点阐述其如何要求额外的紧致化维度，以及对真空态选择的“景观”（Landscape）问题。对于LQG，我们将探讨时空本身是否是“量子化”的、由离散的“体积元”构成。本书不会深入到计算层面，而是阐述这些框架如何从根本上改变我们对空间和时间的理解。 第三部分：新范式的构建——信息、维度与统一的理论 最后一部分将目光投向更加抽象和前沿的领域，这些领域正在重塑我们对现实本质的认知。 7. 量子世界的纠缠：信息即物理 量子信息科学已经超越了量子计算本身，成为理解基础物理学的一种新语言。本章将聚焦于“量子纠缠”这一非定域性的现象。我们将阐述纠缠熵如何被用来量化时空几何的结构（例如ER=EPR猜想），以及全息原理（Holography）如何暗示我们的三维空间可能只是更高维度理论的“边界投影”。量子信息论为我们提供了一种全新的工具箱，用以研究引力理论和拓扑相变的内在联系。 8. 维度之外：高维空间与额外维度的实验迹象 如果宇宙拥有额外的空间维度，它们在哪里？本书将回顾卡鲁扎-克莱因（Kaluza-Klein）理论的启发，并探讨现代物理学如何利用额外维度来解决能标问题（如Randall-Sundrum模型）。尽管这些维度可能被卷曲到普朗克尺度，但我们仍可通过高能对撞机上寻找“微观黑洞”或通过引力在微小尺度上的偏离来间接探测它们。 9. 物理学的未来：标准模型之外的统一努力 本书将以对现有理论框架的批判性审视为结束。我们将探讨超对称性（Supersymmetry）的实验困境（尚未在大型强子对撞机上发现超伴粒子），以及如何通过更宏大的统一理论（如M理论）来整合所有已知的基本力和物质粒子。最终，本书旨在激发读者对物理学未竟之业的敬畏之心，认识到我们对宇宙的描述仍处于不断修正和完善的动态过程中。 --- 《宇宙的织锦》是一部为那些渴望超越日常经验、理解宇宙深层结构和终极命运的求知者准备的指南。它用清晰的叙事描绘了人类智慧在面对浩瀚未知时所展现出的非凡勇气和创造力。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在是让我大开眼界！我一直对那些微观世界的奇妙现象充满好奇，而《原子物理学》就像一把钥匙，为我打开了通往这个神秘领域的大门。从一开始，作者就用一种极其生动有趣的方式，将原本可能枯燥深奥的理论，变得通俗易懂。我尤其喜欢其中对早期原子模型的介绍，比如汤姆孙的“葡萄干面包”模型，再到卢瑟福的金箔实验，以及最后玻尔模型的提出。作者没有直接抛出结论，而是娓娓道来，让我们跟随历史的脚步，一步步理解科学家们是如何通过精巧的实验和严谨的推理，逐渐揭示原子内部结构的。读到普朗克的量子假说时，我真的感觉像是听到了一个革命性的宣告，那种打破经典物理学束缚的勇气和智慧，令人肃然起敬。这本书的魅力在于，它不仅教授知识，更传递了一种科学探索的精神。我常常在阅读时，仿佛能看到那些伟大的科学家们在实验室里忙碌的身影，感受到他们对真理的执着追求。即使是一些复杂的概念，比如原子光谱的产生，作者也通过形象的比喻和图示，让我能够清晰地把握其内在逻辑。这本书让我对我们赖以生存的物质世界有了全新的认识，原来我们身边的一切，都蕴藏着如此精妙的原子级运作。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《原子物理学》这本书的阅读体验，完全超出了我的预期。我原本以为会是一本充斥着枯燥公式和晦涩术语的教科书，但它却像一位技艺高超的艺术家，用文字描绘出一幅幅关于原子世界的壮丽画卷。作者在开篇就抛出了一个引人入胜的问题：构成万物的基本单元究竟是什么？随后，他循序渐进地带领我们回顾了人类认识原子的漫长而曲折的历史。我特别欣赏书中关于量子力学诞生的描述，那种从经典物理学的“危机”中孕育出革命性思想的过程，充满了戏剧性。比如，关于光子的概念，作者用一种非常诗意的方式来阐释，让我仿佛看到了光粒在空中跳跃。而海森堡的不确定性原理，在书中被解释得既准确又富有哲理，它不仅仅是一个物理学公式，更引发了我对观察者与被观察者之间关系的深刻思考。书中关于原子结构的介绍，从电子云到能级跃迁，都通过精美的插图和恰当的比喻，变得异常清晰。读到这里，我常常会停下来，反复回味，感叹于大自然造物的精妙，以及人类探索精神的伟大。这本书让我对“微观”这个词有了全新的理解，它不再是模糊不清的代名词，而是充满秩序、规律和无限可能性的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，不仅仅在于它提供了多少关于原子物理学的知识点，更在于它如何引导读者去思考和感受。我一直对那些看不见摸不着的东西非常着迷，而《原子物理学》正好满足了我这份好奇心。作者并没有急于灌输概念，而是先从宏观的现象入手，比如物质的构成，以及不同物质为何具有不同的性质。然后，他巧妙地将我们引入到微观世界，一点点地揭示原子内部的奥秘。我非常喜欢书中关于原子核的章节，作者用非常形象的比喻来描述原子核内粒子之间的强大作用力，让我能大致理解为何原子核如此稳定，又为何会发生衰变。而且，书中还提及了核能的利用，虽然没有深入探讨具体的工程技术，但它让我对这项改变世界的科技有了更感性的认识。此外，作者还穿插了一些关于原子物理学发展过程中的有趣故事和人物轶事，这使得阅读过程更加生动有趣，也让我看到了科学研究背后的人文关怀。这本书让我明白，即使是最基本的物质，其背后也隐藏着极其复杂的规律和深刻的哲学意义。它激发了我对科学的敬畏之心，也让我对未来科技的发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

《原子物理学》这本书，对我来说，不仅仅是一本关于科学的书，更像是一次心灵的洗礼。我一直认为，真正的科学，不仅仅是冷冰冰的公式和定理，它更应该能够触及我们内心深处对世界的好奇与敬畏。《原子物理学》恰恰做到了这一点。作者在讲解原子结构时，并没有停留在简单的模型层面，而是深入探讨了电子的波动性和粒子性，以及量子叠加和纠缠等奇特现象。这些概念，对于初学者来说，确实充满了挑战，但作者用他独特的叙事方式，将这些抽象的概念，用一个个生动的故事和引人深思的类比，展现在读者面前。我印象最深刻的是关于薛定谔的猫的那个思想实验，它让我第一次真正体会到量子世界那种“既存在又不存在”的奇妙逻辑，这种逻辑与我们日常的经验截然不同，却又在微观层面真实地发生着。读到这里，我常常会陷入沉思，感叹于宇宙的深邃和我们认知的局限。这本书让我明白，科学的边界在不断拓展，我们对世界的理解也应该保持开放和谦逊的态度。它让我对“现实”的定义产生了动摇，也让我对未来的科学发展充满了无限的遐想。

评分☆☆☆☆☆

我之前对原子物理这个领域一直有点望而却步，总觉得那是非常高深的专业知识，离我这样的普通读者太远。但《原子物理学》这本书完全颠覆了我的看法！它就像一位耐心而博学的向导，用一种非常平易近人的方式，带我一点点地探索原子的世界。我尤其喜欢书中关于原子光谱的章节，作者用很多生活中的例子来类比，比如不同颜色颜料混合会产生新的颜色，而原子在受到激发后发出的“光”也就像是它独特的“指纹”。我这才明白，原来我们看到的各种物质呈现出不同的颜色，都有其内在的原子物理学原因。还有关于原子核的稳定性，以及放射性的产生，书中都用通俗的语言解释了，让我不再觉得它们是遥不可及的神秘现象。作者在讲解过程中，也很注重历史的演进，从早期对原子组成的猜想，到后来实验证据的不断涌现，整个过程就像一部精彩的侦探故事，充满了智慧的火花和意想不到的转折。我惊喜地发现，原来很多我们今天习以为常的技术，比如X射线成像，都建立在如此深厚的原子物理学基础之上。读完这本书，我对周围的世界充满了好奇，开始更深入地思考物质的本质，以及科学是如何一步步揭开这些奥秘的。