原子及原子核物理

第1篇 原子物理

第1章 原子的核式结构及氢原子的玻尔理论

1.1 原子的基本状况

1.1.1 原子的质量

1.1.2 原子的大小

1.2 原子的核式结构

1.2.1 α粒子的散射实验

1.2.2 原子的核式结构模型

1.3 卢瑟福散射公式

1.3.1 库仑散射公式

1.3.2 卢瑟福散射公式

1.3.3 原子核半径的估算

1.4 氢原子玻尔理论的历史背景

1.4.1 卢瑟福原子核式结构模型的困难

1.4.2 黑体辐射

1.4.3 光电效应

1.4.4 氢原子光谱的规律

1.5 氢原子的玻尔理论

1.5.1 氢原子的玻尔理论

1.5.2 光谱项

1.5.3 原子能级的实验验证--弗兰克一赫兹实验

1.6 类氢系统的光谱

附录：数值计算法

习题

第2章 量子力学初步

2.1 波粒二象性德布罗意物质波

2.1.1 德布罗意假设

2.1.2 德布罗意波的实验验证

2.1.3 德布罗意波的统计解释

2.2 不确定关系

2.3 波函数薛定谔方程

2.3.1 波函数概率密度

2.3.2 薛定谔方程

2.3.3 力学量的算符和平均值

2.3.4 薛定谔方程应用举例

2.4 量子力学对氢原子的处理

2.4.1 氢原子的薛定谔方程

2.4.2 能量和角动量

2.4.3 电子被发现的概率的分布

2.4.4 三个量子数的物理意义

习题

第3章 碱金属原子和电子自旋

3.1 碱金属原子的光谱和能级

3.1.1 碱金属

3.1.2 碱金属原子的光谱和能级

3.2 原子实的极化和轨道贯穿

3.2.1 原子实

3.2.2 原子实的极化

3.2.3 轨道的贯穿

3.3 原子的精细结构

3.3.1 碱金属原子光谱的精细结构

3.3.2 原子中电子轨道运动的磁矩

3.4 电子自旋

3.4.1 电子自旋的假设

3.4.2 电子自旋磁矩

3.4.3 自旋--轨道相互作用，原子精细结构的定量考虑

3.5 单电子辐射跃迁的选择定则

3.6 氢原子光谱的精细结构

3.6.1 氢原子能级的精细结构

3.6.2 氢光谱精细结构的观测

习题

第4章 多电子原子

4.1 氦及周期表第二族元素的光谱和能级

4.1.1 氦的光谱和能级

4.1.2 镁的光谱和能级

4.2 具有两个价电子的原子的原子态

4.2.1 电子组态

4.2.2 一种电子组态构成不同的原子态

4.3 泡利不相容原理

4.3.1 泡利不相容原理

4.3.2 等效电子形成的原子态

4.4 复杂原子光谱的一般规律

4.4.1 光谱和能级的位移律

4.4.2 多重性的交换律

4.5 辐射跃迁的选择定则

4.5.1 电子组态变化的规则

4.5.2 原子辐射跃迁的选择定则

习题

第5章 原子的壳层结构

5.1 元素性质的周期性

5.2 原子的电子壳层结构

5.2.1 决定原子壳层结构的两条准则

5.2.2 原子中电子的壳层结构

5.2.3 电子组态的能量--壳层的次序

5.2.4 原子基态的电子组态及元素周期表

5.2.5 原子基态光谱项的确定

习题

第6章 磁场中的原子

6.1 原子的磁矩

6.1.1 单电子原子的总磁矩

6.1.2 两个或两个以上电子的原子磁矩

6.2 磁场对原子的作用

6.2.1 拉莫进动（旋进）

6.2.2 原子受磁场作用附加的能量

6.3 几个证明磁场中能级分裂的典型实验

6.3.1 施特恩一格拉赫实验的再分析

6.3.2 顺磁共振

6.3.3 塞曼效应

习题

第7章 X射线

7.1 X射线的产生及波长和强度的测量

7.1.1 X射线的产生

7.1.2 X射线波长和强度的测量

7.1.3 X射线在晶体中衍射的应用

7.2 X射线发射谱及特征

7.2.1 X射线的发射谱

7.2.2 连续谱--轫致辐射

7.2.3 标识辐射的特征

7.3 原子内壳层电子电离的能级--X射线标识谱产生机制

7.3.1 产生标识辐射的先决条件

7.3.2 X射线标识谱产生机制和标识谱的标记方法

7.3.3 俄歇电子

7.4 X射线的吸收

7.4.1 光子与物质的相互作用

7.4.2 X射线的吸收

7.4.3 吸收限

7.4.4 X射线吸收过程的应用

习题

第8章 分子结构和光谱

8.1 原子间的键联与分子的形成

8.1.1 离子键

8.1.2 共价键

8.2 分子的能级与光谱

8.2.1 分子内部运动的三种形式

8.2.2 双原子分子的转动能级和光谱

8.2.3 双原子分子的振动能级和光谱

8.2.4 双原子分子的振转能级和振转光谱

8.2.5 双原子分子的电子态

8.3 拉曼散射和光谱

8.3.1 拉曼散射及主要的实验结果

8.3.2 拉曼散射的理论解释

习题

……

第2篇 原子核物理

第9章 原子核的基本性质和结构

第10章 原子核放射性衰变

第11章 α衰变

第12章 β衰变

第13章 γ衰变

第14章 射线与物质的相互作用

第15章 原子核反应

第16章 原子核的裂变和原子能的利用

第17章 原子核的聚变和原子能的利用展望

第18章 粒子物理简介

附录

习题参考答案

原子物理、原子核物理两大部分。原子物理部分将从光谱学、电磁学、X射线等方面的实验事实总结出的规律汇总到原子结构的全貌。原子核物理部分，主要包括低能核结构模型、原子核的放射性、α衰变、β衰变、γ衰变核反应及核能和放射性的应用。