原子物理与量子力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐敬友 编

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• 原子物理
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• 物理学
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• 光谱学
• 量子理论
• 现代物理
• 大学教材
• 物理专业

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301184981

版次：1

商品编码：10409660

包装：平装

丛书名： 21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材

开本：16开

出版时间：2011-01-01

用纸：胶版纸

页数：235

字数：491000

正文语种：中文

内容简介

为了适应高等院校工科相关专业对原子物理与量子力学知识的需求，并考虑到工科专业学时数的限制，在认真探索了原子物理与量子力学知识和内容上的密切关系后，编者在多年工科教学实践的基础上组织编写了本书。本书共分11章，描述了近代物理中的主要实验事实，从经典物理理论中的矛盾分析人手，逐步引入量子力学的概念并阐述量子力学理论，注重哲学思想、逻辑方法和应用能力的培养。编写时，充分考虑了工科教学的特点和要求，力求结构层次分明，内容讲解清晰，知识体系完整，并在各章节中安排了一些典型的例题和习题。
本书可作为材料科学与工程专业、核工程与核技术专业、应用物理专业等各相关工科专业的本科生教材，也可作为物理专业或其他相关专业的教学参考用书。

目录

第1章 绪论
1.1 19世纪末经典物理的回顾
1.1.1 经典力学理论
1.1.2 热力学与统计物理理论
1.1.3 光学与电磁学理论
1.2 经典物理面临的主要困难
1.2.1 黑体辐射
1.2.2 固体比热
1.2.3 氢原子的线状光谱
1.2.4 原子的核式结构模型
小结
习题
第2章 玻尔的旧量子论
2.1 玻尔的氢原子理论
2.1.1 氢原子中的电子运动
2.1.2 经典理论的困难
2.1.3 玻尔的氢原子理论概述
2.1.4 对应原理
2.2 玻尔理论的光谱实验验证
2.2.1 氢原子光谱
2.2.2 类氢离子光谱
2.2.3 肯定氘的存在
2.3 夫兰克一赫兹实验与原子能级量子化的进一步证明
2.3.1 实验原理与装置
2.3.2 实验结果的解释
2.4 玻尔模型的推广
2.4.1 电子椭圆轨道的量子化
2.4.2 相对论效应修正
2.4.3 碱金属原子的光谱
2.4.4 原子实极化和轨道贯穿
小结
习题
第3章 薛定谔方程的建立
3.1 波粒二象性
3.1.1 光的波粒二象性
3.1.2 物质的波粒二象性
3.2 波函数与态的叠加原理
3.2.1 波函数及其统计解释
3.2.2 态的叠加原理
3.3 薛定谔方程的建立及其性质
3.3.1 自由粒子薛定谔方程的建立
3.3.2 推广的薛定谔方程及其性质
3.3.3 能量本征方程和本征态
3.4 一维定态薛定谔方程
3.4.1 一维无限深势阱
3.4.2 势垒的贯穿——量子隧道效应
3.4.3 一维谐振子
小结
习题
第4章 力学量用厄米算符表达
4.1 算符及其运算规则
4.2 量子力学中的力学量用厄米算符表达
4.2.1 量子力学中的力学量与厄米算符的关系
4.2.2 厄米算符的本征值与本征函数
4.2.3 简并态问题
4.3 不确定度关系
……
第5章 力学量随时间的深化与对称性
第6章 中心力场
第7章 电磁场中粒子的运动
第8章 矩阵力学简介
第9章 常用的近似方法
第10章 电子自旋
第11章 多电子原子
附录
参考文献

前言/序言

现代材料科学：从微观结构到宏观性能 一、 绪论：材料科学的基石与挑战 本著作旨在为读者构建一个全面且深入的现代材料科学知识体系。材料是人类文明进步的物质载体，从远古的石器时代到如今的航天工程，材料的革新始终是推动社会发展的核心动力。本书将材料科学置于一个跨学科的背景下进行探讨，强调其与化学、物理学、工程学及应用科学的紧密联系。 我们将从最基本的材料分类入手，涵盖金属、陶瓷、高分子、复合材料以及新兴的功能性材料。每一类材料的介绍都将追溯其历史发展脉络，并着重分析其在现代工业中的关键应用场景，例如航空航天、生物医学植入、能源存储与转换等。 本书的核心挑战在于，如何清晰地阐述材料的微观结构如何决定其宏观性能。我们将深入探讨晶体学、缺陷工程、以及相变动力学在材料性能塑造中的决定性作用。此外，针对当前全球面临的能源危机和环境挑战，材料的可持续性、循环利用以及新型绿色材料的开发将作为贯穿全书的重要主题。 二、 晶体结构与缺陷工程：材料的“骨架”与“瑕疵” 材料的宏观性能，如强度、韧性、导电性或耐腐蚀性，其根源在于其内部原子排列的规律性——晶体结构。 在第二章中，我们将详细解析晶体学基础。这包括布拉维点阵、晶体结构（如体心立方、面心立方、密堆积结构）的几何描述。我们将运用群论和倒易点阵的概念，解析材料在不同外部应力（如压力、温度梯度）下的衍射行为，这对于X射线衍射（XRD）等结构表征技术至关重要。 紧接着，重点将转向晶体缺陷。理想的晶体结构在现实中并不存在，微小的结构偏差——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）——才是控制材料性能的关键。我们将详细阐述位错理论，分析刃型位错和螺型位错的运动机制，以及它们如何解释金属的塑性变形、加工硬化和蠕变现象。对这些缺陷的精确控制和调控，即“缺陷工程”，是设计具有特定机械性能材料的核心手段。 三、 热力学与动力学：材料的演变规律 材料并非静止的，它们在特定的温度和压力下会发生结构和相位的转变。理解这些转变需要扎实的材料热力学基础。 我们将系统介绍吉布斯自由能、相图绘制（如二元合金相图）及其在材料处理中的应用。例如，如何利用相图指导合金的铸造过程，避免形成有害的脆性相。我们还会探讨扩散理论，分析原子在固态中的迁移机制（如柯肯达尔效应），这直接决定了合金化、渗碳、烧结等热处理过程的速率和最终结果。 动力学部分则关注转变的速率和机制。我们将研究成核与长大理论，理解为什么某些材料在快速冷却时会形成细小晶粒，而在缓慢冷却时会形成粗大结构。从非平衡态热力学角度，探讨快速凝固技术和非晶态材料的形成过程。 四、 机械性能的深入解析：从弹性到断裂 金属和陶瓷的结构完整性依赖于其力学响应。本章将超越教科书上的简单应力-应变曲线，深入探究微观机制。 弹性与粘弹性： 详细讨论胡克定律的适用范围，分析各向异性材料的弹性模量张量。对于高分子材料和生物材料，我们将引入粘弹性模型（如开尔文模型、麦克斯韦模型），阐释时间对材料力学响应的影响。 塑性与加工： 深入研究位错的交滑移、钉扎效应以及孪晶的形成对材料强度的贡献。探讨加工硬化（冷作）的微观机理，以及通过热处理（如再结晶、晶粒长大）来恢复和优化材料性能的工程实践。 断裂力学： 重点分析材料失效的最后阶段。我们将介绍格里菲斯（Griffith）的裂纹扩展理论，随后深入探讨韧性断裂中的能量释放率（G）和应力强度因子（K）。对疲劳断裂的Paris定律进行详尽讨论，分析高周疲劳和低周疲劳的差异及其在结构设计中的应用。 五、 功能材料导论：电、磁、光与热的调控 现代工程的突破往往依赖于功能材料的创新。本章聚焦于材料的非结构性功能。 电子传输材料： 从能带理论出发，区分导体、半导体和绝缘体。在半导体部分，我们将详细分析掺杂的物理化学过程（N型与P型），并介绍PN结的特性及其在电子器件中的基础应用。对于超导材料，讨论BCS理论与高温超导的现象学描述。 磁性材料： 解释铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的微观起源（交换作用与自旋耦合）。介绍硬磁材料（用于永磁体）和软磁材料（用于变压器磁芯）的设计原则，如磁畴的壁运动与钉扎。 光学与压电材料： 探讨光与物质的相互作用，包括吸收、散射和透射。介绍激光材料中的增益介质特性。同时，详细解析压电效应和铁电体的偶极子翻转机制，及其在传感器和执行器中的应用。 六、 表面科学与界面工程 材料的性能往往在表面和界面处被显著改变，这在催化、腐蚀和生物相容性中至关重要。 我们将介绍吸附理论（Langmuir、BET模型），分析分子如何在固体表面进行物理吸附和化学吸附。针对腐蚀问题，我们将从电化学角度剖析氧化还原反应，解释钝化层的形成及其保护机制。 在薄膜技术方面，我们将涵盖物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等核心制备技术，并分析薄膜的应力、晶格失配如何影响其性能和附着力。界面工程强调通过控制界面性质来优化异质结的性能。 七、 实验表征技术：洞察微观世界的工具箱 没有精确的表征手段，材料科学的研究将无从谈起。本章将全面介绍当前最先进的实验技术。 结构分析： 聚焦于X射线衍射（XRD）在晶相鉴定、晶粒尺寸测定中的应用；透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）在观察微观形貌、位错和晶界方面的细节展示。同步辐射光源的应用将作为前沿补充。 成分与化学态分析： 介绍能量色散X射线谱（EDS）和波长色散X射线谱（WDS）对元素定性定量的能力。深入探讨X射线光电子能谱（XPS）在确定元素化学价态和表面污染方面的关键作用。 性能测试： 讨论动态力学分析（DMA）、原子力显微镜（AFM）下的纳米压痕技术，以及时间飞行谱（TOF-SIMS）在深度剖析材料表面组成方面的优势。 八、 总结与展望 材料科学正处于一个快速发展的阶段，计算材料学（基于密度泛函理论的模拟）的兴起正在加速新材料的发现周期。未来的研究热点将集中在极端环境材料、自修复材料以及具有生物电子学接口的智能材料。本书的终极目标是培养读者运用跨学科知识，解决复杂工程问题的能力，为下一代材料的研发奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

读完《原子物理与量子力学》的某个章节，我感觉自己好像经历了一场思维的洗礼。作者的讲解方式非常有层次，不像一些枯燥的教科书，上来就抛出一堆公式和定义，而是循序渐进，从历史的脉络出发，介绍量子力学是如何一步步发展起来的。我尤其喜欢他对于那些早期物理学家的故事的描述，比如普朗克提出能量量子假说的偶然与伟大，爱因斯坦对光电效应的解释如何挑战了经典物理的基石，以及玻尔模型如何试图将行星轨道与量子观念结合。这些故事让我看到了科学研究的艰辛与智慧，也让我对书中的理论有了更直观的理解。比如，当我读到关于波粒二象性的部分时，作者并没有直接给我一个抽象的结论，而是通过一个又一个精心设计的思想实验，比如双缝实验，让我仿佛亲身经历了这个实验的每一个环节，从而体会到电子既可以像粒子一样运动，又可以表现出波的干涉衍射特性的不可思议。这种“身临其境”的学习体验，让我对量子世界的奇特性有了更深刻的感悟，也更加佩服那些伟大的科学家们。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，《原子物理与量子力学》这本书给我带来的不仅仅是知识，更是一种全新的视角来看待世界。在学习了原子结构和量子力学之后，我开始重新审视身边的一切。我们所触摸的桌子、呼吸的空气，甚至我们自己的身体，都由无数的原子构成，而这些原子的行为，却遵循着一套我们日常难以想象的量子规律。这种宏观与微观的巨大反差，让我感到无比震撼。这本书让我意识到，我们所感知的“现实”可能只是冰山一角，在更深的层次上，隐藏着更加奇妙和深刻的物理原理。我开始思考，量子力学所揭示的这些奇特现象，是否会影响到我们对自由意志、意识，甚至宇宙的起源和未来的理解？这本书的价值，已经超越了单纯的物理知识，它激发了我更广泛的哲学思考，让我对生命的本质、宇宙的规律有了更深层次的探究欲望。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图和图表给我留下了深刻的印象。我一直认为，物理学，尤其是微观物理学，是相当抽象的，很难通过文字完全清晰地表达。但是，《原子物理与量子力学》在这方面做得非常出色。书中那些精美的原子模型图，清晰地展示了电子轨道、能级结构，甚至是一些量子现象的示意图，都帮助我更直观地理解了那些复杂的概念。比如，在讲解原子光谱时，书中用了大量的图来展示不同元素的吸收和发射光谱，以及能级跃迁时伴随的光子发射和吸收过程。这些图不仅仅是装饰，更是理解理论的关键。我特别欣赏的是，作者没有回避数学工具，而是将必要的数学公式与直观的图示结合起来，让我在看到公式时，也能立刻在脑海中形成对应的图像。这极大地降低了我学习的门槛，也让我能够更深入地理解其中的物理意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书，当我第一次在书店的架子上看到它时，就被它那深邃的名字所吸引——《原子物理与量子力学》。那种沉甸甸的、充满未知与探索气息的书名，立刻勾起了我内心深处对宇宙奥秘的好奇。我一直对那些肉眼无法触及、但却构成了我们所处世界最基本单元的微观粒子充满遐想。究竟是什么样的力量在驱动着原子内部的电子？它们是如何围绕着原子核运动的？而量子力学，这个在科幻电影和科普读物中屡次出现的神秘学科，又是如何解释这些在我们日常认知之外的现象的？这本书仿佛一把钥匙，承诺将带领我走进这个充满奇妙规律的微观世界。我期待着它能以一种既严谨又易懂的方式，为我揭示原子结构、能级跃迁、波粒二象性等基本概念，甚至可能深入到更复杂的量子现象，如叠加态、量子纠缠，以及它们可能带来的颠覆性技术。购买它，不仅仅是为了知识的获取，更是为了满足我对科学探索的那份执着与热情，希望它能点燃我思考的火花，让我对这个世界有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《原子物理与量子力学》这本书的某些部分，让我陷入了深深的思考，甚至有些“烧脑”。在理解量子世界的概率性本质时，我确实花了不少时间。比如，书中关于波函数坍缩的讨论，以及“测量”在量子力学中扮演的独特角色，都与我们日常的直观经验大相径庭。我习惯于认为一个物体在任何时刻都有确定的位置和速度，而量子力学却告诉我们，在被测量之前，粒子可能处于一种叠加态，多种可能性同时存在。这种“不确定性原理”确实颠覆了我对现实的认知。我一直在试图理解，为什么一个粒子在被观测的那一瞬间，会“选择”一个特定的状态？这种选择是随机的吗？还是背后有更深层次的机制在起作用？作者虽然提供了很多数学框架和解释，但要完全内化这些概念，确实需要反复咀嚼和冥想。我感觉自己就像一个初生的婴儿，面对着一个全新的、完全不同的世界观，需要一点一点地去适应和理解。这种挑战，虽然令人困惑，但也正是这本书的魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

随便看看，朋友推荐的。

评分☆☆☆☆☆

原子物理与量子力学深入浅出

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写的非常好

评分☆☆☆☆☆

这次在京东商城购买了北京大学出版社出版的原子物理与量子力学一书，顾名思义，本书是从微观角度和新的力学观点来介绍近代新的量子力学。相对论和量子理论的两个新的伟大思想，对于近代物理学的发展起着至关重要的巨大作用。因此，要想更进一层深入的认识近代物理学的发展，本书是可以做参考的。

评分☆☆☆☆☆

原子物理与量子力学深入浅出

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

随便看看，朋友推荐的。

评分☆☆☆☆☆

这部原子物理与量子力学一书，除了开篇的绪论之外，另外通过10个章节对近代的原子理论和量子力学做了相关的介绍。后面的10章分别是：波尔的旧量子论；薛定谔方程的建立；力学量用厄米算符表示；力学随时间的演化与对称性；中心立场；电磁场中粒子的运动；矩阵力学简介；常用的近似方法；电子自旋；多电子原子。量子力学的发展是很快的，从产生到发展到今天的模样，已经取得了很大的发展进步。另外，原子理论随着近代科研水平的发展，也取得了很大的进步。

评分☆☆☆☆☆

原子物理与量子力学深入浅出