普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：高等原子分子物理學（第3版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐剋尊 著

圖書標籤:

• 原子物理學
• 分子物理學
• 量子力學
• 高等教育
• 物理學
• 大學教材
• 科學技術大學
• 精品教材
• 十一五規劃教材
• 物理

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312030727

版次：3

商品編碼：11086797

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-08-01

用紙：膠版紙

頁數：513

字數：650000

正文語種：中文

內容簡介

　　 《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：高等原子分子物理學（第3版）》是在大學“原子物理”和“量子力學”基礎上為原子分子物理有關專業的研究生開設的“高等原子分子物理學”課程的教材。主要內容包括原子分子物理學的主要研究內容、原子的激發態結構、分子的能級結構、譜綫寬度和綫形、激光和同步輻射光譜學、電子能譜學和電子動量譜學以及其他一些重要研究手段等。《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：高等原子分子物理學（第3版）》適閤作為高等院校物理係原子分子物理專業和化學係物理化學專業研究生教材，亦可作為相關專業研究生和教學科研人員的參考書。

內頁插圖

目錄

總序
第3版前言
第2版前言
前言
第1章 原子分子物理學的主要研究內容
1.1 原子分子物理學的發展概況
1.2 激發態結構
1.3 精密測量
1.4 團簇和低維納米材料
1.5 奇異原子結構
1.6 碰撞
1.7 強場效應
1.8 原子分子測控

第2章 原子的激發態結構
2.1 氫原子能級的精細結構和波函數
2.2 電子組態和各種相互耦閤作用
2.3 躍遷問題和原子分子數據
2.4 堿金屬ⅠA族和ⅠB、ⅢA族原子
2.5 ⅧA族和ⅡA、ⅡB族原子
2.6 ⅣA-ⅦA族原子
2.7 過渡元素原子、物質磁性和X激光

第3章 分子的能級結構
3.1 玻恩一奧本海默近似和分子勢能函數
3.2 雙原子分子的轉動和振動結構與光譜
3.3 分子的軌道和價鍵理論方法
3.4 雙原子分子電子態的能級結構
3.5 電子躍遷譜帶中的轉動和振動結構
3.6 雙原子分子波函數的對稱性和電子躍遷選擇定則
3.7 分子的對稱性和點群錶示
3.8 多原子分子的轉動和振動結構與光譜
3.9 多原子分子的電子態結構

第4章 能級和譜綫寬度及譜綫綫形
4.1 自然寬度和洛倫茲綫形
4.2 多普勒增寬和高斯綫形及沃伊特綫形
4.3 碰撞增寬
4.4 飽和增寬
4.5 其他增寬和綫形

第5章 激光和同步輻射光譜學
5.1 光子的吸收和散射
5.2 激光光譜學中常用的激光器
5.3 常用的激光光譜學方法
5.4 高分辨激光光譜學方法和技術
5.5 同步輻射技術
……
第6章 電子能譜學和電子動量譜學
第7章 其他一些重要研究手段
附錄
名詞索引

前言/序言

原子、分子與光學物理前沿探索 本書聚焦於當代原子、分子和光學物理領域最具活力和挑戰性的前沿課題，旨在為高年級本科生、研究生以及該領域的科研人員提供一套係統、深入且與時俱進的知識框架。 本書不側重於介紹原子分子物理學的經典基礎，而是將筆墨集中於本世紀以來，隨著實驗技術飛速發展而取得突破性進展的研究方嚮。 本書結構分為五大部分，層層遞進，從基礎理論的深化到尖端實驗技術的應用，再到跨學科的交叉研究。 --- 第一部分：量子光學與超冷物質的精密控製 本部分著重於光與物質相互作用在極端條件下的新穎現象。 1. 腔量子電動力學（Cavity QED）的最新進展： 詳細探討瞭超高反射率布拉格反射鏡（DBR）和超導電路中人工原子（如Transmon量子比特）在微腔中的耦閤機理。重點分析瞭Jaynes-Cummings模型在強耦閤和超強耦閤區域的修正，以及基於腔場的非綫性光學效應，例如光誘導相變和腔場下的單光子非綫性操作。討論瞭腔QED在模擬復雜多體物理係統中的潛力，例如模擬自鏇鏈和拓撲序。 2. 超冷原子物理的實驗範式轉換： 內容涵蓋瞭費米氣體和玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）的最新研究熱點。深入剖析瞭費米超流體中p波配對和配對強度的調控，以及在近閾值Feshbach共振附近對有效相互作用的精確標定。特彆關注瞭拓撲超導體的模擬，利用軌道運動和自鏇軌道耦閤（SOC）在光晶格中構造人工磁場，實現對拓撲相的探測，如Majorana零能模的間接證據。 3. 精密測量與原子鍾的下一代技術： 超越傳統的基於原子躍遷頻率的鍾原理，本書探討瞭基於光晶格和布裏淵散射的精密測量。重點介紹瞭基於非綫性相互作用的係統誤差抑製技術，如鍾態的量子投影噪聲限製。深入分析瞭基於量子存儲環（Atomic Memories）的時間-頻率傳遞鏈路，以及原子乾涉儀在高精度重力場和加速度測量中的應用，特彆是對於尋找弱相互作用的第五種力的潛在信號。 --- 第二部分：強場物理與阿秒科學 本部分深入探討瞭原子和分子在超強激光場作用下的非微擾動力學過程，這是理解電子行為的直接窗口。 1. 高次諧波産生（HHG）的動態控製： 係統梳理瞭HHG從閾值到飽和再到平颱的整個産生過程的物理機製。重點分析瞭空間-時間光場整形（如軌道角動量光束和飛秒脈衝）對諧波能譜和空間分布的影響。討論瞭如何利用電場整形技術（EFT）實現對諧波相位的精確控製，從而生成窄帶、高相乾性的軟X射綫。 2. 電子動力學成像技術： 詳細介紹瞭利用“再散射”（Recollision）理論來解析分子解離和電離過程。重點闡述瞭實時電子動力學（Real-Time Electron Dynamics）的實驗方案，特彆是基於阿秒脈衝對分子軌道演化的直接觀測。討論瞭電子撞擊（Electron Impact）和隧穿電離（Tunneling Ionization）的精確描述，以及多重電離過程中的電子關聯效應。 3. 強場作用下的分子碎裂（Fragmentation）： 分析瞭超短脈衝誘導的分子內電子轉移和核運動的耦閤。探討瞭“隧道電離-核運動”耦閤模型，並將其應用於復雜分子（如水分子簇）的結構解析。關注瞭“分子內能級泵浦”的概念，即利用不同波長激光場協同作用，驅動分子到達特定的高激發態或負離子態。 --- 第三部分：量子信息與模擬 本部分關注如何利用原子分子係統作為量子信息的基本單元和模擬平颱。 1. 基於中性原子的量子模擬器： 詳細介紹瞭基於裏德堡（Rydberg）相互作用的量子模擬技術。重點分析瞭裏德堡鏈和裏德堡氣泡的構建，以及如何利用範德華力或偶極-偶極相互作用來模擬伊辛模型（Ising Model）和海森堡模型（Heisenberg Model）的基態和動力學。討論瞭利用Floquet工程技術在裏德堡係統中模擬時間晶體（Time Crystals）的實驗實現。 2. 量子計算的架構與相乾性維持： 探討瞭基於中性原子陣列（Optical Lattices）的量子計算路綫圖。詳細分析瞭光鑷（Optical Tweezer）陣列如何實現可重構的量子比特布局和高保真度的單比特和雙比特門操作（如裏德堡阻塞門）。著重討論瞭實現長程糾纏的策略，例如基於飛行光子作為媒介的量子總綫。 3. 量子存儲與糾錯碼： 聚焦於光子與原子係綜的接口技術。深入分析瞭基於受激拉曼過程的量子存儲器（Quantum Memory），特彆是如何通過優化原子能級結構和利用“光場衰減補償”技術來延長存儲時間並提高讀齣效率。討論瞭初步的量子糾錯碼（如錶麵碼）在原子陣列中的編碼和解碼實驗驗證。 --- 第四部分：復雜原子與分子光譜學 本部分關注傳統光譜技術在新興復雜係統中的應用與擴展。 1. 分子振轉能級的精確錶徵： 涵蓋瞭高分辨紅外和太赫茲光譜技術在復雜分子，特彆是環境相關分子（如大氣汙染物、生物活性分子）中的應用。重點介紹如何使用綫形預測編碼（LPC）和基於傅裏葉變換的分析方法從復雜光譜中提取精確的能級參數。 2. 錶麵等離激元增強光譜： 探討瞭將分子置於金屬納米結構錶麵時，由於近場增強效應引起的拉曼和熒光信號的巨大提升。分析瞭錶麵等離激元（SPP）與分子電子態的耦閤機製，以及如何利用這一效應實現單分子檢測和錶麵吸附物振動態的非破壞性測量。 3. 稀有原子和超重元素的物理特性： 介紹瞭利用激光冷卻和囚禁技術研究壽命極短的重元素原子或離子（如錒係元素）的基態結構和躍遷頻率。討論瞭這些測量如何為檢驗量子電動力學在強場區域的預測提供獨特平颱，以及對元素周期律的修正性認識。 --- 第五部分：非平衡態動力學與復雜係統 本部分將視角擴展到非平衡態下原子分子係統的集體行為。 1. 量子玻爾茲曼方程與輸運理論： 在非平衡係統中，精確描述粒子輸運是關鍵挑戰。本書介紹瞭如何將量子退火和濛特卡洛方法與玻爾茲曼方程相結閤，以模擬光晶格中原子的擴散和熱化過程。著重分析瞭麻痹（Localization）現象如何影響係統的有效輸運係數。 2. 拓撲絕緣體與模擬費米子係統： 利用光晶格中的自鏇軌道耦閤模型，深入探討瞭如何模擬二維和三維拓撲絕緣體。重點分析瞭實驗中如何觀測到狄拉剋錐的形成和保護的邊界態，以及利用邊界態的保護特性實現低損耗的量子態傳輸。 3. 激發態的隨機遊走與局部化： 探討瞭多體局域化（Many-Body Localization, MBL）現象在原子分子係統中的實驗驗證。通過精確控製激光場的隨機性或引入非對角無序，分析係統如何避免熱化，並維持其初始的量子相乾性。討論瞭MBL在信息存儲和量子計算中的潛在影響。 本書的敘述風格注重從前沿實驗齣發，係統性地梳理其背後的理論基礎和數學工具，力求將最新的科研成果轉化為結構清晰的教學內容。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對天體物理和宇宙學有著濃厚興趣的讀者，我一直試圖尋找能夠連接微觀物理世界與宏觀宇宙現象的橋梁。原子分子物理無疑是其中的關鍵一環，因為恒星、星雲、行星大氣乃至星際介質中的物質，其物理性質很大程度上是由原子和分子的行為決定的。我希望這本書能在“高等”這個層麵，為我揭示一些更深層次的原理。例如，在解釋恒星的光譜時，如何精確計算原子和分子的吸收和發射譜綫，並從中推斷齣恒星的溫度、密度、化學成分甚至磁場強度？書中是否會介紹一些用於模擬復雜星際介質中原子分子動力學演化的數值方法？還有，對於早期宇宙中的化學演化，特彆是第一代分子的形成和解離過程，這對於理解宇宙的早期演化至關重要，書中在這方麵會有怎樣的闡述？我也非常好奇，書中是否會討論一些與暗物質、暗能量相關的原子分子物理效應，雖然可能性較小，但任何微小的綫索都可能帶來突破。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《高等原子分子物理學（第3版）》真是太巧瞭，我最近正好在琢磨光與物質相互作用的幾個難題，尤其是對於強激光場下的原子電離過程，一直覺得現有的理論框架有些地方不夠直觀，或者說在某些極限情況下解釋力稍顯不足。這本書的齣版，恰好滿足瞭我對更深入、更係統理解這一領域的需求。我特彆期待書中能夠對阿秒物理和超快動力學有更詳細的論述，這可是當前原子分子物理研究最前沿的陣地，很多新奇的現象層齣不窮，比如阿秒脈衝的産生機製、以及如何利用它們來“拍照”原子分子的瞬時結構和電子運動。另外，對於多體問題的精確求解，這本書會提供怎樣的思路和方法？這往往是原子分子物理研究的“硬骨頭”，是否能夠在這個版本中找到更有效、更通用的解決方案，是我非常關心的一點。還有，書中在描述原子分子光譜方麵，是否有新的進展，比如對高精度光譜測量技術與理論計算的結閤，以及如何從光譜信息中提取更多關於原子分子內部結構和動力學的信息？我希望這本書能給我帶來一些啓發，甚至是一些“aha moment”。

評分☆☆☆☆☆

我對理論物理中的一些基礎性問題情有獨鍾，尤其是那些關於量子力學本質的探討。原子分子係統作為最直接的量子力學實驗載體，總是能夠激發齣最深刻的理論思考。這本書的“高等”二字，讓我期待它能超越基礎的量子力學原理，深入到量子糾纏、量子相乾性、量子測量等前沿的理論概念在原子分子係統中的具體體現。比如，如何利用原子分子係統來實現量子信息處理，例如構建量子比特、進行量子門操作？書中是否會討論一些利用多原子分子係統來檢驗量子力學完備性的實驗設計？我更關心的是，書中是否會涉及一些非定域性、貝爾不等式檢驗等與量子力學基礎相關的最新進展，以及如何在實際的原子分子實驗中實現這些檢驗。另外，對於量子退相乾的機製，以及如何剋服退相乾來實現穩定的量子相乾態，這對於量子技術的發展至關重要，我希望這本書能提供一些深刻的見解。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對原子核物理和粒子物理的邊界區域都充滿好奇，尤其是那些與原子分子物理有著韆絲萬縷聯係的領域。比如，重離子碰撞中産生的極端物質狀態，它在一定程度上可以看作是電子“退耦”後的一種宏觀錶現，但其背後的微觀機製，原子尺度上的行為，仍然有很多值得探究的地方。這本書的名稱中雖然沒有直接提及核物理，但我推測，在討論例如原子電離、激發以及分子解離等過程中，可能會涉及到一些與相對論效應、量子電動力學（QED）效應相關的討論，而這些效應在重原子和強場條件下尤為顯著。如果書中能夠對這些“邊緣”地帶有所覆蓋，哪怕是簡要的介紹，也會讓我感到驚喜。我特彆關注書中是否會介紹一些能夠統一描述不同尺度現象的理論框架，比如如何將量子場論的思想融入原子分子物理的研究中。另外，對於核力如何影響原子核周圍電子的行為，以及核衰變過程中電子的同步發射等現象，如果能有相關的討論，那將是對我現有知識體係的一次極大的拓展。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，物理學的美妙之處在於其普適性，而原子分子物理正是連接微觀粒子與我們日常所見的宏觀世界的紐帶。這本書的“精品教材”定位，以及“中國科學技術大學”的背景，都讓我對其內容的嚴謹性和深度充滿信心。我期待書中能夠詳細闡述，在一些復雜的原子分子相互作用中，如何巧妙地運用近似方法和數值模擬技術來獲得有意義的結果。例如，當原子核與電子之間的庫侖相互作用，或者不同電子之間的相互作用變得異常復雜時，有哪些有效的計算手段？我特彆關注書中是否會介紹一些用於處理多電子原子和多原子分子的先進計算方法，比如密度泛函理論（DFT）的進一步發展，或者一些高精度量子化學計算方法。另外，對於原子分子在不同環境下的性質變化，比如在高壓、強磁場或等離子體中的行為，書中是否會提供相應的理論模型和分析工具？我希望通過這本書，能夠更好地理解和預測各種環境下原子分子的行為，從而為材料科學、化學反應動力學等領域的研究提供理論支持。

評分☆☆☆☆☆

研究生用書，挺實用，內容不錯

評分☆☆☆☆☆

經典好書，學習必備

評分☆☆☆☆☆

值得擁有，快遞質量也不錯

評分☆☆☆☆☆

本書第1版作為“中國科學院研究生教學叢書”在2000年齣版，第2版作為“普通高等教育‘十一五’國傢級規劃教材”和“現代物理基礎叢書”在2006年齣版，它們都由科學齣版社齣版。由於原子分子物理與凝聚態物理、等離子體物理以及化學、生物學的交叉，學科研究不斷有新的進展，本書又涉及許多最新研究方嚮，因而需要跟隨學科的進展而與時俱進，增加和修改書中相關的科學內容和數據。此外，作者在每年的教學中都會發現一些講述不清、不妥和錯誤的地方。基於這兩方麵的原因，就有瞭本書這第3版的推齣。盡管本書在第2版和第1版第2次印刷中已做瞭兩次大的修訂，但在這最新的第3版中我們還是做瞭較大的修訂，修改的部分和增加的內容實際上比前兩次改動的還要多。修訂過程中作者希望不迴避問題，緻力於寫清楚所涉及的物理思想、概念和必需的計算，盡量包括一些最新進展，希望讀者能夠滿意。本書可與作者所著大學本科教材《近代物理學》一書前後呼應，相互配閤。

評分☆☆☆☆☆

這書不錯，快遞小哥也非常給力。

評分☆☆☆☆☆

感覺內容還可以再充實一點，加一點量子化學的東西

評分☆☆☆☆☆

經典好書，學習必備

評分☆☆☆☆☆

比較好看的書。學習瞭。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，很好！對研究生和科研人員很有用