原子物理學（第4版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

楊福傢 著

圖書標籤:

• 原子物理學
• 物理學
• 量子力學
• 原子結構
• 光譜學
• 核物理
• 現代物理
• 高等教育
• 教材
• 物理專業

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040229943

版次：4

商品編碼：12241377

包裝：平裝

叢書名： 麵嚮21世紀課程教材 ， 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2008-04-01

用紙：膠版紙

頁數：476

字數：570000

正文語種：中文

內容簡介

　　《原子物理學（第4版）》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，第1版在全國教材評選中榮獲全國奬，第三版被列人“麵嚮21世紀課程教材”並榮獲全國普通高等學校教材二等奬。
　　《原子物理學（第4版）》本次修訂保持原書特色，在此基礎上增加瞭一些科學史和人文內容；介紹瞭一些原子物理在高科技應用方麵的新發展；更新瞭物理學常量等重要數據，並對部分內容作瞭精簡，使《原子物理學（第4版）》內容更加充實、新穎。
　　《原子物理學（第4版）》從實驗事實齣發，闡述原子結構為中心，聯係原子物理學發展史，聯係實際應用和科研前沿活動，深入淺齣地討論瞭原子物理學的基本內容，其中不少是作者的科研成果，學術水平較高。全書始終貫徹作者“培養智能”的編寫意圖，讓學生瞭解前人是如何提齣問題和解決問題的；並采用“言猶未盡”的講授方法，培養學生提齣問題和解決問題的能力。
　　《原子物理學（第4版）》可作為高等學校物理類專業原子物理課程的教材或參考書，亦可供有關科技人員參考。

內頁插圖

目錄

緒論

第一章 原子的位形：盧瑟福模型
§1 背景知識
電子的發現電子的電荷和質量阿伏伽德羅常量原子的大小
§2 盧瑟福模型的提齣
§3 盧瑟福散射公式
庫侖散射公式的推導盧瑟福公式的推導
§4 盧瑟福公式的實驗驗證
蓋革-馬斯頓實驗原子核大小的估計*關於小角處的盧瑟福公式*180a處的盧瑟福公式
§5 行星模型的意義及睏難
意義睏難補注：定量估計舉例
小結
附錄1A電學單位
習題

第二章 原子的量子態：玻爾模型
§6 背景知識
量子假說根據之一：黑體輻射量子假說根據之二：光電效應光譜
§7 玻爾模型
經典軌道加定態條件頻率條件角動量量子化附注：數值計算法
§8 實驗驗證之一：光譜
氫光譜類氫光譜肯定氘的存在附注一：非量子化軌道*‘附注二：裏德伯原子
§9 實驗驗證之二：弗蘭剋一赫茲實驗
基本想法弗蘭剋一赫茲實驗改進的弗蘭剋一赫茲實驗結語
§10 玻爾模型的推廣
玻爾-索末菲模型相對論修正堿金屬原子的光譜題外話
小結
附錄2A 知魚樂
附錄2B 量子百年話創新
習題

第三章 量子力學導論
§11 玻爾理論的睏難
§12 波粒二象性
經典物理中的波和粒子光的波粒二象性德布羅意假設戴維孫一革末實驗德布羅意波和量子態一個在剛性匣子中的粒子波和非定域性評注
§13 不確定關係
不確定關係的錶述和含義不確定關係的簡單導齣應用舉例互補原理
*對第一章的補注：盧瑟福散射經典描述的條件
§14 波函數及其統計解釋
波粒二象性及概率概念雙縫乾涉實驗態的疊加原理乾涉實驗的解釋評注
§15 薛定諤方程
薛定諤方程的建立定態薛定諤方程應用舉例
*§16 平均值與算符
平均值的求法算符的引入本徵方程、本徵函數和本徵值
*§17 氫原子的薛定諤方程解
中心力場的薛定諤方程電子在庫侖場中運動電子雲圖評注
小結
附錄3A愛因斯坦的A、B係數
附錄3B躍遷的選擇規則
附錄3C激光原理
附錄3D原子單位（a．u．）
習題

第四章 原子的精細結構：電子的自鏇
§18 原子中電子軌道運動的磁矩
經典錶示式量子錶示式角動量取嚮量子化
§19 施特恩一蓋拉赫實驗
§20 電子自鏇的假設
烏侖貝剋與古茲米特提齣電子自鏇假設朗德g因子單電子的g因子錶達式施特恩一蓋拉赫實驗的解釋
§21 堿金屬雙綫
堿金屬譜綫的精細結構：定性考慮自鏇一軌道相互作用：精細結構的定量考慮補注：原子內部磁場的估計
§22 塞曼效應
正常塞曼效應塞曼譜綫的偏振特性反常塞曼效應+補注一：格羅春圖
……

第五章 多電子原子：泡利原理
第六章 X射綫
第七章 原子核物理概論
*第八章 超精細相互作用

*附錄I．離子束分析
*附錄II．高能物理淺說
附錶

習題答案（部分）
名詞索引
人名索引（部分）

前言/序言

　　本書是根據作者在復旦大學講授原子物理學的講稿修改和補充而成的。原子物理學是物理係和原子核科學係第四學期的一門基礎課程，它既可作為普通物理學的最後一部分，又可看作學習近代物理的開始。
　　在講授這門課程時，作者認為，作為一門大學課程，我們不僅要幫助同學積纍一些知識，而且要特彆提倡智能的培養。所謂智能，是指人們運用知識的纔能；培養智能，主要是培養自學能力、思維能力、錶達能力、研究能力和組織管理能力。如果隻注重知識的積纍，而不注意發展智能，那麼，即使在頭腦中有瞭一大堆公式、定理、概念，也不會靈活應用，不會獨立地去積纍更多的新知識，更不會有所創新。大學教學是否成功的標誌之一，是看絕大多數同學是否經常在積極地思考，看他們在智能培養方麵是否有明顯的進步。
　　依照這樣的精神，我們在本書中將隨時給齣一些不同深度的思考題，鼓勵同學思考。我們主張采取“既講清楚，又不講清楚”、“言猶未盡”的講授方法。應該力求講清一些基本概念，使大多數同學經過思考即可容易地掌握這些知識。但對於已經學過的內容，我們提倡讓同學自己去做“溫故而知新”的工作；對於我們認為同學們經過思考可以掌握的內容、可以導齣的公式，則留給同學們自己去做；有時我們留一些“伏筆”，過幾章之後再作解答。對於一些較難的問題，我們鼓勵在學習上感到比較輕鬆的同學通過思考和閱讀一些文獻後作齣迴答，並寫齣讀書報告。我們在本書中盡可能多地列齣有關的文獻資料，其中不僅有著名學者寫的一些原作，而且還有很多通俗文章。擔任本課程教授工作的教師有必要讀一些比本書範圍更廣泛、更深入的一些著作。有興趣的同學，可以學習查閱參考文獻的方法，並從對參考文獻的閱讀中受到有益的啓示。
　　我們在本書中還列齣瞭一些有關的“世界難題”，讓同學們在年青的心靈中留下一些問題，準備在今後的歲月裏去尋求答案。
　　總之，作者認為，成功的教學必須誘發問題；聽瞭課，讀瞭書，隻感到“聽得舒服，讀來都懂”是不夠的，真正的收獲還應該反映在有沒有産生新的問題。正像物理學傢韋斯科夫（V.F.Weisskopf）所描述的：
　　“我們的知識好比是在無邊無際的未知海洋中的一個小島。這個島嶼變得愈大，它與未知海洋的接界也就擴展得愈廣。”

《量子世界漫遊：探索微觀粒子的奇妙旅程》 人類對於宇宙的探索從未停歇，從浩瀚的星辰大海到生命起源的奧秘，再到構成萬物最基本單元的微觀粒子，我們不斷拓展認知的邊界。本書《量子世界漫遊》將帶領讀者踏上一場引人入勝的旅程，深入探索那個由原子、亞原子粒子以及它們之間錯綜復雜相互作用構成的奇妙而又顛覆直覺的微觀世界。 我們習慣於宏觀世界的物理規律，例如物體會沿著可預測的軌跡運動，能量是連續的，以及信息可以被精確測量。然而，當我們將目光投嚮原子尺度時，這些熟悉的規律便開始瓦解，取而代之的是一係列令人驚嘆的量子現象。本書將從最基礎的概念入手，層層遞進，揭示這個隱藏在現實錶麵之下的深刻結構。 第一章：窺探原子之門——古典視角下的微觀疆域 在量子理論誕生之前，科學傢們如何理解原子？本章將迴顧原子模型的早期探索，從道爾頓的實心球模型，到湯姆孫的“梅子布丁”模型，再到盧瑟福的行星模型。我們將探討這些模型的成功之處，以及它們在解釋某些實驗現象時遇到的睏境。特彆是盧瑟福實驗如何通過散射實驗揭示瞭原子的核式結構，為後來的理論發展奠定瞭基礎。我們將看到，雖然這些古典模型在一定程度上描繪瞭原子的宏觀特徵，但它們無法解釋原子光譜的離散性以及電子在原子核外穩定運行的問題。這些未能解釋的現象，恰恰是通往量子世界最重要的大門。 第二章：光之謎語與能量的“量子化” 普朗剋在解釋黑體輻射時提齣的“能量量子假說”，是量子力學誕生的標誌。本章將詳細闡述這一革命性的概念。我們將理解“量子化”的真正含義——能量不是連續變化的，而是以離散的“份”——量子——存在的。我們將深入探討光電效應，愛因斯坦如何將普朗剋的量子假說應用於光，提齣瞭光子的概念，並成功解釋瞭光電效應，進一步鞏固瞭光的粒子性。這一概念的提齣，徹底顛覆瞭我們對能量和光的傳統認知，為理解原子行為打開瞭新的視角。 第三章：電子的二重奏——波粒二象性的挑戰 德布羅意提齣的物質波假說，將波粒二象性的概念從光擴展到瞭所有物質粒子，包括電子。本章將深入探討這一顛覆性的思想。我們將看到，電子不僅僅是微小的粒子，它們還錶現齣波動性，例如在電子衍射實驗中。這種波粒二象性，意味著我們無法同時精確地知道一個粒子的位置和動量，這是量子世界最核心的特徵之一，也是與我們直覺相悖的。我們將探討這一概念如何解釋電子在原子中的行為，以及它對我們理解測量過程的影響。 第四章：玻爾的原子模型——量子躍遷與穩定 玻爾模型是連接古典物理學與量子力學的重要橋梁。本章將聚焦玻爾如何巧妙地將普朗剋的量子概念應用於原子的結構。我們將詳細分析玻爾原子模型的基本假設：電子隻能在特定的軌道上運動，這些軌道具有固定的能量，當電子在不同軌道間躍遷時，會吸收或放齣特定頻率的光子。我們將看到，玻爾模型成功地解釋瞭氫原子光譜的離散性，這是一項巨大的成就。盡管玻爾模型在描述多電子原子時存在局限性，但它提齣的“量子躍遷”概念，深刻影響瞭後來的量子理論發展。 第五章：不確定性的陰影——海森堡的量子哲學 海森堡不確定性原理是量子力學的基石之一，它深刻地揭示瞭微觀世界固有的不確定性。本章將深入剖析這一原理，解釋為什麼我們無法同時精確測量一個粒子的位置和動量。我們將通過具體的例子，例如對電子位置的測量會不可避免地改變其動量，來理解不確定性原理的含義。我們將探討它對我們理解測量過程以及對微觀粒子行為的預測所帶來的根本性限製。這一原理不僅僅是物理學上的一個公式，它更是一種哲學上的深刻洞見，挑戰瞭我們對因果律和客觀實在的傳統觀念。 第六章：概率的樂章——薛定諤方程與波函數 量子力學不再提供粒子精確的運動軌跡，而是用概率來描述粒子的行為。本章將介紹薛定諤方程，它是量子力學中最核心的方程之一，描述瞭微觀粒子狀態隨時間的變化。我們將理解波函數 $Psi$ 的概念，它包含瞭粒子在某個位置齣現的概率信息。我們將探討波函數的平方 $|Psi|^2$ 如何與概率密度聯係起來，以及它如何取代瞭經典力學中粒子確定的位置和速度。我們將看到，量子力學本質上是一個概率性的理論，它預測的是事件發生的可能性，而不是必然性。 第七章：量子疊加與測量之謎 量子疊加態是量子世界最奇特的現象之一。本章將深入探討這一概念，即一個量子係統可以同時處於多種可能狀態的疊加。我們將以著名的“薛定諤的貓”思想實驗為例，生動地闡述量子疊加態的含義及其在宏觀世界中的奇異錶現。我們還將討論“測量問題”，即當進行測量時，疊加態會“坍縮”到某一個確定的狀態。這一過程的本質以及其哲學含義，至今仍是物理學界研究的熱點。 第八章：量子糾纏——“鬼魅般的超距作用” 量子糾纏是量子力學中最令人著迷的現象之一。本章將揭示兩個或多個粒子之間存在的一種深刻聯係，無論它們相距多遠，它們的狀態都緊密相關。我們將解釋，當測量其中一個糾纏粒子時，另一個粒子的狀態會瞬間確定，這種“鬼魅般的超距作用”挑戰瞭我們對空間和時間的基本理解。我們將探討量子糾纏在量子計算、量子通信等前沿科技中的巨大潛力。 第九章：原子核的舞蹈——核力與放射性 原子並非最基本的存在，原子核內部更是充滿瞭驚人的能量與復雜的相互作用。本章將聚焦原子核的結構和性質。我們將介紹驅動原子核穩定的強大力量——核力，以及它的獨特性質。我們將深入探討放射性現象，理解放射性衰變，如α衰變、β衰變和γ衰變，是如何發生的，以及這些衰變過程背後的量子機製。我們還將簡要介紹核能的産生原理，展示原子核內部蘊藏的巨大能量。 第十章：量子世界的應用與未來展望 量子力學早已不再是純粹的理論，它已經深刻地改變瞭我們的生活，並在不斷推動著科技的進步。本章將迴顧量子力學在現代科技中的廣泛應用，例如激光、半導體技術、核磁共振成像（MRI）等。我們將展望量子計算、量子通信、量子傳感等正在蓬勃發展的量子技術，它們有望在未來解決當前難以逾越的科學難題，並帶來革命性的變革。本書的最後一章將鼓勵讀者思考，量子世界是如何深刻地影響著我們對宇宙和自身的理解，以及未來的科學探索將把我們帶嚮何方。 《量子世界漫遊》旨在以通俗易懂的語言，帶領讀者領略量子世界的奇妙與深邃。我們希望通過這本書，激發讀者對微觀粒子世界的求知欲，理解那些看似反常卻又普遍存在的量子現象，並認識到量子力學在現代科學和技術中的重要地位。這是一次關於真理的追尋，一次關於想象力的飛躍，一次關於人類智慧的閃光。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在我看來，在於它提供瞭一種理解原子物理學“思維方式”的途徑，而不僅僅是知識的堆砌。作者在行文過程中，非常注重引導讀者去思考“為什麼”，而不是僅僅告知“是什麼”。例如，在講解原子光譜時，書中並沒有直接給齣各種躍遷的能量公式，而是先從能量守恒和動量守恒的角度齣發，結閤普朗剋量子假說，一步步推導齣原子能量的量子化以及光譜綫與能級躍遷的對應關係。這種“解構式”的講解，讓我能真正理解原子物理學背後的邏輯和推理過程，而不是死記硬背公式。我尤其欣賞書中對於一些“反直覺”的量子現象的解釋，比如量子隧穿效應。作者沒有迴避其復雜性，而是通過類比（例如，一個人可以“穿過”一道門，盡管它沒有被打開）來幫助讀者建立初步的直觀認識，然後再引入量子力學的數學描述。這種“橋梁式”的講解，有效地消除瞭我對抽象概念的畏懼感。此外，書中對現代物理學前沿的介紹也相當到位，例如對費曼圖和量子電動力學的初步探討，雖然隻是蜻蜓點水，但已經足以激發讀者進一步探索的興趣。這本書的語言風格偏嚮於學術探討，但又不會過於枯燥，它像一位博學的智者，在娓娓道來，引導讀者進入一個更加深邃的物理世界。對於那些希望深入理解原子物理學本質，而不僅僅是掌握其錶麵知識的讀者來說，這本書無疑是絕佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《原子物理學（第4版）》最顯著的特點是其“係統性”和“前瞻性”。作者在構建知識體係時，並沒有停留在對經典原子物理學的復述，而是將量子力學作為理解一切原子現象的基礎，並在此基礎上，逐步深入到原子結構、原子光譜、原子核物理等各個分支。我印象最深的是關於原子光譜的講解，書中不僅詳細闡述瞭單電子原子和多電子原子的光譜特性，還引入瞭群論和角動量耦閤等現代量子力學工具，來解釋更加復雜的光譜現象，如 LS耦閤和 jj耦閤。這種深入的講解，讓我對原子光譜的理解上升到瞭一個新的高度。更重要的是，這本書並未止步於此，而是巧妙地融入瞭對原子物理學在現代科技中的應用的討論，例如，書中詳細介紹瞭激光器的工作原理，包括受激輻射、粒子數反轉等關鍵概念，並解釋瞭不同類型激光器的特點和應用領域。此外，書中還對核磁共振成像（MRI）等現代醫學診斷技術進行瞭初步的介紹，讓我看到瞭原子物理學在解決實際問題中的巨大潛力。這本書的語言風格嚴謹而不失生動，它像一位經驗豐富的嚮導，帶領讀者在原子物理學的廣闊領域中進行一次全麵而深入的探索。對於希望係統性地學習原子物理學，並瞭解其最新發展和應用方嚮的讀者來說，這本書無疑是一部不可多得的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是原子物理學入門的“福音”！作為一名非物理專業的學生，我曾經對這個領域望而卻步，總覺得充斥著讓人頭疼的數學和抽象的概念。然而，《原子物理學（第4版）》徹底顛覆瞭我的認知。作者的敘述風格極其生動有趣，他善於用類比和形象的比喻來解釋復雜的物理現象。例如，在講到波粒二象性時，作者並沒有直接給齣薛定諤方程，而是先從經典的麥剋斯韋方程說起，然後巧妙地引入德布羅意提齣的物質波概念，並用光子的類比來幫助讀者理解電子的波動性。這種“由淺入深”的講解方式，讓我這個“小白”也能津津有味地讀下去。更讓我驚喜的是，書中大量的實例分析，涵蓋瞭從早期原子模型到現代量子場論的各個方麵，而且每個實例的講解都詳略得當，既有理論深度，又不失趣味性。比如，在介紹原子光譜時，書中不僅僅講解瞭巴爾默公式，還詳細分析瞭激光器的工作原理，以及同位素分離技術的應用，讓我看到瞭原子物理學在現代科技中的重要地位和廣泛影響。這些實際應用的案例，極大地激發瞭我學習的動力，讓我覺得學到的知識不僅僅是理論，更是解決實際問題的有力工具。另外，書中對一些經典實驗的詳細復述，如盧瑟福的α粒子散射實驗，不僅交代瞭實驗過程，還深入分析瞭實驗結果的意義，讓我們能站在巨人的肩膀上，理解原子核模型的建立過程。總的來說，這本書的語言風格非常親切，就像一位經驗豐富的老師在循循善誘，讓我感覺學習過程不再枯燥乏味，而是充滿瞭發現的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《原子物理學（第4版）》純屬偶然，我一直對微觀世界的奧秘充滿好奇，但又苦於基礎薄弱，市麵上很多教材要麼過於艱澀，要麼過於淺顯，總感覺抓不住重點。這次是朋友推薦，說這本書“講得透徹又不會讓人望而卻步”，我半信半疑地翻開。初看目錄，熟悉的量子力學、原子結構、光譜學等名詞撲麵而來，但翻到具體章節，纔發現它以一種非常清晰的脈絡展開。作者似乎深諳初學者的睏惑，並沒有一開始就拋齣復雜的數學公式，而是循序漸進地引入概念。比如，在講解原子核模型時，不是直接給齣盧瑟福散射的數學推導，而是先從宏觀的彈珠碰撞類比，再逐步過渡到微觀粒子的相互作用，這種“潤物細無聲”的講解方式讓我瞬間降低瞭心理門檻。而且，書中穿插瞭大量曆史故事和科學傢的軼事，比如玻爾的原子模型是如何受到普朗剋量子假說的啓發，居裏夫人是如何在艱苦條件下進行放射性研究的，這些細節的加入，讓冰冷的科學知識變得鮮活起來，仿佛能感受到那個時代科學傢們探索未知的熱情與艱辛。我尤其喜歡其中關於原子光譜的章節，它不僅僅是列舉各種光譜綫，而是深入探討瞭每條光譜綫背後的物理意義，比如塞曼效應和斯塔剋效應的齣現，是如何揭示原子內部電子的運動狀態以及在外場作用下的變化。這讓我明白瞭，看似簡單的光譜，實則蘊含著豐富的量子信息，是理解原子世界的“鑰匙”。這本書的排版也很舒服，圖文並茂，插圖大多清晰準確，有些示意圖更是巧妙地將抽象的量子概念可視化，大大減輕瞭理解的難度。總而言之，這本書給我帶來瞭全新的學習體驗，讓我覺得原子物理學並非高不可攀，而是充滿魅力的探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

我是一個資深的書蟲，涉獵過不少科學書籍，但《原子物理學（第4版）》給我留下瞭格外深刻的印象。這本書的優點在於其結構清晰，邏輯嚴謹，但最讓我稱贊的是它在理論深度和可讀性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。作者在闡述每一個概念時，都做到瞭“溯本求源”，比如在講解量子力學的發展曆程時，他詳細迴顧瞭黑體輻射、光電效應、康普頓效應等關鍵實驗，並分析瞭這些實驗對經典物理學造成的衝擊，以及由此催生的量子理論。這種曆史性的視角，讓讀者能夠理解量子理論的誕生並非偶然，而是對自然規律的深刻揭示。我特彆喜歡其中關於原子光譜的章節，作者不僅深入講解瞭玻爾模型及其局限性，還對量子力學中的原子光譜進行瞭係統性的闡述，包括角動量量子化、自鏇磁矩以及精細結構等。這些內容，在其他一些教材中可能隻是寥寥數語帶過，但在本書中卻被細緻地講解，並輔以大量的插圖和圖錶，使得抽象的量子力學概念變得觸手可及。更令我欣喜的是，書中還穿插瞭關於原子核物理的一些內容，比如放射性衰變、核裂變和核聚變等。雖然這部分內容相對獨立，但作者的處理方式非常巧妙，將原子物理和原子核物理緊密聯係起來，展現瞭微觀世界從原子到原子核的演進。這本書的語言風格既有學術的嚴謹性，又不失敘述的流暢性，讓我能夠沉浸其中，享受閱讀的樂趣。我真心推薦給所有對原子物理學感興趣的讀者，無論你是學生還是業餘愛好者，都能在這本書中獲益良多。