重點內容包括原子物理、原子核物理兩大部分。原子物理部分將從光譜學、電磁學、X射線等方面的實驗事實總結出的規(guī)律匯總到原子結構的全貌。原子核物理部分，主要包括低能核結構模型、原子核的放射性、α衰變、β衰變、γ衰變核反應及核能和放射性的應用。
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《國家級特色專業(yè)教材系列:原子及原子核物理》主要以闡述原子分子及原子核的結構、特性和變化為中心，重點內容包括原子物理、原子核物理兩大部分。全書共分18章。第1～8章為原子分子物理部分，作者將從光譜學、電磁學、X射線、分子光譜等方面的實驗事實總結出的規(guī)律匯總到原子分子結構的全貌。第9～17章為原子核物理部分，主要包括低能核結構模型、原子核的放射性、α衰變、β衰變、γ衰變、核反應及核能和放射性的應用等。第18章為粒子物理學的介紹。
目錄
前言
緒論 1
第1篇原子物理
第1章原子的核式結構及氫原子的玻爾理論 5
1.1原子的基本狀況 5
1. 1.1原子的質量 5
1. 1.2原子的大小 6
*1.2原子的核式結構 6
1.2.1 a粒子的散射實驗 7
1.2.2原子的核式結構模型 8
*1.3盧瑟福散射公式 8
1.3.1庫侖散射公式 8
1.3.2盧瑟福散射公式 9
1.3.3原子核半徑的估算 11
*1.4氫原子玻爾理論的歷史背景 11
1.4.1盧瑟福原子核式結構模型的困難 11
1.4.2黑體輻射 11
1.4.3光電效應 14
1.4.4氫原子光譜的規(guī)律 16
1. 5氫原子的玻爾理論 18
1.5.1氫原子的玻爾理論 18
1.5.2光譜項 21
1.5.3原子能級的實驗驗證——弗蘭克赫茲實驗 21
1. 6類氫系統(tǒng)的光譜 23
附錄：數(shù)值計算法 25
習題 26
第2章量子力學初步 28
*2. 1波粒二象性德布羅意物質波 ～28
2.1.1德布羅意假設 28
2.1.2德布羅意波的實驗驗證 28
2.1.3德布羅意波的統(tǒng)計解釋 30
*2.2不確定關系 30
2.3波函數(shù)薛定諤方程 32
2.3.1波函數(shù)概率密度 32
2.3.2薛定諤方程 33
2.3.3力學量的算符和平均值 34
2.3.4薛定諤方程應用舉例 35
2.4量子力學對氫原子的處理 37
2.4.1氫原子的薛定諤方程 37
2.4.2能量和角動量 39
2.4.3電子被發(fā)現(xiàn)的概率的分布 41
2.4.4三個量子數(shù)的物理意義 44
習題 45
第3章堿金屬原子和電子自旋 47
3.1堿金屬原子的光譜和能級 47
3.1.1堿金屬 47
3.1.2堿金屬原子的光譜和能級 47
3.2原子實的極化和軌道貫穿 49
3.2.1原子實 49
3.2.2原子實的極化 49
3.2.3軌道的貫穿 50
3.3原子的精細結構 51
3.3.1堿金屬原子光譜的精細結構 51
3.3.2原子中電子軌道運動的磁矩 52
3.4電子自旋 54
3.4.1電子自旋的假設 54
3.4.2電子自旋礅矩 55
3.4.3 自旋——軌道相互作用，原子精細結構的定量考慮 55
3.5單電子輻射躍遷的選擇定則 58
3.6氫原子光譜的精細結構 59
3.6.1氫原子能級的精細結構 59
3.6.2氫光譜精細結構的觀測 60
習題 61
第4章 多電子原子 63
4.1氦及周期表第二族元素的光譜和能級 63
4.1.1氦的光譜和能級 63
4.1.2鎂的光譜和能級 64
4.2具有兩個價電子的原子的原子態(tài) 65
4.2.1電子組態(tài) 65
4.2.2種電子組態(tài)構成不同的原子態(tài) 65
4.3泡利不相容原理 69
4.3.1泡利不相容原理 69
4.3.2等效電子形成的原子態(tài) 70
4.4復雜原子光譜的般規(guī)律 72
4.4.1光譜和能級的位移律 72
4.4.2多重性的交換律 72
4.5輻射躍遷的選擇定則 73
4.5.1電子組態(tài)變化的規(guī)則 73
4.5.2原子輻射躍遷的選擇定則 74
習題 74
第5章原子的殼層結構 76
5.1元素性質的周期性 76
5.2原子的電子殼層結構 77
5.2.1決定原子殼層結構的兩條準則 77
5.2.2原子中電子的殼層結構 77
5.2.3電子組態(tài)的能量——殼層的次序 78
5.2.4原子基態(tài)的電子組態(tài)及元素周期表 79
5.2.5原子基態(tài)光譜項的確定 83
習題 85
第6章磁場中的原子 86
6.1原子的磁矩 86
6.1.1單電子原子的總磁矩 86
6.1.2兩個或兩個以上電子的原子磁矩 87
6.2磁場對原子的作用 87
6.2.1控莫進動（旋進） 87
6.2.2原子受磁場作用附加的能量 88
6.3幾個證明磁場中能級分裂的典型實驗 89
6.3.1施特恩格拉赫實驗的再分析 89
6.3.2順磁共振 90
6.3.3塞曼效應 91
習題 95
第7章X射線 97
7.1 X射線的產(chǎn)生及波長和強度的測量 98
7.1.1 X射線的產(chǎn)生 98
7.1.2 X射線波長和強度的測量 98
7.1.3 X射線在晶體中衍射的應用 100
7.2 X射線發(fā)射譜及特征 101
7.2.1 X射線的發(fā)射譜 101
7.2.2連續(xù)譜——軔致輻射 101
7.2.3標識輻射的特征 102
7.3原子內殼層電子電離的能級-X射線標識譜產(chǎn)生機制 104
7.3.1產(chǎn)生標識輻射的先決條件 104
7.3.2 X射線標識譜產(chǎn)生機制和標識譜的標記方法 105
7.3.3俄歇電子 106
7.4 X射線的吸收 106
7.4.1光子與物質的相互作用 106
7.4.2 X射線的吸收 107
7.4.3吸收限 108
7.4.4 X射線吸收過程的應用 109
習題 111
第8章分子結構和光譜 112
8.1原子間的鍵聯(lián)與分子的形成 112
8.1.1離子鍵 112
8.1.2共價鍵 114
8.2分子的能級與光譜 120
8.2.1分子內部運動的三種形式 120
8.2.2雙原子分子的轉動能級和光譜 121
8.2.3雙原子分子的振動能級和光譜 123
8.2.4雙原子分子的振轉能級和振轉光譜 124
8.2.5雙原子分子的電子態(tài) 126
8.3控曼散射和光譜 127
8.3.1拉曼散射及主要的實驗結果 127
8.3.2拉曼散射的理論解釋 129
習題 131
第2篇原子核物理
第9章原子核的基本性質和結構 135
9.1原子核的電荷、質量和半徑 135
9.1.1原子核的電荷 135
9.1.2原子核的質量 135
9.1.3原子核的半徑 135
9.2原子核的組成 136
9.2.1原子核的組成 136
9.2.2核素和核素圖 136
9.3質量虧損和結合能 138
9.3.1 1+1≠2 138
9.3.2平均結合能 139
9.4原子核的角動量和磁矩 140
9.4.1原子核的角動量（核自旋） 140
9.4.2原子核的磁矩 142
9.4.3原子核的電四極矩 142
9.5原子核的統(tǒng)計性和宇稱 143
9.5.1原子核的宇稱 143
9.5.2原子核的統(tǒng)計性 143
9.6核力 144
9.6.1核力的般性質（今已了解的） 144
9.6.2核力的介子論 145
9.7原子核結構模型 147
9.7.1原子核的液滴模型和結合能的半經(jīng)驗公式 147
9.7.2原子核的殼層模型 149
9.7.3原子核的集體模型 153
習題 156
第10章原子核放射性衰變 157
10.1 放射性衰變及其規(guī)律 157
10.1.1放射性衰變及類型 157
10.1.2單獨存在的放射性物質的衰變規(guī)律 157
10.2 4個放射系 159
10.2.1鈾系（鈾鐳系）159
10.2.2錒系（4n+3系）162
10.2.3釷系（4n系）162
10.2.4镎系（4n+1系）162
習題 162
第11章α衰變 163
11.1 α衰變的條件及能量分配 163
11.1.1 a衰變的條件 163
11.1.2衰變能及其分配 163
11.2 α衰變的條件 164
11.2.1 a能譜的精細結構 164
11.2.2熊譜精細結構與核能級的關系 165
11.2.3 a衰變機制 166
11.3長射程α粒子 167
習題 167
第12章β衰變 168
12.1β衰變的3種形式 168
12.1.1 β-衰變 168
12.1.2β+衰變 168
12.1.3電子俘獲和俄歇效應 169
12.2β衰變面臨的難題 170
12.2.1 B能譜的連續(xù)性 170
12.2.2 B衰變面臨的難題 170
12.2.3中微子假說 172
12.3 13衰變綱圖和口衰變三種形式的比較 172
12.3.1 B衰變綱圖 172
12.3.2 B衰變三種形式的比較 172
習題 173
第13章Y衰變 174
13.1丫射線的般性質 174
13.1.1丫射線的性質 174
13.1.2 7躍遷中的能量分配 174
13.2內變換(IC) 174
13.2.1 內變換現(xiàn)象 174
13.2.2內轉換電子的能量譜 175
13.2.3 電子偶內變換 176
13.3同質異能素 176
13.4穆斯堡爾效應 177
13.4.1原子核內光子的共振吸收 177
13.4.2穆斯堡爾效應 178
習題 180
第14章射線與物質的相互作用 181
14.1重荷電粒子與物質的相互作用 181
14.1.1 電離和激發(fā) 181
14.1.2射程(R) 182
14.2快速電子與物質的相互作用 184
14.2.1非彈性散射（電離和激發(fā)） 184
14.2.2軔致輻射 184
14.2.3彈性散射 184
14.2.4切倫科夫輻射 185
14.2.5正負電子的湮滅 185
14.2.6 B射線的吸收和射程 185
14.3丫射線同物質的相互作用 186
14.3.1原子截面 186
14.3.2了射線在物質中的吸收 187
14.4放射性的應用 188
14.4.1示蹤原子的應用 188
14.4.2地質考古中的應用 188
習題 189
第15章原子核反應 190
15.1核反應及遵循的守恒定律 190
15.1.1概述 190
15.1.2核反應遵守的系列守恒律 191
15.2核反應中的能量 191
15.2.1反應能Q 191
15.2.2 Q方程 192
15.2.3核反應的閾能 193
15.3核反應截面 195
15.3.1反應截面盯 195
15.3.2總截面、分截面 196
15.3.3微分截面 196
15.4核反應的三階段描述 197
15.5核反應的復合核模型 198
15.5.1復合核模型的基本假設 198
15.5.2復合核的能級寬度 198
15.5.3核共振 199
15.5.4截面的連續(xù)區(qū) 200
15.6原子核的光學模型 200
習題 201
第16章原子核的裂變和原子能的利用 202
16.1原子核的裂變現(xiàn)象 202
16.1.1裂變現(xiàn)象 202
16.1.2裂變能 203
16.2裂變理論 203
16.2.1重核的穩(wěn)定性（原子核的穩(wěn)定性） 203
16.2.2原子核勢能與核形變的關系 204
16.2.3激活能（裂變閾能） 204
16.3鏈式反應和原子反應堆 205
16.3.1鏈式反應 205
16.3.2維持鏈式反應的必要條仵 206
16.3.3原子反應堆 206
16.3.4原子武器 207
習題 208
第17章原子核的聚變和原子能的利用展望 209
17.1原子核的聚變 209
17.1.1核聚變 209
17.1.2實現(xiàn)自持聚變的條件 209
17.2等離子體的約束 210
17.2.1引力約束 210
17.2.2磁約束(MCF) 211
17.2.3慣性約束(ICF) 212
第18章粒子物理簡介 214
18.1粒子和粒子的相互作用 214
18.1.1 4種基本相互作用 214
18.1.2早期粒子的分類 214
18.1.3奇異粒子的發(fā)現(xiàn)和奇異數(shù)s 215
18.1.4同位旋和蓋爾曼西島關系 215
18.1.5對稱原理（粒子在C、P、T操作下的對稱性） 216
18.2共振態(tài) 217
18.2.1重子共振態(tài) 218
18.2.2介子共振態(tài) 218
18.3粲性粒子的發(fā)現(xiàn) 219
18.4夸克模型 220
18.4.1粒子的內部結構 220
18.4.2夸克模型 220
18.5標準模型及“基本”粒子的分類 222
18.5.1標準模型中的基本相互作用 222
18.5.2按標準模型對粒子的分類 223
習題 225
附錄 226
附錄I 常用物理常數(shù) 226
附錄Ⅱ 些核素的性質 227
習題參考答案 231
參考文獻 231
書單推薦
