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     《国家级特色专业教材系列:原子及原子核物理》主要以阐述原子分子及原子核的结构、特性和变化为中心，重点内容包括原子物理、原子核物理两大部分。全书共分18章。第1～8章为原子分子物理部分，作者将从光谱学、电磁学、X射线、分子光谱等方面的实验事实总结出的规律汇总到原子分子结构的全貌。第9～17章为原子核物理部分，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等。第18章为粒子物理学的介绍。  

目录
前言
绪论 1
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 5
1.1原子的基本状况 5
1. 1.1原子的质量 5
1. 1.2原子的大小 6
*1.2原子的核式结构 6
1.2.1 a粒子的散射实验 7
1.2.2原子的核式结构模型 8
*1.3卢瑟福散射公式 8
1.3.1库仑散射公式 8
1.3.2卢瑟福散射公式 9
1.3.3原子核半径的估算 11
*1.4氢原子玻尔理论的历史背景 11
1.4.1卢瑟福原子核式结构模型的困难 11
1.4.2黑体辐射 11
1.4.3光电效应 14
1.4.4氢原子光谱的规律 16
1. 5氢原子的玻尔理论 18
1.5.1氢原子的玻尔理论 18
1.5.2光谱项 21
1.5.3原子能级的实验验证——弗兰克赫兹实验 21
1. 6类氢系统的光谱 23
附录：数值计算法 25
习题 26
第2章量子力学初步 28
*2. 1波粒二象性德布罗意物质波 ～28
2.1.1德布罗意假设 28
2.1.2德布罗意波的实验验证 28
2.1.3德布罗意波的统计解释 30
*2.2不确定关系 30
2.3波函数薛定谔方程 32
2.3.1波函数概率密度 32
2.3.2薛定谔方程 33
2.3.3力学量的算符和平均值 34
2.3.4薛定谔方程应用举例 35
2.4量子力学对氢原子的处理 37
2.4.1氢原子的薛定谔方程 37
2.4.2能量和角动量 39
2.4.3电子被发现的概率的分布 41
2.4.4三个量子数的物理意义 44
习题 45
第3章碱金属原子和电子自旋 47
3.1碱金属原子的光谱和能级 47
3.1.1碱金属 47
3.1.2碱金属原子的光谱和能级 47
3.2原子实的极化和轨道贯穿 49
3.2.1原子实 49
3.2.2原子实的极化 49
3.2.3轨道的贯穿 50
3.3原子的精细结构 51
3.3.1碱金属原子光谱的精细结构 51
3.3.2原子中电子轨道运动的磁矩 52
3.4电子自旋 54
3.4.1电子自旋的假设 54
3.4.2电子自旋礅矩 55
3.4.3 自旋——轨道相互作用，原子精细结构的定量考虑 55
3.5单电子辐射跃迁的选择定则 58
3.6氢原子光谱的精细结构 59
3.6.1氢原子能级的精细结构 59
3.6.2氢光谱精细结构的观测 60
习题 61
第4章 多电子原子 63
4.1氦及周期表第二族元素的光谱和能级 63
4.1.1氦的光谱和能级 63
4.1.2镁的光谱和能级 64
4.2具有两个价电子的原子的原子态 65
4.2.1电子组态 65
4.2.2种电子组态构成不同的原子态 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等效电子形成的原子态 70
4.4复杂原子光谱的般规律 72
4.4.1光谱和能级的位移律 72
4.4.2多重性的交换律 72
4.5辐射跃迁的选择定则 73
4.5.1电子组态变化的规则 73
4.5.2原子辐射跃迁的选择定则 74
习题 74
第5章原子的壳层结构 76
5.1元素性质的周期性 76
5.2原子的电子壳层结构 77
5.2.1决定原子壳层结构的两条准则 77
5.2.2原子中电子的壳层结构 77
5.2.3电子组态的能量——壳层的次序 78
5.2.4原子基态的电子组态及元素周期表 79
5.2.5原子基态光谱项的确定 83
习题 85
第6章磁场中的原子 86
6.1原子的磁矩 86
6.1.1单电子原子的总磁矩 86
6.1.2两个或两个以上电子的原子磁矩 87
6.2磁场对原子的作用 87
6.2.1控莫进动（旋进） 87
6.2.2原子受磁场作用附加的能量 88
6.3几个证明磁场中能级分裂的典型实验 89
6.3.1施特恩格拉赫实验的再分析 89
6.3.2顺磁共振 90
6.3.3塞曼效应 91
习题 95
第7章X射线 97
7.1 X射线的产生及波长和强度的测量 98
7.1.1 X射线的产生 98
7.1.2 X射线波长和强度的测量 98
7.1.3 X射线在晶体中衍射的应用 100
7.2 X射线发射谱及特征 101
7.2.1 X射线的发射谱 101
7.2.2连续谱——轫致辐射 101
7.2.3标识辐射的特征 102
7.3原子内壳层电子电离的能级-X射线标识谱产生机制 104
7.3.1产生标识辐射的先决条件 104
7.3.2 X射线标识谱产生机制和标识谱的标记方法 105
7.3.3俄歇电子 106
7.4 X射线的吸收 106
7.4.1光子与物质的相互作用 106
7.4.2 X射线的吸收 107
7.4.3吸收限 108
7.4.4 X射线吸收过程的应用 109
习题 111
第8章分子结构和光谱 112
8.1原子间的键联与分子的形成 112
8.1.1离子键 112
8.1.2共价键 114
8.2分子的能级与光谱 120
8.2.1分子内部运动的三种形式 120
8.2.2双原子分子的转动能级和光谱 121
8.2.3双原子分子的振动能级和光谱 123
8.2.4双原子分子的振转能级和振转光谱 124
8.2.5双原子分子的电子态 126
8.3控曼散射和光谱 127
8.3.1拉曼散射及主要的实验结果 127
8.3.2拉曼散射的理论解释 129
习题 131
第2篇原子核物理
第9章原子核的基本性质和结构 135
9.1原子核的电荷、质量和半径 135
9.1.1原子核的电荷 135
9.1.2原子核的质量 135
9.1.3原子核的半径 135
9.2原子核的组成 136
9.2.1原子核的组成 136
9.2.2核素和核素图 136
9.3质量亏损和结合能 138
9.3.1 1+1≠2 138
9.3.2平均结合能 139
9.4原子核的角动量和磁矩 140
9.4.1原子核的角动量（核自旋） 140
9.4.2原子核的磁矩 142
9.4.3原子核的电四极矩 142
9.5原子核的统计性和宇称 143
9.5.1原子核的宇称 143
9.5.2原子核的统计性 143
9.6核力 144
9.6.1核力的般性质（今已了解的） 144
9.6.2核力的介子论 145
9.7原子核结构模型 147
9.7.1原子核的液滴模型和结合能的半经验公式 147
9.7.2原子核的壳层模型 149
9.7.3原子核的集体模型 153
习题 156
第10章原子核放射性衰变 157
10.1 放射性衰变及其规律 157
10.1.1放射性衰变及类型 157
10.1.2单独存在的放射性物质的衰变规律 157
10.2 4个放射系 159
10.2.1铀系（铀镭系）159
10.2.2锕系（4n+3系）162
10.2.3钍系（4n系）162
10.2.4镎系（4n+1系）162
习题 162
第11章α衰变 163
11.1 α衰变的条件及能量分配 163
11.1.1 a衰变的条件 163
11.1.2衰变能及其分配 163
11.2 α衰变的条件 164
11.2.1 a能谱的精细结构 164
11.2.2熊谱精细结构与核能级的关系 165
11.2.3 a衰变机制 166
11.3长射程α粒子 167
习题 167
第12章β衰变 168
12.1β衰变的3种形式 168
12.1.1 β-衰变 168
12.1.2β+衰变 168
12.1.3电子俘获和俄歇效应 169
12.2β衰变面临的难题 170
12.2.1 B能谱的连续性 170
12.2.2 B衰变面临的难题 170
12.2.3中微子假说 172
12.3 13衰变纲图和口衰变三种形式的比较 172
12.3.1 B衰变纲图 172
12.3.2 B衰变三种形式的比较 172
习题 173
第13章Y衰变 174
13.1丫射线的般性质 174
13.1.1丫射线的性质 174
13.1.2 7跃迁中的能量分配 174
13.2内变换(IC) 174
13.2.1 内变换现象 174
13.2.2内转换电子的能量谱 175
13.2.3 电子偶内变换 176
13.3同质异能素 176
13.4穆斯堡尔效应 177
13.4.1原子核内光子的共振吸收 177
13.4.2穆斯堡尔效应 178
习题 180
第14章射线与物质的相互作用 181
14.1重荷电粒子与物质的相互作用 181
14.1.1 电离和激发 181
14.1.2射程(R) 182
14.2快速电子与物质的相互作用 184
14.2.1非弹性散射（电离和激发） 184
14.2.2轫致辐射 184
14.2.3弹性散射 184
14.2.4切伦科夫辐射 185
14.2.5正负电子的湮灭 185
14.2.6 B射线的吸收和射程 185
14.3丫射线同物质的相互作用 186
14.3.1原子截面 186
14.3.2了射线在物质中的吸收 187
14.4放射性的应用 188
14.4.1示踪原子的应用 188
14.4.2地质考古中的应用 188
习题 189
第15章原子核反应 190
15.1核反应及遵循的守恒定律 190
15.1.1概述 190
15.1.2核反应遵守的系列守恒律 191
15.2核反应中的能量 191
15.2.1反应能Q 191
15.2.2 Q方程 192
15.2.3核反应的阈能 193
15.3核反应截面 195
15.3.1反应截面盯 195
15.3.2总截面、分截面 196
15.3.3微分截面 196
15.4核反应的三阶段描述 197
15.5核反应的复合核模型 198
15.5.1复合核模型的基本假设 198
15.5.2复合核的能级宽度 198
15.5.3核共振 199
15.5.4截面的连续区 200
15.6原子核的光学模型 200
习题 201
第16章原子核的裂变和原子能的利用 202
16.1原子核的裂变现象 202
16.1.1裂变现象 202
16.1.2裂变能 203
16.2裂变理论 203
16.2.1重核的稳定性（原子核的稳定性） 203
16.2.2原子核势能与核形变的关系 204
16.2.3激活能（裂变阈能） 204
16.3链式反应和原子反应堆 205
16.3.1链式反应 205
16.3.2维持链式反应的必要条仵 206
16.3.3原子反应堆 206
16.3.4原子武器 207
习题 208
第17章原子核的聚变和原子能的利用展望 209
17.1原子核的聚变 209
17.1.1核聚变 209
17.1.2实现自持聚变的条件 209
17.2等离子体的约束 210
17.2.1引力约束 210
17.2.2磁约束(MCF) 211
17.2.3惯性约束(ICF) 212
第18章粒子物理简介 214
18.1粒子和粒子的相互作用 214
18.1.1 4种基本相互作用 214
18.1.2早期粒子的分类 214
18.1.3奇异粒子的发现和奇异数s 215
18.1.4同位旋和盖尔曼西岛关系 215
18.1.5对称原理（粒子在C、P、T操作下的对称性） 216
18.2共振态 217
18.2.1重子共振态 218
18.2.2介子共振态 218
18.3粲性粒子的发现 219
18.4夸克模型 220
18.4.1粒子的内部结构 220
18.4.2夸克模型 220
18.5标准模型及“基本”粒子的分类 222
18.5.1标准模型中的基本相互作用 222
18.5.2按标准模型对粒子的分类 223
习题 225
附录 226
附录I 常用物理常数 226
附录Ⅱ 些核素的性质 227
习题参考答案 231
参考文献 231