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第一章 物质和电荷的原子性1

1.1 引言1

1.2 分子运动论3

1.3 原子的大小5

1.4 电荷的原子性--电解7

1.5 气体放电8

1.6 “阴极射线”的性质9

1.7 阴极射线的本性--电子流14

1.8 电子荷质比的精确测量15

1.9 密立根实验和电荷的量子化18

习题23

第二章 原子的组成以及经典物理学的失败24

2.1 引言24

2.2 原子是中性的推论24

2.3 原子和X射线 每个原子所含的电子数25

2.4 原子模型和α粒子散射29

2.5 α粒子30

2.6 根据汤姆孙模型对于α粒子散射的解释32

2.7 卢瑟福的原子模型37

2.8 卢瑟福公式与实验结果的比较46

2.9 前向散射49

2.10 截面的概念50

2.11 原子核的大小52

2.12 卢瑟福模型的重新陈述及评论54

2.13 缺少的常数55

习题56

3.2 黑体辐射58

第三章 普朗克常数 辐射和光子58

3.1 引言58

3.3 原子的大小61

3.4 光电效应63

3.5 根据经典观点解释光电效应的困难69

3.6 在光强极？情况下的时间延迟71

3.7 根据光子观点解释光电效应的困难73

3.8 康普顿效应73

3.9 光子的源76

3.10 辐射--是波还是粒子？81

习题89

第四章 电子和波90

4.1 作为粒子的电子90

4.2 电子和波91

4.3 电子和X射线衍射92

4.4 电子和其它粒子的波长97

4.5 电子--是波还是粒子？98

4.6 几率波及其叠加101

4.7 匀速运动的粒子的表示103

4.8 频率和速度105

4.9 自由空间中粒子的微分方程以及波函数的复数本性107

4.10 测不准原理--波动图象的推论111

4.11 测不准原理的进一步讨论114

4.12 能量和时间之间的测不准关系119

4.13 能量-时间测不准关系的进一步讨论120

4.14 测不准原理的一个解析实例123

习题126

第五章 量子力学和薛定谔方程127

5.1 引言127

5.2 薛定谔方程129

5.3 某些似是而非的争论130

5.4 与时间无关的薛定谔方程131

5.5 建立与时间无关的薛定谔方程的另一种方法134

5.6 边界条件以及与时间无关的薛定谔方程的解135

5.7 本征值和本征函数141

5.8 H的本征函数的正交性和完全性143

5.9 H的属于不同本征值的本征函数的正交性145

5.10 算符、期待值和本征值148

5.11 小结154

习题155

第六章 有心力场中的角动量和电子自旋157

6.1 引言157

6.2 行星运动的经典特征158

6.3 带电粒子的磁矩与其角动量之间的关系160

6.4 原子磁矩的测定163

6.5 角动量在量子力学中的表示166

6.6 角动量z分量的本征值170

6.7 角动量的大小以及其它分量171

6.8 不可能确知角动量的所有三个分量的证明173

6.9 对具有确定角动量的态的惯用描述174

6.10 角动量与斯特恩-革拉赫实验的结果175

6.11 内禀角动量以及角动量的半整数值179

6.12 电子自旋182

6.13 电子自旋的分析184

6.14 利用经过改进的斯特恩-革拉赫装置进行实验的可行性194

6.15 电子磁矩的精确测量197

习题203

第七章 氢原子和单电子离子的能级205

7.1 引言205

7.2 所论问题的经典的哈密顿函数和量子力学的哈密顿算符206

7.3 基态解212

7.4 基态波函数的归一化以及解的其它特性217

7.5 氢原子的其它球面对称态222

7.6 氢原子和类氢离子的非球面对称态--p态227

7.7 角动量较高的态236

7.8 用量子数描述态237

7.9 氢原子中的电子自旋239

习题239

第八章 元素周期表与泡利不相容原理241

8.1 引言241

8.2 对于含有若干个电子的原子的描述241

8.3 元素的性质与泡利不相容原理245

8.4 泡利不相容原理对于原子描述的影响253

8.5 根据原子的壳层模型建立的元素周期表256

8.6 全同粒子的不可分辨性与波函数的对称性266

8.7 对称性守恒275

8.8 交换对称性与泡利不相容原理276

习题278

第九章 单电子光谱与双电子光谱279

9.1 引言279

9.2 闭合壳层的角动量与电荷分布280

9.3 初级微扰理论282

9.4 第一级微扰理论结果的正规推导284

9.5 微扰理论计算的两个例子286

9.5.1 核电荷的增大286

9.5.2 核的有限大小的影响288

9.6 碱金属原子的能级290

9.7 量子数亏损295

9.8 钠的3p态的结构297

9.9 角动量的相加301

9.10 自旋-轨道相互作用306

9.11 氦原子简介312

9.12 氦原子的基态313

9.13 (9.46a)式中的积分计算317

9.14 氦原子的激发态与反对称性的影响320

9.15 对称性与总自旋之间的联系328

9.16 氦的激发态的描述329

9.17 小结332

习题332

10.1 引言334

第十章 光谱线与选择定则334

10.2 氢与碱金属原子的选择定则335

10.3 原子态的性质以及对于电磁辐射的分析335

10.4 电偶极辐射的选择定则(1)339

10.5 电偶极跃迁几率以及宇称的概念340

10.6 宇称343

10.7 具有与不具有确定宇称的波函数的例子345

10.8 电偶极辐射的选择定则(2)346

习题350

11.1 引言351

第十一章 标识X射线谱351

11.2 莫塞莱实验353

11.3 X射线能级和选择定则356

习题359

附录A 傅里叶级数和傅里叶变换361

附录B 物理常数的数值367

附录C 习题解答369

附录D 阅读书目382

索引384