现代化学专著系列 典藏版 37 稀土离子的光谱学 光谱性质和光谱理论2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪言1

1.1 稀土光谱的发现和研究过程1

1.2 稀土光谱的特征2

1.3 光谱的测定方法和类型10

1.4 稀土光谱材料的应用13

参考文献14

第2章 量子力学和数学基础16

2.1 角动量算符16

2.2 球张量算符21

2.3 角动量的耦合22

2.4 球谐张量算符的耦合23

2.5 Wigner-Eckart定理25

2.6 Ck张量的约化矩阵元26

2.7 6-j符号和9-j符号28

2.8 张量乘积的矩阵元30

参考文献31

第3章 稀土自由离子的光谱项和能级33

3.1 稀土元素和离子的电子组态33

3.2 稀土离子的光谱项和能级数目35

3.3 稀土离子4fN组态的能级42

3.3.1 中心场作用43

3.3.2 电子与电子之间的库仑作用43

3.3.3 电子的自旋-轨道相互作用46

3.3.4 组态相互作用47

3.3.5 其他相互作用48

3.4 中间耦合波函数53

3.5 能级参数的理论计算方法59

参考文献63

第4章 稀土离子的晶体场理论64

4.1 晶体场理论64

4.2 晶体场参数与对称性69

4.3 旋转群表示在点群中的分解72

4.4 其他晶体场模型89

4.4.1 叠加模型89

4.4.2 角重叠模型90

4.5 晶体场参数计算的举例91

4.5.1 点电荷静电模型91

4.5.2 角重叠模型95

4.6 其他晶体场参数的计算结果99

参考文献101

第5章 4f-4f跃迁的光谱强度102

5.1 电偶极矩跃迁的Judd-Ofelt理论102

5.2 磁偶极矩和电四极矩跃迁118

5.3 振子强度参数Ωλ的计算方法121

5.4 跃迁概率和光谱参数128

5.5 Pr3+和Tm3+离子本征函数的组成与状态间的约化矩阵元129

5.6 超敏跃迁134

5.7 光谱结构和对称性134

参考文献137

第6章 晶体中稀土离子间的能量传递138

6.1 能量传递方式138

6.2 稀土离子的浓度猝灭139

6.3 不同稀土离子间的能量传递141

6.4 能量传递理论144

6.4.1 Dexter理论144

6.4.2 Kushida方法145

6.4.3 敏化离子荧光的衰减机制147

6.4.4 声子辅助传递148

6.5 荧光强度和速率方程148

6.6 基质和稀土离子之间的能量传递151

6.7 能量传递的条件152

参考文献153

第7章 稀土离子4fN-1n′l′组态的光谱理论154

7.1 稀土离子4fN-1n′l′组态的能级和谱项154

7.1.1 4fN-1n′l′组态体系的Hamilton函数154

7.1.2 自由离子状态下4fN--1n′l′组态的谱项构成155

7.1.3 自由离子4fN-1n′l′组态谱项能表达式的理论推导156

7.2 4fN-1n′l′组态的自旋-轨道相互作用的理论表达式161

7.3 稀土离子4fN-1n′l′（n′l′=5d，6s，6p）组态谱项能的计算162

7.4 晶体中稀土离子的4f-5d跃迁177

7.4.1 4fN-15d组态能级到4fN组态能级间的跃迁概率177

7.4.2 Pr3+离子在PrP5O14晶体中的4f-5d辐射跃迁概率178

参考文献180

第8章 二价稀土离子4fN-15d组态的光谱学181

8.1 二价稀土离子4fN-15d组态的光谱和能级181

8.2 二价稀土离子4fN-15d组态最低谱项能级的计算185

8.3 Eu2+离子的光谱性质186

8.3.1 Eu2+离子的光谱186

8.3.2 Eu2+离子在立方场中的能级劈裂188

8.4 KX（X=Cl，Br，I）晶体中Eu2+离子的4fN-15d组态能级计算190

8.4.1 体系的波函数190

8.4.2 能级表达式计算191

8.4.3 能量参数和能级计算193

参考文献194

第9章 三价稀土离子4fN-15d组态的光谱和能级195

9.1 三价稀土离子4fN-15d组态光谱的研究概况195

9.2 三价稀土离子4fN-1n′l′组态光谱的能量参数201

9.3 Ce3+离子的光谱性质204

9.3.1 Ce3+离子的光谱204

9.3.2 晶体中Ce3+离子的能级204

9.4 其他三价稀土离子的光谱性质208

参考文献209

第10章 晶体环境对稀土离子光谱和能级的影响210

10.1 复杂晶体的介电化学键理论210

10.1.1 理论方法210

10.1.2 晶体中离子的极化216

10.2 J混效应引起的能级移动217

10.2.1 能级移动的计算公式的推导217

10.2.2 Nd3+离子能级移动的计算220

10.2.3 Eu3+离子能级的移动224

10.3 电子云扩大效应226

10.3.1 晶体的环境因子226

10.3.2 稀土Tb3+离子4f75d组态的自旋允许态和自旋禁戒态之间的能量差228

10.4 稀土离子的能级位置对晶体基质的依赖性230

10.5 卤化物晶体中稀土离子5d能级劈裂233

10.6 稀土离子4fN-15d组态能级重心的位移235

参考文献239

第11章 稀土离子的电荷迁移带吸收241

11.1 电荷迁移的基本概念241

11.2 电荷迁移带的Jφrgensen理论242

11.3 晶体中三价稀土离子的电荷迁移带244

11.4 电荷迁移带对基质的依赖性247

11.4.1 Eu3+离子电荷迁移带的位置与环境因子的关系248

11.4.2 Yb3+离子电荷迁移带的位置与环境因子的关系249

11.4.3 电荷迁移带对基质的依赖性的机理分析251

参考文献251

第12章 稀土光谱学中的U群方法253

12.1 U群的不可约表示和基矢253

12.2 利用Young盘确定光谱项的方法254

12.3 Young图不可约表示的分支规则256

12.4 4fN组态Racah分类群链U7？R7？G2 ？R3的分支规则258

12.5 4fN组态波函数的Young盘形式260

12.6 4fN组态谱项能的计算269

12.6.1 Young盘矩阵元<Yi｜He｜Yi>的计算269

12.6.2 谱项能的计算273

12.7 4fN-1n′l′组态的波函数和能级276

12.7.1 4f6n′l′组态的波函数277

12.7.2 4f6n′l′组态的谱项能计算279

参考文献282

附录283

Ⅰ．基本物理常数283

Ⅱ．物理单位换算283

Ⅲ．晶面间距和单胞体积283

Ⅳ．？张量的表达式284

Ⅴ．32点群的特征标表286