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原子分子与光物理


作者:
颜波
定价:
36.80 元
版面字数:
390千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2024年
ISBN:
978-7-04-060444-3
物料号:
60444-00
出版时间:
2023-10-07
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
物理学研究生教材

本书的主要内容包括原子、分子与光物理的基本理论,内容丰富,物理图像清晰。本书一方面以光谱为主线介绍了原子物理的基本内容,另一方面以二能级体系为代表介绍了光与原子作用的基本理论。全书共分成11章,包括从原子论到原子物理、氢原子光谱、氦原子光谱、碱金属原子光谱、超精细能级结构、角动量和跃迁选择定则、光子与原子相互作用——二能级体系、全量子理论、冷原子物理基础、双原子分子光谱和附录等。

本书可作为高等学校物理学类专业高年级本科生、研究生的教材,也可供其他专业师生或相关爱好者参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 从原子论到原子物理
        • 1.1 原子论:从哲学到假说
          • 1.1.1 原子论
            • 1.1.2 原子说
            • 1.2 原子结构
              • 1.2.1 电子的发现
                • 1.2.2 α粒子散射实验
                  • 1.2.3 玻尔的原子模型
                  • 1.3 从认识到操控
                    • 1.3.1 施特恩-格拉赫(Stern-Gerlach,S-G)实验
                      • 1.3.2 拉比(Rabi)磁共振实验
                        • 1.3.3 激光的发明
                          • 1.3.4 激光冷却与囚禁
                          • 小结
                            • 参考文献说明
                              • 习题
                              • 第2章 氢原子光谱
                                • 2.1 光谱技术概述
                                  • 2.2 氢原子光谱
                                    • 2.3 薛定谔方程的求解
                                      • 2.3.1 氢原子哈密顿量
                                        • 2.3.2 角向波函数
                                          • 2.3.3 径向波函数
                                          • 2.4 相对论修正
                                            • 2.4.1 达尔文(Darwin)项
                                              • 2.4.2 相对论修正项
                                                • 2.4.3 自旋和自旋-轨道耦合项
                                                  • 2.4.4 总的修正
                                                    • 2.4.5 兰姆位移
                                                    • 参考文献说明
                                                      • 习题
                                                      • 第3章 氦原子光谱
                                                        • 3.1 氦元素发现简史
                                                          • 3.2 氦原子光谱
                                                            • 3.3 基态波函数和电离能
                                                              • 3.3.1 微扰法
                                                                • 3.3.2 变分法
                                                                • 3.4 激发态能谱
                                                                  • 参考文献说明
                                                                    • 习题
                                                                    • 第4章 碱金属原子光谱
                                                                      • 4.1 量子数亏损理论
                                                                        • 4.1.1 碱金属能级
                                                                          • 4.1.2 碱金属电离能
                                                                          • 4.2 中心力场近似
                                                                            • 4.3 精细结构能级劈裂
                                                                              • 参考文献说明
                                                                                • 习题
                                                                                • 第5章 超精细能级结构
                                                                                  • 5.1 氢原子超精细能级结构
                                                                                    • 5.1.1 基态l=0的情况
                                                                                      • 5.1.2 l≠0的情况
                                                                                      • 5.2 碱金属原子超精细能级结构
                                                                                        • 5.3 磁场中的塞曼效应
                                                                                          • 5.3.1 LS耦合情况
                                                                                            • 5.3.2 IJ耦合情况
                                                                                            • 5.4 同位素位移
                                                                                              • 5.4.1 体积效应
                                                                                                • 5.4.2 质量效应
                                                                                                  • 5.4.3 金(King)图
                                                                                                    • 5.4.4 应用——同位素分离
                                                                                                    • 参考文献说明
                                                                                                      • 习题
                                                                                                      • 第6章 角动量和跃迁选择定则
                                                                                                        • 6.1 角动量的代数求解
                                                                                                          • 6.2 两角动量耦合——3j符号
                                                                                                            • 6.3 三角动量耦合——6j符号
                                                                                                              • 6.4 不可约张量算符
                                                                                                                • 6.5 跃迁选择定则
                                                                                                                  • 6.5.1 只有轨道角动量的情况
                                                                                                                    • 6.5.2 考虑电子自旋、精细能级结构的情况
                                                                                                                      • 6.5.3 考虑核自旋、超精细能级结构的情况
                                                                                                                        • 6.5.4 跃迁强度——CG系数
                                                                                                                        • 6.6 光抽运
                                                                                                                          • 6.6.1 光抽运的基本原理
                                                                                                                            • 6.6.2 光抽运应用实例
                                                                                                                            • 参考文献说明
                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                              • 第7章 光与原子相互作用——二能级体系
                                                                                                                                • 7.1 爱因斯坦辐射理论
                                                                                                                                  • 7.1.1 理论基本框架
                                                                                                                                    • 7.1.2 二能级体系
                                                                                                                                      • 7.1.3 多能级体系和激光
                                                                                                                                        • 7.1.4 历史:从受激辐射到激光发明
                                                                                                                                        • 7.2 薛定谔方程求解法
                                                                                                                                          • 7.2.1 二能级体系的哈密顿量
                                                                                                                                            • 7.2.2 用薛定谔方程求解
                                                                                                                                              • 7.2.3 共振情况
                                                                                                                                                • 7.2.4 近共振情况
                                                                                                                                                  • 7.2.5 弱耦合极限
                                                                                                                                                  • 7.3 磁共振与原子钟
                                                                                                                                                    • 7.3.1 磁共振
                                                                                                                                                      • 7.3.2 拉比光谱
                                                                                                                                                        • 7.3.3 拉姆齐(Ramsey)光谱
                                                                                                                                                        • 7.4 表象变换与不含时哈密顿量
                                                                                                                                                          • 7.4.1 表象变换
                                                                                                                                                            • 7.4.2 相互作用表象
                                                                                                                                                              • 7.4.3 光频旋转表象
                                                                                                                                                                • 7.4.4 拉曼-拉比跃迁
                                                                                                                                                                • 7.5 光学布洛赫方程法
                                                                                                                                                                  • 7.5.1 密度矩阵
                                                                                                                                                                    • 7.5.2 光学布洛赫方程
                                                                                                                                                                      • 7.5.3 布洛赫球及图示法
                                                                                                                                                                        • 7.5.4 用布洛赫方程求解
                                                                                                                                                                          • 7.5.5 多脉冲技术
                                                                                                                                                                            • 7.5.6 引入衰减
                                                                                                                                                                              • 7.5.7 光学布洛赫方程和速率方程比较
                                                                                                                                                                              • 7.6 缀饰态原子法
                                                                                                                                                                                • 7.6.1 光频移
                                                                                                                                                                                  • 7.6.2 拉比振荡
                                                                                                                                                                                    • 7.6.3 绝热布居转移
                                                                                                                                                                                      • 7.6.4 朗道-齐纳(Landau-Zener)跃迁
                                                                                                                                                                                      • 参考文献说明
                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                        • 第8章 全量子理论
                                                                                                                                                                                          • 8.1 光场的量子化
                                                                                                                                                                                            • 8.2 光子数态
                                                                                                                                                                                              • 8.3 全量子化哈密顿量
                                                                                                                                                                                                • 8.4 JC模型
                                                                                                                                                                                                  • 8.4.1 能级和波函数
                                                                                                                                                                                                    • 8.4.2 量子拉比振荡
                                                                                                                                                                                                    • 8.5 共振荧光
                                                                                                                                                                                                      • 8.6 奥特勒-汤斯(Autler-Townes)效应
                                                                                                                                                                                                        • 8.7 量子拉比模型——超越JC模型
                                                                                                                                                                                                          • 8.7.1 布洛赫-西格特(Bloch-Siegert)频移
                                                                                                                                                                                                            • 8.7.2 强耦合情况下
                                                                                                                                                                                                            • 参考文献说明
                                                                                                                                                                                                            • 第9章 冷原子物理基础
                                                                                                                                                                                                              • 9.1 多普勒效应
                                                                                                                                                                                                                • 9.1.1 波动图像
                                                                                                                                                                                                                  • 9.1.2 粒子图像
                                                                                                                                                                                                                    • 9.1.3 多普勒展宽
                                                                                                                                                                                                                    • 9.2 消多普勒光谱技术
                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.1 分子束法
                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.2 饱和吸收法
                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.3 深度囚禁:兰姆-迪克效应
                                                                                                                                                                                                                          • 9.3 激光冷却
                                                                                                                                                                                                                            • 9.3.1 光的力学效应
                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.2 多普勒冷却机制
                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.3 多普勒冷却极限
                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.4 塞曼减速器
                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4 原子的囚禁
                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4.1 磁光阱
                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4.2 磁阱
                                                                                                                                                                                                                                        • 9.4.3 光阱
                                                                                                                                                                                                                                          • 9.4.4 蒸发冷却
                                                                                                                                                                                                                                          • 9.5 玻色-爱因斯坦凝聚
                                                                                                                                                                                                                                            • 9.5.1 转变温度
                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5.2 凝聚体占比数
                                                                                                                                                                                                                                                • 9.5.3 格罗斯-皮塔耶夫斯基(Gross-Pitaevskii)方程
                                                                                                                                                                                                                                                • 9.6 光晶格
                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.6.1 光晶格的构造
                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.6.2 布洛赫定理
                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.6.3 布洛赫振荡
                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.6.4 玻色-哈伯德(Bose-Hubbard)模型
                                                                                                                                                                                                                                                        • 参考文献说明
                                                                                                                                                                                                                                                          • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                          • 第10章 双原子分子光谱
                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.1 玻恩-奥本海默近似
                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.2 分子的振动能级和转动能级
                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.2.1 分子的转动能级
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.2.2 分子的振动能级
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.2.3 转动能级修正
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.3 分子振转光谱
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.3.1 分子振转能级结构
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.3.2 分子光谱
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.3.3 跃迁强度
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.4 势能曲线的确定
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.5 电子运动和转动的耦合:洪德耦合情况
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.5.1 分子电子态
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.5.2 洪德耦合情况
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.6 斯塔克效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.6.1 氢原子斯塔克效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.6.2 分子斯塔克效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.7 双原子分子等效哈密顿量
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.7.1 分子等效哈密顿量
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.7.2 振动能级
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.7.3 转动能级
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.7.4 更精细的能级结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.7.5 两个具体例子
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.8 应用例子——分子的激光冷却
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.8.1 分子激光冷却的难点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.8.2 解决方案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献说明
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第11章 附录
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.1 兰德(Lande)投影定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.2 电偶极相互作用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3 指数算符计算公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.4 二次量子化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.4.1 粒子数表象
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.2 场算符表象
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.5 等效哈密顿量方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.5.1 接触(contact)变换法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.5.2 投影算符法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.5.3 应用——拉曼-拉比过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 索引

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