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第一章 原子物理学的主要研究内容1

1.1 原子物理发展概况1

一、早期发展1

二、原子物理发展新高潮2

1.2 激发态结构6

一、一般情况7

二、里德伯态8

三、自电离态和双电子激发态11

四、近阈结构和扩展X射线吸收精细结构15

1.3 碰撞过程18

一、电子碰撞19

二、原子分子碰撞20

三、离子碰撞21

四、某些特殊碰撞过程23

1.4 团簇28

一、一般情况28

二、C60原子团簇与C60团簇固体30

三、碳纳米管和碳纳米洋葱33

1.5 超精细能级结构和精密测量35

一、计量标准36

二、原子钟39

1.6 奇特原子结构42

一、μ子催化核聚变43

二、反氢原子45

三、电子偶素47

1.7 强场效应49

一、强电、磁场效应49

二、强激光场效应53

1.8 原子操纵和原子分子工程56

一、单原子操纵和探测识别56

二、玻色-爱因斯坦凝聚63

三、原子激射器66

四、量子计算机70

第二章 原子的激发态结构77

2.1 谱项和原子态77

一、原子单位77

二、中心力场近似79

三、静电非中心力作用和LS耦合谱项与原子态83

四、原子能级表和图86

2.2 氢、碱金属ⅠA族和ⅠB、ⅢA族原子91

一、氢原子能级精细结构91

二、兰姆移位96

三、碱金属ⅠA族原子的精细结构100

四、ⅠB和ⅢA族原子104

一、氦原子能级的精细结构109

2.3 氦和ⅡA、ⅡB族原子109

二、碱土金属ⅡA族原子114

三、ⅡB族原子117

2.4 耦合类型和组态作用119

一、LS、jj和J′l耦合119

二、耦合的一般情况122

三、组态相互作用124

2.5 ⅣA族和O族惰性气体原子128

一、ⅣA族原子128

二、O族惰性气体原子132

一、ⅤA族原子136

2.6 ⅤA、ⅥA和ⅦA族原子136

二、ⅥA族原子140

三、ⅦA族原子142

四、各族能级结构比较144

2.7 过渡元素原子和X激光146

一、过渡元素和稀土元素原子146

二、X射线激光149

第三章 分子的能级结构153

3.1 玻恩-奥本海默近似153

一、玻恩-奥本海默近似153

二、分子的势能函数156

一、刚性转子的转动能级和纯转动光谱161

3.2 双原子分子的转动和振动结构161

二、简谐振子的振动能级和振动转动光谱164

三、分子在不同能级上的布居167

四、非谐性、非刚性和振动-转动相互作用170

3.3 双原子分子的电子态结构173

一、电子轨道173

二、电子组态185

三、电子谱项187

3.4 电子能级的转动和振动结构193

一、电子振动转动光谱193

二、电子角动量对转动能级的影响194

三、弗兰克-康登原理197

3.5 双原子分子波函数的对称性和选择定则201

一、空间反演对称性——宇称201

二、核交换对称性——同核分子核自旋的影响203

三、电子跃迁选择定则206

3.6 分子的对称性和对称点群209

一、对称元素和对称操作209

二、分子的点群种类211

三、分子的点群表象213

3.7 多原子分子的转动和振动结构214

一、多原子分子的转动态214

二、多原子分子的振动态219

一、线形多原子分子的电子轨道、组态和电子态221

3.8 多原子分子的电子态结构221

二、非线形多原子分子的电子轨道、组态和电子态224

第四章 谱线宽度和线形231

4.1 自然宽度和洛伦兹线形232

一、跃迁概率、寿命和能级宽度232

二、自发辐射谱的洛伦兹线形234

三、吸收谱的线形和宽度236

4.2 多普勒增宽和高斯线形及佛克脱线形237

一、多普勒宽度和高斯线形237

二、佛克脱线形240

一、碰撞增宽241

4.3 碰撞增宽241

二、液体和固体中谱线增宽245

4.4 饱和增宽246

一、饱和吸收246

二、均匀增宽情形248

三、不均匀增宽情形251

4.5 其它增宽255

一、穿越时间增宽255

二、仪器增宽258

三、法诺线形260

5.1 光子的吸收和散射264

一、光电效应264

第五章 激光和同步辐射光谱学264

二、汤姆孙散射和康普顿散射267

三、瑞利散射271

四、吸收定律274

5.2 激光光潜学中常用的激光器276

一、产生激光的基本条件276

二、液体染料激光器278

三、固体钛宝石激光器280

四、泵浦光源281

5.3 常用的激光光谱学方法284

一、激光光谱学特点284

二、吸收光谱287

三、激光诱导荧光光谱288

四、激光拉曼光谱290

五、共振增强多光子电离光谱291

5.4 高分辨激光光谱学方法和技术294

一、饱和吸收光谱295

二、偏振光谱297

三、多光子吸收光谱299

四、超声射流分子束303

五、激光泵浦双共振305

六、时间分辨激光光谱308

一、同步辐射装置310

5.5 同步辐射技术310

二、同步辐射特点314

三、原子分子物理实验站317

第六章 电子能谱学和电子动量谱学320

6.1 电子能谱技术323

一、静电型能量分析器323

二、电子能量损失谱方法327

三、光电子能谱和电子束电子能谱332

6.2 散射截面和电离、解离截面336

一、微分散射截面337

二、积分截面和全截面344

三、电离和解离截面348

6.3 振子强度352

一、广义振子强度352

二、光学振子强度356

6.4 电子动量谱学和波函数绘图365

一、氢原子的电子动量谱365

二、测量电子动量谱的原理368

三、电子动量谱测量374

6.5 固体的电子碰撞谱学382

一、电子能量损失谱和电子衍射382

二、固体电子动量谱386

一、普通离子源388

第七章 其它一些重要研究手段388

7.1 离子束源388

二、强流高电荷态离子源391

7.2 质谱仪和原子分子磁共振392

一、质谱仪392

二、原子分子束磁共振397

7.3 粒子囚禁技术401

一、离子阱401

二、激光冷却407

三、激光阱413

7.4 扫描探针显微镜416

一、扫描隧道显微镜417

二、原子力显微镜422

三、其它扫描力显微镜426

四、扫描近场光学显微镜和扫描近场微波显微镜428

附录432

Ⅰ 基本的物理常数432

Ⅱ 元素周期表和原子壳层结构434

Ⅲ 原子K、L壳层的电子结合能和X射线能量436

Ⅳ 原子和离子的电离能(eV)443

Ⅴ 某些常见分子和自由基的第一电离能(eV)447

索引448