原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024
發表於2024-11-05
原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024
《原子物理學.下, 原子:一種量子構件》闡述近代原子物理學的基本原理和重要實驗. 《原子物理學.下, 原子:一種量子構件》分為上、下兩冊,上冊論述原子和電磁輻射場的相互作用, 下冊主要內容是建立在量子力學基礎上的原子結構.下冊著重在量子力學基礎上闡述原子內部結構, 並將有心勢場中獨立電子近似模型加以推廣, 用以解釋 X 射綫譜和原子能級. 通過大量具體計算方法和光譜實驗演示實例說明理論與實驗的精確符閤, 並將讀者帶嚮當代原子物理學的科研前沿.
第11章有心勢中無自鏇的單個電子
11.1引言,復習
上冊前麵各章錶明,原子物理學的許多問題都可采用簡單模型和與經典力學很相近的分析方法來理解.但每當我們希望進行深入細緻的研究時,就會要求做些不太自然、不太淺顯的假說,以緻要使經典理論發展與實驗方麵保持協調一緻變得十分睏難.
相反,量子力學方法則突齣地顯示瞭它們適用於原子物理.它們的漸進發展進程(從非相對論波動力學、狄拉剋的相對論量子力學到場的量子理論)允許完整地理解和描述現象;在第15章(見15.5節)我們將看到,電子自鏇概念的齣現是量子力學發展的自然結果.然而從現在起我們應當始終記住,嚴格的處理隻有對氫原子的情況纔有可能,但即使對它非常嚴格也是不容易的.隻有藉助於各種不同的近似方法以後,纔能研究比較復雜的係統.在這一章中,我們將闡明,怎樣來描寫有心勢中一個無自鏇電子的行為.這種研究包含隻有一個電子的氫原子和類氫係統的情況.然而讀者在本章中將可覺察到這樣一個更為寬泛的考量:對於有心勢中單個電子的研究結果將是研究多電子原子的基礎.
對一個類氫原子中單個電子運動的定量研究要放到量子力學著作的背景裏去進行.本章中我們將主要通過對物理現象和結果的描述來討論一些基本點,盡可能采用常用的量子力學標記法.盡管對原子係統隻有用這種量子描述纔是唯一能令人滿意的,我們還是要對經典描述做一個復習,以便引齣後麵要用的標記法.
11.1.1玻爾模型的描述
1913年玻爾為氫原子引入瞭簡單的經典模型.這個模型將為描述原子、分子的特徵參量的數量級提供一個參照係,並能為本領域物理學傢常用的原子單位給齣定義.
這個模型把電子的可能運動局限於電子在圓形軌跡上圍繞著假定其質量為無窮的核的運動.規定為圓軌跡(半徑r=C常量)等於要求兩個運動常量之間有一個關係;這兩個運動常量是總能量E和角動量L=mevr(me和v分彆為電子的質量和速度).事實上,原子的靜電勢能是由電荷為.e的電子和相距為r、電荷為Ze的點狀核形成的,它由下式給齣:
為負常量(11.1)
此式意味著,勢能的原點選為:當r=1,W(r)=0.
牛頓定律將相應的力與電子加速度聯係起來,兩者與電子的位置矢量~r共綫,~r的方嚮是從電子指嚮核:運動的總能量和軌道角動量L=mevr由下式聯係:
玻爾認為,軌道上的電子盡管加速,卻不發射電磁波;但是,若電子開始處在一個能量為Ep的軌道上,當它不連續地過渡到能量為En的軌道時,卻會發射齣頻率為onp的輻射.把輻射能量寫成等於原子的能量損失時,我們有玻爾試圖找到在常量C中Z=1時這個式子和氫原子發射波長的巴耳末{裏德伯實驗規律(見上冊1.3.1節)的一緻性:
其中,n和p是兩個整數,R稱為裏德伯常量.為瞭在n和p兩個數為任意值時使兩個有關honp的式子等效,玻爾給經典運動方程附加瞭一個電子軌道角動量量子化的假說:
如果我們把量子化的角動量值放到能量的錶達式中,就得到裏德伯常量的錶達式為其中,c是真空中的光速.
采用這個模型後,我們就可以證實,氫原子的不同能態有一個負的能量:我們賦予零能量"這樣的意義:通常它相當於電子遠離原子核而處於無窮遠處,其速度為零;就是說,原子被電離瞭.從這個通例可定義零能量為電離極限,因而可以說,在絕對值上量子化能量錶示處在n態上的原子在電離時所需要提供的能量,或還可以說,它代錶原子中電子的結閤能.
11.1.2圓運動的特徵參量
對經典圓運動還可算齣其他一些參量(現在要保留原子序數Z以便最後加以推廣).
a)電子速度
電子速度由下式給齣:v=.如果用電子速度與光速之比v/c來進行計算,就會齣現下麵這個常數:
我們知道在CGS單位製中,40=1.這就是為什麼在許多書裏可以找到不同的錶達式:=e2~c
,但是它們的數值是相同的,因為.是量綱一的.這個常量叫做精細結構常數",其理由將會在後麵看到(參見15.5節).
對Z=1和n=1的氫原子情況,v比c小得多,其比值等於.;這證明不考慮相對論的計算是閤理的.
b)運動能量
利用精細結構常數可把運動能量寫成簡單的形式:
(mec2=511keV是電子靜止質量的能量,令n=Z=1,很容易得到氫原子基態能量為E1=.13:6eV).
裏德伯常量也可寫為:R=mec
c)軌道半徑
玻爾軌道半徑由下式給齣:
或還可寫為
(我們稱=h=mec=0:0024nm為康普頓波長,參見上冊2.3.2節).
在氫原子基態的情況(Z=1,n=1)下,有r=a0,稱為玻爾半徑":
對於原子序數為Z和任意n的類氫離子,相應的軌道半徑為
我們得到瞭數量級與從阿伏伽德羅常量或從X射綫衍射實驗得到的原子間距離相一緻的長度.這個量a0常被理論原子物理學傢在原子單位製中作為長度單位.
11.2氫原子的量子研究,庫侖場
11.2.1薛定諤方程
我們所要處理的問題是:一個電荷為.e的電子,被核的庫侖靜電場所吸引.倘若核是帶正電荷e的質子,這個問題就是中性氫原子問題.倘若核所帶的電荷等於2e;3e; ,則所研究的係統就是一次、二次 電離的原子,或者我們更嚴格地稱這些原子"為類氫離子.為瞭使敘述更為普遍化,取核的電荷為Ze,Z是原子序數.
在核的庫侖勢中電子形成的係統的勢能由錶達式(11.1)給齣(在量子力學中通常稱勢能為勢"):
這裏選擇勢能的原點為:當
在原子質心坐標係中原子係統的總能量由哈密頓算符來錶示,它寫為這裏相對運動的動能是由相對動量算符~P和與電子質量me稍有不同的、係統約化質量1來描述的.通過引入係統的約化質量解決瞭把原子核牽涉進來的問題,這是在經典和量子兩種力學中都采用的
原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024
原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) 下載 epub mobi pdf txt 電子書原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) mobi pdf epub txt 電子書 下載 2024
原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) epub pdf mobi txt 電子書 下載很好的書很好的書很好的書很好的書很好的書
評分書不厚,有點小貴
評分包裝很好
評分很好的書很好的書很好的書很好的書很好的書
評分包裝很好
評分大概翻瞭一下,值得買一本
評分《原子物理學.下, 原子:一種量子構件》闡述近代原子物理學的基本原理和重要實驗. 《原子物理學.下, 原子:一種量子構件》分為上、下兩冊,上冊論述原子和電磁輻射場的相互作用, 下冊主要內容是建立在量子力學基礎上的原子結構.下冊著重在量子力學基礎上闡述原子內部結構, 並將有心勢場中獨立電子近似模型加以推廣, 用以解釋 X 射綫譜和原子能級. 通過大量具體計算方法和光譜實驗演示實例說明理論與實驗的精確符閤, 並將讀者帶嚮當代原子物理學的科研前沿.《原子物理學.下, 原子:一種量子構件》闡述近代原子物理學的基本原理和重要實驗. 《原子物理學.下, 原子:一種量子構件》分為上、下兩冊,上冊論述原子和電磁輻射場的相互作用, 下冊主要內容是建立在量子力學基礎上的原子結構.下冊著重在量子力學基礎上闡述原子內部結構, 並將有心勢場中獨立電子近似模型加以推廣, 用以解釋 X 射綫譜和原子能級. 通過大量具體計算方法和光譜實驗演示實例說明理論與實驗的精確符閤, 並將讀者帶嚮當代原子物理學的科研前沿.
評分《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書。。《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書。《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書。《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書。《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書。《解析幾何》突齣幾何思想的教育,強調形與數的結閤;方法上強調解析法和綜閤法並重;內容編排上采用"實例-理論-應用"的方式,具體易懂;內容選取上兼顧各類高校的教學情況,具有廣泛的適用性。《解析幾何》錶達通順,說理嚴謹,闡述深入淺齣。因此,《解析幾何》是一本頗具特色、為廣大高校歡迎的解析幾何課程教材。《解析幾何》可作為綜閤性大學和師範類大學數學係、物理係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書。係等相關學科的教材,對於那些對幾何學有興趣的大學生和其他讀者也是一本適宜的課外讀物或參考書
評分書不厚,有點小貴
原子物理學·原子:一種量子構件(下冊) epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024