Atomic collision theory (Lecture notes and supplements in physics) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:W. A. Benjamin

作者:B. H Bransden

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1970

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780805311808

丛书系列:

图书标签:

原子碰撞
物理学
原子物理
碰撞理论
量子力学
物理讲义
原子过程
等离子体物理
稀薄气体动力学
物理学教学

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具体描述

量子世界的碰撞：原子层面的交互与演化本书深入探索原子碰撞理论的精妙之处，旨在为物理学研究者、研究生以及对原子分子物理学和等离子体物理学有浓厚兴趣的读者提供一份详实而全面的理论框架。不同于宏观世界的物质碰撞，原子层面的碰撞是一场遵循量子力学规律的优雅舞蹈，其结果不仅揭示了微观粒子的基本性质，更是理解众多自然现象和催生前沿科技的关键。本书并非对某一特定实验现象的简单罗列，而是致力于构建一个坚实的理论基础，使读者能够理解并预测原子间、原子与光子间、甚至更复杂的多体系统在碰撞过程中的行为。我们将从量子力学最基本的原理出发，逐步构建起描述粒子相互作用的数学工具，并将其应用于解析原子碰撞的各个方面。核心理论构建：从基本量子力学到散射理论我们将首先回顾量子力学中最核心的概念，包括波函数、薛定谔方程、量子态的叠加与演化等，为后续的碰撞理论奠定坚实的基础。在此基础上，本书将重点讲解如何描述粒子间的相互作用势。这种势可以是静电的库仑力，也可以是更复杂的范德勒斯力，甚至是核力的作用。理解相互作用势的性质，是预测碰撞结果的第一步。散射理论是原子碰撞理论的基石。我们将详细介绍薛定谔方程的散射态解，以及如何从这些解中提取出重要的物理信息。微分截面和总截面将作为量化碰撞过程中粒子散射概率的核心概念进行深入讨论。读者将学习如何计算这些截面，并理解它们在实验测量中的意义。路径积分与变分方法：另辟蹊径的求解之道除了传统的薛定谔方程求解方法，本书还将引入路径积分方法。这种方法将粒子的运动轨迹视为所有可能路径的叠加，提供了一种全新的视角来理解量子散射过程，尤其在处理复杂相互作用和多体问题时展现出其独特的优势。同时，变分方法也将被介绍，它提供了一种在近似条件下求解薛定谔方程及其散射态的强大工具。通过选择合适的试探波函数，可以获得薛定谔方程解的能量上界，进而用于近似计算散射截面。量子态的演化与跃迁：能量的交换与粒子的转化原子碰撞最引人入胜的方面之一在于量子态的演化和跃迁。当原子发生碰撞时，它们的内部电子能级可能会发生变化，吸收或释放能量。本书将深入探讨电子跃迁理论，包括准经典近似（如Landau-Zener理论）和量子跃迁理论，以解释电离、激发和失谐等现象。对于光子与原子的相互作用，我们也将进行详尽的阐述。弹性散射（瑞利散射）和非弹性散射（拉曼散射、康普顿散射）将作为核心内容进行讲解。读者将学习洛伦兹公式和费曼图等工具，来描述光子与原子之间能量和动量的交换，以及由此产生的量子态变化。多体碰撞与复杂系统：从简单到复杂，挑战极限在本书的后期，我们将把理论框架扩展到更复杂的系统。多体碰撞理论将成为探讨原子离子束、电子束与气体相互作用的关键。我们将介绍平均场近似、R-矩阵方法等用于处理多体散射问题的近似技术。对于等离子体环境中的原子碰撞，其特殊性在于存在大量的带电粒子和集体效应。本书将分析等离子体中的碰撞频率、电荷交换过程、以及辐射过程，并介绍如何利用这些理论来理解和模拟等离子体中的原子动力学。计算方法与应用：理论指导实践理论的最终目的是指导实验和实际应用。本书将强调数值计算方法在原子碰撞理论中的重要性。读者将了解到如何利用离散变量表示（DVR）、哥萨科夫-里德（GSC）方法等数值技术来求解薛定谔方程和散射问题。最后，本书将简要概述原子碰撞理论在光谱学、激光物理、核聚变研究、天体物理以及材料科学等领域的广泛应用，以期激发读者将所学知识应用于解决更广泛的物理问题。通过对原子碰撞理论的系统性阐述，本书期望为读者构建一个清晰、深入且富有洞察力的理解框架，使他们能够自信地进入原子与分子物理学的研究前沿，并为理解宇宙的微观运行机制贡献力量。