Stark Effect in a Hydrogenic Atom or Ion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Froman, Nanny/ Froman, Per Olof

出品人:

页数:153

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价格:977.00元

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isbn号码:9781860949241

丛书系列:

图书标签:

• Stark effect
• Hydrogen atom
• Atomic physics
• Quantum mechanics
• Spectroscopy
• Ionization
• Perturbation theory
• Plasma physics
• Atomic structure
• Quantum electrodynamics

《星空下的回响：氢原子中的斯塔克效应》 想象一下，当宇宙中最简单的原子——氢原子，置身于一个外在电场之中时，会发生什么？《星空下的回响：氢原子中的斯塔克效应》将带您踏上一段深入探索这一基本物理现象的旅程。本书并非对特定书籍内容的直接复述，而是旨在提供一个独立而详尽的视角，剖析斯塔克效应在氢原子（或类氢离子）中所展现出的深刻物理内涵。 斯塔克效应，以荷兰物理学家Johannes Stark的名字命名，描述的是原子或分子在外部电场作用下，其光谱线发生分裂、位移和强度的变化。在氢原子这一最纯粹、最基础的量子系统中，斯塔克效应的体现尤为清晰和深刻。它不仅仅是光谱学中的一个现象，更是理解原子结构、量子力学行为以及物质与电磁场相互作用原理的一扇窗口。 本书将从量子力学的基本框架出发，详细阐述斯塔克效应产生的微观机制。我们将首先回顾氢原子的量子态，包括其能级、波函数以及相应的量子数（主量子数n、角量子数l、磁量子数m）。理解这些基本概念是深入探讨斯塔克效应的基础。 随后，我们将引入外加电场对氢原子体系的影响。在没有电场时，氢原子的能级是简并的，即具有相同主量子数n但不同l和m的能级具有相同的能量。然而，当外加电场存在时，这种简并会被打破，能级会发生分裂。本书将系统地分析电场对原子波函数的影响，以及这种影响如何导致能量的改变。 我们关注的核心是微扰理论的应用。斯塔克效应通常被视为一个小的电场对氢原子哈密顿量的一个微扰项。因此，我们将深入探讨如何利用非简并微扰理论（对于大多数情况）和简并微扰理论（对于存在简并的能级）来计算斯塔克效应的能级分裂和位移。计算过程将包括如何构建微扰哈密顿量，如何计算能量的一阶和二阶修正，以及如何解释这些修正所代表的物理意义。 本书将特别关注不同量子数下的斯塔克效应。例如，主量子数n对能级分裂的影响将是重点。我们将展示，随着n的增大，能级分裂的模式会变得更加复杂，并且电场对高能级的影响也更为显著。我们还将探讨角量子数l和磁量子数m如何影响能级分裂的模式和强度。 除了能级分裂，斯塔克效应还会导致光谱线强度的变化。本书将解释，由于电场的作用，不同能级之间的跃迁概率会发生改变，从而导致某些光谱线的强度增加，而另一些光谱线则可能减弱甚至消失。这将涉及到偶极近似下跃迁选择定则的讨论。 为了更直观地理解斯塔克效应，本书还会引入一些重要的概念，如偶极矩。我们将解释原子在电场中的偶极矩是如何产生的，以及偶极矩如何影响原子的能量。此外，我们还会讨论斯塔克效应在“强场”情况下的行为，即当电场强度大到可以与原子内部的库仑场相媲美时，微扰理论的局限性以及可能需要采用其他更高级的理论方法（如变分法或数值方法）来解决。 本书的内容还将触及斯塔克效应的实验观测。我们将简要介绍历史上重要的斯塔克效应实验，以及现代光谱学技术如何精确地测量和验证这些效应。这些实验不仅是理论的有力支撑，也为我们理解微观世界的奥秘提供了宝贵的实证。 类氢离子（如He$^+$、Li$^{2+}$等）的情况与氢原子类似，只是其核电荷数不同，会导致能级能量的缩放。本书将探讨这种差异对斯塔克效应的影响，以及类氢离子在斯塔克效应研究中的作用。 《星空下的回响：氢原子中的斯塔克效应》并非止步于理论推导，更致力于揭示斯塔克效应在更广阔物理学领域中的意义。它不仅是量子力学教育中的一个经典案例，也是理解更复杂原子和分子光谱、等离子体物理、天体物理以及材料科学等领域中电场效应的基础。通过深入理解氢原子中的斯塔克效应，读者将能够更好地把握物质在电磁场作用下的基本行为。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的推导和生动的讲解，带领读者领略量子世界的神奇之处。它适合物理学专业的学生、研究人员以及对量子物理学和光谱学有浓厚兴趣的广大读者。希望通过本书的学习，您能对氢原子在电场中的响应获得深刻而全面的认识，从而在浩瀚的科学星空中，听到那属于氢原子的、在电场中回响的独特之声。

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天呐，我刚刚翻完了这本《Stark Effect in a Hydrogenic Atom or Ion》，简直是本让人欲罢不能的物理学宝典！作者对这个看似枯燥的课题挖掘得太深太透了，感觉像是拿着一把精密的瑞士军刀，把每一个细节都解剖得清清楚楚。这本书的叙事风格非常严谨，但又不失启发性。它不是那种让你昏昏欲睡的教科书，反而更像是一位经验丰富的大师在你耳边娓娓道来，将复杂的量子力学概念转化为可以触摸的图像。特别是关于外部电场如何影响原子能级跃迁的部分，作者的推导过程逻辑链条完整到令人发指，每一步的物理图像都描绘得淋漓尽致。我个人尤其欣赏它在数学工具应用上的克制与精准，既没有为了炫技而堆砌冗余的复杂公式，也没有为了简化而牺牲关键的物理洞察力。读完之后，我对斯塔克效应的理解，已经从一个模糊的课堂概念，升华到了可以自信地在任何学术场合进行深入讨论的层次。对于任何想要在这领域深耕的初级研究者来说，这本书绝对是绕不开的里程碑式的参考资料，它为你打下的基础坚实到足以支撑起未来更宏大的理论构建。

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与其他同类主题的书籍相比，《Stark Effect in a Hydrogenic Atom or Ion》展现出一种罕见的全面性和前瞻性。我发现它不仅详尽地覆盖了从基础的薛定谔方程微扰解到更前沿的相对论修正效应所带来的斯塔克场影响，更难能可贵的是，作者还花了相当篇幅讨论了实验测量中可能遇到的实际问题和误差分析，这一点在纯理论著作中是很少见的。这种将理论与实践紧密结合的写作手法，极大地提升了这本书的实用价值。它让我们意识到，物理学不是空中楼阁，而是建立在可观测现象之上的精密工程。例如，书中对不同电场强度下线性斯塔克效应和二次斯塔克效应的精确过渡点的讨论，简直是教科书级别的精准。读完后，我立刻对如何设计一个模拟实验产生了新的思路，它提供的不仅仅是答案，更是提出更深刻问题的能力。这本书的深度和广度，足以让它在相当长一段时间内，成为该领域最受推崇的参考读物。

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说实话，我拿到这本书的时候，内心是有些忐忑的，毕竟“氢原子”和“斯塔克效应”听起来就是量子力学教科书里最核心也最容易让人望而却步的部分。然而，这本书的编辑和作者的用心程度简直是业界楷模。版面设计极其考究，公式的排版清晰易读，图表的质量高到可以直接用于学术报告。更关键的是，作者在解释那些涉及矢量代数和角动量耦合的复杂章节时，总能巧妙地穿插一些类比或者历史背景，一下子就把原本冰冷的数学符号赋予了生命力。我特别留意了它对非简并态和简并态处理差异的论述，这种细节的处理，体现了作者对教学艺术的深刻理解。这本书的结构安排非常合理，它没有一开始就抛出所有复杂的数学工具，而是循序渐进地引导读者去掌握它们，等到真正需要用到高级技巧时，你已经准备好了。这对于自学或者希望系统梳理知识体系的读者来说，简直是完美适配。它不仅仅是一本关于斯塔克效应的书，更是一本关于如何高效进行理论物理学习的优秀范例。

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这本书的阅读体验，就像是攀登一座信息量巨大的知识高山，过程虽然艰辛，但每登上一层，视野就开阔一分。我最喜欢它那种不急不躁的论证节奏，它似乎完全明白初学者在面对如此尖锐的物理问题时会产生的困惑，因此它会用一种近乎仁慈的方式，反复确认读者是否已经完全理解了前置概念，才会迈向更深一步。其中关于高阶微扰理论在处理线性斯塔克效应时的应用，我找了市面上好几本经典教材，都没有这本书的阐述来得如此清晰和富有洞察力。它不仅告诉你“如何计算”，更重要的是，它深入剖析了“为什么这样计算才是最有效的物理途径”。这种对方法论本身的关注，使得这本书的价值远远超出了单纯的知识传递。我甚至觉得，这本书本身就是对严谨科学精神的一种活生生的诠释——没有捷径，只有一步一个脚印的扎实推导和对物理实在的深刻敬畏。对于那些习惯了快速、碎片化信息的人来说，这可能需要一定的耐心，但请相信我，这份投入是绝对值得的，它会重塑你对物理分析的耐心和深度。

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这本书的笔触是如此的细腻和富有层次感，让我深深着迷于作者对物理世界细微变化的捕捉能力。它让我仿佛置身于一个巨大的、由电磁场和原子构成的精密仪器内部，亲眼见证电子云的微小形变如何影响整个系统的能级结构。与其他侧重于公式推导的著作不同，这本书花了大量的篇幅来阐释“物理直觉”的培养。作者反复强调，数学是工具，而物理直觉才是指引方向的罗盘。比如，在讨论原子在非均匀电场中的行为时，作者没有直接跳到复杂的张量分析，而是先用一个非常直观的、基于能量梯度的概念来构建初步的理解框架，这极大地降低了读者的理解门槛。这本书成功地在学术的精确性与教学的启发性之间找到了完美的平衡点。它不仅填补了我知识体系中的一个巨大空白，更重要的是，它激发了我对探索未知物理现象的巨大热情。我强烈推荐给所有对量子电动力学基础感兴趣，并希望拥有扎实基础的严肃学习者。

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