Modern Atomic and Nuclear Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hamilton, Joseph H.

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页数:797

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价格:$ 144.64

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isbn号码:9789812836786

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• 原子物理
• 核物理
• 现代物理
• 量子力学
• 核反应
• 放射性
• 原子结构
• 核结构
• 粒子物理
• 物理学

好的，这是一本关于原子和核物理领域深度探索的图书简介，内容详实，旨在为读者提供一个全面而扎实的理论基础和前沿视野。 --- 《量子力学的黎明：从经典束缚到微观世界的重塑》 导言：物理学的范式革命与微观世界的开启 本书深入探讨了二十世纪初物理学经历的深刻变革——从牛顿力学和麦克斯韦电磁学的经典世界观向量子力学的过渡。我们不再将物质和能量视为连续的实体，而是转向一个由离散能量包、波粒二象性以及概率性描述主导的全新领域。本书旨在系统梳理这一革命性进展的理论基石、关键实验证据以及由此引发的深刻哲学思考。 第一部分：经典物理学的黄昏与量子概念的萌芽 第一章：黑体辐射的困境与普朗克的量子假设 本章聚焦于经典物理学在解释黑体辐射谱时遭遇的“紫外灾难”。我们将详细分析瑞利-金斯定律的局限性，随后深入阐述马克斯·普朗克如何引入能量量子化（$E=h u$）的概念，这一假设如何成功地拟合实验数据，并标志着现代物理学的开端。讨论将侧重于普朗克的思维历程、量子假设的数学形式及其初始接受度。 第二章：光电效应的决定性证据与爱因斯坦的光子论 爱因斯坦对光电效应的成功解释是支持普朗克假设的关键一步。本章将细致剖析光电效应的实验现象——截止频率、光电流饱和等，并展示经典波动理论为何无法解释这些现象。重点将放在爱因斯坦如何将光本身视为能量的离散粒子——光子（或称“光量子”）的观点，以及这如何挑战了长久以来将光视为纯粹电磁波的观念。 第三章：玻尔模型：原子结构的第一个成功尝试 在量子化概念的指导下，我们转向原子结构的研究。本章将详尽介绍尼尔斯·玻尔如何将普朗克的量子化概念应用于卢瑟福的行星模型，提出了著名的三个基本假设。我们将详细推导玻尔模型的能级公式，并成功解释氢原子光谱（特别是里德伯公式）的精确结构。同时，本章也会探讨玻尔模型的局限性，例如它对多电子原子和精细结构解释的无力。 第四章：物质的波粒二象性：德布罗意物质波 如果光具有粒子性，那么粒子是否具有波动性？本章介绍路易·德布罗意的革命性设想。我们将探讨德布罗意波长 ($lambda = h/p$) 的推导及其理论意义。随后，通过对戴维孙-革末实验（电子束的衍射）的分析，本章确立了物质波作为微观粒子基本属性的地位，完成了波粒二象性在所有物质层面的统一。 第二部分：量子力学的成熟与严谨的数学框架 第五章：薛定谔方程与波函数的物理诠释 随着实验证据的积累，对“波”的本质的探讨进入高潮。本章核心内容是薛定谔波动方程的建立，包括定态方程和含时方程的数学形式。我们将着重讨论马克斯·玻恩对波函数 ($Psi$) 的概率诠释——波函数的模方 ($vertPsivert^2$) 代表粒子在空间中出现的概率密度。本章还将初步引入算符、本征值和本征态的概念。 第六章：海森堡矩阵力学与对易关系 作为量子力学建立的另一条独立路径，本章介绍维尔纳·海森堡的矩阵力学。我们将解释如何用算符的矩阵表示来描述可观测物理量，以及对易关系（如 $[hat{x}, hat{p}] = ihbar$）的深刻物理意义。通过对比薛定谔的波动绘景和海森堡的矩阵绘景，读者将理解两种形式在数学上是等价的。 第七章：不确定性原理的物理根源与哲学冲击 海森堡不确定性原理 ($Delta x Delta p geq hbar/2$) 是量子力学的核心特征之一。本章不仅从数学上推导此原理，更深入探讨其物理来源——波包的展宽特性以及测量过程对被测系统的不可避免的干扰。我们将讨论不确定性原理如何彻底颠覆了经典物理中“同时确定粒子精确位置和动量”的可能性，及其对决定论哲学的挑战。 第八章：全同粒子、泡利不相容原理与费米-狄拉克统计 本章转向多电子系统的描述。我们将介绍量子力学中对全同粒子（费米子和玻色子）的处理方法，重点阐述泡利不相容原理（两个费米子不能占据完全相同的量子态）的实验基础和理论重要性。随后，我们将引入费米子系统的波函数必须反对称的要求，并以此为基础初步讨论费米能级和电子在原子中的排布规则。 第三部分：量子力学的应用与初步的深入探索 第九章：简谐振子与角动量量子化 量子力学在处理束缚态问题上的强大能力体现在对量子谐振子的分析中。本章将采用建立算符的方法（升降算符法）来求解谐振子的能级，揭示其能级间隔是均匀的 ($E_n = (n+1/2)hbaromega$)，以及零点能的存在。此外，本章将详细介绍角动量的量子化，包括轨道角动量算符 ($hat{mathbf{L}}$) 的对易关系、本征值 ($l, m_l$) 以及球谐函数作为角动量本征函数的角色。 第十、十一章：氢原子问题的精确求解与精细结构 （注：此部分内容将聚焦于对氢原子问题的完整三维求解，而非玻尔模型。鉴于原书名涉及“核物理”，此处将为原子核物理的理解奠定必要的量子力学基础。） 第十章：中心势场下的薛定谔方程分离变量法：展示如何将薛定谔方程在球坐标系下分解为径向方程和角向方程。 第十一章：径向方程的解与量子数：分析径向方程的解如何自然地引入主量子数 ($n$)、角量子数 ($l$) 以及磁量子数 ($m_l$)。随后，本章将讨论塞曼效应和斯特恩-革拉赫实验如何揭示电子的内在自旋角动量 ($s$)，以及完整的量子态描述（$n, l, m_l, s, m_s$）。 第十二章：微扰理论基础与非简谐势场 在实际应用中，许多物理系统无法得到解析解，需要引入近似方法。本章将介绍时间无关微扰理论的一阶和二阶修正公式，并简要讨论时间依赖微扰理论在处理跃迁概率（如吸收和发射）中的作用。通过应用微扰论，读者可以了解如何处理偏离理想库仑势或简谐势的复杂系统，为后续深入的原子和分子物理学研究打下方法论基础。 --- 读者对象： 本书适合物理学专业本科生、研究生，以及希望全面理解量子力学从基本假设到应用方法的工程师和科研人员。本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数和经典力学基础。 本书特色： 本书强调从物理图像出发理解抽象的数学工具，注重历史发展脉络与核心概念的辩证统一。通过严谨的推导和对关键实验的剖析，本书旨在构建读者对微观世界坚实的、无歧义的认识框架。

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阅读体验上，这本书的排版设计虽然传统，但功能性极强。字体选择清晰易读，图表质量也无可挑剔，那些复杂的能级图和散射截面曲线都绘制得非常精确，这一点对于需要大量视觉辅助来理解抽象概念的读者来说至关重要。不过，如果说有什么可以改进的地方，也许是索引部分可以再做得更详尽一些。有时候，当我急需查找某个特定的小概念时，需要花费不少时间在目录和章节之间来回翻找，这在快速学习或复习时会稍显不便。尽管如此，书后附带的习题集绝对是这本书的亮点之一。这些习题并非简单的概念复述，它们往往是针对某一核心理论的应用和拓展，迫使读者跳出教材的既有框架进行思考。我特别喜欢那些需要结合多个章节知识点才能解出的综合性题目，它们极大地锻炼了我的问题解决能力，让我感觉自己不再只是一个知识的接收者，而是一个主动的探索者。

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这本书的国际视野和时代感也令我印象深刻。作者显然花费了大量精力来整合全球范围内的最新研究成果。书中对标准模型之外的前沿猜想，如超对称性、引力与量子力学的统一性等，都给予了恰到好处的介绍，既保证了教材的严谨性，又为有志于继续深造的读者指明了方向。特别是在讨论核聚变能源的研究进展时，作者给出的数据和分析都非常与时俱进，这在很多老旧的经典教材中是看不到的。这本著作的价值在于，它完美地平衡了“经典”与“现代”之间的关系——它坚实地奠定了读者对原子核和基本粒子物理学的理解根基，同时又像一扇窗户，向我们展示着未来几十年物理学可能发展的方向。对于身处快速迭代的科学前沿的从业者和学生来说，拥有一本如此紧跟时代脉搏的参考书，无疑是巨大的财富。

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这本书的封面设计实在是太吸引人了，那种深邃的蓝色背景配上跃动的原子结构图，一下子就把你拉进了微观世界的奇妙旅程。我是在一个老旧的二手书店里偶然发现它的，当时就被它厚重的质感和专业的排版迷住了。翻开扉页，首先映入眼帘的是作者精炼的序言，他谦逊地表达了希望这本书能成为物理系学生和研究人员的得力助手的愿望。阅读过程中，我发现作者在处理复杂概念时，总是能用一种非常直观且富有洞察力的方式进行阐述。比如，在介绍量子场论的基础时，他没有直接堆砌晦涩的数学公式，而是先构建了一个宏观的类比模型，让读者可以轻松地抓住核心思想，然后再逐步深入到理论细节。这种教学方法显然是经过深思熟虑的，它极大地降低了初学者的入门门槛，同时也为有一定基础的读者提供了更深入的思考空间。整本书的逻辑结构清晰流畅，章节之间的过渡自然得像一条河流，让人完全沉浸其中，几乎忘记了时间的流逝。可以说，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导着我们探索物理学的最前沿。

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这本书的深度和广度简直令人惊叹，我必须承认，有些章节我需要反复阅读好几遍才能真正领会其精髓。特别是关于核反应堆动力学的那一部分，作者对中子输运理论的阐述细致入微，每一个参数的引入、每一个近似的合理性都被解释得头头是道。我记得当时为了验证书中的一个复杂计算，我不得不翻阅了好几本其他教材进行交叉对比，结果发现这本书的推导过程是最简洁、最有说服力的。作者似乎有一种魔力，能将那些原本枯燥乏味的数学推导，转变成一场逻辑严密的推理盛宴。此外，书中收录的近现代实验案例也极为丰富，它们不仅是对理论的支撑，更像是给冰冷的公式注入了鲜活的生命力。通过对这些真实实验数据的分析，我深刻体会到了理论物理学与实验物理学之间那种紧密而辩证的关系。对于任何想要在核物理领域深耕的人来说，这本书无疑是一座难以逾越的知识宝库，需要投入极大的精力和时间去细细品味。

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这本书带给我的思维冲击是多维度的。它不仅仅教会了我“是什么”和“怎么算”，更重要的是，它不断地引导我去思考“为什么会这样”。例如，当讲解放射性衰变定律时，作者并没有止步于指数衰减公式本身，而是深入探讨了时间对称性在微观世界中所面临的挑战，这种对物理哲学层面的探讨，让我对整个自然界的运行规律有了更深层次的敬畏之心。我感觉自己仿佛搭上了一艘时光机，从卢瑟福的金箔实验时代，一路穿越到粒子对撞机前沿，亲眼见证了人类认识自身极限的每一步艰辛历程。这种历史感和前瞻性的结合，让这本书的价值远超出一本普通的技术手册。它成功地将枯燥的物理定律，编织成了一幅波澜壮阔的科学史诗，读完之后，你不仅知识量增加了，精神上也仿佛得到了一次洗礼，对科学探索的信仰更加坚定了。

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