Nuclear Structure from a Simple Perspective

Nuclear Structure from a Simple Perspective pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Casten, R.F.
出品人:
页数:478
译者:
出版时间:2001-6
价格:$ 129.95
装帧:
isbn号码:9780198507246
丛书系列:
图书标签:
  • 核结构
  • 核物理
  • 量子力学
  • 原子核
  • 核模型
  • 有效核力
  • 团簇结构
  • 核反应
  • 放射性衰变
  • 核谱学
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具体描述

The present textbook on nuclear structure takes a unique and complementary approach compared to existing texts on the topic. Avoiding complicated calculations and complex mathematical formalism, it explains nuclear structure by building on a few elementary physical ideas. Even such apparently intricate topics as shell model residual interactions, the Nilsson model, and the RPA analysis of collective vibrations are explained in a simple, intuitive way so that predictions can usually be made without calculations, essentially by inspection. Frequent comparison with data allows the relevance of theoretical approaches to be immediately evident. This edition includes new chapters on exotic nuclei and radioactive beams, and on correlations of collective observables. Completely new discussions are given of isospin, the shell model, nature of collective vibrations, multi-phonon states, superdeformation, bandmixing, geometric collective model, fermi gas model, basic properties of simple nuclear potentials, the deuteron, etc. With the amount of new material this new edition is essentially a new book.

《原子核的结构与奥秘:超越视角的探索》 内容简介 本书旨在为物理学爱好者、初级研究人员以及对原子核物理学抱有浓厚兴趣的读者,提供一个系统而深入的视角,去理解原子核的复杂世界。本书不侧重于高深的数学推导,而是着力于构建清晰、直观的物理图像,将原子核的内部结构、核力的本质、以及核反应的机制,通过易于理解的语言和丰富的类比进行阐释。 原子核,作为物质世界最核心的组成部分,其内部的相互作用与运动规律,是现代物理学中最引人入胜的领域之一。本书将从最基本的核子(质子与中子)的性质出发,逐步深入到核物质的集体行为和壳层结构。我们将探讨原子核的尺寸、形状、电荷分布,以及它们如何决定了原子核的稳定性与衰变特性。 第一部分:核子的基本属性与核力的起源 本书伊始,我们将回顾原子核的发现历程,并界定原子核的物理边界。随后,重点聚焦于构成原子核的基本粒子——质子与中子。我们将详细讨论它们的质量、自旋以及电荷特性,并引入“同位素”和“核素”的概念,解释原子核的“质量数”与“原子序数”是如何被定义的。 核力的本质是原子核存在的基石。我们不会直接陷入量子色动力学的复杂性,而是着眼于核力的宏观表现及其关键特性:短程强相互作用和长程的核吸引/排斥平衡。本书将追溯核力理论的发展脉络,从早期基于介子交换的模型,到现代有效场论的描述。我们将分析核力的自旋依赖性、同位旋不变性(在低能近似下),以及核饱和性的物理意义——即为什么原子核不会无限大,而是趋向于一个固定的核物质密度。通过对核力的“硬核”与“软核”的讨论,读者将能更深刻地理解核子之间微妙的排斥与吸引作用。 第二部分:原子核的集体模型与单粒子模型 原子核的结构既表现出粒子性,又展现出集体行为,这构成了核物理中最迷人的二元性。 单粒子模型(壳层模型)的引入,是理解原子核稳定性的关键。我们将详细阐述类似于电子在原子中排布的核子壳层结构。本书将清晰地解释“幻数”的物理起源——为什么某些特定核子数(2, 8, 20, 28, 50, 82, 126)的原子核异常稳定。我们将讨论谐振子势的初步概念,并引入自旋-轨道耦合项如何修正能级结构,从而精确地解释高壳层闭合的现象。通过对核子的轨道占据、角动量叠加和总自旋的计算,读者将能够理解原子核的基态性质,如奇偶性、自旋和磁矩。 随后,我们将转向集体模型,探讨当核子数量较多时,原子核展现出的类似液滴的行为。液滴模型将作为理解核子平均场效应和核结合能的直观工具。我们将深入探讨半经验质量公式(Bethe-Weizsäcker公式)的构成,详细解析其中各项的物理意义:体积能(反映核物质饱和性)、表面能(反映表面张力效应)、库仑能(反映质子间的静电斥力)、不对称能(反映质子/中子数差异对稳定性的影响)以及配对能(反映核子成对的倾向)。 在此基础上,我们将整合两种模型的优势,介绍集体激发的概念。原子核的振动(如四极激发)和转动(对于变形核)将通过类比宏观的机械振子和刚性转子来阐释,为理解激发态谱提供一个清晰的框架。 第三部分:原子核的形状与形变 现代核物理研究的一个重要前沿是原子核的非球形结构。本书将详细讨论原子核形变的物理机制,即核子-核子相互作用如何驱动原子核从球形偏离。我们将介绍德拜角动量的概念,并分类讨论主要的形变类型:扁球形(Prolate)和梨形(Pear-shaped)。 通过对欧拉角的引入(以非技术性的方式),我们将解释如何描述一个复杂形状的三维定向。形变对核反应和衰变过程的影响至关重要,例如,旋转带的形成是理解重核性质的关键。本书将展示如何利用实验数据,如激发能级和电荷半径的测量,来推断原子核的精确形状。 第四部分:核反应与衰变:核的演化 原子核并非静止不变的实体,它们通过各种方式进行转化和衰变。本部分将系统地梳理主要的放射性衰变模式及其背后的量子力学原理。 α衰变:我们将讨论α粒子作为一种“隧道效应”产物的形成过程,以及Gamow因子如何解释衰变寿命的巨大差异。 β衰变:从早期对中子转化为质子、释放电子和反中微子的过程描述,到对弱相互作用的初步认识。特别是对中微子假说的提出和验证的简要回顾,将有助于读者理解守恒定律在微观世界中的重要性。 γ衰变:作为原子核从高能级向低能级跃迁的纯电磁过程,我们将重点分析多极辐射(偶极、四极等)的选择定则。 随后,我们将探讨核反应的动力学。从简单的截面概念出发,解释粒子散射的概率。本书将区分反应截面与反应速率。重点分析核裂变这一重要的核过程。我们将借鉴液滴模型来解释裂变势垒的形成,并讨论引发裂变的机制(如热中子捕获)。对于核聚变,本书将讨论等离子体约束的挑战,以及太阳内部的质子-质子链反应和先进聚变堆中氘-氚反应的物理可行性。 第五部分:原子核的边界与前沿 最后,本书将目光投向原子核物理学的最前沿。我们将探讨奇特原子核(Exotic Nuclei)的研究,包括核晕(Halo)结构,例如锂-11的结构,以及“滴线”附近的核。这些核的非传统结构挑战了我们对传统核壳层模型的理解,迫使科学家探索更具动态性和强关联性的核物质图像。 本书将以对核物质状态方程的讨论作结,探讨在极端密度和温度下(如中子星内部),核物质可能存在的奇特相态,如超流体和夸克-胶子等离子体。 通过这一系列深入浅出的探讨,读者将能够建立起一个坚实的、多维度的原子核物理图像,理解其复杂性、美妙之处以及它在宇宙演化和能源技术中的核心地位。本书力求在保持物理严谨性的同时,激发读者对这个看不见的世界的无限好奇心。

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读后感

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用户评价

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这本书的出版,对于许多希望理解核结构但又缺乏扎实数学背景的读者来说,无疑是一场及时雨。我之前尝试过阅读一些核物理的经典著作,但总是被繁复的公式和抽象的理论所困扰,最终只好放弃。然而,《Nuclear Structure from a Simple Perspective》这本书,却以一种“化繁为简”的方式,将核结构这一复杂领域变得触手可及。作者巧妙地运用类比和直观的图示,将抽象的物理概念转化为读者能够理解的语言。我尤其赞赏书中对“液滴模型”的阐释,通过将其与日常生活中熟悉的液体滴的特性进行对比,我得以非常轻松地理解原子核的质量亏损和结合能等基本概念。这本书的语言风格非常亲切自然,没有丝毫的故作高深,读起来就像在与一位经验丰富的物理学家进行一次轻松的对话,从中汲取知识。它让我意识到,科学的魅力不仅仅在于其严谨的逻辑和精密的计算,更在于其背后蕴含的简单而深刻的物理规律。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种对科学探索精神的启迪。它让我对核物理产生了前所未有的兴趣,并渴望继续深入了解这个奇妙的微观世界。对于任何一个想要走进核物理大门的人来说,这本书都是一个绝佳的起点。

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我是一个长期活跃在科研一线的核工程师,每天的工作都与核能打交道,但说实话,对于核结构这一基础理论的深入理解,我总觉得还有些欠缺。《Nuclear Structure from a Simple Perspective》这本书,恰好填补了我在这方面的知识空白。作者的视角非常独特,他没有直接从高度理论化的模型开始,而是巧妙地将一些看似独立的核现象串联起来,揭示其背后统一的物理规律。我特别欣赏书中关于“壳模型”的介绍,通过引入简单的类比和直观的图示,将复杂的量子力学概念解释得十分清晰。这本书的优势在于,它不仅仅是理论的阐述,更是对这些理论在实际核物理研究中的应用进行了初步的探讨。虽然我本身的工作经验已经比较丰富,但在阅读过程中,依然能从中获得不少启发,对一些我们习以为常的现象有了更深层次的理解。此外,书中对不同核模型优劣势的分析,也让我对核结构研究的发展历程有了更清晰的脉络。它不像某些学术专著那样枯燥乏味,而是充满了思考的深度和启发性。对于已经有一定基础的读者来说,这本书可以作为一种“重新审视”的基础理论工具,帮助你理清思路,发现新的研究视角。它也让我意识到,即使在成熟的领域,依然存在通过“简单视角”来深化理解的可能性。

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作为一名正在攻读物理学硕士的学生,我对核物理的研究方向尤为感兴趣,而《Nuclear Structure from a Simple Perspective》这本书,为我提供了一个非常宝贵的参考视角。在众多强调数学推导和理论严谨性的教材中,这本书另辟蹊径,以一种更加直观和易于理解的方式来呈现核结构的复杂性。作者在处理诸如核力相互作用、核密度分布等核心概念时,并非直接抛出复杂的数学表达式,而是先从宏观现象入手,再逐步引导读者深入理解其微观机制。我特别欣赏书中对“集体模型”的介绍,它以一种生动形象的方式,将抽象的核集体运动概念具象化,帮助我理解原子核为何会表现出如此丰富的集体激发模式。这本书的价值在于,它能够帮助我将那些零散的理论知识点串联起来,形成一个更加系统和完整的认知框架。在我的研究过程中,经常会遇到一些需要深入理解基础理论的时刻,这本书无疑为我提供了一个非常好的“回溯点”,让我能够从更本源的视角去思考问题。此外,书中对不同核模型的比较和评价,也为我今后的研究方向选择提供了有益的参考。这本书并非一本简单的科普读物,而是一本能够激发深度思考,并为进一步研究奠定坚实基础的佳作。

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这本书绝对是核物理入门的宝藏!我一直对原子核的奥秘充满好奇,但感觉市面上很多书籍要么过于抽象,要么就是对数学公式的堆砌,读起来实在让人望而却步。直到我翻开《Nuclear Structure from a Simple Perspective》,才真正找到了那种“豁然开朗”的感觉。作者并没有一开始就抛出一堆复杂的理论,而是从最基本、最直观的现象入手,比如核力的性质、原子核的稳定性等等,用一种娓娓道来的方式,引导读者一步步理解核结构。我尤其喜欢书中对核力的类比,让抽象的概念变得生动形象,仿佛真的能“触摸”到原子核内部的力量。而且,这本书的叙述节奏把握得非常好,不会让人觉得信息量过大而产生压迫感,也不会因为太过于简单而显得肤浅。它就像一位循循善诱的老师,在你困惑的时候及时点拨,在你有所成就的时候给予鼓励。我之前一直认为核结构是个艰深晦涩的领域,但这本书彻底颠覆了我的看法。它证明了,即便是最复杂、最深奥的科学,只要用对方法,也能变得通俗易懂,引人入胜。我强烈推荐给所有对核物理感兴趣,但又苦于找不到合适入门书籍的朋友们,这本书绝对不会让你失望。它让你在享受阅读乐趣的同时,悄悄地掌握了核物理的核心知识,实在是物超所值。

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不得不说,这本书的标题《Nuclear Structure from a Simple Perspective》真是点睛之笔,它准确地概括了这本书的精髓。我是一个曾经接触过一些物理学知识,但对核结构完全陌生的读者。我一直以为核物理是物理学中最“硬核”的部分,充满了复杂的数学公式和抽象的概念,很难真正理解。然而,这本书彻底改变了我的想法。作者用一种非常“接地气”的方式,从最基础的物理直觉出发,一步步构建起对核结构的认识。我印象最深的是书中对于“量子隧穿效应”的解释,作者巧妙地运用类比,让我这个非专业人士也能大致理解这个奇特的量子现象是如何在原子核中扮演重要角色的。书中的图表设计也非常精良,清晰直观,大大降低了理解的门槛。而且,这本书的语言风格非常流畅,没有晦涩难懂的术语堆砌,读起来就像在听一位经验丰富的老师在讲课,既有深度又不失趣味性。我特别喜欢书中对核反应过程的描述,将它们分解成一个个可理解的步骤,让我不再感到茫然。这本书让我对原子核内部的世界产生了浓厚的兴趣,甚至开始主动去了解更多相关的知识。它就像一扇为我打开的窗户,让我看到了一个充满奇妙和规律的微观世界。

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