Физика атома и атомных явлений

Купить бумажную книгу и читать

Название: Физика атома и атомных явлений

Автор: Милантьев В.П.

Издательство: Абрис

Год: 2012

Страниц: 399

ISBN: 978-5-4372-0054-4

Формат: PDF

Размер: 33.6 Мб

Язык: русский

В книге изложены основы современной физики атомов и молекул, рассмотрены многочисленные эксперименты и опытные факты, приведшие к квантовым понятиям и представлениям. Даны элементы атомно-молекулярной спектроскопии. Проанализированы разнообразные атомно- молекулярные эффекты и явления и их приложения. Приведено большое число задач с решениями и пояснениями.

Для студентов физических и смежных специальностей высших учебных заведений. Может быть также использована на курсах повышения квалификации

для преподавателей вузов.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие...5

Глава 1. Основные эксперименты и развитие представлений о строении атома... 7

§ 1.1. Модели атома... 7

§ 1.2. Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома... 10

§ 1.3. Спектральные закономерности. Комбинационный принцип. Спектр атома водорода... 19

§ 1.4. Квантовая теория Бора. Принцип соответствия... 23

§ 1.5. Опыты Франка и Герца. Экспериментальное доказательство дискретности атомных состояний... 36

§ 1.6. Корпускулярно-волновой дуализм. Волны де Бройля... 47

§ 1.7. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля... 59

§ 1.8. Статистическая интерпретация волн де Бройля... 67

§ 1.9. Соотношения неопределенностей... 75

Глава 2. Физические принципы квантовой механики... 87

§ 2.1. Уравнение Шредингера. Уравнение сохранения вероятности... 87

§ 2.2. Квантование как проблема собственных значений. Операторы физических величин... 92

§ 2.3. Одновременно измеряемые физические величины. Законы сохранения. Четность состояний... 102

§ 2.4. Потенциальные «ямы» и «барьеры»... 106

§ 2.5. Линейный гармонический осциллятор... 119

§ 2.6. Момент импульса. Квантовый ротатор... 126

§ 2.7. Магнитные свойства атомов. Магнитомеханические эффекты. Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона... 136

§ 2.8. Принцип тождественности одинаковых частиц. Принцип Паули... 147

§ 2.9. Спонтанные и вынужденные переходы. Коэффициенты Эйнштейна... 153

§ 2.10. Правила отбора... 159

§ 2.11. Ширина уровней энергии. Ширина и форма спектральных линий... 163

§ 2.12. Общие принципы индуцированного усиления электромагнитного излучения. Мазеры и лазеры... 171

Глава 3. Строение и свойства атомов... 178

§ 3.1. Движение в центрально-симметричном поле. Атом водорода... 178

§ 3.2. Тонкая структура термов. Лэмбовский сдвиг... 189

§ 3.3. Сложение моментов импульса. Типы связей электронных моментов в атоме... 199

§ 3.4. Электронные оболочки атомов. Физическое объяснение периодической системы элементов Д. И. Менделеева... 207

§ 3.5. Уровни энергии и спектры атомов щелочных металлов... 215

§ 3.6. Атом гелия. Спектры атомов второй группы... 220

§ 3.7. Основные состояния сложных атомов. Относительные интенсивности спектральных линий... 228

§ 3.8. Рентгеновское излучение атомов. Рассеяние и поглощение рентгеновского излучения... 233

§ 3.9. Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Эффект

Пашена—Бака... 243

§ 3.10. Явление магнитного резонанса. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР... 253

§ 3.11. Атом в электрическом поле. Эффект Штарка... 259

§ 3.12. Возбужденные атомы. Ридберговские атомы... 264

§ 3.13. Неупругие удары второго рода. Процессы хемоионизации... 270

Глава 4. Строение и свойства молекул... 278

§ 4.1. Адиабатическое приближение. Электронные термы... 278

§ 4.2. Вращение и колебания ядер. Полосатые спектры молекул... 285

§ 4.3. Электронные спектры молекул. Принцип Франка—Кондона ... 301

§ 4.4. Комбинационное рассеяние света. Метод КАРС... 308

§ 4.5. Типы химической связи молекул. Ионная и ковалентная связи. Силы Ван-дер-Ваальса... 316

§ 4.6. Валентность. Атомные и молекулярные орбитали... 327

Глава 5. Строение и свойства твердых тел... 341

§ 5.1. Классификация твердых тел. Основные типы связей в твердых телах... 341

§ 5.2. Колебания атомов кристаллической решетки. Фононы... 347

§ 5.3. Основные представления зонной теории твердых тел... 356

§ 5.4. Металлы, диэлектрики, полупроводники... 369

Заключение... 379

Приложение 1. Периодическая система элементов... 380

Приложение 2. Основные физические постоянные... 383

Приложение 3. Десятичные приставки к единицам измерения... 384

Приложение 4. Оператор Лапласа в сферических координатах (г9