中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴大猷 著

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• 物理学
• 量子力学
• 原子物理
• 理论物理
• 中国科学技术经典文库
• 科学
• 教育
• 教材
• 经典
• 学术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030287274

版次：1

商品编码：12155400

包装：平装

丛书名： 中国科学技术经典文库

开本：16开

出版时间：1983-08-01

用纸：胶版纸

页数：144

字数：181000

正文语种：中文

内容简介

　　《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》为著名物理学家吴大猷先生的著述《理论物理》（共七册）的第二册，《理论物理》是作者根据长期从事的教学实践编写的一部比较系统全面的大学物理学教材，本册主要叙述由量子论的创立至量子力学诞生前的物理学发展，内容分甲、乙两部，甲部介绍辐射理论、量子论对固体比热、光电现象、氢原子光谱、Bohr理论、Sommerfeld理论等，乙部扼要叙述原子的光谱及结构等。在一些章节之后还附有附录和习题供读者研讨和学习。
　　《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》根据中国台湾联经出版事业公司出版的原书翻印出版，作者对原书作了部分更正，李政道教授为《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》的出版写了序言，我们对原书中一些印刷错误也作了订正。
　　《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》可供高等院校物理系师生教学参考。

内页插图

目录

序言
总序
本册前言

甲部 量子论（1900-1925）
第1章 黑体辐射
1．1 定义与基本关系
1．2 黑体辐射之经验定律
1．3 Rayleigh-Jeans定律与Wien定律
1．4 Planck之量子论
附录
习题
第2章 爱因斯坦之光量子理论与波一质点之二象性
2．1 光量子理论
2．2 光电效应
2．3 Compton效应
第3章 固体之比热与量子论
3．1 Dulong-Petit定律
3．2 爱因斯坦（1905）理论
3．3 Debye（1912）理论
3．4 Born与von Karman理论
3．5 声子（phonon8）
习题
第4章 氢原子的Bohr理论
第5章 Bohr理论之改进（Sommerfeld理论）
5．1 相对运动
5．2 椭圆轨道
5．3 精细结构之理论
习题
第6章 空间量子化与Zeeman效应
6．1 空间量子化与Stern-Gerlach实验
6．2 Zeeman效应
6．3 气体的顺磁化率随温度之变化
习题
第7章 对应原理
习题
第8章 古典力学对量子论之应用
8．1 量子化条件与缓渐不变数（adiabatic invariants）
8，2氢原子
8．3 Zeeman效应
第9章 爱因斯坦的跃迁理论
9．1 跃迁系数
9．2 受激（或诱发）放射
9．3 内禀的概率（Inherent probability）
9．4 迈射（maser）与雷射（laser）的理论
第10章 分子的振动一转动光谱
10．1 双原分子的振动
10．2 线性分子的转动
10．3 异极分子（heteropolar molecule）的振动一转动光谱
10．4 多原分子
习题
第11章 Boltzmann，Bose-Einstein与Fermi-Dirac统计：在量子论的应用
11．1 Boltzmann统计
11．2 Planck公式的Bose理论
11．3 气体的Bose-Einstein统计
11．4 Fermi-Dirac统计
11．5 三种统计的性质
习题
参考文献
……

乙部 原子构造与光谱

前言/序言

　　本册的主要目标，是叙述由量子论的创立为起点，至量子力学诞生前的20年物理学的发展。在19世纪的末一年代中，电磁学、热力学及统计力学等皆已发展至相当完善阶段，故当时应用这些“古典物理”的基本理论于黑体辐射能量之光谱分布问题而遭遇到基本性的（矛盾性的）困难时，诚是物理学发展史中所未有之大挑战，量子论之创建，使物理学转入一新的阶段。
　　甲部简述了辐射理论、量子论对固体比热、光电现象、氢原子光谱、Bohr之理论、Sommerfeld之理论等。第1章的最详尽参考书为Jammer之著，详述辐射理论发展的经过，为深入明了物理学（量子论及量子力学）的发展所应读的。
　　第8章所用的古典力学基础，可参阅本书《古典动力学》乙部，第11章略述古典统计及Bose-Einstein、Fermi-Dirac量子统计，目的是为了解本册所论及的几项问题，如（1）金属中的自由电子的比热，（2）黑体辐射的Planck氏公式，（3）原子中的电子的分布等。这章嫌过简略，可参阅本书《热力学、气体运动论及统计力学》之第三部。
　　乙部对原子的光谱及结构，作一扼要的叙述。原予光谱的研究，先受量子论Bohr理论的刺激，于20世纪一二十年代中，猛速发展。至20世纪20年代，积实验的结果及理论之发展，物理学又面临一时机，而有矩阵力学、波动力学，或总称量子力学的创立。量子力学使物理学又重新改奠其基础观念及方法，本册所述的，是量子力学发展前夕的原子物理学状态——经验结果，理论的观念及方法，为进而研习量子力学的基础。
　　有人以为古典物理和量子论既已为量子力学所取代，吾人不必费时力于此，而经由量子力学着手。这是一种不健全的观点。须知物理学的发展史中，每一重大进展，都是建立于前此的知识上；必须明了“问题”之所在，作新的观察及理论，不是凭空一蹴而就。本册希望于一个学期中，以导游的方式，介绍近代物理学的一重要部门，为习量子力学的进阶。
　　本册初稿，是由中国台湾交通大学韩建珊和褚德三教授译成，特此致谢。

理论物理精粹：从经典到前沿的探索 本书聚焦于理论物理学的核心领域，带领读者深入探究支撑现代物理学大厦的基石理论。内容涵盖了从宏观宇宙的结构到微观粒子的行为模式，旨在系统梳理和阐释那些经过时间检验、并在当代科学研究中发挥着决定性作用的物理学框架。 第一部分：经典场论的完备性与局限 本部分将从经典力学的逻辑起点出发，详细剖析拉格朗日力学和哈密顿力学的数学结构及其物理意义。我们将探讨变分原理在构建物理定律中的核心作用，如何通过最小作用量原理导出牛顿定律以及更普遍的运动方程。特别地，本章会深入分析保守系统和守恒量之间的深刻联系，阐明诺特定理在物理学中的普适性与重要性。 随后，我们将转向经典电磁场理论。这部分内容将以麦克斯韦方程组为中心，对其进行详尽的解读。从静电场和静磁场的建立，到电磁波的产生、传播和湮灭，本书将全面展现电磁现象的统一性。我们不仅会推导电磁场的波动方程，还会探讨在不同介质和边界条件下的解法，包括波导理论的初步概念。对洛伦兹变换下场量如何变换的讨论，将自然地引出狭义相对论的必然性。 第二部分：时空观念的革命——狭义相对论 本章的核心在于阐释爱因斯坦的狭义相对论。我们将从对光速不变原理的深刻反思开始，构建四维时空（闵可夫斯基空间）的概念框架。详细分析时间膨胀、长度收缩、相对论性多普勒效应等奇异而精确的现象。通过动量和能量的相对论性修正，我们将推导出著名的质能关系式 $E=mc^2$，并讨论其在核物理和粒子物理中的基础意义。本节还将触及相对论性动力学，为理解高速运动中的粒子行为奠定坚实基础。 第三部分：引力的几何化——广义相对论的结构 广义相对论是现代物理学中最具美学和数学深度的理论之一。本部分将首先回顾经典牛顿万有引力定律的不足，随后介绍爱因斯坦等效原理的核心思想。我们将深入探讨黎曼几何的基础，包括流形、度规张量、协变导数以及里奇张量，这些是描述弯曲时空几何的数学工具。 本书将聚焦于爱因斯坦场方程的推导过程及其物理含义。我们将分析场方程的精妙之处——物质（能量-动量张量）决定了时空的几何形状，而时空的几何形状反过来决定了物质的运动轨迹（测地线）。我们将详细讨论场方程的几个重要解，例如：史瓦西解（描述非旋转、不带电的球对称星体周围的时空，是黑洞理论的起点）、弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规（描述均匀且各向同性的宇宙模型，是现代宇宙学的基础）。对水星近日点的进动、引力红移等经典观测证据的重述，将巩固读者对该理论的信心。 第四部分：经典物理学的终结与新的量子基础 本部分是理论物理学范式转变的关键所在，它为进入微观世界的探索铺平了道路。我们将回顾经典物理学在描述黑体辐射和光电效应时遇到的“灾难”，这些难题预示着经典物理学的边界。 我们将详细介绍普朗克对能量量子化的假设及其深远影响。随后，转向爱因斯坦对光电效应的成功解释，确立了光的粒子性（光子概念）。紧接着，本书将阐述玻尔模型的成就与局限性，它成功解释了氢原子光谱的规律，但其半经典性质也暴露了其作为过渡理论的本质。 核心在于对德布罗意物质波概念的引入，它统一了光和物质的波粒二象性。这一认识将直接导向海森堡矩阵力学和薛定谔波动力学的建立。我们将对比这两种形式的等价性，并深入分析波函数 $Psi$ 的概率诠释及其对物理实在的根本性挑战。最后，本部分将探讨不确定性原理（或称测不准原理）作为量子力学基本假设的地位，标志着我们对确定性物理图景的告别，进入一个概率性的微观世界。 第五部分：深入量子力学——多粒子系统与微扰理论 在建立了基本量子力学框架后，本章着重于解决更复杂的实际问题。我们将详细讨论全同粒子的处理方式，包括费米子和玻色子的区别，泡利不相容原理的物理意义及其在原子结构中的核心作用。 随后，我们将系统介绍微扰理论，这是处理那些无法精确求解的哈密顿量（即真实物理系统）的有效工具。我们将区分定态微扰论和含时微扰论。定态微扰论将用于计算原子在外部电场或磁场中（如斯塔克效应和塞曼效应）的能级移动，理解这些精细光谱结构来源。而含时微扰论则用于计算系统在外部时变场作用下的跃迁概率，这对于理解辐射过程和激光原理至关重要。 第六部分：角动量与自旋的量子描述 本部分聚焦于量子力学中极其重要的守恒量——角动量。我们将超越经典力学中矢量角动量相加的直观理解，采用对易关系和梯算符的方法构建抽象的角动量代数。我们将详细推导出轨道角动量的本征值和本征函数（即球谐函数）。 随后，我们将引入自旋这一纯粹的量子力学概念，它不对应任何经典物理量，但对粒子行为起着决定性作用。我们将处理自旋的角动量代数，并讨论总角动量的合成（如自旋-轨道耦合），这些是理解原子能级结构和原子光谱精细结构的关键步骤。 本书结构严谨，数学推导详尽，旨在为理论物理、粒子物理、凝聚态物理等领域的研究者和高年级学生提供一个全面而深入的理论准备。它强调从基本原理出发，构建起连接经典宏观世界与现代微观世界的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》这本书，我就被它严谨而又不失深邃的标题吸引住了。虽然我不是物理学领域的专业研究者，但对于科学的求知欲一直是我前进的动力。这本书的题目直接触及了现代物理学的两大基石：量子论和原子结构。我一直对量子力学那看似反直觉的奇妙现象感到着迷，比如量子纠缠、叠加态这些概念，它们挑战了我们日常生活中形成的物理直觉。我希望能在这本书中找到对这些概念的清晰解释，不仅仅是概念的罗列，更希望能够了解它们是如何被发现、被证明的，以及它们对整个物理学乃至我们对宇宙的认识产生了怎样的深远影响。原子结构的研究更是打开了我们窥视物质世界最小组成单元的窗口。从早期对原子不可分的朴素认识，到后来发现原子内部还有更复杂的结构，如电子、质子、中子，再到量子力学对原子轨道和电子行为的描述，这是一个充满了智慧与探索的历程。我期待这本书能够系统地梳理这些重要的里程碑，并且能够用一种相对易于理解的方式呈现给读者，即使是像我这样对理论物理有着浓厚兴趣但专业知识有限的读者，也能从中获得深刻的洞见。这本书的出现，无疑是为我们这些渴望了解科学前沿的普通读者提供了一个宝贵的学习机会。

评分☆☆☆☆☆

《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》这本书的封面设计就透着一股子严谨和历史感，让人不由自主地对其内容产生敬意。虽然我本人在工作中接触的并非物理学，但长久以来，我对那些能够解释世界运行规律的宏大理论始终抱有极大的兴趣。特别是量子论，它带来的微观世界观彻底颠覆了经典物理的宏伟图景，其蕴含的概率性、非决定性等哲学思辨，更是让我反复咀嚼，试图从中领悟宇宙更深层次的奥秘。我非常期待在这本书中，能够找到对量子论发展历程中那些关键人物和关键实验的详细阐述。例如，普朗克的能量量子假说为何会被提出，爱因斯坦如何解释光电效应，以及海森堡、薛定谔等人如何建立起完整的量子力学体系。同时，原子结构的演变过程，从道尔顿的原子论到汤姆孙的“梅子布丁”模型，再到卢瑟福的核式原子模型，以及玻尔模型对原子光谱的解释，每一步都充满了科学的智慧和探索的勇气。我希望这本书能够以一种既保留其学术严谨性，又兼顾普及性的方式，带我进入量子世界和原子结构的奇妙殿堂，让我能够更全面、更深刻地理解这两个塑造了现代物理学基石的伟大理论。

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读到《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》这个书名，我的思绪立刻被拉回到那个波澜壮阔的科学革命时代。我本身在业余时间就热衷于阅读科普读物，尤其对那些能够揭示宇宙奥秘的物理学理论情有独钟。量子论，这个词本身就充满了神秘和颠覆感，它所描述的微观世界与我们日常经验截然不同，这种反差让我着迷。我非常渴望在这本书中能够看到关于量子力学发展史的详细叙述，了解那些伟大的科学家们如何突破了经典的束缚，如何从实验现象中提炼出抽象的数学框架，以及他们之间是如何交流、辩论，共同推动理论的进步。特别是关于原子结构的研究，从早期朴素的原子模型到量子力学描述的原子轨道，这是一个不断深入、不断修正的过程，其中蕴含着人类认识自然的非凡历程。我期望这本书能够清晰地勾勒出这一演进的脉络，不仅仅是公式和定理的堆砌，更能体现出科学思想的闪光点和理论构建的逻辑。对于我这样一位充满好奇心的读者而言，能够通过这本书深入理解量子论和原子结构的核心思想，无疑是一种精神上的享受和智识上的提升。

评分☆☆☆☆☆

《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》这本书的名字，一下子就戳中了我的兴趣点。虽然我不是物理学家，但对现代物理学的发展，尤其是那些彻底改变我们对世界认知的理论，始终保持着一份好奇和敬畏。量子论，对我而言，是一个充满魔幻色彩的领域。想象一下，一个粒子可以同时处于多种状态，或者两个粒子可以瞬间“心灵感应”地影响对方，这些都与我们基于宏观经验构建的物理世界观有着天壤之别。我希望这本书能够深入浅出地解释量子力学的基本原理，比如叠加态、测量问题、量子纠缠等，并能提供一些历史背景，让我们理解这些概念是如何在20世纪初被孕育出来的。同时，原子结构的研究也是我非常感兴趣的部分。从最初的不可分割论，到电子的发现，再到原子核的结构，以及量子力学如何描述电子在原子核周围的运动，这是一个由浅入深、不断揭示事物本质的过程。我期待这本书能够详细介绍这些关键的实验和理论突破，并能以一种引人入胜的方式呈现，让我们这些非专业读者也能体会到科学探索的魅力，并对微观世界的运作方式有一个更清晰、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本《中国科学技术经典文库·物理卷 理论物理（第二册）：量子论与原子结构》虽然我尚未深入细读，但仅从书名就能感受到其厚重的学术分量。我一直对物理学的宏大叙事，特别是量子力学和原子结构这两个概念的演进充满好奇。回想大学时期，第一次接触到量子力学的概念，那颠覆性的“波粒二象性”和“不确定性原理”如同开启了一扇全新的世界大门，让我既兴奋又迷茫。这本书的名字恰好点出了我最感兴趣的核心。我特别希望能在这本书中找到关于量子力学发展历程的详细梳理，不仅仅是那些抽象的数学公式，更希望能够理解那些伟大的物理学家们是如何一步步推导出这些革命性的理论，他们的思考过程，甚至是那些“灵光一闪”的瞬间。原子结构的研究，从卢瑟福的原子模型到玻尔模型，再到后来的量子力学模型，每一步都凝聚了人类智慧的结晶。我期待这本书能以清晰易懂的方式，介绍这些模型的提出、实验证据的支持以及它们各自的局限性。对于非物理学专业背景的读者而言，如何消化这些高深的理论是一个挑战，但我相信这本书的“经典文库”定位，应该会包含一些能够引导入门的线索，或许可以通过一些历史故事、思想实验来辅助理解。我希望这本书能成为我探索量子世界和原子奥秘的一本可靠向导，让我能够更深入地理解我们所处世界的微观本质。