原子物理学教学课件.pdf

原子物理学 原子物理学 Atomic Physic 原子物理学原子物理学原子物理学 原子物理学 Atomic PhysicAtomic Physic 李冀 河北师范大学物理学院河北师范大学物理学院20072007级物理本科课程级物理本科课程 绪论绪论 一 课程性质一 课程性质一 课程性质一 课程性质 二 原子物理学发展简史二 原子物理学发展简史二 原子物理学发展简史二 原子物理学发展简史 三 原子物理三 原子物理三 原子物理三 原子物理在物理学中的地位在物理学中的地位在物理学中的地位在物理学中的地位 四 关于教材和教学内容四 关于教材和教学内容四 关于教材和教学内容四 关于教材和教学内容 五 学习方法和要求五 学习方法和要求五 学习方法和要求五 学习方法和要求 原子物理学是研究原子的结构 运动规律及原子物理学是研究原子的结构 运动规律及原子物理学是研究原子的结构 运动规律及 原子物理学是研究原子的结构 运动规律及 相互作用的物理学分支 相互作用的物理学分支 相互作用的物理学分支 相互作用的物理学分支 本课程的授课对象为大学本科二年级的学本课程的授课对象为大学本科二年级的学本课程的授课对象为大学本科二年级的学 本课程的授课对象为大学本科二年级的学 生 属于专业基础必修课 是学生开始进入生 属于专业基础必修课 是学生开始进入生 属于专业基础必修课 是学生开始进入 生 属于专业基础必修课 是学生开始进入 微观世界研究领域的入门课程 是量子力学 微观世界研究领域的入门课程 是量子力学 微观世界研究领域的入门课程 是量子力学 微观世界研究领域的入门课程 是量子力学 固体物理学 原子核物理学 近代物理实验固体物理学 原子核物理学 近代物理实验固体物理学 原子核物理学 近代物理实验 固体物理学 原子核物理学 近代物理实验 等课程的基础课 也是现代物理学的基础课 等课程的基础课 也是现代物理学的基础课 等课程的基础课 也是现代物理学的基础课 等课程的基础课 也是现代物理学的基础课 一 课程性质一 课程性质 原子物理学的教学目的是使学生原子物理学的教学目的是使学生原子物理学的教学目的是使学生原子物理学的教学目的是使学生 初步了解微观世界的结构和运动规律 初步了解微观世界的结构和运动规律 初步了解微观世界的结构和运动规律 初步了解微观世界的结构和运动规律 了解无限分割的物质世界的结构层次 了解无限分割的物质世界的结构层次 了解无限分割的物质世界的结构层次 了解无限分割的物质世界的结构层次 逐步建立用量子化的思想 概念 语言逐步建立用量子化的思想 概念 语言逐步建立用量子化的思想 概念 语言 逐步建立用量子化的思想 概念 语言 及思维方法来研究微观世界 及思维方法来研究微观世界 及思维方法来研究微观世界 及思维方法来研究微观世界 不仅理解 掌握原子物理学的基本概念 原不仅理解 掌握原子物理学的基本概念 原不仅理解 掌握原子物理学的基本概念 原 不仅理解 掌握原子物理学的基本概念 原 理及研究方法 而且要了解现代原子物理学理及研究方法 而且要了解现代原子物理学理及研究方法 而且要了解现代原子物理学 理及研究方法 而且要了解现代原子物理学 的科学研究前沿并学习其研究原理与方法 的科学研究前沿并学习其研究原理与方法 的科学研究前沿并学习其研究原理与方法 的科学研究前沿并学习其研究原理与方法 一 原子的历程 从哲学到科学 一 原子的历程 从哲学到科学 一 原子的历程 从哲学到科学 一 原子的历程 从哲学到科学 1 古代哲学家的原子 古代哲学家的原子 万物由什么组成 物质可以被无 休止地分割为愈来愈小的物质单元 还是存在构成世界的 万物由什么组成 物质可以被无 休止地分割为愈来愈小的物质单元 还是存在构成世界的 砖块砖块 这是古代哲人们就开始思索的问题 这是古代哲人们就开始思索的问题 二 原子物理学发展简史二 原子物理学发展简史 公元前公元前公元前公元前500500 前 前 前 前400400年年年 年 古希腊人留基伯及其学古希腊人留基伯及其学古希腊人留基伯及其学 古希腊人留基伯及其学 生德谟克利特等古希腊哲学家首先提出生德谟克利特等古希腊哲学家首先提出生德谟克利特等古希腊哲学家首先提出生德谟克利特等古希腊哲学家首先提出 原原原 原 子说子说子说子说 物质是由一些不再可分的原子物质是由一些不再可分的原子物质是由一些不再可分的原子 物质是由一些不再可分的原子 和空间构成的 和空间构成的 和空间构成的 和空间构成的 同时代的亚里士多德等人反对物质的原子同时代的亚里士多德等人反对物质的原子同时代的亚里士多德等人反对物质的原子 同时代的亚里士多德等人反对物质的原子 观 认为物质是连续的 可以无限地分割下观 认为物质是连续的 可以无限地分割下观 认为物质是连续的 可以无限地分割下 观 认为物质是连续的 可以无限地分割下 去 去 去 去 我国战国时期 公元前 就我国战国时期 公元前 就我国战国时期 公元前 就 我国战国时期 公元前 就 出现了与上述类似的两种观点出现了与上述类似的两种观点出现了与上述类似的两种观点出现了与上述类似的两种观点 惠施 惠施 惠施 惠施 370 370 310310 至小无内 至小无内 至小无内 至小无内 谓之小一谓之小一谓之小一谓之小一 中庸中庸中庸中庸 明确指出 语小 天下莫能破焉明确指出 语小 天下莫能破焉明确指出 语小 天下莫能破焉明确指出 语小 天下莫能破焉 战国时期公孙龙 一尺之椎 日取其半 历战国时期公孙龙 一尺之椎 日取其半 历战国时期公孙龙 一尺之椎 日取其半 历 战国时期公孙龙 一尺之椎 日取其半 历 万世而不竭 万世而不竭 万世而不竭 万世而不竭 近几百年来的物理学一直在考验这句话的正近几百年来的物理学一直在考验这句话的正近几百年来的物理学一直在考验这句话的正 近几百年来的物理学一直在考验这句话的正 确性 确性 确性 确性 2 2 化学家的原子化学家的原子化学家的原子化学家的原子 英国化学家玻意耳 英国化学家玻意耳 英国化学家玻意耳 英国化学家玻意耳 16271627 16911691年 年 年 年 在在在在 怀怀怀 怀 疑的化学家疑的化学家疑的化学家疑的化学家 16611661年 的书中 把任何不年 的书中 把任何不年 的书中 把任何不 年 的书中 把任何不 能通过化学方法将其分解成更简单组分的能通过化学方法将其分解成更简单组分的能通过化学方法将其分解成更简单组分的 能通过化学方法将其分解成更简单组分的 物质称为元素 物质称为元素 物质称为元素 物质称为元素 18081808年 化学家道尔顿在年 化学家道尔顿在年 化学家道尔顿在年 化学家道尔顿在 化学哲学的新体化学哲学的新体化学哲学的新体 化学哲学的新体 系系系系 一书 更进一步阐述了化学原子学说一书 更进一步阐述了化学原子学说一书 更进一步阐述了化学原子学说 一书 更进一步阐述了化学原子学说 的基本观点 化学元素由非常微小的 不的基本观点 化学元素由非常微小的 不的基本观点 化学元素由非常微小的 不 的基本观点 化学元素由非常微小的 不 可再分的物质粒子可再分的物质粒子可再分的物质粒子可再分的物质粒子 原子组成 原子在原子组成 原子在原子组成 原子在 原子组成 原子在 所有化学变化中均保持自己的独特性质所有化学变化中均保持自己的独特性质所有化学变化中均保持自己的独特性质所有化学变化中均保持自己的独特性质 由此近代原子理论得以建立 由此近代原子理论得以建立 由此近代原子理论得以建立 由此近代原子理论得以建立 18691869年 俄国著名化学家门捷列夫发表他年 俄国著名化学家门捷列夫发表他年 俄国著名化学家门捷列夫发表他 年 俄国著名化学家门捷列夫发表他 的元素周期表 周期表的结构性和规律性的元素周期表 周期表的结构性和规律性的元素周期表 周期表的结构性和规律性 的元素周期表 周期表的结构性和规律性 提示人们 原子自身必然存在不断做周期提示人们 原子自身必然存在不断做周期提示人们 原子自身必然存在不断做周期 提示人们 原子自身必然存在不断做周期 性重复的结构 这背后隐藏的是什么呢 性重复的结构 这背后隐藏的是什么呢 性重复的结构 这背后隐藏的是什么呢 性重复的结构 这背后隐藏的是什么呢 在在在在2020世纪原子核和量子理论发现之前 没世纪原子核和量子理论发现之前 没世纪原子核和量子理论发现之前 没 世纪原子核和量子理论发现之前 没 有人知道为什么在周期表里会出现这样的有人知道为什么在周期表里会出现这样的有人知道为什么在周期表里会出现这样的 有人知道为什么在周期表里会出现这样的 规律性 规律性 规律性 规律性 不过 在迈进不过 在迈进不过 在迈进不过 在迈进2020世纪以前 且让我们转向世纪以前 且让我们转向世纪以前 且让我们转向 世纪以前 且让我们转向 对原子进行科学研究的另一方向 对原子进行科学研究的另一方向 对原子进行科学研究的另一方向 对原子进行科学研究的另一方向 3 3 物理学家的原子物理学家的原子物理学家的原子物理学家的原子 丹尼尔丹尼尔丹尼尔丹尼尔 伯努利则在伯努利则在伯努利则在伯努利则在17381738年首先于现在意义年首先于现在意义年首先于现在意义 年首先于现在意义 上提出了物质的原子结构的思想 并从分上提出了物质的原子结构的思想 并从分上提出了物质的原子结构的思想 并从分 上提出了物质的原子结构的思想 并从分 子运动推导出压强公式 由此揭开分子运子运动推导出压强公式 由此揭开分子运子运动推导出压强公式 由此揭开分子运 子运动推导出压强公式 由此揭开分子运 动论的序幕 动论的序幕 动论的序幕 动论的序幕 1919世纪 麦克斯韦与玻尔兹曼采用当时的世纪 麦克斯韦与玻尔兹曼采用当时的世纪 麦克斯韦与玻尔兹曼采用当时的 世纪 麦克斯韦与玻尔兹曼采用当时的 原子模型 把气体看作由原子组成的分子原子模型 把气体看作由原子组成的分子原子模型 把气体看作由原子组成的分子 原子模型 把气体看作由原子组成的分子 的集合来处理 说明了气体的温度 压力的集合来处理 说明了气体的温度 压力的集合来处理 说明了气体的温度 压力 的集合来处理 说明了气体的温度 压力 等构成气体的分子的一般表现 并由此创等构成气体的分子的一般表现 并由此创等构成气体的分子的一般表现 并由此创 等构成气体的分子的一般表现 并由此创 建了建了建了建了 统计力学统计力学统计力学统计力学 的分支 的分支 的分支 的分支 原子光谱 特别是氢光谱的发现对原子结原子光谱 特别是氢光谱的发现对原子结原子光谱 特别是氢光谱的发现对原子结 原子光谱 特别是氢光谱的发现对原子结 构的认识起到了促进作用 氢光谱的获得构的认识起到了促进作用 氢光谱的获得构的认识起到了促进作用 氢光谱的获得 构的认识起到了促进作用 氢光谱的获得 归功于埃格斯特朗 归功于埃格斯特朗 归功于埃格斯特朗 归功于埃格斯特朗 A J A J ngstrngstr mm 瑞典 瑞典 瑞典 瑞典 18141814 18741874 氢光谱的明显规律性 促使 氢光谱的明显规律性 促使 氢光谱的明显规律性 促使 氢光谱的明显规律性 促使 许多科学家寻求理论解释 许多科学家寻求理论解释 许多科学家寻求理论解释 许多科学家寻求理论解释 到到到到1919世纪中叶后 由于假设物质由原子和世纪中叶后 由于假设物质由原子和世纪中叶后 由于假设物质由原子和 世纪中叶后 由于假设物质由原子和 分子组成揭示了物理和化学现象间的许多分子组成揭示了物理和化学现象间的许多分子组成揭示了物理和化学现象间的许多 分子组成揭示了物理和化学现象间的许多 关系 解释了许多问题 因而日益增多的关系 解释了许多问题 因而日益增多的关系 解释了许多问题 因而日益增多的 关系 解释了许多问题 因而日益增多的 物理学家和化学家接受了原子假说 物理学家和化学家接受了原子假说 物理学家和化学家接受了原子假说 物理学家和化学家接受了原子假说 然而 原子真的存在吗 然而 原子真的存在吗 然而 原子真的存在吗 然而 原子真的存在吗 4 4 原子真的存在吗 原子真的存在吗 围绕原子是否存在的问题 几位重量级科学家在围绕原子是否存在的问题 几位重量级科学家在围绕原子是否存在的问题 几位重量级科学家在围绕原子是否存在的问题 几位重量级科学家在1919世世世 世 纪末展开了一场激烈的争论 这场论战持续时间之久纪末展开了一场激烈的争论 这场论战持续时间之久纪末展开了一场激烈的争论 这场论战持续时间之久 纪末展开了一场激烈的争论 这场论战持续时间之久 十余年 参与人数之多 争论之激烈在科学史上 十余年 参与人数之多 争论之激烈在科学史上 十余年 参与人数之多 争论之激烈在科学史上 十余年 参与人数之多 争论之激烈在科学史上 都是赫赫有名的 都是赫赫有名的 都是赫赫有名的 都是赫赫有名的 正方 以统计力学研究而在物理学巨人中赢得一席之正方 以统计力学研究而在物理学巨人中赢得一席之正方 以统计力学研究而在物理学巨人中赢得一席之 正方 以统计力学研究而在物理学巨人中赢得一席之 地的玻尔兹曼 地的玻尔兹曼 地的玻尔兹曼 地的玻尔兹曼 18441844 19061906年 是原子存在的笃信者 年 是原子存在的笃信者 年 是原子存在的笃信者 年 是原子存在的笃信者 反方 一大批著名的科学人士 其中之一是当时科学反方 一大批著名的科学人士 其中之一是当时科学反方 一大批著名的科学人士 其中之一是当时科学 反方 一大批著名的科学人士 其中之一是当时科学 界具有巨大影响的马赫界具有巨大影响的马赫界具有巨大影响的马赫界具有巨大影响的马赫 名言 原子是有色的 发热的 发声的 坚硬的 事名言 原子是有色的 发热的 发声的 坚硬的 事名言 原子是有色的 发热的 发声的 坚硬的 事 名言 原子是有色的 发热的 发声的 坚硬的 事 实是 我们无论如何也没有感觉到原子 实是 我们无论如何也没有感觉到原子 实是 我们无论如何也没有感觉到原子 实是 我们无论如何也没有感觉到原子 直到十九世纪末 直到十九世纪末 直到十九世纪末 直到十九世纪末 原子原子原子原子 的概念的概念的概念 的概念 还停留在对物质结构的还停留在对物质结构的还停留在对物质结构的还停留在对物质结构的 设想设想设想设想 和和和 和 假说假说假说假说 这样的阶段 它虽然不再这样的阶段 它虽然不再这样的阶段 它虽然不再 这样的阶段 它虽然不再 是抽象的哲学理论 但也不完全是抽象的哲学理论 但也不完全是抽象的哲学理论 但也不完全 是抽象的哲学理论 但也不完全 是纯粹的物理学和化学理论 是纯粹的物理学和化学理论 是纯粹的物理学和化学理论 是纯粹的物理学和化学理论 对原子的信仰者而言 彻底解决对原子的信仰者而言 彻底解决对原子的信仰者而言 彻底解决 对原子的信仰者而言 彻底解决 争论的办法就是找到原子真实存争论的办法就是找到原子真实存争论的办法就是找到原子真实存 争论的办法就是找到原子真实存 在的实验证据 在的实验证据 在的实验证据 在的实验证据 19世纪末 物理学已经有了相当的发展 经典物理学已经 建立了完整的理论体系 这时 物理学家普遍认为物理学 已经发展到顶 伟大的发现不会再有了 以后的任务无非 是在细节上做些修补 使常数测得更精确而已 然而 19 20世纪之交物理学的三大发现 打破了沉闷的空气 揭开 了现代物理学的序幕 18951895年年年年伦琴发现伦琴发现伦琴发现伦琴发现X X X X射线 射线 射线 射线 1896189618961896年 贝克勒尔年 贝克勒尔年 贝克勒尔年 贝克勒尔BecquerelBecquerelBecquerelBecquerel发现铀等放射性现发现铀等放射性现发现铀等放射性现 发现铀等放射性现 象 但射线成分不明 象 但射线成分不明 象 但射线成分不明 象 但射线成分不明 1897189718971897年 汤姆孙发现电子 年 汤姆孙发现电子 年 汤姆孙发现电子 年 汤姆孙发现电子 5 看见了原子看见了原子 电 子 的 发 现电 子 的 发 现 18981898 19031903年 卢瑟福 年 卢瑟福 E RutherfordE Rutherford 发现发现 射线射线 19001900年 年 M PlanckM Planck研究黑体辐射建立量子研究黑体辐射建立量子 假说 假说 19051905 19061906年 年 A EinstenA Einsten为解释光电效为解释光电效 应 建立光子说 同年建立比热理论和狭应 建立光子说 同年建立比热理论和狭 义相对论义相对论 并将布朗运动的研究量化并将布朗运动的研究量化 19081908年年1 1月 卢瑟福确认月 卢瑟福确认 粒子在失去电粒子在失去电 荷后就是氦原子 并成功地计数了氦离子荷后就是氦原子 并成功地计数了氦离子 的数目的数目 原子的发现 原子的发现 原子物理学诞生 原子物理学诞生 原子物理学诞生 原子物理学诞生 1982年宾宁和罗雷 尔在IBM公司苏黎 士实验室发明的一 项非凡表面成像技 术 扫描隧道显微 镜 STM 通过 这一技术 人们可 以获得漂亮清晰的 原子图像 从而第 一次看到了原子 0 50903070 10 nm 硅晶体表面的硅晶体表面的STM扫描图象扫描图象 奇妙的是 原子论是通过原子的组奇妙的是 原子论是通过原子的组 分分 电子与原子核的发现 才使电子与原子核的发现 才使 人们普遍接受的 而这种发现却同人们普遍接受的 而这种发现却同 时动摇了原子是不可分割的观念时动摇了原子是不可分割的观念 二 量子物理学的产生和发展 二 量子物理学的产生和发展 二 量子物理学的产生和发展 二 量子物理学的产生和发展 19001900年 德国物理学家麦克斯年 德国物理学家麦克斯年 德国物理学家麦克斯年 德国物理学家麦克斯 普朗克为克服经典普朗克为克服经典普朗克为克服经典 普朗克为克服经典 理论解释黑体辐射规律的困难 引入的能量子概理论解释黑体辐射规律的困难 引入的能量子概理论解释黑体辐射规律的困难 引入的能量子概 理论解释黑体辐射规律的困难 引入的能量子概 念 为量子物理学奠定了基石 念 为量子物理学奠定了基石 念 为量子物理学奠定了基石 念 为量子物理学奠定了基石 19051905年 爱因斯坦提出了光子假说 年 爱因斯坦提出了光子假说 年 爱因斯坦提出了光子假说 年 爱因斯坦提出了光子假说 19131913年 丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模年 丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模年 丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模 年 丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模 型的基础上 应用普朗克的量子假说和爱因斯坦型的基础上 应用普朗克的量子假说和爱因斯坦型的基础上 应用普朗克的量子假说和爱因斯坦 型的基础上 应用普朗克的量子假说和爱因斯坦 的光子假说 对氢原子光谱作出了满意的解的光子假说 对氢原子光谱作出了满意的解的光子假说 对氢原子光谱作出了满意的解 的光子假说 对氢原子光谱作出了满意的解 释 使量子论取得了初步胜利 释 使量子论取得了初步胜利 释 使量子论取得了初步胜利 释 使量子论取得了初步胜利 但对原子问题作进一步的研究时 却显示出这种但对原子问题作进一步的研究时 却显示出这种但对原子问题作进一步的研究时 却显示出这种 但对原子问题作进一步的研究时 却显示出这种 玻尔理论的缺点 因此只能把它视为很粗略的近玻尔理论的缺点 因此只能把它视为很粗略的近玻尔理论的缺点 因此只能把它视为很粗略的近 玻尔理论的缺点 因此只能把它视为很粗略的近 似理论 似理论 似理论 似理论 旧量子论 卢瑟福与玻尔 量子力学的产生和发展 量子力学的产生和发展 量子力学的产生和发展 量子力学的产生和发展 1924 1924 年 德布罗意提出微观粒子具有波粒年 德布罗意提出微观粒子具有波粒 二象性的假设 以后的观察证明 微观粒子二象性的假设 以后的观察证明 微观粒子 具有波的性质 具有波的性质 1926 1926 年薛定谔在此基础上建立了波动力学 年薛定谔在此基础上建立了波动力学 同时 其他学者 如海森伯 玻恩 狄喇克同时 其他学者 如海森伯 玻恩 狄喇克 等人 从另外途径建立了等效的理论 这种等人 从另外途径建立了等效的理论 这种 理论就是现在所说的量子力学 它能很好地理论就是现在所说的量子力学 它能很好地 解释原子现象 解释原子现象 量子力学的诞生 Erwin Schrodinger Werner K Heisenberg 20 20 世纪的前世纪的前 30 30 年 原子物理学处于物理学年 原子物理学处于物理学 的前沿 发展很快 促进了量子力学的建的前沿 发展很快 促进了量子力学的建 立 开创了近代物理的新时代 立 开创了近代物理的新时代 由于量子力学成功地解决了当时遇到的一由于量子力学成功地解决了当时遇到的一 些原子物理问题 很多物理学家就认为原些原子物理问题 很多物理学家就认为原 子运动的基本规律已清楚 剩下来的只是子运动的基本规律已清楚 剩下来的只是 一些细节问题了 一些细节问题了 20 20 世纪世纪 50 50 年代末期 由于空间技术和空间物理年代末期 由于空间技术和空间物理 学的发展 工程师和科学家们发现 只使用已有学的发展 工程师和科学家们发现 只使用已有 的原子物理学知识来解决空间科学和空间技术问的原子物理学知识来解决空间科学和空间技术问 题已是很不够了 过去 人们已精确测定了很多题已是很不够了 过去 人们已精确测定了很多 谱线的波长 深入研究了原子的能级 对谱线和谱线的波长 深入研究了原子的能级 对谱线和 能级的理论解释也比较准确 能级的理论解释也比较准确 但是 对谱线强度 跃迁几率 碰撞截面等这些但是 对谱线强度 跃迁几率 碰撞截面等这些 空间科学中非常重要的基本知识 则了解得很空间科学中非常重要的基本知识 则了解得很 少 甚至对这些物理量的某些参数只知道其量级 少 甚至对这些物理量的某些参数只知道其量级 核试验中遇到的很多问题也都与这些知识有关 核试验中遇到的很多问题也都与这些知识有关 因此还必须对原子物理进行新的实验和理论探讨 因此还必须对原子物理进行新的实验和理论探讨 三 三 原子物理在物理学中的地位原子物理在物理学中的地位 原子是从宏观到微观的第一个层次 是一个重要原子是从宏观到微观的第一个层次 是一个重要 的中间环节 物质世界这些层次的结构和运动变的中间环节 物质世界这些层次的结构和运动变 化 是相互联系 相互影响的 对它们的研究缺化 是相互联系 相互影响的 对它们的研究缺 一不可 一不可 很多其他重要的基础学科和技术科学的发展也都很多其他重要的基础学科和技术科学的发展也都 要以原子物理为基础 例如化学 生物学 空间要以原子物理为基础 例如化学 生物学 空间 物理 天体物理 物理力学等 物理 天体物理 物理力学等 激光技术 核聚变和空间技术的研究也要原子物激光技术 核聚变和空间技术的研究也要原子物 理提供一些重要的数据 因此研究和发展原子物理提供一些重要的数据 因此研究和发展原子物 理这门学科有着十分重要的理论和实际意义 理这门学科有着十分重要的理论和实际意义 物物物 物 理理理 理 学学学学 经典物理学经典物理学 力 热 声 光 电 力 热 声 光 电 主要与低速 宏观物体相关 主要与低速 宏观物体相关 相对论 高速物体 相对论 高速物体 近代物理学近代物理学 玻尔理论 旧量子论 玻尔理论 旧量子论 量子论量子论 微观客体 微观客体 量子力学 新量子论 量子力学 新量子论 经典物理学 经典物理学 研究的只是自然界中 与物质的根本结构没有直接关系的宏 观物理现象 量子物理学 量子物理学 研究的是肉眼看不到的 少数基本粒子构成的微观体系 自然界 的这些方面通常被称为量子现象 量子 物理学的基本数学理论是量子力学 原子物理学与物理学中原子物理学与物理学中原子物理学与物理学中 原子物理学与物理学中 其他分支的关系其他分支的关系其他分支的关系其他分支的关系 经典物理学经典物理学 力学力学 电磁学电磁学 光学光学 热学热学 原子物理学原子物理学 核物理 粒子物理 核物理 粒子物理 原子物理学 激光物理 核物理 粒子物理 分子物理 电子物理 固体物理 等离子物理 凝聚态物理 天体物理 原子物理学 激光物理 核物理 粒子物理 分子物理 电子物理 固体物理 等离子物理 凝聚态物理 天体物理 量子物理 量子物理 表面物理 生物物理 材料物理 化学物理 计算物理 医用物理 量子力学 能源物理 相对论量子力学 量子统计力学 量子场论 量子电动力学 量子色动力学 表面物理 生物物理 材料物理 化学物理 计算物理 医用物理 量子力学 能源物理 相对论量子力学 量子统计力学 量子场论 量子电动力学 量子色动力学 物理学基本量的物理学基本量的3 73 7的自然基准已由或的自然基准已由或 将由原子物理方法来定义将由原子物理方法来定义 曾用原子的 曾用原子的 2p2p10 10 与与5d5d 5 5 能级之间的跃迁定义能级之间的跃迁定义 发展为将氦氖激光的波长用于复现发展为将氦氖激光的波长用于复现 新米新米 赵凯华 力学 第二版 赵凯华 力学 第二版 p 11p 11 利用铯原子基态的两个超精细结构间的跃迁利用铯原子基态的两个超精细结构间的跃迁 辐射周期辐射周期 定义定义 秒秒 同上 同上 p 9p 9 19651965年 射线干涉仪制成 为高精度测量年 射线干涉仪制成 为高精度测量 给给 定质量中的原子数定质量中的原子数 奠定了基础奠定了基础 同上同上p 48p 48 四 关于教材和教学内容四 关于教材和教学内容 教材 教材 杨福家杨福家 原子物理学 第四版 原子物理学 第四版 高教出版高教出版 社 社 2008 2008 以前教材 以前教材 褚圣林褚圣林 原子物理学原子物理学 高教出版社 高教出版社 1989 1989 陈宏芳陈宏芳 原子物理学原子物理学 科学出版社 科学出版社 2005 2005 张三慧张三慧 量子物理 第二版 量子物理 第二版 清华大学出版清华大学出版 社 社 20052005 参考书 参考书 1 1 原子物理原子物理 郑乐民编 北京大学出 郑乐民编 北京大学出 版社 版社 2000 2000 2 2 量子物理量子物理 赵