Читать онлайн «Атомная физика. Справочное пособие»

А. И. Ахиезер Mj^ СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ КИЕВ НАУКОВА ДУМКА 1988 УДК 539. 18 Подробно рассмотрены основные фундаментальные физические явления, относящиеся к атомной физике. При изложении материала использован лишь самый необходимый математический аппарат, математические детали квантовых расчетов опущены. Для научных работников, инженеров, преподавателей высших учебных заведений, техникумов, школ, а также студентов физических и технических факультетов. Ответственный редактор доктор физико-математических наук В. Л. Μ иранский Рецензент член-корреспондент АН УССР В. М. Струтинский Редакция справочной литературы Заведующий редакцией В. В. Панюков 1704070000-026 ^ Издательство М221(04)-88 ^V'*'1*1'** K&J «Наукова думка», 19£ ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 6 Глава 1 БЕССТРУКТУРНЫЙ АТОМ 1. 1. Идея атомизма 9 1. 2. Атомы в доквантовой химии 10 1. 3. Идеальный газ 12 1. 4. Дискретность электрического заряда 13 Глава 2 ЧЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 2. 1. Закон Кирхгофа 15 2. 2. Поле как совокупность гармонических осцилляторов 16 2. 3. Формула Рэлея — Джинса 20 2. 4. Квантование излучения и распределение Планка . . 21 2. 5. Закон Стефана — Больцмана 24 2. 6. Адиабатический инвариант 26 2. 7. Фотон 28 Глава 3 ПОЛУКЛАССИЧЕСКИЙ АТОМ 3. 1. Структура атома 31 3. 2. Невозможность существования атома в классической физике 34 3. 3. Энергетическая структура атома 36 3. 4. Квантование энергии атома водорода 38 3. 5. Спектр излучения атома водорода 41 3. 6. Эллиптические орбиты 42 3. 7. Спектр вращательной энергии двухатомной молекулы 44 Глава 4 КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ 4. 1. Волны материи 47 4. 2. Оптико-механическая аналогия 50 3 4. 3. Поляризация и интерференция фотонов 52 4. 4. Дифракция электронов от двух щелей 54 4. 5. Волновой пакет 58 4. 6. Соотношения неопределенности 61 Глава 5 КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА 5. 1. Уравнение Шредингера 64 5. 2. Плотность вероятности локализации частиц и плотность потока вероятности 67 5. 3. Операторы физических величин 69 5. 4. Импульс 71 5. 5. Момент импульса 75 5. 6. Матрицы 78 5. 7. Спин 83 5. 8. Квазиклассическое приближение 88 Глава 6 АТОМ 6. 1. Движение в центрально-симметричном ноле ... . 94 6. 2. Атом водорода 96 6. 3. Спин-орбитальное взаимодействие 102 6. 4. Системы тождественных частиц 108 6. 5. Самосогласованное поле 115 6. 6. Электронная структура атома 118 6. 7. Атом во внешнем электрическом поле 126 6. 8. Атом во внешнем магнитном поле 131 6. 9. Сильно возбужденные атомы 136 Глава 7 МОЛЕКУЛА 7. 1. Гетерополярные и гомеополярные молекулы . . . . 139 7. 2. Электронные термы двухатомной молекулы . . . . 141 7. 3. Спиновые состояния двухэлектронной системы . . . 144 7. 4. Молекула водорода 148 7. 5. Валентность 152 7. 6. Природа ферромагнетизма 154 7. 7. Вращательные и колебательные термы двухатомной молекулы 157 7. 8. Четность и симметрия двухатомной молекулы с одинаковыми ядрами 163 7. 9. Ван-дер-ваальсовы силы притяжения 167 7. 10. Многоатомные молекулы 169 4 Глава 8 КРИСТАЛЛ 8. 1. Конденсированное состояние вещества 177 8. 2. Симметрия кристаллов 179 8. 3.