绪论
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学习/物理学
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4 分钟
原子物理学是一门讨论物质基本结构和相互作用的导论课程。本课程以阐述原子结构为核心，讨论原子和原子核这一物质结构层次的基本物理图像。
要求学生：
- 了解在原子研究领域中经典物理遇到的主要困难，为此而引入的一些全新的分析方法和推理思路；
- 掌握原子的基本结构、原子的能级和光谱的基本规律、原子的一些基本概念（包括：量子态、电子自旋、泡利原理等等）以及原子核的性质和核反应的基本规律；
- 重视实验，勇于创新。
课程大纲
第一章 原子的核式模型
- 原子的发现；电子和原子核的发现；卢瑟福模型和卢瑟福散射；原子行星模型的意义和困难。
第二章 玻尔的氢原子理论
- 氢原子光谱；夫兰克-赫兹实验；玻尔的氢原子理论；玻尔理论的成功和局限。
第三章 量子力学初步
- 能量的量子化；光子的引入与光电效应；波粒二相性和物质波；薛定谔方程、几率波及海森堡不确定原理；氢原子光谱的量子力学解释。
第四章 原子中电子的自旋
- 电子轨道运动的磁矩；史特恩－盖拉赫实验；电子的自旋假设；原子光谱的精细结构：碱金属双线；赛曼效应、斯塔克效应。
第五章 多电子原子
- 氦原子的光谱和能级；两个电子的耦合；泡利不相容原理；元素周期表。
第六章 [[X射线和激光]]
- X射线的原子起源和应用；康普顿散射；原子的激发和退激：荧光和激光产生机制；
第七章 [[原子核物理初步]]
- 原子核的辐射（a，b，g射线）；辐射探测；原子核的结构；核反应：裂变与聚变；原子核物理应用。
第八章 [[基本粒子物理简介]]
- 强子与轻子；介子与重子；夸克；四种基本相互作用；物质与反物质；粒子加速器与探测器实验。
基本参数及量纲
基本常数
原有定义常数：
- 光速
- 铯133原子基态超精细能级分裂频率
- 频率为
辐射的发光效率
新增定义常数：
- 普朗克常数
- 基本电荷
- 玻尔兹曼常数
- 阿伏伽德罗常数
定义常数与单位制
- 真空光速定义为1，且进一步定为无量纲：
- 约化普朗克常数定义为1，且无量纲：
- 玻尔兹曼常数定义为1，且无量纲：
- 基本电荷定义：
- 在以上规定下，微观物理量只有一个独立量纲，可以选用长度、时间、能量等作为基准，通常我们选用能量量纲eV
- 通常计算之后，可以通过量纲分析，加入这些常数，回到国际单位制
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