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第一章　原子物理中的量子现象1

1.1　原子观念的形成1

1.1.1　道尔顿定律与法拉第定律1

1.1.2　阿伏加德罗常数4

1.1.3　布朗运动6

1.2　气体放电的光谱线9

1.2.1　氢光谱的谱线系13

1.2.2　里兹组合原则15

1.3　伦琴射线（即X-射线）19

1.3.1　伦琴射线的早期研究19

1.3.2　伦琴射线是一种电磁射线的证明24

1.3.3　布喇格反射26

1.3.4　从轫致辐射谱测定普朗克常数31

1.3.5　特征伦琴射线33

1.4　原子壳层的谱项图35

1.5　原子内的能级38

1.5.1　夫南克-赫兹实验39

1.5.2　共振吸收42

1.5.3　夫南克-赫兹实验的意义43

1.5.4　习题45

第二章　核物理中的量子现象46

2.1　放射性辐射46

2.1.1　从事放射线工作的准则48

2.1.2　辐射量的单位、射线防护规则48

2.1.3　放射线的最早实验50

2.1.4　α-，β-和γ-射线51

2.2　原子的质量与电荷的分布53

2.2.1　卢瑟福的原子模型54

2.2.2　卢瑟福的散射实验和原子核的发现55

2.3　原子核的结构及其系列64

2.4　放射线及其检验方法67

2.5　放射线的性质72

2.5.1　α-衰变的分立的射线能谱72

2.5.2　核衰变定律75

2.5.3　γ衰变的分立谱线79

2.5.4　习题81

第三章　原子的早期半经典描述82

3.1　玻尔原子模型82

3.1.1　玻尔假定82

3.1.2　氢光谱的意义84

3.1.3　伦琴射线谱的初步解释86

3.1.4　对应原理88

3.1.5　玻尔模型的局限性89

3.2　原子核的液滴模型89

3.2.1　结合能公式90

3.2.2　对于质量公式的解释和评论92

3.2.3　习题94

第四章　光与物质的模型的建立95

4.1　光的射线模型97

4.2　光的波动模型99

4.3　光的粒子模型101

4.3.1　光电效应102

4.3.2　康普顿效应108

4.3.3　康普顿效应的相对论理论115

4.3.4　光的粒子模型进一步的实验事实119

4.3.5　“黑体”射线谱的强度分布121

4.3.6　小结123

4.4　物质的粒子模型123

4.4.1 电子的粒子性124

4.4.2　质子128

4.4.3　中子129

4.5　物质的波动模型131

4.5.1　电子的衍射131

4.5.2　中子的衍射137

4.5.3　习题138

4.6　什么是实际的电子138

4.6.1　用经典粒子作双缝实验139

4.6.2　波的双缝实验140

4.6.3 电子的双缝实验142

4.6.4　光的双缝实验144

4.6.5　模型与实际145

第五章　量子理论147

5.1　薛定谔方程148

5.1.1 一维与时间无关的薛定谔方程148

5.1.2　波函数ψ的统计意义152

5.1.3　量子物理中的几率概念153

5.1.4　经典物理的几率描述154

5.1.5　ψ函数的归一化155

5.1.6　与时间相关的薛定谔方程156

5.2　一维薛定谔方程的应用158

5.2.1　无限深的势阱158

5.2.2　有限深度的一维势阱164

5.2.3　习题175

5.2.4　三维势阱176

5.2.5　隧道效应177

5.2.6　隧道效应的经典模拟实验181

5.2.7　α-衰变理论181

5.2.8　习题192

5.2.9　谐振子192

5.2.10　习题197

5.3　海森堡测不准关系199

5.3.1 由德布罗意波导出测不准关系199

5.3.2　测不准关系的应用206

5.3.3　本征值和期望值210

5.4　氢原子211

5.4.1　三维势的量子数212

5.4.2　基态215

5.4.3　激态220

5.4.4　氢原子概念的进一步发展222

5.4.5　习题225

第六章　量子理论的解释226

6.1　问题的提出226

6.2　微观物理中的测量过程227

6.3　哥本哈根解释231

6.3.1　观测者的作用232

6.3.2　互补原理234

6.3.3　波函数的约缩236

6.3.4 因果性——非决定性论237

6.4　围绕哥本哈根解释的讨论239

6.4.1　实在论者的批评239

6.4.2　唯物论者的批评245

6.4.3　总结251

第七章　二粒子系统与鲍利原理253

7.1　基本粒子的不可分辨性254

7.2　玻塞费米和玻尔兹曼统计258

7.3　氦原子259

7.4　电子的自旋263

7.5　电子的磁性267

7.6　钠的D线270

第八章　多粒子系统的壳层结构272

8.1　原子外壳分层结构272

8.1.1 电子壳层的构造272

8.1.2　价电子和化学键280

8.1.3　周期系的结构284

8.1.4　超重元素的壳层结构286

8.2　原子核的壳层结构287

8.2.1　强相互作用287

8.2.2　自然界四种相互作用的一般讨论291

8.2.3　核势293

8.2.4　魔数295

8.2.5　超重核的存在298

8.2.6　习题299

第九章　核过程及其技术应用301

9.1　核的衰变过程301

9.1.1　α-衰变301

9.1.2　β-衰变304

9.1.3　γ-衰变313

9.1.4　核裂变314

9.2　衰变系列316

9.3　核反应318

9.4　利用核裂变获得能量322

9.5　核聚变能量329

9.5.1 习题332

第十章　基本粒子物理333

10.1 反粒子335

10.2　基本粒子物理学中的量子数338

10.3　基本粒子理论344

第十一章　固体物理348

11.1　固体的结构349

11.2　固体的能带模型352

11.2.1 固体内电子的可能的能态352

11.2.2 电子在能带上的填充364

11.2.3 带模型中的导体和非导体366

11.3　金属的导电性能367

11.3.1 自由电子的浓度和漂移速度367

11.3.2　金属导电的经典电子气模型369

11.3.3　金属中传导电子的量子力学描述：“费米电子气”373

11.3.4 “费米气模型”的应用378

11.4　能带模型在半导体和绝缘体上的应用380

11.4.1 光的吸收和固体的颜色382

11.4.2　固体的光导电性386

11.4.3　半导体的导电性与温度的关系387

11.5 固体的晶格缺陷390

11.5.1 F-中心：势阱中的电子391

11.5.2　发光现象394

11.5.3　半导体的缺陷399

附录405

附图405

原素周期系图表408

重要常数409

物理关系和物理定律410