《光譜學(xué)導(dǎo)論》以原子的光譜學(xué)知識為核心，采用量子力學(xué)作為理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)講述了原子譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)、超精細(xì)結(jié)構(gòu)和外場作用下的譜線分裂行為，內(nèi)容涵蓋了氫原子、堿金屬原子、雙價(jià)電子原子和多價(jià)電子原子的光譜。在此基礎(chǔ)上，本書對分子光譜學(xué)的基本原理做了概述，介紹了最簡單的分子——雙原子分子的振動、轉(zhuǎn)動和電子光譜的量子理論，為讀者進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)分子光譜理論打下了基礎(chǔ)。最后，為了便于讀者對現(xiàn)代光譜測量方法有一定的認(rèn)識，本書介紹了幾種激光光譜技術(shù)。
《光譜學(xué)導(dǎo)論》可作為高等學(xué)校光電信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生教材使用，同時(shí)也可供對光譜學(xué)感興趣的社會各界人士閱讀參考。
孫江，河北大學(xué)物理學(xué)院，教授，孫江教授2004年7月畢業(yè)于中科院物理所光學(xué)專業(yè)。2004年8月至今在河北大學(xué)物理學(xué)院光電信息科學(xué)與工程系工作，從事非線性光學(xué)、原子與分子物理領(lǐng)域的相關(guān)研究，并主講《光譜學(xué)》、《光電子學(xué)》、《光信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)》和《量子信息光學(xué)導(dǎo)論》等課程。
參與并結(jié)項(xiàng)教改項(xiàng)目兩項(xiàng)：
（1）“光電信息科學(xué)與工程”教育部綜合改革試點(diǎn)，2013年-2017年
（2）“光電信息科學(xué)與工程”國家特色專業(yè)，2008年-2012年
緒論
一、光譜學(xué)發(fā)展簡史1
二、光譜學(xué)目前狀況3
三、光譜的應(yīng)用范圍3
四、光譜學(xué)中基本術(shù)語3
習(xí)題4
第一章氫原子和類氫離子光譜
第一節(jié)氫原子和類氫離子線系5
一、體系能量5
二、輻射躍遷6
三、譜線系與能級圖7
第二節(jié)光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)8
一、相對論效應(yīng)的影響8
二、電子自旋效應(yīng)的影響10
三、譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)及蘭姆位移11
習(xí)題13
第二章堿金屬原子及其光譜
第一節(jié)體系能量及譜線體系14
第二節(jié)譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)16
第三節(jié)堿金屬原子光譜的強(qiáng)度分布19
第四節(jié)類堿離子的光譜20
習(xí)題21
第三章雙價(jià)電子的原子及其光譜
第一節(jié)雙價(jià)電子的矢量模型22
一、LS耦合模型及光譜項(xiàng)22
二、jj耦合模型及光譜項(xiàng)24
第二節(jié)雙價(jià)電子原子的能級分布27
一、耦合中的相互作用能27
二、LS耦合能及其分布28
三、jj耦合能及其分布31
第三節(jié)兩種耦合形式的關(guān)聯(lián)34
第四節(jié)雙價(jià)電子原子的光譜35
一、氦原子的能級及光譜35
二、ⅡA族及ⅡB族元素的光譜37
習(xí)題38
第四章多價(jià)電子的原子及其光譜
第一節(jié)有心力場近似40
一、有心力場近似理論40
二、有心力場修正41
第二節(jié)復(fù)雜原子的矢量模型及其光譜項(xiàng)規(guī)律42
一、分支定則42
二、多重項(xiàng)的奇數(shù)與偶數(shù)交替規(guī)律44
三、郎德間隔規(guī)則44
四、洪特定則46
五、基態(tài)光譜項(xiàng)的確定46
第三節(jié)多價(jià)電子的原子態(tài)能量及光譜46
一、多價(jià)電子的原子態(tài)能量46
二、惰性氣體的原子光譜47
三、鹵族元素的原子光譜47
四、稀土元素的原子光譜48
第四節(jié)雙電子激發(fā)、內(nèi)電子激發(fā)和自電離48
一、雙電子激發(fā)49
二、內(nèi)電子激發(fā)49
三、自電離51
習(xí)題51
第五章原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)
第一節(jié)同位素效應(yīng)53
一、同位素位移53
二、同位素位移譜的豐度55
第二節(jié)核自旋效應(yīng)55
一、核自旋及其磁矩55
二、核自旋矢量模型56
三、核自旋與電子的相互作用56
四、核自旋效應(yīng)下的光譜結(jié)構(gòu)57
第三節(jié)核電四極矩效應(yīng)58
一、核電荷與電子電荷間的相互作用58
二、核電四極矩對能級分布的影響59
習(xí)題60
第六章外場中的原子光譜
第一節(jié)磁場中的原子光譜61
一、磁相互作用能61
二、塞曼分裂62
三、塞曼分裂譜的譜線相對強(qiáng)度63
四、g因子和定則64
五、強(qiáng)磁場下的原子光譜65
第二節(jié)電場中的原子光譜68
一、電場中原子體系的能量69
二、電場中的原子光譜結(jié)構(gòu)69
三、強(qiáng)電場中的斯塔克效應(yīng)71
習(xí)題72
第七章輻射躍遷的譜線強(qiáng)度和線寬
第一節(jié)輻射躍遷的譜線強(qiáng)度73
一、不涉及自旋與軌道耦合的情況74
二、涉及自旋與軌道耦合的情況74
第二節(jié)輻射躍遷的譜線寬度75
一、自然寬度75
二、碰撞展寬76
三、多普勒展寬76
習(xí)題76
第八章分子光譜的理論基礎(chǔ)
一、量子理論基礎(chǔ)77
二、分子對電磁輻射的吸收和發(fā)射78
三、選擇定則79
習(xí)題80
第九章雙原子分子的轉(zhuǎn)動及其光譜
第一節(jié)剛性轉(zhuǎn)子及其光譜81
一、剛性轉(zhuǎn)子模型81
二、能量與波函數(shù)81
三、光譜結(jié)構(gòu)82
四、應(yīng)用舉例82
第二節(jié)非剛性轉(zhuǎn)子模型及其光譜83
一、非剛性轉(zhuǎn)子模型83
二、體系的能量和波函數(shù)83
三、光譜結(jié)構(gòu)85
四、應(yīng)用舉例85
第三節(jié)雙原子分子轉(zhuǎn)動光譜的吸收譜強(qiáng)度86
一、轉(zhuǎn)動能級的熱分布86
二、吸收譜的強(qiáng)度87
習(xí)題88
第十章雙原子分子的振動及其光譜
第一節(jié)雙原子分子的振動光譜89
一、簡諧振子模型89
二、非簡諧振子模型91
第二節(jié)雙原子分子力常數(shù)和離解能的確定94
一、分子力常數(shù)k的確定94
二、離解能D的確定94
第三節(jié)振動-轉(zhuǎn)動光譜96
一、模型96
二、振動-轉(zhuǎn)動體系能量96
三、振動-轉(zhuǎn)動的光譜結(jié)構(gòu)98
習(xí)題99
第十一章雙原子分子的電子態(tài)與電子光譜
第一節(jié)雙原子分子的電子態(tài)100
一、雙原子分子的軌道理論100
二、分子軌道的表示法101
三、雙原子分子軌道的對稱性102
四、分子的電子態(tài)103
五、電子態(tài)躍遷的選擇定則104
第二節(jié)雙原子分子的電子光譜105
一、電子光譜的振動結(jié)構(gòu)105
二、振動結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分布106
三、電子光譜的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)108
習(xí)題110
第十二章雙原子分子的拉曼光譜
第一節(jié)雙原子分子轉(zhuǎn)動拉曼光譜散射理論111
一、拉曼散射的經(jīng)典理論111
二、拉曼散射的量子解釋112
三、轉(zhuǎn)動拉曼光譜113
第二節(jié)雙原子分子的振動拉曼光譜113
一、經(jīng)典理論113
二、振動拉曼光譜114
三、振動-轉(zhuǎn)動拉曼光譜114
習(xí)題115
第十三章高分辨激光光譜技術(shù)
第一節(jié)亞多普勒展寬光譜技術(shù)116
一、飽和吸收光譜技術(shù)116
二、偏振調(diào)制光譜技術(shù)119
三、雙光子共振非簡并四波混頻120
第二節(jié)激光拉曼散射光譜123
一、復(fù)雜分子拉曼散射的基本原理123
二、拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)127
三、CCl4振動拉曼光譜128
習(xí)題130
附錄
附錄A氫原子的量子力學(xué)解131
附錄B選擇定則135
參考文獻(xiàn)
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