物质结构导论 李俊清何天敬 编 王俭刘凡镇 图书馆藏 中国科学技术大学出版社 1990合肥 仅限读者PB18030910本人使用,阅毕请删除,不要传播
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前 言 本书是我们在中国科学技术大学讲授“物质结构”课程所编 讲义的基础上多次补充、修改而成的, 目前,用量子理论处理原子、分子和固体的结果已能根据微 观粒子的相互作用来解释和预言很多宏观上所能观察到的规律, 因此,这门课的目的在于使化学、材料科学、生物等专业的学生 能在量子理论的基础上了解化学和化学物理的有关现象与物质的 微观结构的本质联系,以及掌握有关揭示物质微观结构的理论和 实验方法.本书从量子理论的建立和发展讲起,并在了解原子的 电子结构的基础上,进而讨论原子的集合体 一分子和固体的结 构。本书主要由四部分组成:(1)非相对论量子力学的基本原 理,(2)原子的电子结构和原子光谱,(3)分子结构和分子光 谱,(4)固体结构。 本书在选材上尽量用较新的科研成果和量子观点(分子轨道 里论,能带论等)来阐明物质的微观结构,比一般的物质结构教 科书增加了算符理论、微扰理论、群表示理论、分子轨道的主要 计算方法(从头计算法等)、多原子分子光谱、固体的电子结构 和能带理论等内容。这样,本书就包括了量子力学、量子化学、 分子光谱学和固体物理学中的基本内容,以使学生打下了更为坚 实的理论基础. 考虑到化学系的学生往往不习惯于将其所学到的数理知识应 用于对具体科研问题的理论分析和处理,因此本书在写法上有意 加强了这方面的训练:对于重要的结果,或用较少的数学运算就 能得到的结果,并不廻避用高等数学进行严格推导,且对其物理 意义作理论分析。对于那些需用冗长的数学运算而又易弄混其物 理轮廓的问题,本文直接给出结果并分析其物理意义。 书中的第四章是相对独立部分,亦可作为量子化学课群论部 仅限读者PB18030910本人使用,阅毕请删除,不要
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分的教材 限于作者的学术和教学水平,书中的不妥之处在所难免,恳 请读者给予批评指正。 本书在编写过程中得到辛厚文、俞书勤教授的帮助与支持, 在此顺致谢意。 编者 1990年1月 于中国科学技术大学近代化学系 仅限读者PB18030910本人使用,阅毕请删除,不要
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月 录 前言 第一章量子力学基础 1,1量子概念的提出.(1) 1.1.1光的波动性与黑体辐射 .(1) 1.1.2量子概念的提出.(4) 】.2辐射的粒子性.(6) 1.2.1.光电效应.(6) 1.2.2康普顿(Compton)效应. (8) 1.23辐射的波粒二象性.(9) 1.3关于原子结构的早期理论.(10) 1.3,1电子的确定.(10) 1.3.2汤姆森(Thomson)的原子模型.(11) 1.3.3原子核的发现.(11) 1.3,4卢瑟福(Ruther ford)的原子模型.(11) 1.3.5原子结构的玻尔(Bohr)理论.(12) 1.4物质的波动性. .(15) 1.4.1德布洛意(de Broglie)假设.(15) 1.4.2微观粒子的波动性.(16)」 1.5微观粒子状态的描述.(17)1 1.5.1微观粒子的状态.(18)1 1.5.2波函数的统计解释.(19) 1.5.3波函数的标准化条件.(21)1 1.5.4态迭加原理.(21) 16不确定(测不准)原理. (22)· 1.6,1平面波迭加成波包.(22) 1.6.2坐标和动量的不确定关系.(24) 仅限读者PB18030910本人使用,阅毕请删除,不要
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1.6.3能量和时间的不确定关系.(26 1.7薛定诗(Schr odinger)方程.(27) 1.7.1Schrǒdinger方程的得来线索.(27) 1.7.2定态Schrǒdinger方程.(30) 1.8在势箱中运动的粒子.(32) 1.8.1 Schrodinger方程的求解.(32) 1.8.2解的讨论.(35) 1.9算符和力学量.(38) 1.9.1算符的一般概念.(38) l.9.2线性算符和厄密(Her mite)算符.(38) 1.9,3本征值方程.(39) 1.9.4算符和力学量的关系.(40) 1.9.5 Hermite算符的两个性质 (41) 1.9.6力学量的平均值.(43) 1.9.7对易算符及其力学量.(44) 1.l0氢原子Schrodinger方程的解.(45) 1.l0.1原子的玻恩-奥本海默(Born-Oppenheimer) 近似.(45) 1.10,2分离变量.(47) 1.10.3重(φ)方程的解.(48) 1.10.4⊙(0)方程的解 (49) 1.10.5R(r)方程的解“ (52) 1.11关于氢原子解的讨论. (59) ·1,11.1波函数中。1m是在,ǜ2和.的共同本征函数 .(59) 4 1,l1.2塞曼(Zeeman))效应.(64) ◆1.11.3氢原子的维里(virial)定理.(65) 1,12氢原子的电子分布图.,(67) 、1.12,1径向分布图.: (67) 仅限读者PB18030910本人使用,阅毕请删除,不要
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