А.Н. Матвеев - Атомная физика, страница 2

Оператор спина электрона185208Источники атомного магнетизма Орби­тальный момент электрона по квантовойтеории Модуль и ориентировка орби­тального магнитного момента Гиромагнитное отношениеСпин Оператор спина Оператор проек­ции спина на произвольное направлениеСреднее значение проекции спина, нахо­дящегося в определенном состоянии Ве­роятность проекции спина на заданноенаправление2116 О главлениеСпин-орбитальное взаимодействие. Мультиплетность энергетических уровней.Мультиплетность линий излучения. Пра­вило отбора для L. Правило отбора дляS. Правило отбора для J. Мультиплетнаяструктура спектров щелочных элемен­тов. Мультиплетность спектров щелоч­ноземельных элементов.

Мультиплет­ность спектров атомов с тремя опти­ческими электронами. Правило мультиплетностей§ 37. Магнитный н механический моментыатома214Сложение орбитального момента и спи­на. Угол между орбитальным и спино­вым моментами. Полный магнитный мо­мент электрона. Векторная модель атома.Сложение моментов импульса в общемслучае. Правила сложения спиновых маг­нитных моментов. Возможные типысвязи. (Ь-5)-связь.

Полный магнитныймомент атома. Множитель Ланде§ 38. Квантово-механическоеспина в магнитном поле§ 45. Эффект ЗееманаописаниеУравнение Шредингера для спина в маг­нитном поле. Прецессия спина§ 39. Магнитомеханнческие эффекты222Физическая природа эффектов. ОпытЭйнштейна-д е Гааза.

Прецессия атомовв магнитном поле. Эффект Барнетта§ 46. Эффект Паш еиа-Бака§ 40. Экспериментальные методы измере­ния магнитных моментов225Метод отклонения атомов в неоднород­ном магнитном поле. Метод магнитногорезонансаЗадачи947. Эффект Штарка§ 48. Взаимодействие двухуровневого ато­ма с когерентным резонансным излу­чением257Двухуровневый атом. Уравнение Шре­дингера. Решение уравнения Шрединге­ра.

Обсуждение физического содержаниярешения§ 49. Динамика спнна в переменном маг­нитном поле259Постановка задачи. Уравнение Шредин­гера. Решение уравнения. Прецессияспина§ 42. Стационарная теория возмущений вслучае вырожденных собственныхзначений238Ортогонализация собственных функций,принадлежащих вырожденному собст­венному значению. Снятие вырождения§ 43.

Нестационарная теория возмущений§ 50. Теория дисперсии10§ 51. Комбинационное рассеяние244ВЗАИМОДЕИСТВИЕ АТОМА СЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ§ 44. Мультиплетная структура термоватомов и линии излучения как ре­зультат спин-орбитального взаимо­действия246261Задачи теории дисперсии. Нахождениеволновой функции.

Атомная диэлектри­ческая восприимчивость241Постановка задачи. Уравнение Шрединге­ра в представлении взаимодействия. Вы­числение поправок к волновым функциямЗадачи254Эффект Штарка первого порядка в атомеводорода. Равенство нулю первой по­правки к энергии основного состояния.Расщепление уровней первого возбуж­денного состояния. Квадратичный эф­фект ШтаркаТЕОРИЯ ВОЗМУЩЕНИИПостановка задачи.

Оператор возмуще­ния. Вычисление поправок к собствен­ным функциям и собственным значе­ниям. Постановка задачи в теории столк­новений. Борновское приближение. Фор­мула Резерфорда252Сильное поле. Расщепление уровней.Расщепление линий излучения230§ 41. Стационарная теория возмущений вслучае невырожденных собственныхзначений232249Смысл слабого магнитного поля. Рас­щепление энергетических уровней припомещении атома в магнитное поле. Рас­щепление линий излучения. Сложныйэффект Зеемана. Простой эффект Зее­мана220265Дипольное приближение. Рэлеевское рас­сеяние. Комбинационное рассеяниеЗадачи11268МНОГОЭЛЕКТРОННЫ Е АТОМЫ§ 52. Атом гелияНепригодность старой теории Бора.Уравнение Шредингера. Решение задачив случае пренебрежения взаимодействи-270О главление 7ем между электронами и без учета спи­нов электронов Тождественность раз­личных электронов Обменное вырожде­ние Симметрия волновых функций Об­менное вырождение и симметрия волно­вых функций с учетом взаимодействиямежду электронами Волновые функцииэлектрона с учетом спина Математиче­ская формулировка принципа ПаулиВзаимодействие между электронами§ 53.

Приближенныеметодысложных атомов§ 61. Валентность. Метод валентных свя­зей312Инертные газы Валентность Метод ва­лентных связей§ 62. Структура молекулрасчета279Недостаточность теории возмущенийВариационный метод Метод Ритца Ме­тод самосогласованного поля Статисти­ческий метод§ 63. Колебательные испектры молекулЭлектронные конфигурации Последова­тельность заполнения электронных обо­лочек Правило Хунда Периодичностьхимических свойств элементов§ 64. Электронные спектры молекулОбозначение электронных состояний За­полнение электронных состояний в пер­вых трех периодах Отклонения отидеальной схемы заполнения оболочекЗадачи324330288Причины нестабильности трансурановыхэлементов Характеристика полученныхтрансурановых элементовПричинычрезвычайно малых времен жизни оченьтяжелых трансурановых элементов§ 57.

Рентгеновские спектрыИ292296ЗадачиМОЛЕКУЛЫ§ 58. Химическая связьКовалентная§ 59. Ион молекулы водорода. Метод ор­304биталейПриближение Борна Оппенгеймера Ионмолекулы водорода Качественное рас­смотрение Метод орбиталей§ 60. Молекула водородаВолновые функции Энергия взаимо­действия Равновесное расстояние Пол­ный спин молекулы Параводород и ор­товодородЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВАТВЕРДЫХ ТЕЛ§ 65.

Типы связи в кристаллахРентгеновское излучение Особенностирентгеновских спектров Объяснение осо­бенностей рентгеновских спектров ЗаконМозли Дублетный характер рентгенов­ских спектровТипы химической связисвязь Ионная связь316Принцип Франка Кондона Классифи­кация электронных состояний молекулыОтбор переходов между колебательны­ми состояниями Предиссоциация Лю­минесценция§ 55. Периодическая система элементовМенделеева28612вращательныеЭнергетические состояния молекулыВращение двухатомных молекул Враще­ние многоатомных молекул Вращатель­ные спектры Колебания двухатомныхмолекул Колебания многоатомных молелекул Вращательно-колебательные спек гры§ 54.

Электронные конфигурации и идеаль­ная схема заполнения оболочек283§ 56. Трансурановые элементы313Метод молекулярных орбиталей Пред­ставление структуры методом валентныхсвязей Направленные валентности ато­мов Гибридизация Кратные связи меж­ду атомами332Возникновение кристаллической структу­ры Энергия взаимодействия атомовИонная связь Ковалентная связь Водо­родная связь Металлическая связь Мо­лекулярная связь§ 66. Основные понятия зонной теориитвердых тел335Теорема Блоха Одномерная модель кристалла Кронига Пенни Проводники идиэлектрики Естественные полупровод­ники Примесные полупроводники§ 67. Переход металл металл344Энергия Ферми Переходы и контактыВозникновение разности потенциалов напереходе металл - металл Расчет разно­сти потенциалов ТермоэлектричествоЭффект Пельтье Эффект Томсона§ 68.

ПолупроводникиПримесные уровни Скорость электро­нов Ускорение электронов Эффектив­ная масса Дырки Подвижность носи­телей Рекомбинация Применение одно­родных полупроводников3508 О главление§ 69. р-п-Переходы н транзисторы356Возникновение ^-«-перехода. Распределе­ние электронов и дырок в ^-«-переходе.Электрический ток через /т-и-переход.Вольт-амперная характеристика. Ем­кость /?-л-перехода.

Диод. Туннельныйдиод. Выпрямление тока. Детектирова­ние. Стабилитрон. Светоизлучающийдиод. Биполярный транзистор. Включе­ние по схеме с общим эмиттером. Вклю­чение по схеме с общей базой. Включениепо схеме с общим коллектором. Полевыетранзисторы. Интегральные схемы§ 70. СверхпроводимостьСверхпроводимость. Критическое поле.Критическая плотность тока.

ЭффектМейсснера. Сверхпроводники первого ивторого рода. Остаточное сопротивлениеметаллов. Спаривание электронов. Энер­гетическая щель. Фазовая когерентность.Квантование магнитного потока. Коле­бания тока в сверхпроводящем кольце.Туннелирование электронов через ди­электрический слой. Эффекты Джозефсона. Квантовые интерферометры. Высо­котемпературная сверхпроводимостьМКОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫКВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ404Материальная точка квантовой механи­ки. Состояние движения. Измерение вклассической механике. Измерение вквантовой механике. Статистическийансамбль систем. Детерминированное инедетерминированное изменение состоя­ния. Редукция состояния1/СП369§ 75.

Элемент физической реальности ипроблема полноты квантовой механнки411Соотношение неопределенностей. Инде­терминизм. Рассуждения ЭПР и элемен­ты физической реальности. Проблемаполноты квантовой теории. Квантово­механическая корреляция и несепарабельность квантовой системы§ 76. Квантовые корреляции416Корреляция спинов в синглетном состоя­нии. Схема эксперимента типа ЭПР споляризациями. Измерение линейной по­ляризации фотонов.

Вычисление коэффи­циента корреляции поляризаций§ 77. Корреляционные эксперименты§ 71. Релятивистские волновые уравнения 382Область релятивистских эффектов ватомной физике. Общие замечания о ре­лятивистских уравнениях. УравнениеКлейна-Гордона. Уравнение Дирака.Волновая функция свободного электронаУровни энергии бесспиновой частицы вкулоновском поле. Тонкая структурауровней энергии атома водорода. Состо­яния с отрицательной энергией400423Возбуждение источника каскадного из­лучения пар фотонов. Эксперименты содноканальными анализаторами.

Экспе­рименты с двухканальными анализато­рами§ 78. Неравенствареальность§ 72. Релятивистские эффекты в атомнойфизике393Опыты Лэмба и Ризерфорда. Физическиесвойства вакуума|Э§ 74. Измерение в квантовой механикеРЕЛЯТИВИСТСКИЕ ЭФФЕКТЫ ВАТОМНОЙ ФИЗИКЕ§ 73. Физические свойства вакуума« гБелла н физическая425Локальный характер законов классической физики. Неравенства Белла. Экспе­риментальная проверка неравенств Бел­ла.

Физическая реальность. Эксперимен­ты с переключаемыми анализаторами§ 79. Физическая реальностьсмыслПриложениеП редметный указательи здравый430435436ПредисловиеПредмет атомной физики весьма обширен и не может быть очерченв краткой замкнутой формулировке. К ратко можно лишь сказать,что к атомной физике относятся вопросы строения атомных обо­лочек и изучение явлений, обусловленных свойствами и процессамив атомных оболочках. Все это составляет громадную областьисследований, многие части которой получили самостоятельноенаименование. А томная физика как раздел курса общей физикивключает в себя рассмотрение лишь явлений, в которых наиболеепросто и очевидно проявляю тся фундаментальные квантово-механические закономерности, позволяю щие сформулировать квантово-механические понятия и соответствующую модель этой областиявлений.

Овладение физической моделью состоит не только в ееиндуктивной формулировке на основе обобщения наблюдений,опытных данных и эксперимента, но и в ее дедуктивных примене­ниях. При отборе материала по последнему критерию большоезначение имеет актуальность соответствующих вопросов для фун­даментального образования современного физика.Круг явлений, в которых наиболее просто и очевидно проявля­ю тся квантово-механические закономерности, определяется в пер­вую очередь их очевидной несовместимостью с классическимипредставлениями.