原子物理总结

原发布于 B 站专栏：原子物理总结 发布日期：2019-12-02

本次笔记参考《原子物理学》褚圣麟、《原子物理学》杨福家、《原子物理学》朱林繁、《量子力学教程（第二版）》周世勋、允文君的笔记还有我们老师上课的内容。

（毕竟是最后一次普物总结，所以我想在形式上来点不一样的。）

注：黑字为理论或标题，标黄的为实验，红字为三个重要的选择定则。

整体框架

以上是大部分原子物理课程的框架，一般都是从卢瑟福模型开始介绍旧的量子论，主要是根据实验，不断修正原子模型。至于实验，贯穿本课程的也就大致分为两大类：粒子撞击实验、光谱分析实验。

之后，进入量子力学导论部分。引入物质波假设，凑出薛定谔方程，再简单应用一下薛定谔方程，求解一些简单的问题。其中，最有意思的是求解氢原子的电子问题了，虽然只是把势函数改成了静电势能，但是所生成的PDE真的不好解，但是求解过程中为了收敛引入的三个量子数就有意思了，这直接奠定了之后理论的基础。

此外，还着重讨论了磁场中的效应，也是角动量量子数和磁量子数发挥作用的时候。由史特恩-盖拉赫实验引入自旋量子数，从而开始讨论轨道-自旋角动量耦合，解释分裂现象和光谱现象。

最后，讨论一些应用方面的东西。比如高能电子打出内层电子，以发出x射线。原子核的自旋和核反应。分子光谱和化学，粒子物理等等。

（以下是对整体框架中部分理论的推导和分析）

1、旧量子论的三个模型

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

0.1、光谱部分补充

光谱部分补充

2、量子力学导论

2-1

2-2

2-3

2-4

0.2、选择定则

选择定则

3、考虑磁场的自旋和耦合效应

3-1

3-2

3-3

3-4

3-5

3-6

0.3、康普顿效应

康普顿效应

（完）