课程简介
原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支，起源于十九世纪末。在物理学领域，原子物理学上承经典物理，下接量子力学，是本科物理课程中的第一门近代物理课程。原子物理学以实验观测为依据，采用了普通物理的描述风格，讲述微观粒子基本概念和物理图象。
原子物理主要研究：原子是由哪些粒子组成的，这些粒子是怎么空间分布的？粒子之间怎样相互作用？对原子光谱，也就是原子能级产生什么影响？了解原子结构以后，人们又会想在外界电场、磁场环境下，原子会有什么变化？原子之间或原子与其他物质的碰撞过程和相互作用是什么样的？这些都是人类探索世界运行规律过程中不断提出的问题。我们这门原子物理课程讲述的正是探索过程的阶段性成果，当前全世界物理学家们还在不断探索着更深层次的原子物理规律前进。
这门课以杨福家《原子物理学》为主，讲解原子物理基本知识点，梳理整本书前后关联，加入一定的前沿进展。
课程大纲
第一章 原子的位形：卢瑟福模型
§1.1 电子的发现
§1.2 卢瑟福原子核式结构模型的提出
§1.3 卢瑟福散射公式
§1.4 卢瑟福散射公式实验验证
§1.5 核式模型的意义及困难
第二章 原子的量子态：玻尔的氢原子理论
§2.1 背景知识：量子假说、氢原子的光谱系
§2.2 玻尔的氢原子理论
§2.3 玻尔模型实验验证之一：里德伯常数及其修正
§2.4 玻尔模型实验验证之二：夫兰克—赫兹实验
§2.5 玻尔—索末菲模型、量子化通则和椭圆轨道相对论修正
第三章 量子力学导论
§3.1 玻尔理论的困难
§3.2 波粒二象性
§3.3 不确定关系
§3.4 波函数及其统计解释
§3.5 薛定谔方程及其定态方程
§3.6 氢原子的量子力学解释
§3.7 爱因斯坦A、B系数
§3.8 跃迁选择定则
第四章 原子的精细结构：电子的自旋
§4.1 原子中电子轨道运动的磁矩
§4.2 史特恩—盖拉赫实验
§4.3 电子自旋的假设
§4.4 自旋—轨道相互作用 碱金属光谱的精细结构
§4.5 塞曼效应
第五章 多电子原子：泡利原理
§5.1 氦的光谱和能级
§5.2 两个电子的耦合
§5.3 泡利不相容原理 同科电子
§5.4 元素周期表
第六章 x射线
§6.1 x射线的发现及其波动性
§6.2 x射线产生的机制
§6.3 康普顿散射
§6.4 x射线能级图 莫塞莱定律
§6.5 x射线的吸收
§1.1 电子的发现
§1.2 卢瑟福原子核式结构模型的提出
§1.3 卢瑟福散射公式
§1.4 卢瑟福散射公式实验验证
§1.5 核式模型的意义及困难
第二章 原子的量子态：玻尔的氢原子理论
§2.1 背景知识：量子假说、氢原子的光谱系
§2.2 玻尔的氢原子理论
§2.3 玻尔模型实验验证之一：里德伯常数及其修正
§2.4 玻尔模型实验验证之二：夫兰克—赫兹实验
§2.5 玻尔—索末菲模型、量子化通则和椭圆轨道相对论修正
第三章 量子力学导论
§3.1 玻尔理论的困难
§3.2 波粒二象性
§3.3 不确定关系
§3.4 波函数及其统计解释
§3.5 薛定谔方程及其定态方程
§3.6 氢原子的量子力学解释
§3.7 爱因斯坦A、B系数
§3.8 跃迁选择定则
第四章 原子的精细结构：电子的自旋
§4.1 原子中电子轨道运动的磁矩
§4.2 史特恩—盖拉赫实验
§4.3 电子自旋的假设
§4.4 自旋—轨道相互作用 碱金属光谱的精细结构
§4.5 塞曼效应
第五章 多电子原子：泡利原理
§5.1 氦的光谱和能级
§5.2 两个电子的耦合
§5.3 泡利不相容原理 同科电子
§5.4 元素周期表
第六章 x射线
§6.1 x射线的发现及其波动性
§6.2 x射线产生的机制
§6.3 康普顿散射
§6.4 x射线能级图 莫塞莱定律
§6.5 x射线的吸收