Energy Levels in Atoms and Molecules pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Richards, W. G./ Scott, P. R.

出品人:

页数:98

译者:

出版时间:1995-2

价格:$ 33.90

装帧:

isbn号码:9780198558040

丛书系列:

图书标签:

• 原子能级
• 分子能级
• 量子力学
• 原子物理
• 分子物理
• 光谱学
• 化学物理
• 原子结构
• 分子结构
• 能级计算

好的，这是一份关于《Energy Levels in Atoms and Molecules》的图书简介，旨在详细介绍该书涵盖的主题，同时避免提及AI的痕迹。 --- 《原子与分子能级：从量子力学基础到光谱分析的深度探究》 图书简介 本书是一部深入探讨原子和分子能级结构的专业著作，旨在为物理学、化学、材料科学以及相关工程领域的学生和研究人员提供一个全面而系统的知识框架。全书从量子力学的基本原理出发，层层递进，详细解析了单电子原子、多电子原子以及各类分子的能级结构、能级跃迁以及它们在实际物理和化学过程中的表现。 本书的结构清晰，内容严谨，力求在理论深度和应用广度之间取得精妙的平衡。我们不仅仅关注理论模型的建立，更强调如何利用这些模型来解释和预测实验观察到的光谱现象。 第一部分：量子力学的基石与单电子原子的能级 本书伊始，我们首先回顾了量子力学在描述微观粒子行为中的核心地位。内容涵盖了薛定谔方程的建立、波函数的物理意义、算符与本征值的概念，以及角动量和自旋等关键量子数。这些基础知识是理解后续能级结构的先决条件。 随后，我们将焦点集中于最简单的模型——氢原子。通过求解径向和角向薛定谔方程，本书详细推导了氢原子能级的精确表达式，清晰阐释了主量子数 ($n$)、轨道角动量量子数 ($l$) 和磁量子数 ($m_l$) 对能级的贡献。此外，我们还引入了电子自旋的概念，并探讨了泡利不相容原理的深远影响。 书中对精细结构效应的讨论尤为深入，包括相对论修正和自旋-轨道耦合。这些效应解释了在更高分辨率光谱中观测到的能级分裂现象，展示了经典物理学无法企及的精确度。 第二部分：多电子原子的复杂性与周期性 进入多电子原子领域，本书着重处理了原子核与多个电子之间的相互作用。面对电子间的库仑排斥，传统的解析求解方法不再适用，因此我们详细介绍了平均场近似和中心势近似。 本书的核心内容之一是对原子光谱项符号的系统性讲解。通过引入总轨道角动量 ($mathbf{L}$) 和总自旋角动量 ($mathbf{S}$)，我们详细阐述了LS耦合（Russell-Saunders 耦合）方案，并推导了确定原子项符号（如 ${}^{2S+1}L_J$）的完整规则。对于较重的元素，书中也对jj耦合进行了必要的介绍和对比，帮助读者理解不同耦合机制对能级结构的细微影响。 此外，我们深入分析了洪特规则（Hund's Rules），解释了如何利用这些经验法则来确定基态的精确能级，这对于理解元素的化学性质和周期性规律至关重要。光致电离、俄歇效应等原子内部过程的能级图景也在本部分得到了充分的讨论。 第三部分：分子结构与振动态能级 从原子转向分子，本书聚焦于分子体系中电子、振动和转动能级的相互作用。分子能级的研究是理解分子光谱学的关键。 我们从分子轨道理论（Molecular Orbital Theory, MO）和价键理论（Valence Bond Theory, VB）的视角，解析了如何构建分子轨道，特别是双原子分子（如 $ ext{H}_2^+$, $ ext{O}_2$）的 $sigma$ 和 $pi$ 轨道。由此衍生出的分子电子态（$Sigma, Pi, Delta$ 等）构成了分子的电子能级图。 振动能级部分，本书采用了谐振子模型作为出发点，并随后引入了莫尔斯势能函数（Morse Potential），以更精确地描述实际分子中势能面的非谐性。对振动量子数 ($v$) 和零点能的讨论，为理解红外光谱奠定了基础。 转动能级部分，我们从刚性转子模型出发，推导出旋转常数 ($B$) 与分子惯性矩的关系，并阐释了选择定则在微波光谱中的应用。 第四部分：能级的耦合、光谱学应用与前沿展望 本书的最后一部分将理论模型与实际光谱分析紧密结合。我们详细分析了电子、振动和转动能级之间的玻恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer Approximation）的有效性和局限性。 书中大量篇幅致力于分子光谱学的实际应用。对振动-转动光谱的详细分析，特别是对 P, Q, R 分支的解析，是理解复杂分子结构的关键。此外，电子跃迁光谱（如紫外-可见光谱）中的弗兰克-康登原理（Franck-Condon Principle）被深入探讨，用以解释光谱带的强度分布。 最后，本书对更高级的主题进行了展望，包括在强激光场中观察到的非线性光学效应、超精细结构、以及在凝聚态物理中，杂质原子或分子在晶格环境下的能级变化（如 F 颜色中心）。 本书特色： 1. 严谨的数学推导：确保读者对物理图像的理解建立在坚实的数学基础上。 2. 丰富的图示：大量精心绘制的能级图、势能曲线和光谱示意图，帮助直观理解抽象概念。 3. 理论与实验的桥梁：每章后均附有联系实际光谱数据的分析实例，强化应用能力。 《原子与分子能级》不仅是理论物理教材的延伸，更是连接量子化学与实验光谱学的关键桥梁，为致力于探索物质微观世界奥秘的研究者提供了不可或缺的工具书。

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我是一名资深的化学工程师，过去二十年里，我的工作更多地聚焦于宏观过程的优化，对基础量子化学的接触越来越少。最近公司计划开发一批新型光电材料，迫使我必须重新拾起这些“老本行”。下载了《能量层级：原子与分子》后，我惊喜地发现，这本书完美地弥合了理论前沿与工业应用之间的鸿沟。它没有回避高深的数学，但却用一种极其务实的态度，将复杂的势能面理论与实际的化学反应路径选择紧密地联系起来。特别是关于“非绝热过程”的章节，作者清晰地阐述了电子态和核运动如何通过耦合实现能量的有效传递和转换，这对于理解催化剂的效率瓶颈至关重要。阅读这本书的过程，就像进行了一次高强度的头脑风暴，它强迫我用一种全新的、基于能量量子化的视角来审视那些习以为常的化学反应。对于那些希望将理论知识转化为实际生产力的工程师和应用科学家来说，这本书的价值是无法估量的，它是一把开启新一代材料设计的钥匙。

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这本书的结构设计极具匠心，它仿佛遵循着一条精心规划的“能量攀登路线图”。从最基础的单电子原子模型开始，逐步引入电子间的库仑排斥、自旋轨道耦合，最终自然地过渡到复杂的多原子分子体系。这种层层递进的构建方式，极大地降低了读者的学习门槛。我特别留意了关于里德堡态和俄歇衰变的章节，作者在这里运用了非常精妙的框架，将激发态的寿命、辐射弛豫和非辐射弛豫的竞争关系描述得淋漓尽致。这对于理解高能化学过程中的能量耗散机制非常有帮助。我发现这本书最大的优点在于其高度的自洽性——前面所有的概念和工具，都会在后续的章节中被巧妙地运用和验证，形成了一个牢不可破的知识体系。这与那些章节间联系松散、概念跳跃的同行作品形成了鲜明的对比。它不仅仅是一本知识的集合，更是一套完整的思维训练系统，引导读者像一个真正的理论物理学家那样去思考和建模。

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以一个退休的、业余爱好者的身份来评价，我必须说，这本书的清晰度令人赞叹。我年轻时对物理学充满热爱，但受限于当时的教材水平，许多概念始终感觉隔着一层纱。现在有幸能阅读《能量层级：原子与分子》，那种对知识的渴望得到了极大的满足。书中对玻恩-奥本海默近似的讨论，不仅仅是给出公式，而是深入探讨了在什么情况下这个近似会失效，以及如何通过引入电子-振动耦合项来修正模型，这种严谨的批判性思维非常值得学习。此外，书中对于信息熵在描述分子构象分布中的应用，也提供了一个非常新颖的视角，让我这个老学究也大开眼界。它的语言风格是沉稳而富有磁性的，读起来既有学术的深度，又不失文学的美感，仿佛在聆听一位大师的娓娓道来。我强烈推荐给所有对世界本质抱有好奇心的人，即便你不从事科研工作，它也能极大地拓宽你的思维边界。

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这本《能量层级：原子与分子》的出版，简直是物理化学领域的一场及时雨。我是一名刚踏入量子化学研究领域的研究生，面对那些抽象的薛定谔方程和复杂的轨道理论，常常感到力不从心。这本书的出现，就像一位经验丰富的导师，用极其直观和富有洞察力的方式，将原子和分子内部能量分布的精髓一一剖析开来。它并没有仅仅停留在理论公式的堆砌上，而是通过大量精妙的图示和类比，成功地架起了微观世界与我们日常认知之间的桥梁。尤其是关于激发态的讨论，作者深入浅出地讲解了不同电子跃迁的概率和选择定则，这对于理解光谱学，特别是紫外-可见光谱的精细结构至关重要。我尤其欣赏作者在处理高阶微扰理论时的那种冷静与严谨，尽管它很复杂，但书中对每一步推导的物理意义都解释得非常到位，让人在感到烧脑的同时，又充满了豁然开朗的喜悦。这本书无疑为我接下来的实验设计和数据分析提供了坚实的理论基础，它不仅仅是一本教材，更像是一本能够激发你对物质本质产生无限好奇心的启示录。

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说实话，我本来对手册类的专业书籍期望值不高，大多是那种干巴巴、缺乏人情味的教科书。但《能量层级：原子与分子》彻底颠覆了我的看法。这本书的叙事节奏把握得极其老道，读起来根本不像是在啃一本学术著作。作者似乎深谙如何引导读者的思维，他总能在关键的转折点设置一些引人深思的问题，让你不自觉地停下来，与书中的论点进行一场无声的辩论。我最欣赏的是它对分子振动与转动能级耦合的精细描述。在许多其他著作中，这部分内容常常被一笔带过，但在这里，作者通过详细分析范德华力对能级微小修正的影响，展示了分子世界中“细节决定成败”的真谛。这种对细节的执着，体现了作者深厚的学术功底和对教学艺术的深刻理解。书中的案例分析极具代表性，尤其是在处理过渡金属配合物的d-d跃迁时，对配位场理论和分子轨道理论的融合运用，简直是教科书级别的示范。这本书不仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么是这样”。

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