Fundamental University Physics Volume III

本书为《Fundamental University Physics》系列第三卷，专题为“Quantum and Statistical Physics”（量子与统计物理），由Marcelo Alonso与Edward J. Finn合著，1968年由Addison-Wesley Publishing Company, Inc.出版，OCR所见为Addison-Wesley World Student Series Edition第九次印刷（1978年），版权页注明Copyright © 1968 by Addison-Wesley Publishing Company, Inc.，原版在美国出版，同时在加拿大、菲律宾出版。作者序说明，本系列旨在为理工科学生提供入门本科水平的逻辑统一物理学表述，强调构成物理学核心的基本思想：守恒定律、粒子与场之间的相互关系、物质的原子观；力求使学生清晰理解物理概念的理论含义并认识其实验基础，注意理论与实验的紧密联系，同时培养学生运用表达这些概念所需数学的能力。三卷覆盖相当于两学期普通物理课程加一至两学期近代物理课程；第一卷讨论力学与引力相互作用，第二卷讨论电磁相互作用与波，第三卷涵盖量子与统计物理（包括热力学）。三卷虽紧密相关并遵循逻辑顺序，但各卷自足，可独立使用，第三卷尤其如此，涵盖入门近代物理课程通常包含的大部分内容。序言还指出，各科学课程都面临纳入新主题的压力，本系列期望通过提高学生对物理概念的理解与应用能力来缓解这一压力，使本科课程中许多中间课程得以提升；量子概念是当今物理学的精髓，但传统上学生接触量子力学概念较晚，物理学与化学专业学生应尽早获得量子思想的实用知识，生物学与工程学学生也需要对固态与分子结构有基本理解，因此本书以虽属入门但允许学生将量子概念应用于不同情境的方式引入量子力学。目录显示第三卷分两大部分：第1部分“量子物理”，第1章“量子物理学基础”包括引言、电磁辐射、黑体辐射、光电发射、自由电子对辐射的散射、光子、定态、定态的实验证据、辐射与物质相互作用、粒子与场、粒子与波包、位置与动量的海森伯不确定性原理、时间与能量的不确定性关系；第2章“量子力学”包括波函数与概率密度、薛定谔方程、势阶、势箱中的粒子、谐振子、能级与波函数的一般讨论、势垒穿透、对称性与宇称、含时薛定谔方程、跃迁概率与选择定则、量子力学形式理论；第3章“单电子原子”包括氢原子、氢光谱、角动量量子化、中心力下单电子波函数、塞曼效应、电子自旋、角动量相加、自旋-轨道相互作用；第4章“多电子原子”包括氦原子、不相容原理、原子电子结构、L-S耦合、一或两个价电子的原子、X射线谱；第5章“分子”包括氢分子离子、双原子分子分子轨道、某些双原子分子电子组态、多原子分子、共轭分子、分子转动、分子振动、分子电子跃迁；第6章“固体”包括固体类型、能带理论、自由电子模型、周期结构中的电子运动、导体绝缘体半导体、电导量子理论、固体中的辐射跃迁；第7章“核结构”包括同位素、同中子素与同量异位素、原子质量单位、核性质、核结合能、核力、氘核基态、低能中子-质子散射、壳模型、核辐射跃迁；第8章“核过程”包括放射性衰变、α衰变、β衰变、核反应、核裂变、核聚变、元素起源；第9章“基本粒子”包括粒子谱系、粒子与反粒子、粒子不稳定性、守恒定律、不变性对称性与守恒定律、共振态、什么是基本粒子。第2部分“统计物理”，第10章“经典统计力学”包括统计平衡、麦克斯韦-玻尔兹曼分布律、温度、热平衡、理想气体应用；第11章“热力学”包括粒子系统能量守恒、多粒子系统、功等；第12章“气体热性质”；第13章“量子统计”。附录包括相对论力学、碰撞、群速度、若干有用积分、斯特林公式、拉格朗日未定乘数、粒子探测；书末有表、奇-numbered问题答案及索引。正文第1章开篇指出，19世纪末至20世纪初实验证据表明电磁辐射与物质相互作用并不完全符合电磁学定律，同时原子结构理论发展，另一系列实验迫使物理学家重新审视亚原子粒子运动概念，为解释新观察，若干物理学家以多少ad hoc方式引入一系列新思想，逐渐演化为量子理论；本章回顾量子物理较重要的实验基础。正文还讨论电磁场、加速电荷辐射、黑体辐射、普朗克能量量子化假设、普朗克辐射定律、维恩位移定律、斯特凡-玻尔兹曼定律、光电效应与爱因斯坦光量子解释等。整体上，本书是一部结构完整、取材广泛的大学物理教材第三卷，系统呈现20世纪60年代量子物理与统计物理的教学体系，兼具教材、教学参考与物理学史价值。本次仅见前20页，后续内容待补。