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第一章 引言 1

1.1 普朗克辐射定律 1

1.2 光电效应 4

1.3 早期的原子光谱学 5

1.4 玻尔的原子结构理论的假设 6

1.5 量子力学的发展 8

1.6 原子和辐射的相互作用（1926—1939） 9

1.7 1945年以来的光学物理学 10

1.8 目前状况（1975） 11

习题 11

参考文献 13

一般参考资料和进一步的读物 13

第二章 经典电动力学概述 14

2.1 麦克斯韦方程 14

2.2 电磁波方程 17

2.3 平面波的解 19

2.4 线偏振和圆偏振 20

2.5 能量密度和坡印廷矢量 23

2.6 矢势和标势 26

2.7 电偶极辐射 28

2.8 电偶极振子的辐射速率 33

2.9 偶极辐射的角动量 35

2.10 磁偶极辐射 37

2.11 电四极辐射 38

2.12 多极子场 42

习题 42

一般参考资料和进一步的读物 44

第三章 量子力学概述 45

3.1 薛定谔波动方程 45

3.2 期待值和矩阵元 47

3.3 对于球对称势的薛定谔方程的解 49

3.4 轨道角动量 52

3.5 类氢波函数 54

3.6 自旋角动量 58

3.7 两个角动量的耦合 59

3.8 自旋-轨道相互作用和矢量模型 63

3.9 多电子原子 66

习题 75

一般参考资料和进一步的读物 78

第四章 辐射的自发发射 79

4.1 经典原子模型 79

4.2 经典原子的辐射寿命 81

4.3 自发发射几率Aki 82

4.4 量子电动力学中的自发发射 85

4.5 简并能级间的自发跃迁 87

4.6 受激原子的辐射寿命 88

4.7 光学薄的光源发射的光的强度 88

4.8 振子强度 90

4.9 谱线强度Ski 92

4.10 类氢系统中的振子强度 93

4.11 复杂原子的理论振子强度 97

习题 98

参考文献 100

一般参考资料和进一步的读物 100

第五章 电偶极跃迁的选择定则 101

5.1 引言 101

5.2 未考虑自旋的单电子原子 101

5.3 有自旋的单电子原子 108

5.4 电偶极算符的张量特性 109

5.5 多电子原子 111

5.6 LS耦合中的相对强度和禁戒跃迁 116

习题 117

一般参考资料和进一步的读物 118

第六章 原子和分子的辐射寿命的测量 119

6.1 束箔法 120

6.2 用激光激发的快束实验 133

6.3 用电子激发的延迟符合法 133

6.4 用光激发的延迟符合实验 143

参考文献 146

一般参考资料和进一步的读物 147

第七章 禁戒跃迁和亚稳原子 148

7.1 磁偶极跃迁 150

7.2 电四极辐射 153

7.3 磁偶极跃迁和电四极跃迁的选择定则 154

7.4 类氢系统的双光子衰落 157

7.5 类氦系统中的禁戒跃迁 168

7.6 涉及亚稳原子的碰撞过程 177

习题 185

参考文献 187

一般参考资料和进一步的读物 188

第八章 光谱线的宽度和形状 189

8.1 自然线形或辐射线形 190

8.2 光谱线的压致增宽 195

8.3 多普勒增宽 205

8.4 多普勒增宽、碰撞增宽和自然宽度的比较 207

8.5 佛克脱轮廓 208

8.6 仪器轮廓的效应 209

8.7 在低气压和低温度下谱线轮廓的测量 212

习题 219

参考文献 221

一般参考资料和进一步的读物 222

第九章 辐射的吸收和受激发射 224

9.1 电偶极振子的吸收的经典描述 224

9.2 爱因斯坦对受激发射和吸收的处理 227

9.3 吸收和感生发射的半经典处理 230

9.4 用强度定义的爱因斯坦B系数 235

9.5 爱因斯坦B系数和f值间的关系 235

9.6 总吸收截面的积分 236

9.7 原子频率响应的引入 237

习题 237

参考文献 238

一般参考资料和进一步的读物 239

第十章 辐射转移和谱线的形成 240

10.1 转移方程的推导 240

10.2 均匀受激源的转移方程的解 243

10.3 非均匀光源 246

10.4 吸收谱线的等效宽度 247

10.5 由吸收技术测量相对f值 251

10.6 用吸收技术测定化学成分和原子密度 256

习题 262

参考文献 263

一般参考资料和进一步的读物 264

第十一章 气体激光器中粒子数反转的机制 265

11.1 引言 265

11.2 粒子数反转和原子增益系数 267

11.3 瞬态粒子数反转和稳态粒子数反转 270

11.4 气体激光器中粒子数反转的机制 274

习题 291

参考文献 292

一般参考资料和进一步的读物 293

第十二章 光学腔的共振模 295

12.1 引言 295

12.2 腔模问题的数值解 296

12.3 横模的近似解析解 301

12.4 模的大小和腔的稳定性 304

12.5 实际系统的设计考虑 307

12.6 腔的Q因子和共振线宽 308

习题 310

参考文献 312

一般参考资料和进一步的读物 313

第十三章 气体激光器的饱和特性和单频运转 314

13.1 共振腔模的频率 315

13.2 产生振荡所需的增益 317

13.3 增益饱和；均匀增宽跃迁 319

13.4 增益饱和；非均匀增宽跃迁 324

13.5 增益系数的测量 331

13.6 气体激光器的锁模 333

13.7 气体激光器的单频运转 335

13.8 单频气体激光器的输出功率对于调谐的曲线 340

13.9 用可调谐气体激光器的饱和吸收光谱学 345

13.10 单频气体激光器的频率稳定 350

习题 360

参考文献 362

一般参考资料和进一步的读物 364

第十四章 调频染料激光器和原子光谱学 365

14.1 引言 365

14.2 调频有机染料激光器 366

14.3 使用调频染料激光器的饱和吸收光谱学 376

14.4 双光子吸收光谱学 383

参考文献 389

一般参考资料和进一步读物 390

第十五章 汉勒效应和共振荧光实验的理论 392

15.1 共振辐射和共振荧光 393

15.2 共振辐射的磁退偏振——汉勒效应 395

15.3 电子碰撞激发 402

15.4 寿命测量的范围和准确度 406

15.5 共振荧光实验的理论 407

15.6 汉勒效应的理论 414

15.7 Je＝1→Jg＝0情形中的共振荧光的理论 418

15.8 用脉冲激发的共振荧光实验 423

15.9 用调制激发的共振荧光实验 429

习题 436

参考文献 438

一般参考资料和进一步的读物 440

第十六章 光双共振实验 442

16.1 磁共振和受激原子 442

16.2 Brossel-Bitter实验的理论 446

16.3 光双共振方法的讨论 453

16.4 辐射陷获和相干减窄 457

16.5 共振荧光实验中的碰撞增宽 461

16.6 双共振实验中的光调制 472

16.7 密度矩阵表述中的磁共振 476

16.8 用不可约张量算符表示密度矩阵的展开 483

习题 485

参考文献 487

一般参考资料和进一步的读物 488

第十七章 光抽运实验 489

17.1 引言 489

17.2 光抽运的原理 490

17.3 弛豫过程的效应 497

17.4 纵向弛豫时间的研究 500

17.5 自旋交换碰撞 507

17.6 亚稳原子的光抽运 509

17.7 光抽运和磁共振 512

17.8 光抽运实验中的横向磁化和赫兹相干性 519

17.9 光抽运循环的量子理论 527

习题 540

参考文献 543

一般参考资料和进一步的读物 544

第十八章 原子的超精细结构及其用磁共振方法的研究 546

18.1 超精细结构的理论 547

18.2 用光抽运研究基态原子的超精细结构 559

18.3 超精细抽运和νHFS的测量 565

18.4 光抽运的铷频率标准 570

18.5 原子束磁共振技术 572

18.6 用原子束技术的超精细结构研究 579

18.7 铯束原子钟 583

18.8 氢原子的超精细结构 586

18.9 受激态超精细结构的研究 590

18.10 结论 603

习题 604

参考文献 609

一般参考资料和进一步的读物 610

附录 基本常数表 612