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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Aki82

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Ski92

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