原子物理学怎么这么难

‘壹’ 高分讨论原子物理的若干问题（高中生勿进）

参考资料;1,原子物理学 杨福家 第三版 高等教育出版社
2,原子物理学 陈宏芳 科学出版社
3,原子物理学 褚圣麟 高等教育出版社

1 什么叫电子组态？为什么电子组态确定后，原子的状态还会有若干个？

两个价电子的原子，这两个价电子可以处在各种状态，合成电子组态
一种组态中的点个电子由于相互作用可以形成不同的原子态。

2 什么叫L-S耦合？什么叫j-j耦合？它们反映了原子内部什么性质的相互作用？

轨道总角动量和自旋总角动量合成总角动量，即L+S=J，这种耦合过程为LS耦合。LS耦合表示每个电子自身的自旋与轨道运动之间的相互作用比较弱，这时主要的耦合作用发生在不同电子之间。同理j1+j2=J的叫JJ耦合，表示不同电子之间的耦合作用比较弱。

3 什么叫能级的多重性？为什么在L-S耦合中统一用2s+1决定？谱线的多重性又由什么决定？

即存在多个态对应一个能级.2s+1表示自旋,自旋的值为正负1/2谱线的多重性与自旋有关.

4 什么叫电子的量子态？什么叫同科电子？什么叫亚稳态?

分别是n（壳层），l（轨道），lz（磁量子数m），s（自旋）来表示电子的状态叫电子的量子态。
n和l二量子数相同的电子称为同科电子。
某些物质由于其原子内部结构的特殊性,在它们所具有的许多高能态中有少数几个寿命较长的能态。

5 对于氦原子，指出下列那些组态不存在，并说明理由，对存在的组态列出由低能态到高能态的次序，并指出基态:1s1s, 1s2s, 1s2p,2s2s, 2s2p, 3s3s, 3s3p, 3s3d, 3p3d

1s1s, 1s2s, 1s2p

6 氦及周期系第二族元素原子的光谱有何规律性？

7 试述洪特定则及朗德间隔定则，它们的应用条件是什么？

洪特定则：对于一个给定的电子组态形成的一组原子态，当某原子态具有的S最大时，它处于的能级位置最低；对同一个S，又以l值大的为最低。
朗德间隔定则：在三重太中，一对相邻的能级之间的间隔与两个J值中较大的那个值成正比。
适用条件都是LS耦合条件。

8 多电子原子光谱的一般规律有哪些？

光谱和能级的位移律
多重性的交替律

9 按周期表顺序排列的元素，其性质呈现周期性变化的原因是什么?

最外层电子数呈周期性变化

10 描述电子状态的四个量子数（ n,l,ml,ms）或（n,l,j,mj）的物理意义是什么？

n主量子数，l角量子数，ml轨道磁量子数，ms自旋磁量子数

11 电子在原子内填充时，所遵循的基本原理是什么？

能量最低原理

12 在推求原子基态光谱项时，满主壳层和满支壳层的角动量可以不考虑，为什么？

ml 和ms总是正负成对出现的，因此，整个闭合壳层的次量子数ML，MS必定等于零，由于ML,MS都只存在于等于零的一个状态，因此L和S只能都为零，由于每个闭合支壳层的角动量为零，那么一个闭合主壳层的角动量也必然为零因此在考虑原子的角动量时，只要计及未闭合壳层中电子的角动量就可以了。

13 元素周期表中，第二和第三周期中都含有8种元素，第四和第五周期都含有18种元素，其原因是什么?

电子壳层填充

14 原子的3d支壳层按泡利原理一共可以填多少电子？为什么？

2（2l+1），这里l=2，共可以填10个

15 x 射线标识谱与原子光谱有什么区别，其原因何在？

标识谱由谱线构成，原子光谱由能级跃迁形成。

16 试说明x射线的连续谱和线状谱产生的机制？

连续谱是电子在靶上被减速而产生，线状谱由具有各别波长的谱线构成

17 轫致辐射与阳极材料无关，而标识辐射与阳极材料有关，原因何在？

轫致辐射是当带电粒子与原子相碰撞，发生减速时伴随产生的辐射，与材料无关

标识辐射由电子内层跃迁产生，每种材料原子跃迁不通，因此跟材料有关。

‘贰’ 物理学考研有多难

1、物理学考研有在于难本专业要求学生具有强大的数学逻辑思维与深厚的基础物理知识为铺垫，并且还要求学生具有极强的空间立体思维和充足的想象力。而且这一专业考研的录取分数线也高，所以说，这一专业考研是非常的不容易的。
2、物理学专业主要培养学生掌握与物理相关的基础知识和实验技能。这个专业主要研究物质运动的规律，了解它的本质，通过一些实践研究和初步训练，获得比较好的科学素养和应用开发能力。
3、物理学专业主要分为应用物理学专业、核物理专业、声学专业等类别。主要学习的课程有高等数学、光学、力学、原子物理学、电磁学、量子力学、数学物理学等。这些课程最核心的学科就是数学，要想学好物理学必须要有良好的数学知识。物理学考研比较难，如果考研成功了，就业的工资待遇很不错。

‘叁’ 量子物理

中国科学技术大学2007年招收攻读硕士学位研究生招生简
070201理论物理

01粒子物理与现代场论（包括黑洞物理和量子引力，非微扰QCD，非对易空间量子场论）
02凝聚态理论（包括SD和BS方程及其应用，自旋玻璃理论及其应用）
03统计物理、非线性物理与复杂系统（包括混沌的控制与同步、复杂适应系统的动力学行为、复杂网络的模型与理论）
04量子信息和量子计算
05原子分子理论
25
理学院
近代物理系(3601174)

①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

070202粒子物理与原子核物理

01粒子物理实验
02粒子物理理论
03核固体物理
04核技术应用
05量子计算实验
25
理学院
近代物理系(3601174)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

070203原子与分子物理

01电子与原子分子碰撞物理
02原子测控和识别
03量子信息和冷原子物理
04同步辐射原子分子物理
8
理学院
近代物理系(3601174)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④835原子物理与量子力学

070204等离子体物理

01基础等离子体物理
02聚变等离子体物理
03低温等离子体及高技术应用
04等离子体诊断物理
12
理学院
近代物理系(3601174)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④808电动力学A或872等离子体物理导论

070205凝聚态物理

01强关联体系与低温物理
02纳米材料与物理
03凝聚态理论
04功能薄膜与器件物理
05光学材料与光谱学
32
理学院(3600462)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学或809固体物理

29
微尺度物质科学国家实验室(3606540)

070207光学

01量子光学与量子信息
02光电子科学与技术
03光信息处理与计算设计
04强激光与激光生物
26
理学院
物理系(3601066)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

070221★量子信息物理学

01量子计算实验
02量子通信
03量子物理基础
6
微尺度物质科学国家实验室(3606540)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

吉林大学应用物理

应用物理系包括无线电物理专业及测试计量技术及仪器专业两个专业。

无线电物理简介:

无线电物理采用近代物理学和电子信息科学的基础理论、方法及实验手段，研究电磁场和波及其物质相互作用的基础规律，据以开发新型的电子器件和系统，发展信息传输和处理的新理论、新方法和新技术并在电子系统中推广应用。现代许多高新技术：如电子计算机技术、量子电子学、光电子学、超导电子学，以及量子信息技术等无一不与无线电物理密切相关，并以之为基础，或即属于其研究范畴。当今高新科技的发展已促进电子信息科学的研究从简单物质到复杂系统，从定性解到定量解，从线性问题到非线性问题，从正向研究到逆向反演的转化，而且出现了电子信息科学技术、应用物理等不同学科的广泛交叉和应用。形成了众多交叉学科和高科技的应用基础。同时，又促进了物理学基础理论的深入发展。
电子计算机就是在无线电电子学和物理学的基础上发展起来的，如今电子计算机的发展已经历了四代，即电子管计算机，晶体管计算机，集成电路计算机，大规模、超大规模集成电路计算机等。计算机的更新换代得益于电子元器件的发展，是建立在物理学的基础之上，是以电子在真空中，在半导体材料中运动规律的认识突破为前提。一台电子计算机就是一个物理系统，计算过程是这个物理系统的一种时间演化。
在计算机的发展中，小型化和高度集成化是一个重要目标，如今芯片上线宽已达亚微米乃至纳米量级，集成度为11x11mm2芯片上集成几千万个元件。再进一步缩小芯片上元件的尺寸，当其接近原子量级尺寸时，电子运动的规律只能用量子力学理论来描述，电子的波动性成为其主要特征。这意味着微电子技术将面临一场革命。量子器件将被发明，量子计算理论将被提出，量子计算机将产生。量子计算机作为一种新的计算机，不仅仅是在现有计算机基础上向前迈进了一步，而且使整个计算的概念焕然一新，量子计算的思想对物理学的基础也有深远意义。量子器件及量子计算机的研究是跨世纪工程，它涉及物理学，计算机科学,数字等诸多学科，已成为当今世界研究的热点。
物理学的发展为计算手段的革命提供了物质基础，计算机的出现又彻底改变了物理实验的面貌，带来了新的物理学.新的物理学是立足于实验、理论和计算三大支柱之上。面向二十一世纪的物理学工作者，不能仅限于享用现有计算机资源，必须发挥创造性，自行设计专用计算机，以解决物理实验中数据采集和处理问题。方能深入探索过去无法想象的复杂现象的本质。这就要求物理学工作者即要有扎实的物理基础，又要精通电子计算机。
随着科学技术的发展，无线电物理的研究领域也在不断拓展,计算机物理就是其中之一。本专业侧重于计算机物理方向的研究。

研究方向：

量子信息技术基础理论、量子计算机物理模型，经典计算机上模拟量子算法，以及计算机在物理实验中的应用等。

培养目标：

（1）、博士学位：掌握无线电物理的数理理论，实验技术，和计算机科学理论。至少掌握一门外语，能熟练地阅读专业外文资料。具有一定的写作能力和进行国际学术交流能力。了解本学科发展前沿。并在所研究的方向或专门技术上做出创造性的成果。具有学术带头人或项目负责人的素质。能承担量子信息技术领域的科研课题工作。能胜任高等学校的教学和科研工作。
（2）、硕士学位：应掌握无线电物理的数理理论和计算机科学理论，应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料，了解学科前沿，能运用计算机技术研究物理学中的一些实际问题。具有从事科研工作的能力，可在高校、科研院所或企业从事本专业或相邻专业的教学、科研和工程技术工作。

‘肆’ 求教！原子物理学，原子核物理学和粒子物理学之间有什么联系吗

1.原子核物理学（简称核物理学，核物理或核子物理）是研究原子核性质的物理学分支。
原子物理学是研究原子的结构和性质及原子与电磁辐射和其它原子相互作用的科学。
粒子物理学是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间的相互作用的物理学的一个分支。
2.反物质最先也是最多接触的是正电子和反中微子（原子核物理专业会提到）,但你说的这个太笼统,大学里一般不会特别设立一个专业研究反物质的...你到时候就会知道正反物质联系相当密切.非要说的话 理论物理专业 粒子物理与原子核物理专业都会涉及..如果读研选择这些方向会更多偏向这些研究.
3.其实高中就能学一点..但只能到科普范畴（笑）.真说得上有所了解 注意只是有基础 起码要该类专业的本科水平

‘伍’ 考研普通物理学难不难，两个月能不能搞定

普通物理内容很多的，两个月稍微有点紧张，不过如果其他科目都比较有把握，自己之前物理基础又不错，那也可以，主要是要找到往年题，一般来说普通物理出题模式都比较固定，书上基本知识串一遍，真题做一遍就差不多了

‘陆’ 学了原子物理后能做原子弹吗

不可能。首先，高浓缩的铀个人是没法获得的。其次，核反应堆也不是一两个人可以建起的。最后，从事相关工作本身就有核辐射的威胁。此外，如果从事原子弹研发工作，会被相关部门人员24小时监控的，防止泄露国家机密等等。

‘柒’ 大学物理学难吗

分三方面来说：

1、一般人所说的大学物理，他们戏称为《大物》，有点玩世不恭。
大学物理的传统说法是《普通物理》，General Physics。
普通物理的范围主要是力学、电磁学、光学、热学、原子物理学，
这些课程对数学的要求，主要是微积分。

跟高中相比，范围广一些、深一些，主要是数学手段上，和物理
思想方法上。高中教师一般的教法都是死记硬背。大学物理在方
法上比高中要讲究得多。

如果微积分学得很好，物理概念清楚，《大学物理》就不算很难。

由于专业的不同，即使是学过《大学物理学》的人，差别会很大，
譬如科氏力，很多物理系的学生，都不如气象系、海洋系、水文系
的工科院校学生，有些甚至连皮毛都不理解，而上面这些工科院校
的非物理系的学生反而比物理系的学生精通得多。

2、对于一般师范院校来说，由于他们毕业后是面向中学教学，他们
要学教育学、教育心理学、教学法等等，所以，他们没有可能学
很多课程，连物理系学生的核心课程《四大力学》，他们都是走
马观花，连《理论力学》都是草草了事，而其他三门力学更是虎
头蛇尾，所以难度并不算大。师范院校的物理系的学生跟你介绍
物理系，那只是师范院校的物理系，跟综合大学物理系的课程，
在难度上，不可同日而语。

3、正宗的综合大学物理系，如北京大学、南京大学、复旦大学、、、
这些大学的物理系学的物理，跟师范院校不一样，师范院校是没有
具体专业的，物理就是他们的笼统专业，其实连基本课程都远远没
有浏览一遍。一般的师范院校是没有能力做中级物理实验的，只能
做普通物理实验。综合大学物理系的物理课程，不是一般的学生能
轻而易举学好的，难度很大。不说别的，就数学的要求，也是非比
一般。物理系、天文系，对数学的要求，所学的内容是仅次于数学
系的，甚至跟师范类院校比，物理系所学的部分数学课程，在一些
师范类院校的数学系，都不会开设。

物理学，非常有趣，有很多激动人心的内容。如果迷迷糊糊地学，那学
大学物理是一种受罪。因为学物理一要严密的思想，二要高超的数学技
能。可以这么说，学物理，就是在概念清楚的情况下玩数学。玩到什么
程度？玩到你觉得数学系学生解数学，既不灵活，又没有物理根据，纯
粹在玩无聊的游戏。你会觉得学物理比学数学有趣百倍，比起文科，尤
其是政教系的学生，你更是觉得出神入化。

另外，值得提醒一下两个问题：
学物理的人，如果不喜欢哲学，是不可能的；学得越深越喜欢哲学。
对哲学毫无兴趣的物理教师，可以肯定，他的现代物理完全没有学好。
物理学好了，一定喜欢天文学、宇宙学；一定喜欢物理化学，尤其是
量子化学、结构化学；物理学好了一定喜欢、、、、太多太多的学科
了，不过最喜欢的还是物理学本身！

第二加强英文，如果没有能力自由阅读英文书籍，物理的无穷魅力至少
损失三分之二。

物理物理，万物之理，物穷其理，物尽其理，格物而致理！
不但喜欢形而下之学，更会喜欢形而上之学。
(我们平时对形而上学的批判，是个悖论。因为我们本身的学风，才是
我们所批判的形而上学，我们对形而上学的概念，普遍是刻意歪解的。)

大概有一个眉目了吗？欢迎追问。

‘捌’ 求原子物理学习题答案

（1）
因为碱金属原子的能级受原子实极化和轨道贯穿的影响，而这两种性质会受轨道角量子数影响。
电子的自旋角动量与轨道角动量的相互作用，使碱金属原子的能级产生分裂，这种分裂叫做原子精细能级结构。
除了l=0不会分裂，其他的会分裂成2层。
（2）
也是一样，电子的自旋角动量与轨道角动量的相互作用。
（3）
自己画吧。介绍狄拉克公式的时候应该有配这个图。

‘玖’ 大学物理与高中物理最大区别是什么哪个更难

中国的教育以脱节为特点.如果说你高中物理学的不好,不会特别影响大学物理.但是大学物理确实是高中物理在各个方面的延伸.不同的专业对于物理的能力要求是不一样的.高中的物理在教学方面还是不够严谨的,但是不能够说错误,因为都是特殊情况.大学的物理学是真正一般的物理学,现象也从最一般开始,这主要是因为数学工具的应用.这也更加符合物理学的发展规律.

对于一般的工科专业:
真正的物理课程只有一门,那就是《大学物理》,一般情况下会在一年内学完.涵盖的面积比较广泛,但是不深入，可以说就是高中的基本知识的延伸，但是角度不同，不能再用高中那种特殊的眼光去分析问题，因为问题在这里变得更加一般。主要的数学工具就是微积分。高等数学并不等于微积分，但微积分是主体。如果你只用学习《大学物理》，只要高等数学不是很差，有一点物理的思想就可以了。毕竟《大学物理》中的东西还是比较浅显的，很多东西不会去深究，只是一般的概念普及。（楼上把大学物理说成是计算就很欠妥了）
如果你的专业是物理方向的，那么你会面对很多课程，主要的有几门：
力学：就是我们所说的四大力学中的经典力学，也可以说是以牛顿理论为基础的力学学科。力学涵盖的东西也是比较多的，除了我们熟知的质点运动学、动力学，还有质点系的运动学、动力学，在这中间你会接触到一些新的概念，位移、矢量叠加都是常见的。要特别注意物理模型的微积分意义，对于参考系也会有更为深入的讨论，你会知道惯性系、非惯性系、伽利略变换等。还有刚体力学（这是新东西），牵扯到角动量、转动惯量等新的物理量。能量、动量的相关定理（包括质点的能量、动量，刚体的旋转动量、能量），波、振动的描述和能量，流体力学，还有一点材料力学，如剪切、拉伸、扭转。最后有一些关于相对论的简介，洛仑兹变换等。

电磁学：
电磁学顾名思义是普通物理中的很重要的一门学科，它主要是研究物质的电磁性质。像库仑定律这样的定律已经很熟悉了，但是在这里你会看到新的表述形式，会以更加基本的量来表示。其中会有对于电荷的更深入的讨论，向高斯定理这样的定理是很重要的，可以说是电学部分的基础，进而你会了解到，高斯定理不单单是物理定理，是一种数学的抽象。掌握这个模型会让你受益终身。电学方面还有电介质的电学性质，又会接触到一些新概念。除此之外还有电路方面的知识，比较起《电路》课程相当浅显了，主要是基尔霍夫电路定理，这也是以后的电路知识的基础。磁学方面的学习可以类比电学，其中有像毕奥-萨法尔定理，安培环路定理，都可以类比高斯定理进行学习。还有磁介质磁学。还有电磁感应方面的知识，和高中的没有太大出入，但是模型要完整的多，也更一般。

光学：
光学在高中当中学的可能是比较少的，有一般也是几何光学。而物理专业的光学相比较而言是比较广泛的，有波动光学，几何光学，光学仪器，光的偏振（比高中要深入得多），量子光学等，贯穿着整个光学的发展。有的东西会比较新，以前也没有听说过，像菲涅尔半波带，光学仪器中的费马原理等，都需要耐心去掌握。光学主要的特点就是知识碎，公式多，但是理解起来并不难。

热学：
热学可以说是普通物理渐渐从宏观转向微观的一个转折点，但是普通物理学中的热学（不是热力学统计物理）。主要是研究热现象，而非本质，很多理论和公式只能够解释现象，但对于本质来讲并不完全正确。热学研究的是一种体系（主要是平衡体系），一种大量的微观粒子参与的行为。这就需要概率统计作为其数学工具。热学中的基础就是理想气体的状态方程，还有热力学第一定律，第二定律，热力学系统的表述，到后面还有像输运，麦克斯韦速度（速率）分布、克劳修斯不等式等重要的知识，分别涵盖在各个章节中。热学的难点在于不好建立模型，因为比较难想象，而且同样公式多，知识碎。但所幸的是和高中的知识几乎没什么联系（有也是在前面的皮毛部分）。

原子物理学（近代物理）：
原子物理学是物理专业课程开始告别普通物理的开始，因为真正的把研究对象从宏观转向微观。同样是沿着物理学的发展历程，你可以看到很多种关于解释原子尺度的粒子行为的物理理论。其中像很多很酷的理论：玻尔的原子模型、薛定谔方程、德布洛意波、光电效应、能级、能谱、核物理等接近前沿理论的知识。当然，有些东西是错误的，但是也同样为后来的量子力学的诞生奠定了基础。在学习原子物理学的时候，或许更加应该带着问题，因为上面提到的一些理论与实验，都是经典物理向相对论、量子力学过渡那一个时间段提出的，有很大的启发性，也可以帮助你找到物理学的方向。其中，量子力学导论部分的知识是重点（杨福家版）。

除此之外，你还会在高年级接触到电动力学、热力学统计物理、量子力学、固体物理等比较深的科目了。但如果你在大一、大二打好基础，这些科目也不会特别费劲。（这些科目的知识在工科的《大学物理》中都十分浅显，有的也不会找到）

一般都是大学难

‘拾’ 高中物理什么时候开始难（可以的话告诉我第几学期，哪些章节）

高中的物理学习，还是按照分类去学习与总结，靠谱一点。力学、运动学、电磁学、直流与交流电路、光学、原子物理学。各种实验。
一、静力学、运动学、功能原理。
二、热力、分子学。
三、静电学，电磁学
四、直流电路、交流电路。
五、综合电磁（力学、电磁、运动学等）：电磁感应原理、电动机、变压器原理
六、光学
七、原子物理学
八、力学、电学实验。