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核与粒子物理导论(“十一五”国家重点图书、普通高等教育“十一五”国家级规划教材)

核与粒子物理导论
核与粒子物理导论(“十一五”国家重点图书、普通高等教育“十一五”国家级规划教材)
作者:许咨宗(编著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02310-1
定价:48.00元
版本:1
装帧:平装
出版年月:200908
丛书名称:中国科学技术大学精品教材

图书简介:

  本书讲述近代物理学中的原子核物理和粒子物理的基础知识,内容包括研究核与粒子的基本实验方法(第1,2,4,12章),核与粒子的基本性质(第3章)、结构(第7,9章)、相互作用(第8,10章)以及不同相互作用过程遵循的守恒定律(第5,6章),并简要讨论了与宇宙学相关的一些核与粒子物理问题(第11章).本书侧重对基本物理定律、基本物理概念的介绍,为实验物理的学生提供简要的理论背景知识,为理论物理的学生提供简单的实验背景知识.
  本书适合作为物理系近代物理专业本科生和研究生的教材,也可供相关研究人员参考.

前言:

  原子核与粒子物理学是探索物质结构的前沿科学,是近代物理学的重要组成部分.《核与粒子物理导论》是经过中国科学技术大学近代物理系27届本科教学实践和教育改革试验所形成的教材.自1982年(77级本科)起,从讲稿的多次修改到讲义的5次修订和重印,作为近代物理系本科生专业基础课教材.近十年来,同时兼为硕士研究生学位课教材.本书的特点是:
  一、《核与粒子物理导论》侧重于该学科所涉及的基本物理定律、基本物理概念的描述.书中避免繁琐的数学推导,对重要的理论公式只介绍其隐含的物理图像和重要物理量的含义,使读者可以正确运用该理论公式来理解实验现象和实验规律;对重要的物理实验避免繁琐的实验技术细节叙述,只介绍其实验的物理动机和设计思想及如何从实验引出重要的物理结论.本教材适合作为近代物理的基础教材,为实验物理的学生提供简要的理论背景知识,为理论物理的学生提供简单的实验背景知识.各自获得的背景知识有利于双方今后研究工作中的沟通和理解.
  二、基于核与粒子物理的实验技术和方法大体相同或相近,它们涉及的作用力(强、弱和电)类型相同,理论上处理的方法有很多相似之处.因此《核与粒子物理导论》把核与粒子作为亚原子的一个层次来讨论,把它们有机组合在一起,可以有利于知识的连贯性、统一性,避免不必要的重复.
  三、《核与粒子物理导论》重点突出核与粒子物理的基本物理规律的描述,同时注意介绍该学科近十几年的实验和理论的发展.讲稿在多年教学过程中随着该学科研究工作的发展而不断地更新,包括上世纪末、本世纪初的一些重要实验的介绍和新实验数据的引用,使学生和读者对当前该学科的热点、发展方向有大致了解,为他们参与该学科的学术交流作铺垫,有益于他们参与相关学科领域的研究.
  《核与粒子物理导论》全书分12章.1~6章介绍核与粒子物理的共同部分——基本实验方法及核与粒子相互作用过程应该服从的守恒定律.后面6章分别介绍粒子的结构和粒子相互作用(7,8两章),核素的核子结构和核素的相互作用(9,10两章),第11章是天体物理学中的核与粒子物理,第12章介绍相对论粒子碰撞运动学.把12章进行不同的组合,可以作为不同的需要的教学班级的教材或者参考书.例如1~6,加上9,10和11章可作为原子核物理导论教材;1~8外加11和12章可作为粒子物理导论的教材;第1和第2章可以独立作为高能物理或者核物理实验的培训班的教材.每章附有一些习题.书后有部分习题解答.
  本教材的形成和出版要感谢近三十年参与本课程教学的老师.特别是中科院院士唐孝威教授,他非常关心本课程的教学,对课程的安排和内容提出宝贵建议,并多次登上本课程的讲台为本科生做专题讲座,讲课内容也无形中融入本教材;范扬眉老师,她曾多次主讲《导论》中的核物理部分并编写过部分的讲义,对整个教学体系和教材的形成做出贡献;伍健老师在后期参加部分教学工作,并为本书的第11章提供了部分材料.还要感谢修本门课的历届本科生和研究生,他们的提问和质疑是本教材改进、提高和精练的动力.部分研究生为本书的很多图片的制作做出贡献.在此对所有帮助本书出版的同事、朋友们表示衷心的感谢.
  由于本人水平所限本书存在的不足之处在所难免,希望读者批评指正.
 

                          作 者
                        2008年9月2日

目录:

总序
序
前言
绪论
 0.1 探索物质微观结构的前沿科学
 0.2 核及粒子物理研究的对象及内容
 0.3 核及粒子物理学研究对象的基本特征
 0.4 自然单位制

第1章 粒子束的获得
 1.1 放射源
 1.2 反应堆
 1.3 粒子加速器
 1.4 宇宙线

第2章 粒子束与物质相互作用和粒子的探测
 2.1 粒子与物质相互作用
 2.2 粒子探测器
 2.3 粒子谱仪系统
 
第3章 核及粒子的基本特性
 3.1 核及粒子的质量
 3.2 粒子自旋
 3.3 核与粒子的电磁矩

第4章 核与粒子的非点结构
 4.1 相互作用的量子场论的描述
 4.2 粒子的分类
 4.3 弹性散射——探测核与粒子“荷”的分布
 4.4 轻子是类点粒子

第5章 守恒定律及其应用
 5.1 对称性与守恒定律
 5.2 n-p对称性和同位旋守恒
 5.3 规范变换不变性——相加性量子数守恒
 
第6章 分立变换对称性和相乘性量子数
 6.1 全同粒子交换对称性
 6.2 空间反射变换及空间宇称
 6.3 电荷共轭变换及C宇称
 6.4 时间反演变换对称性和CPT定理
 6.5 中性K介子衰变和CP破缺

第7章 强子结构的夸克模型
 7.1 强子态的产生
 7.2 强子谱和强子结构的夸克模型
 7.3 重子的味SU(3)多重态
 7.4 介子的SU(3)多重态
 7.5 强子的质量和强子的磁矩
 7.6 重味夸克的发现和重夸克偶素
 7.7 含有重味夸克的强子

第8章 粒子及其相互作用
 8.1 带有电磁作用荷的粒子的相互作用——量子电动力学(QED)
 8.2 强作用动力学理论——量子色动力学(QCD)
 8.3 弱相互作用
 8.4 弱中性流和电弱统一

第9章 核素的核子结构
 9.1 唯象核子-核子作用力
 9.2 核素核子结构的唯象模型
 9.3 核素的集体运动

第10章 核素的相互作用
 10.1 核素的衰变
 10.2 不同核物质态的制备和它们的特性

第11章 宇宙学中的核与粒子物理
 11.1 Big Bang宇宙标准模型和粒子物理
 11.2 天体形成、演化过程中的核与粒子物理

第12章 相对论粒子碰撞运动学
 12.1 洛仑兹(Lorentz)变换
 12.2 相对论粒子碰撞运动学
 12.3 典型过程的运动学
 
 附录A 常用物理数据表
 附录B 核素的性质
 附录C 一些重子、介子的衰变特性
 附录D C-G系数、球谐函数和d-函数表
 附录E 射线与物质相互作用
 附录F 习题解答

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