Polarization, Alignment and Orientation in Atomic Collisions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Andersen, Nils/ Bartschat, Klaus/ Andersen, Nils (EDT)

出品人:

页数:548

译者:

出版时间:2000-9

价格:$ 157.07

装帧:

isbn号码:9780387989891

丛书系列:

图书标签:

Atomic collisions
Polarization
Alignment
Orientation
Quantum mechanics
Atomic physics
Scattering theory
Angular momentum
Spectroscopy
Collision dynamics

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具体描述

This graduate text deals with polarization, alignment, and orientation effects in atomic collisions, induced by electron or heavy particle impact. The first part introduces light and particle polarization, experimenatal and computational methods, and the density matrix and state multipole formalism, with examples and exercises. The second part includes case studies of electron impact and heavy particle excitation, electron transfer, impact ionization and autoionizaztion, with the final chapter discussing related topics and applications. The book includes selected seminal papers of tutorial value from the early history of the field. Intended as an introductory text for both experimental and theoretical students and researchers, the book can be used as a textbook for graduate courses, as a primary source for special topics and seminar courses, and as a standard reference.

原子碰撞中的极化、排列与取向本书简介本书深入探讨了原子碰撞过程中的量子态演化，特别是关于原子束和靶原子内部角动量（自旋和轨道角动量）的极化、排列和取向现象。我们着眼于现代实验技术所能达到的精细度，解析在低能至中等能量范围内，不同碰撞通道如何影响和揭示系统的基本动力学原理。第一部分：基础理论框架与实验方法第一章：原子碰撞的量子力学基础原子碰撞是理解物质相互作用的基本途径。本章首先回顾了散射理论的核心概念，包括散射振幅、微分截面和总截面。重点在于引入了描述原子内部量子态的态矢量，并详细阐述了如何用密度矩阵（Density Matrix）来表征不可避免的混合态，这是处理极化和排列问题的关键工具。我们特别强调了描述电子态、核态和电子自旋态的基组选择，例如，在不同能量尺度下采用R-矩阵方法、耦合通道方法或半经典轨道方法的适用性。第二章：极化、排列与取向的定义极化（Polarization）、排列（Alignment）和取向（Orientation）是描述碰撞前后原子束性质的关键物理量。本章清晰界定了这些概念的数学表达。极化通常指特定自旋态或轨道角动量投影态的相对概率，例如，电子自旋极化或圆偏振光发射。排列则描述了角动量投影分布的非各向同性，通常通过二阶或四阶张量来表示，如$langle J_m^2 angle$或$langle J_x J_y + J_y J_x angle$。取向则进一步区分了特定空间方向的偏好性。我们将深入解析这些宏观可测量的量如何与微观的概率幅和哈密顿量联系起来，并讨论它们在坐标系选择上的依赖性，以及如何通过规范不变的变换来实现不同基组间的转换。第三章：实验技术前沿精确测量原子碰撞中的极化和排列效应，对检验理论模型至关重要。本章概述了当前最先进的实验技术。这包括： 1. 制备高度极化原子束的方法：详细讨论了利用激光冷却和囚禁技术（Laser Cooling and Trapping, LCT）制备具有特定电子自旋极化的碱金属原子束的方法，以及通过斯特恩-格拉赫（Stern-Gerlach）分离技术制备核自旋极化原子。 2. 状态选择与探测：重点介绍基于激光诱导荧光（Laser-Induced Fluorescence, LIF）和共振电离（Resonance Ionization Spectroscopy, RIS）的态选择技术，特别是如何利用偏振敏感的探测器测量散射出的粒子或发射光子的偏振特性。 3. 磁场与电场控制：讨论了在碰撞区域施加弱磁场（例如，利用兰姆移位技术）或静电场来操纵演化路径和探测非磁性量子干涉效应的重要性。第二部分：特定碰撞过程的动力学分析第四章：电子俘获与激发过程中的极化电子俘获（Electron Capture, EC）和激发（Excitation）是离子-原子碰撞中最基本的反应通道。本章聚焦于这些过程如何依赖于入射离子和靶原子的初始角动量状态。在电子俘获中，我们分析了在共振和非共振通道中，电子倾向于被捕获到离子特定轨道（特定的$n, l, m_l$）的现象。重点分析了“轨道选择性”（Orbital Selectivity）和“自旋选择性”（Spin Selectivity）。例如，在低能碰撞中，电荷交换截面可能强烈依赖于入射离子轨道角动量的空间取向，这直接导致了产物原子束的显著极化。在激发过程中，我们探讨了激发态原子的角动量随碰撞参数的变化。对于$A^{q+} + B ightarrow A^{(q-1)+} + B^+$，激发态$A^{(q-1)+}$的极化信息直接揭示了相互作用势的各向异性。我们利用经典轨道理论来解释角动量在穿越“最小势垒”时的耦合机制，并将其与量子隧穿模型进行对比。第五章：电离与双电离的角动量依赖性电离过程，特别是单电离和双电离，是检验强相互作用区物理模型的敏感探针。本章研究了碰撞伙伴的初始极化如何影响电离产额。对于单电离，我们分析了碰撞诱导的内层电子剥离，特别是涉及高阶轨道（$l>0$）电子的情况。极化测量能够区分主要由空间对称性决定的通道和更依赖于自旋依赖势的通道。对于双电离，我们考虑了“序列电离”与“同时电离”的竞争。具有特定自旋极化的入射粒子，可能通过增强的交换作用，更容易引发双电子的解耦和剥离，这在理解电子-电子库仑斥力的瞬时作用中提供了独特的视角。第六章：重原子和激发态原子的碰撞动力学当涉及到重原子（特别是具有强自旋-轨道耦合的原子）或已经处于激发态的原子靶时，碰撞的复杂性显著增加。对于重原子系统，强自旋-轨道耦合使得电子轨道角动量$L$和自旋角动量$S$不再是良好的量子数。我们应用了$J-J$耦合或$LS$耦合向$J-M_J$耦合的转化框架。本章详细讨论了超精细结构（Hyperfine Structure, HFS）在极化保持或去极化中的作用。例如，在弱外部磁场下，核自旋和电子自旋的弛豫过程，决定了最终测量的电子极化。对于激发态靶原子（如$ ext{He}^$或$ ext{Na}^$），其初始激发态的角动量分布（例如，P态的$sigma$或$pi$极化）对后续的碰撞截面有决定性影响。我们分析了能量传递、转移和退激发通道中，角动量守恒在非弹性碰撞中的体现。第三部分：高阶关联与未来方向第七章：高阶排列张量与非对易关联超越一阶极化（$langle J_z angle$）和二阶排列（$langle J_z^2 angle$），高阶排列张量（如四阶、六阶）提供了对碰撞过程中角动量转矩更精细的描述。本章侧重于解析这些高阶量所揭示的非线性效应和非对易关联。我们讨论了如何使用“张量极化因子”（Tensor Polarization Factors）来分离不同多极矩对总截面的贡献。这对于解析复杂多电子原子体系中的多中心相互作用至关重要。第八章：理论模型的检验与展望本书最后总结了当前理论模型（如精确的量子化学计算、半经典理论和碎线模型）在解释观测到的极化数据方面的成功与局限性。我们指出，目前的挑战主要集中在： 1. 多通道耦合的精确求解：在涉及多个电子俘获和激发通道竞争时，准确计算动态势面间的耦合矩阵元仍是难题。 2. 电子自旋的演化：在强电场或强磁场环境下，电子自旋与轨道角动量的快速交换效应，难以在准静态或半经典框架内准确捕捉。展望未来，本书强调了利用超快激光技术，在碰撞的“时间窗口”内直接观察角动量演化的潜力，这将是下一代原子碰撞物理研究的重要方向。本书旨在为从事低能和中能原子碰撞光谱学、等离子体诊断以及量子信息前沿研究的物理学家和研究生提供坚实的理论和实验参考。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《Polarization, Alignment and Orientation in Atomic Collisions》这个书名，光听上去就充满了科学的严谨和深奥。我立马联想到的是那种在大学图书馆里，堆满高年级教材和研究论文的书架。我猜想这本书的读者群体，大概率不是那种想要轻松阅读的爱好者，而是那些真正投身于物理学研究的学者、博士生，甚至是某个特定领域的科研人员。我无法想象这本书的内容会是浅尝辄止的介绍，它必定会是对于原子碰撞这个复杂过程中的某些特定物理量——极化、对齐和取向——进行极其详尽和深入的探讨。我猜想，要想读懂这本书，必须要有相当扎实的物理学功底，尤其是量子力学、原子物理以及相关的数学知识。书中或许会充斥着各种矩阵、张量、群论等抽象的数学工具，以及复杂的薛定谔方程求解、散射振幅计算等分析方法。我甚至可以想象，书中的每一个章节，都可能是在为某个具体的实验现象或理论模型“解剖麻雀”，试图揭示其背后最根本的物理规律。对于我而言，即便只是粗略翻阅，也可能会因为大量的专业术语和公式而感到力不从心，但同时，也会被这种对未知世界深入探索的学术精神所震撼。

评分☆☆☆☆☆

《Polarization, Alignment and Orientation in Atomic Collisions》这个书名，瞬间就将我的思绪带入了微观世界的奇妙领域。我猜想，这必定是一本高度专业化的学术著作，其内容聚焦于原子碰撞过程中，粒子所呈现出的那种肉眼无法直接观察到的、却又极其重要的空间取向信息。我推测，作者一定是该领域内颇具建树的研究者，他将以严谨的科学态度和精密的数学语言，带领读者深入探究这些微妙的物理现象。我脑袋里构想的这本书，大概率会充斥着大量的量子力学概念和复杂的数学推导。比如，关于“极化”，我猜想书中会详细阐述粒子在碰撞过程中，其内部量子态如何被“扭曲”或“拉伸”，从而在某个方向上表现出某种偏好；“对齐”和“取向”更是暗示着粒子在三维空间中，其运动或自旋轴线可能呈现出某种特定的排列方式，而非完全随机。我预想书中会涉及许多描述这些现象的物理量，如密度矩阵、散射矩阵、或者各种角动量耦合系数等。对于我这样的普通读者来说，理解这些内容无疑是一项艰巨的任务，需要扎实的物理学基础和极强的逻辑思维能力，但这恰恰是科学的魅力所在，它驱使我们不断地去探索和理解这个我们所处的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的名字《Polarization, Alignment and Orientation in Atomic Collisions》，我的脑海中立刻浮现出一幅画面：一群微小的粒子，如同星辰般在不可见的宇宙中碰撞，而这本书则试图为我们描绘出它们碰撞时那微妙而又复杂的姿态变化。我预感这本书的内容一定极其严谨，充满着数学的严密性和物理的深刻洞察。我想象中的作者，必定是一位在原子碰撞领域耕耘多年的资深学者，他的文字可能如同精密的仪器，字字句句都经过反复的打磨和验证，力求将那些肉眼不可见的量子现象以最清晰、最准确的方式呈现给读者。这本书的封面设计，如果我猜得不错，应该会以冷峻的蓝色或深邃的紫色为主调，上面或许会用一种流线型的、充满动感的字体来展示书名，暗示着粒子运动的轨迹和能量的传递。我期待书中会充斥着各种图表和公式，它们并非冰冷的符号，而是串联起物理世界奥秘的逻辑链条。那些复杂的数学推导，我猜想，会被作者以一种引导性的方式呈现，仿佛在带领读者一步步探索未知的科学殿堂。对于我这样的普通读者来说，理解这些内容无疑需要极大的耐心和专注，但正是这份挑战，让我充满了好奇和渴望。我想象中的阅读体验，不是轻松的消遣，而是一场思维的深度拓展，是对我们认知边界的有力冲击。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《Polarization, Alignment and Orientation in Atomic Collisions》给我一种非常专业的科研书籍的感觉，我猜测它很可能是一本高度学术化的专著，面向的是原子物理、量子化学或核物理等领域的专业研究人员。我预想这本书会深入探讨原子碰撞过程中，粒子在空间中的极化、对齐和取向等量子力学现象。这类现象通常与微观粒子的自旋、角动量以及它们在外部场中的相互作用有关。因此，我猜想书中会涉及大量的量子理论基础，包括角动量理论、微扰理论、散射理论等，并且会用严谨的数学语言来描述和分析这些过程。对于我来说，如果我是一名该领域的初学者，这本书可能会是一道难以逾越的门槛，充斥着我可能还不熟悉的专业术语和复杂的数学公式。但是，如果我是一位在该领域有一定基础的研究者，那么这本书无疑会成为我宝贵的参考资料。我设想它会提供最新的研究进展、详细的计算方法和深入的理论阐释，帮助我理解当前的研究前沿，甚至为我的科研工作提供新的思路和启示。或许书中还会包含一些实验验证的部分，通过与实验结果的对比来佐证理论模型的准确性，进一步增强其学术价值。

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这本书的书名，即《Polarization, Alignment and Orientation in Atomic Collisions》，让我联想到的是一种极度精密的科学探索。我猜想，这本书的作者一定是原子碰撞物理学领域的顶尖专家，他撰写此书的目的是为了系统性地梳理和总结该领域内关于粒子在碰撞过程中产生的极化、对齐和取向等现象的研究成果。我预期这本书的内容会非常专业，涉及大量量子力学、原子物理和粒子物理学的理论知识，并且会运用到复杂的数学工具，如角动量理论、张量分析、群论等。我设想这本书的排版和格式会非常学术化，可能充满了公式、图表和数据。它可能是一本供研究生和研究人员使用的参考书，用于深入理解原子碰撞的动力学过程，以及如何通过测量粒子的极化、对齐和取向来获取关于碰撞机制和相互作用的深刻信息。也许书中会详细介绍各种实验技术和理论模型，并对最新的研究进展进行回顾和评述。对于我来说，如果我不是这个领域的专业人士，阅读这本书将是一项巨大的挑战，需要极高的专注度和相关的知识背景。

评分☆☆☆☆☆