本书讲述相对论和量子力学的基本概念和物理图象，以及支配物质运动和变化的基本相互作用，并在此基础上讨论物质结构的粒子、原子核、原子、分子、固体、量子液体直到天体和宇宙各个层次的性质、特点和规律，其中讨论了阿哈罗诺夫玻姆效应、光子和中子在引力场中的效应、超流、超导与超导量子干涉器件、核物质与致密星体结构等当前研究的前沿和热点问题，而对许多传统问题也都采取了新颖的讲法。《在解题中学习近代物理》可以作为《近代物理》的辅助教材，详细解答了其中的全部习题，这些习题是从物理学家的研究工作中提取的实际问题，在解题过程中穿插了精辟的分析和深刻的评论；各章都给出了主要理论概念和公式，自成体系，也可以独立使用。

本书的主题是讲述相对论和量子力学的基本概念和物理图像，以及支配物质运动和变化的基本相互作用，并在此基础上讨论物质结构的粒子、原子核、原子、分子、固体、量子液体直到天体和宇宙各个层次的性质、特点和规律，其中讨论了阿哈罗诺夫一玻姆效应、光子和中子在引力场中的效应、超流、超导与超导量子干涉器件、核物质与致密星体结构等基本物理研究的前沿和热点问题，特别是蔡林格等人著名的中子衍射实验，而对许多传统问题也都采取了新颖的讲法。第二版又增加了黑体辐射与声子比热的逆问题、转动参考系与萨纳克效应等内容。

本书的习题绝大多数都是从物理学家的研究工作中提取的实际问题，需要算出可与实验比较的具体数值。做这种题目，可以获得做研究工作的感觉和体验。在与本书配套的辅助教材《在解题中学习近代物理》中，给出了这些习题的详细解答，和相关的一些经验、故事、分析和评论，反映了近代物理发展中人性化的一面。

本书起点不高，讨论深入，叙述简洁，信息量大，读者对象是大学低年级学生，以及对近代物理学基本问题如相对论和量子力学有兴趣的一般读者，可以作为理工科大学和师范院校有关专业近代物理、量子物理、原子物理等基础课的教材或教学参考书，也可供需要了解和学习近代物理相关问题的科学研究和工程技术人员阅读和参考。

第二版自序

第一版自序（节录）

1　引言

　1.1　从经典物理到近代物理

　1.2　近代物理学的基本问题

　1.3　单位和常数

2　狭义相对论时空性质

　2.1　迈克耳孙一莫雷实验

　2.2　爱因斯坦相对性原理

　2.3　时间的相对性

　2.4　长度的相对性

　2.5　洛伦兹变换和速度叠加

　2.6　支持洛伦兹变换的实验

　2.7　四维时空间隔

　2.8　闵可夫斯基空间

3　狭义相对论质点力学

　3.1　粒子的运动学描述

　3.2　粒子的动力学关系

　3.3　能量动量关系的讨论

　3.4　相互作用多粒子体系

　3.5　粒子的衰变

　3.6　两体反应

　3.7　相对论多普勒效应

4　辐射的量子性

　4.1　光电效应

　4.2　x射线及其在晶体上的衍射

　4.3　x射线轫致辐射谱

　4.4　康普顿效应

　4.5　电子偶的产生和湮没

　4.6　光子的吸收

　4.7　穆斯堡尔效应

　4.8　引力场中的光子

　4.9　电磁波的统计诠释

　4.10　光子的测不准关系

5　粒子的波动性

　5.1　电子

　5.2　德布罗意波

　5.3　电子晶体衍射实验

　5.4　电子双缝衍射实验

　5.5　中子晶体衍射实验

　5.6　中子单缝和双缝衍射实验

　5.7　N-A形状弹性散射

　5.8　引力场的效应

　5.9　波函数的统计诠释

　5.10　粒子的测不准关系

6　卢瑟福-玻尔原子模型

　6.1　原子模型问题

　6.2　卢瑟福散射公式

　6.3　卢瑟福散射公式的实验验证

　6.4　原子的电子结构问题

　6.5　氢原子光谱的巴耳末-里德伯公式

　6.6　玻尔理论

　6.7　玻尔理论的应用

7　波动方程

　7.1　波动方程的提出

　7.2 量子化的能级

　7.3 夫兰-赫兹实验

　7.4 轨道角动量

　7.5 施特恩-格拉赫实验

　7.6 电子自旋

　7.7 隧道效应

　7.8 矢量势

　7.9 规范不变性原理

　7.10 阿哈罗诺夫-玻姆效应

8 氢原子和类氢离子

　8.1 能级和径向波函数

　8.2 辐射跃迁和选择定则

　8.3 矢量模型和角动量相加

　8.4 自旋-轨道耦合

　8.5 氢原子能级的精细结构

　8.6 兰姆移位

　8.7 氢原子的磁矩

　8.8 氢原子能级的超精细结构

9 多电子原子

　9.1 氦原子基态

　9.2 泡利不相容原理

　9.3 原子基态的电子组态

　9.4 角动量耦合和能级的精细结构

　9.5 原子的基态

　9.6 单电子光谱

　9.7 双电子光谱

　9.8 内层电子激发和X射线谱

　9.9 塞曼效应

　9.10 顺磁共振

10 辐射场的统计性质

　10.1 热辐射

　10.2 黑体辐射

　10.3 普朗克黑体辐射定律

　10.4 辐射场（光子气体）的热力学

　10.5 宇宙微波背景辐射

　10.6 爱因斯坦辐射理论

　10.7 谱线的宽度

　10.8 激光的基本概念

11 分子结构

　11.1 氢分子离子

　11.2 s共价键分子

　11.3 其它共价键分子

　11.4 离子键与电离度

　11.5 分子的振动

　11.6 分子的转动

　11.7 分子的振动转动谱带

12 固体

　12.1 离子晶体

　12.2 其它类型晶体

　12.3 晶态和非晶态固体

　12.4 固体的能带

　12.5 金属中的自由电子气体

　12.6 晶格的振动

　12.7 声子

13 超流与超导

　13.1 液氦Ⅱ

　13.2 环流量子化

　13.3 玻色-爱因斯坦分布

　13.4 玻色-爱因斯坦凝聚

　13.5 超导电性

　13.6 库珀对和BCS理论

　13.7 伦敦方程和磁通量子化

　13.8 约瑟夫森效应和SQUID

14 原子核

　14.1 从天然放射性到中子的发现

　14.2 原子核的几何性质

　14.3 原子核的结合能和稳定性

　14.4 氘核

　14.5 核力

　14.6 原子核结构

 14.7　原子核衰变

 14.8　核物质

15　粒子物理

 15.1　正反粒子对称性

 15.2　时空对称性

 15.3 ∏介子

 15.4　同位旋

 15.5　中性K介子

 15.6　相互作用

 15.7　电弱统一和中间玻色子

 15.8　夸克模型和QCD

16　广义相对论的基本概念

 16.1　等效原理和局部惯性系

 16.2　时空弯曲和短程线

 16.3　转动参考系

 16.4　引力场中的时空和施瓦西度规

 16.5　行星近日点的进动

 16.6　星光的引力偏转和雷达回波的延迟

 16.7　光频在引力场中的移动

 16.8　黑洞

17　天体和宇宙

 17.1　物质结构的层次

 17.2　行星尺度

 17.3　恒星尺度

 17.4　恒星中的核反应

 17.5　宇宙大尺度结构

 17.6　膨胀宇宙

 17.7　宇宙的演化

18　结语

附录

 A1　元素周期表

 A2　凝聚态元素性质

 A3　同位素简表

 A4　太阳系简表

习题

习题参考答案

索引

主要参考书目