北京大學原子物理徐仁新教授

『壹』 原子物理學的教材

書名:高等學校教材--原子物理學
出版社:高等教育出版社
定價:16.9
條形碼:9787040013122
ISBN:ISBN 7-04-001312-6
作者:褚聖麟
印刷日期:2005-5-1
出版日期:1979-6-1
精裝平裝_開本_頁數:平裝纖段32開,419頁
中圖法:
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書號:
簡介:本書內容以說明原子結構為中心．從光譜學、電磁學、x射線等方面的實驗事實和總結出的規律，匯總到原子結構的全貌．書中有量子力學初步一章，介紹闡述有關問題所需要的量子力學基本概念．全書在環繞中心目標述及有關實驗事實和規律時，也就便提到目前有些重要應用方面，如激光原理、順磁共振、x射線的衍射等．本書最後兩章分別對原子核和基本粒子作了簡要的介紹．各章均附有習題，全書採用國際單位制。
本書可作為高等學校物理專業的試用教材，也可供其他專業的有關教師學生參考。
前言
此書由編者授課的講義整理而成．前八章以闡述原子結構為中心內容，書中以關於光譜、電磁現象、X射線等方面的實驗事實和有關規律為依據，逐步揭示原子結構的情況．第九章簡單論述了分子結構，通過這一章的介紹，希望能擴大讀者對原子實際存在狀況的了解。
第三章量子力學初步介紹這方面的基本概念，並以簡例說明量子力學處理問題的方法．這樣，在以後各章的論述中，可以引用這個理論的概念及其對一些具體問題的結論，使討論更切合微觀體系的規律．進一步學習量子力學需要有足夠的有關原子和分子的知識。
最後兩章扼要地介紹了原子核和基本粒子的知識．第十章內容大體是編者以前所編《原子核物理學導論》(高等教育出版社，1965年出版)一書內容的節要．第十一章搜集新近資料對基本粒子作了簡略的介紹．為了不使這部分的篇幅過大，這兩章沒有包括實驗方法的說明和數學推導，只用文字圖表作介紹．增加這兩章的用意是，此書如果用作教材，而原子物理課之後廳鄭不擬另設原子核物理(包括一些基本粒子的知識)課程，這兩章可以用作簡略介紹這方面知識的參考資料，可供學生補充閱讀之用．
此書用作教材時，可按照課程的要求，對內容加以選擇．如果只要求一般理解的原子物理 內容，而且學時較緊， 可以用前九章或前八章的材料；或再斟酌精減去一些，例如第六和第八兩章的內容可以選取一部分；第九章也可以不用．
承北京大學物理系曹昌祺教授閱讀了本書第十一章的初稿並提出了寶貴意見．編者把此章初稿作了修改．特此對曹教授表示衷心的感謝．
北京大學物理系曾謹言同志提供了根據原子核中電荷分布半徑的研究結論，他所建議對外斯塞格公式中庫侖能一項進行修改的資料．編者已把這項修改寫入書中．特此對曾同志表示謝忱．
許祖華等同志曾多次同編者一同擔任原子物理學的教學工作，經常一同探討有關教學上的問題．早年講義的編寫和修改，最後書稿的完成，都吸收了集體積累的教學經驗．本書一至九章的習題是許祖華同志編寫的，他還繪制了書中一些插圖，對編寫工作多方協助，特此致謝．
書稿曾經有關高等學校教師參加的審稿會議審查．在四川大學周仲璧同志主持下，承四川大學、復旦大學、中國科技大學、南京大學、南開大學、蘭州大學、安徽大學、北京師范大學、北京師范學院、江蘇師范學院、青海師范學院的各位教師審閱了書稿，進行了討論，提出了寶貴的意見．編者參照這些意見，把書稿作了修改和補充，得以有所改進．特此對參加審稿會議的諸同志敬表謝意．
書中一定還有缺點和不妥之處，懇請讀者提出寶貴意見和批評．
褚聖麟
1979年1月於北京大學
目錄:前言 1
緒論 1
第一章 原子的基本狀況 6
1．1 原子的質量和大小 6
1．2 原子的核式結構 8
1．3 同位素 19
習題 20
第二章 原子的能級和輻射 22
2．1 光譜--研究原子結構的重要途徑之一 22
2．2 氫原子的光譜和原子光譜的一般情況 24
2．3 玻爾的氫原子理論和關於原子的普遍規律 26
2．4 類氫離子的光譜 36
2．5 夫蘭克-赫茲實驗與原子能級 42
2．6 量子化通則 48
2．扮豎頌7 電子的橢圓軌道與氫原子能量的相對論效應 50
2．8 史特恩-蓋拉赫實驗與原子空間取向的量子化 55
2．9 原子的激發與輻射 激光原理 62
2．10 對應原理和玻爾理論的地位 70
習題 75
第三章 量子力學初步 78
3．1 物質的二象性 78
3．2 測不準原理 82
3．3 波函數及其物理意義 86
3．4 薛定諤波動方程 89
3．5 量子力學問題的幾個簡例 93
3．6 量子力學對氫原子的描述 103
習題 113
第四章 鹼金屬原子和電子自旋 115
4．1 鹼金屬原子的光譜 115
4．2 原子實的極化和軌道的貫穿 120
4．3 鹼金屬原子光譜的精細結構 124
4．4 電子自旋同軌道運動的相互作用 126
4．5 單電子輻射躍遷的選擇定則 134
4．6 氫原子光譜的精細結構與藍姆移動 135
習題 143
第五章 多電子原子 145
5．1 氦及周期系第二族元素的光譜和能級 145
5．2 具有兩個價電子的原子態 149
5．3 泡利原理與同科電子 159
5．4 復雜原子光譜的一般規律 161
5．5 輻射躍遷的普用選擇定則 164
5．6 原子的激發和輻射躍遷的一個實例--氦氖激光器 165
習題 168
第六章 在磁場中的原子 170
6．1 原子的磁矩 170
6．2 外磁場對原子的作用 174
6．3 史特恩-蓋拉赫實驗的結果 178
6．4 順磁共振 180
6．5 塞曼效應 184
6．6 抗磁性、順磁性和鐵磁性 191
習題 196
第七章 原子的殼層結構 199
7．1 元素性質的周期性變化 199
7．2 原子的電子殼層結構 202
7．3 原子基態的電子組態 205
習題 217
第八章 X射線 219
8．1 X射線的產生及其波長和強度的測量 219
8．2 X射線的發射譜 224
8．3 同X射線有關的原子能級 229
8．4 X射線的吸收 233
8．5 康普頓效應 237
8．6 X射線在晶體中的衍射 242
習題 248
第九章 分子結構和分子光譜 250
9．1 分子的鍵聯 250
9．2 分子光譜和分子能級 256
9．3 雙原子分子的電子態 260
9．4 雙原子分子的振動光譜 263
9．5 雙原子分子光譜的轉動結構和分子常數的測定 267
9．6 組合散射(拉曼效應) 275
9．7 多原子分子簡述 279
習題 284
第十章 原子核 285
10．1 原子核的基本性質 285
10．2 原子核的放射衰變 295
10．3 射線同實物的相互作用和放射性的應用 312
10．4 核力 323
10．5 原子核結構模型 326
10．6 原子核反應 341
10．7 原子核裂變和原子能 352
10．8 原子核的聚變和原子能利用的展望 359
習題 368
第十一章 基本粒子 370
11．1 基本粒子和粒子的相互作用 370
11．2 粒子的觀測 373
11．3 守恆定律和對稱原理 382
11．4 共振態 388
11．5 強子分類和層子模型 394
11．6 關於電磁相互作用 400
11．7 弱相互作用 403
習題 409
常用物理常數 411
參考書籍 412
外國人名表 413
索引 415 極端物理條件(高溫、低溫、高壓、強場等)下和特殊條件(高激發態、高離化態)下原子的結構和物性的研究，也已成為原子物理研究中的重要領域。

『貳』 bilibili物理老師推薦

力學》北京大學 田光善
《熱學》北京大學 歐陽頎
《電磁學》北京大學 王稼軍
《原子物理》北京大學 劉玉鑫 (這個不是很推薦)
《電動力學》復旦大學 周磊
《量子力學》北京大學 田光善
《數學物理方法》北京大學 吳崇試

『叄』 我想要研究天文學，誰能給我一個思路，從哪開始研究

偶就是學天文學的，主要研究星系的合成，其它了了解的還有恆星演化，黑洞等等。研究天文學，建議由以下書籍開始：

《天體物理導論》，北京大學出版社，編者徐仁新，北大物理學院教授博士研究生導師。（本書大致介紹了天文學的發展，適用於本科生教材，也可作缺晌為天文學了解入門）

《天體物理學》，高等教育出版社，編者李宗偉（北京師范大學李宗偉教授），鍵扮納肖興邦南京大學

《普通天體物理學》李宗偉

《星系動力學》，上海科技出版社，詹姆斯•賓尼，斯科特•特里梅因，稿沒宋國玄譯，趙君亮，校

研究天文學，可以先了解天文學的發展歷史，了解天球坐標，，確定天體位置的方法，測天體距離，運動速度，光度等的方法，了解相關的名詞概念（如紅移，爆炸，脈沖星等）和物理現象及現狀的解釋。

『肆』 想學習天體物理，需要先學習哪些物理學知識，教材最好選哪本

樓主是准備讀研時學習天體物理學嗎？書的話，國內出版的關於天體物理學的書籍有些不能讓人滿意，英文的有關的書比較多。一些著名出版社像是牛津大學出版社，劍橋大學出版社，學術出版社，McGraw-Hill，Springer，Wiley，都出版了一些非常優秀的入門教材。而且這些書籍有關的鋪助資料在網上都可以找到。而且數學方面也要很好，像是空間解析幾何，微積分都是能經常用到的方法。准備模型時，沒有相關的數學知識肯定不行。這方面的書，我覺得同濟大學的《高等數學（第五版）》也不錯，適合入門。 學習天體物理學對於星圖掌握也是有要求的，樓主可以買一本全天星圖去看看。 下面是我從其他地方找到的一些相關的經典書籍，希望可以幫到樓主。 1力學教程 伯克利物理學教程 科學出版社 2理論力學 周衍柏高教（回貼稱這一本不好，推薦梁昆淼的和趙凱華的。） 3光學 (1) 華中師范大學編, 高等教育出版社 光學 (2) 北京大學出版社 北京大學教材 4原子物理學 褚聖麟編 高等教育出版社 5天體物理學 肖興華等編 高等教育 6倫敦工學院200個物理實驗 7著名經典物理實驗 8物理學辭典 科學出版社 9傅利葉變換及其應用 10熱學和熱力學(O414.1/Z27) 11電磁學O441/C66 曼徹斯特科學叢書 12固體物理 基泰爾 13電磁學 伯克利物理學教程 科學出版社 14固體物理 曼徹斯特科學叢書 15固體物理 黃昆編著 16熱學 17大學物理學 O4-43/Y47 近代,粒子,統計物理 等 18近代物理基礎及其應用 19引力論和宇宙論 -廣義相對論的原理和應用 溫伯格 20相對論 W·泡利著 21 相對論導論 O421.1/L98 22物理名人和物理發現 O4-09/S12 23 今天的物理學 04/Y22 24 20世紀物理學 25原子物理學和人類知識 N·玻爾 著 26物理史上的重要實驗 27《觀測天體物理學》 劉學富 北京師范大學出版社 28《力學世界》和《力學以外的世界》北京大學出版社影印 29《電動力學》，《量子力學》 我覺得樓主也可以去找些天文學與物理學的原著來拜讀一下，這對自己的研究學習會有很大的幫助。而且在學習普物和高等數學，了解四大基本力，知道天文學的基本知識後，入門起來就比較快了。

『伍』 幫忙提供點關於原子鍾方面的資料

中國北斗二代導航衛星揭秘：核心件原子鍾的一些情況！
看到論壇上有馬甲又在發了一條攻擊北斗二代的帖子，說其核心件原子鍾非中國造！本人對其中情況也不是很了解，只是搜集一些新聞供大家參考吧！
首先當然介紹原子鍾領域的專家了……陳徐宗
1958年4月出生，江蘇省蘇州市人，北京大學電子學系教授，博士生導師，北京大閉猜學信息科學技術學院副院長，量子電子學研究所所長，教育部量子信息與測量重點實驗室冷原子物理與量子精密測量實驗室主任。1993年於中科院上海光機所獲博士學位，1993-1995年在北京大學電子學系做博士後，1996-1997年在日本工業技術研究院任特別研究員，1995年起任北京大學電子學系副教授，2000年任教授，2003-2005年德國海德堡大學、法國普魯旺斯大學等訪問教授。陳徐宗長期從事研究工作，1994年起開始參與籌建北京大學激光冷卻實驗室，於1996年實現了國內第一個磁光阱，於2000年在國內第一個實現了原子噴泉， 2001年起領導北京大學冷原子小組開展玻色-愛因斯坦凝聚的實驗研究，克服種種困難，於2004年4月獲得高質量的玻色-愛因斯坦凝聚，2004年底獲得中國第一個原子激光，使北京大學的冷原子物理實驗研究擠身國際先進行列；其中，利用可控馬越讓那躍遷獲得多自旋態分量凝聚體的研究引起了國內外同行的高度評價。此外從1997年開始在國內首先領導研究630nm波段外腔半導體激光頻標，在國際上首次觀察到幾十組碘分子強躍遷超精細譜線，首次在國際上進行了半導體激光五次微分穩頻，獲得了穩定度為10-11的激光輸出。在實驗上獨立發展了具有北京大學特色的外腔半導體激光器、高精密激光碟機動電源、三次、五次激光穩頻、光電時序控制、磁光阱和靜磁阱等關鍵技術。目前正負責國家 「973」項目、國家自然科學重大基金項目與科技部863項目等，領導北京大學冷原子物理與量子精密測量實驗室開展玻色-愛因斯坦凝聚的實驗和理論研究、飛秒激光穩頻、半導體激光頻標與量子精密測量等研究。在《Physics Review》等國內外重要期刊上發表論文100多篇，在國內外重要會議上作邀請報告與學術報告50多次。除了科研之外，陳徐宗還承擔本科生與研究生的教學工作，分別講授過《力學》、《原子物理》、《激光技術》、《激光理論》、《實驗原子物理進展》等課程，培養博士生與碩士生20名。目前兼任中科院計量測試高技術聯合實驗室副主任、中國物理學會量子光學專業委員會委員、中國計量測試學會理事、中國計量測試學會理事時間頻率專業轎高型委員會委員、英國物理學會期刊《Measurement of Science and Technology》編委、《量子光學學報》、《量子電子學學報》雜志編委、科技部等部委導航領域重大專項專家等職務。

文字太多，你們自己看吧。

下面再發兩篇新聞，都是老的不能再老了，

一、

中國基本掌握研製原子鍾核心技術

中新社北京四月二十三日電：此間最新消息：稱，中國科學家近日首次利用原子冷卻技術實現原子噴泉。這不僅意味著中國人研究原子激光成為可能，而且標志著中國已基本掌握研製原子鍾的核心技術。

原子冷卻是近年念州來國際上新興的科學前沿領域，它利用激光等方法可使原子溫度接近於絕對零度，從而用於研究原子鍾和原子激光，應用范圍極廣。華裔科學家朱棣文就曾因對激光冷卻技術的傑出貢獻於一九九七年獲得諾貝爾物理獎。

北京大學電子學系王義遒和楊東海教授牽頭的激光冷卻與囚禁原子研究實驗室一九九四年開始進行原子冷卻方面的研究。去年底，科研人員在改進方法後，獲得了迄今國內的最低溫度：比絕對零度僅高出百萬分之三攝氏度。

上周，中國科學家進一步成功實現了原子噴泉。約八千萬個銫原子在激光的作用下，成功地向上噴射一到二厘米高。專家認為，雖只有一兩厘米，但其意義卻極為深遠，因為原子噴泉可做成准確度極高的原子鍾，每三千萬年時間可望僅誤差一秒。這種鍾是建設中國獨立自主的時間頻率系統、使中國自主控制時間和空間基準的重要設備。

「掌握自己的時間和空間基準，從精密計量、通訊技術和國防安全上考慮尤為重要。」楊東海教授說。

北大電子學系副主任陳徐宗副教授說，科學家們計劃進一步降低原子溫度，以人工方式在國內率先生成物質的第五種狀態：玻色-愛因斯坦凝聚狀態。(完)
二、2代衛星導航猛料：中國研製成功最精確原子鍾！

2006年4 月17，18號北京大學將接受「211」工程二期項目的驗收。 「構建新一代原子鍾研究平台」正是「211工程」中重要的一個項目。在迎接驗收前夕，記者特地采訪了該項目的帶頭人、北京大學信息科學技術學院副院長、博士生導師、量子電子學研究所所長、教育部量子信息與測量實驗室主任陳徐宗教授。
記者：陳教授您好！首先非常感謝您在百忙中接受我的采訪！您知道再過10天我們北京大學就要接受「211」工程二期項目的驗收，您可以談一下在過去幾年中我們這個項目獲得「211」工程資助的資金數額以及在這些資金的資助下推動了哪些研究項目，進展如何呢？

陳教授（以下簡稱陳）：好的，我也正想利用這個機會向大家匯報一下。在過去幾年中我們這個項目獲得了「211工程」二期資金300百萬，利用這批資金我們主要做了三件事：

第一，研製成功我國（也是世界上）第一個長期連續運轉的光軸運銫原子鍾（至今已連續運轉2年多），長期穩定度達:10-10,准確度到達10-11打破了美國等的禁運，滿足國內地面高精度小型化原子鍾的需求；

第二，研製出高性能的銣原子鍾，使銣原子鍾穩定度從目前的1×10-13/日提高到2－3×10－14/日的國際先進水平，該原子鍾已被選為我國二代系統的核心部分；

第三，我們建立了新型原子鍾的基礎研究平台，該平台可以開展以超冷原子與超高精度光學梳狀發生器為基礎的新型原子鍾研究，取得的成果為：

（1）實現了玻色—愛因斯坦凝聚，獲得了中國穩定最低的物質材料，溫度為50納開爾文，而絕對零度是0開爾文,我們知道絕對零度是無法實現只能靠近。 衛星導航

（2）實現了多種原子激光(包括：脈沖原子激光、連續原子激光、准聯系原子激光、磁場加速原子激光等)。國際上共有43個實驗室獲得了玻色—愛因斯坦凝聚，其中只有8個獲得了脈沖原子激光，我們北大量子電子實驗室就是其中之一。而連續原子激光世界上只有2個實驗室獲得，一個是2005年諾貝爾物理學獎獲得者德國慕尼黑大學教授、馬克斯普朗克-l量子光學研究所所長Theodor.W.Hansch教授領導的小組，另一個就是我們北大的實驗室。

（3）建立了高精度飛秒鎖相光梳與半導體激光頻率標准測量系統。利用此平台，我們獲得了國際973項目：「超冷原子光晶格微波原子鍾」、「主動式鈣原子光鍾」、「主動式鈣原子光鍾」與國家自然科學重大基金項目「光學頻率向微波頻率精密傳遞」等項目的支持。

記者：聽了陳教授的介紹，真是歡欣鼓舞！陳教授，我對您剛才提到的一些比較專業的術語比如玻色—愛因斯坦凝聚、一些數據的實際概念都不是完全了解。另外我也想問一下原子鍾的工作原理。

陳：首先玻色—愛因斯坦凝聚是愛因斯坦在70年前提出的，我們知道在常溫下原子是很活躍的，很難控制，而到達一定低溫後所有的原子會表現出同一個狀態形成一種「凝聚」。打個不恰當的比方——本來操場上有很多穿著各種衣服在鍛煉的同學，他們打球、踢球、跑步等等，而現在讓他們都穿上統一服裝做廣播體操，並且假設每個人都是一模一樣的。而玻色—愛因斯坦凝聚狀態下的原子就類似這個情形。至於上面所說的一些數據，10－12也就是說原子鍾30萬年差一秒，我們現在研製成功的10－15也就是說3000萬年差一秒。

而天穩定度我們這樣說吧，衛星在運轉過程會出現偏差，每天都要調整，如果衛星攜帶的原子鍾天穩定度高，那麼調整幅度就比較小，調整起來就比較方便。至於原子鍾的工作原理嘛，我們知道電子在原子內進行越遷能動。原子鍾就是靠電子在原子內躍遷時發光的頻率來計時，它的振動頻率最穩定，已成為世界上精度最高的鍾。

記者：世 多謝陳教授的介紹！我從您剛才的介紹中可以知道原子鍾在航天方面的應用挺廣泛，那您可以給我具體講一下這項技術的用途嗎？
陳：界原子鍾主要運用在航天、通訊、國防領域。由於原子鍾極高的穩定度所以在航天器、遠距離通信以及精確制導方面有著廣闊的應用前景。我們現在正研製一種小型原子鍾，只有電子手錶那麼大，利用紐扣電池就可以運轉。另外上面提到10－15是3000萬年差一秒，如果我們進一步把精確度提高到10－18 ，就是300億年差一秒，而大爆炸以來是50多億年，也就是說比地球年齡還長，那麼我們就可以對地球生命的演化進行進一步的研究。愛因斯坦狹義相對論提出，光不會隨著時間改變。但光可能會隨時間慢慢改變，當我們的精度到達18位有效數字時就能測出來。我們現在達到了15位有效數字，正在努力到達18位，到那時就可以檢驗愛因斯坦理論的正確與否。從而為今後的理論研究開辟道路。

記者：論 看來原子鍾技術確實是很尖端的科學，我在准備這次采訪的時候了解到1997－2005年8年中3次諾貝爾物理學獎都是授予了與原子鍾和精密測量相關領域的科學家。這是不是說明我們這個領域是非常前沿的？

陳：壇是的，確實可以這么說。所以我也非常欽佩校領導把我們這個項目列為「211工程」資助項目的遠見卓識。在北京大學「211」工程二期工程經費的資助下，量子電子學研究所建立起了與國際接軌的高性能原子鍾及其精密測量關鍵技術的研究平台，使總體研究水平有了很大提高，在高性能原子鍾（星載銣鍾和光抽運小銫鍾）方面到達國際先進水平，並建立起了研究超高精度原子鍾的精密測量基礎研究平台。另外自行設計建立了飛秒光梳頻率發生器以及多種新型半導體激光頻率標准，為下一步參與國際競爭，開展超高精度（優於10－17）的原子鍾與光鍾的研究奠定基礎。同時實驗室的研究環境和人才培養環境也有了跨越式發展，專業研究隊伍不斷加強。另外我們還積極開展了與國際同行的學術交流。我們知道國際上從事這項研究的基本上都是世界上最最好的學校的實驗室，如美國哈佛，英國牛津、劍橋，法國巴黎高師，日本東京大學，德國Max-Plank量子光學研究所。在過去幾年中，我們接待國內外專家28人次，平均每年接待諾貝爾獎獲得者 2人，同時派出交流13人次。

記者：網 陳教授您剛才提了一下人才培養，我們知道做科學研究是一項非常辛苦的事業，可以給我介紹一下您的團隊和實驗室嗎？

陳：在「211」經費的資助下我們購買了包括半導體激光器、飛秒激光器、高穩晶振、頻標比對器、自動頻率測試系統等，大型專業儀器設備有了很大改善，同時新建了150平方米的超凈實驗室，增加了300多平方米研究生學習室，使學術環境有了跨越式發展基本上與國際接軌。當然，目前比較突出的實驗室房屋緊張的問題還有待進一步解決。人才培養方面我們這些年共培養了博士研究生21人，碩士研究生34人，其中已畢業博士生9人，碩士生33人。引進「長江獎勵計劃特聘教授」1人，國家「21世紀百千萬人才工程國家級人才」1人，新增加青年副教授3人，聘請國內外著名兼職教授5人。我們這些科研人員基本上都是早上8 點准時上班，晚上要11點以後才離開實驗室，一周7天除了周日處理一些個人以及家庭事務，其他6天都是這樣。所以我非常感激我的團隊，正式大家的努力工作才有今天這樣的成就。

記者：陳老師，我們講了那麼多，我對咱們這個領域也有一定了解了，我可以參觀一下實驗室嗎？

隨後，記者在陳教授的帶領下來到了地下一層的實驗室，陳教授指著一台台實驗儀器耐心的給記者講述各種用途。在參觀過程中科研人員在實驗儀器前辛勤工作、一絲不苟。參觀完實驗室陳教授把記者送出門又投入工作之中。

這些說明我們的原子鍾其發展應該可以滿足北斗的使用，但那個進口的說法也絕非空穴來風，記得幾年前有一篇新聞，是轉自美國的報紙，說中國從瑞士采購了10個原子鍾用於北斗導航，那個時候可能是用在一代上，當然本人覺得，二代用得可能又是山寨那個瑞士的。中國的產品原理都能突破，就是製造工藝又是沒法滿足，附一篇最近關於我國守時原子鍾的新聞，大家就可以理解了

武漢物數所CPT原子鍾研究取得新進展

作者： 時間: 080926

CPT原子鍾是利用原子的相干布局囚禁原理而實現的一種新型原子鍾，也是目前從原理上唯一可實現微型化的原子鍾，其體積、功耗比目前體積、功耗最小的銣原子鍾相比還要小得多。最小的CPT原子鍾可為手錶尺寸，並用紐扣電池供電。由於這些特點，CPT原子鍾在遠程通訊系統定時、大范圍通訊網路同步、武器裝備的便攜化等軍、民應用方面具有很好的應用前景。例如，CPT頻標應用於GPS接收機，可以顯著提高導航定位精度。歐美等西方國家已經把攜帶型和微型化CPT頻標的研發作列入國家戰略發展目標。美國已經有兩種商品CPT頻標上市。

中科院武漢物理與數學研究所2006年研製出我國首台CPT原子鍾樣機，隨後立即轉入具有重要應用背景的樣機研製。最近，以顧思洪研究員為首的研究人員在CPT原子鍾核心技術攻關方面取得重要進展，研製出性能得到明顯改進的CPT原子鍾，其穩定度和功耗等主要指標已與國外商品鍾的指標相當。下一階段的主要研究目標是進一步優化設計參數，並進行工藝改進，研製出可以

『陸』 北大天文系都有哪些知名教授，院士，長江學者，以及他們的主要理論

詳情可以去天文系的網站看：http://vega.bac.pku.e.cn/astro/astro.htm
天文學系的研究領域包括天體物理學和天文技術及應用兩方面。天體物理學是當前天文學中發展最快和最富有成果的學科，它一直是北京大學天文學系的主要學科方向。北大天文學系教師的研究成果多次獲得國家和教育部自然科學獎。天文學系的研究主要集中在以下五個領域：

宇宙學與星系物理

利用宇宙大尺度結構研究暗物質與暗能量的本質，包括：宇宙結構形成及相關問題的數值模擬；利用星系團的形成與演化限制宇宙學模型及暗物質的性質；利用弱引力透鏡尋找星系團可能存在的問題及對與宇宙學研究的影響；利用宇宙大尺度結構限制暗能量本質的可能性；宇宙第一代結構形成的觀測與理論研究。

指導老師：陳建生院士，范祖輝教授，李立新教授，景益鵬研究員，武向平研究員，周旭研究員

活動星系核與高能天體物理

研究類星體與活動星系核的多波段觀測和理論模型以及黑洞與吸積盤的各種物理過程。近年來的研究成果包括：提出多種估計活動星系核黑洞質量的方法並研究了黑洞質量與射電輻射、寄主星系和寬發射線區的物理聯系；提出雙黑洞模型並利用其和吸積盤的相互作用成功解釋了一些活動星系核的光變特徵及噴流形態；研究黑洞吸積盤內的輻射過程並用其解釋了Seyfert星系中多波段光變的復雜相關性。

指導老師：周又元院士，吳學兵教授，劉富坤教授，李立新教授，於清娟教授，閆慧榮研究員

星際介質物理、恆星與行星系統

恆星與行星如何由星際介質形成、恆星如何演化和死亡、恆星對星際介質的反饋效應（輻射、星風、核合成）和對下一代恆星形成的影響，是天體物理學的重大前沿課題，是連接宏觀（宇宙大尺度結構、星系的形成和演化）、介觀（有機分子、生命的起源和本質）和微觀（核合成、元素的起源）現象的橋梁。認識行星系統的形成對理解人類自身的起源具有重要的意義。人們第一次能夠科學地來回答也許是人類文明史上意義最深遠的問題，即「人類賴以生存的太陽繫到底是特殊（罕見）還是平常（普遍）的？」

指導老師：林潮教授，劉曉為教授，彭逸西研究員，Martin Smith研究員，M.B.N. Kowenhoven研究員，張華偉副教授，趙剛研究員，鄧李才研究員，楊戟研究員，高昱研究員

粒子天體物理

對脈沖星、誇剋星、伽瑪射線暴、高能宇宙線等方面研究具有長期積累。提出了「射電脈沖星是裸奇異誇剋星」概念，進而研究了奇異星的形成、磁場、吸積等一系列天體物理問題，並給出誇剋星存在的若干天體物理後果及可能的觀測證據。在此研究基礎上，提出了低溫高密誇克物質成固相的猜想。指出逆Compton散射過程在脈沖星磁層中的重要性，並建立了ICS輻射模型。

指導老師：徐仁新教授，李立新教授，韓金林研究員，黎卓研究員

天體技術及應用

參加高空間頻譜日像儀的研製。該設備採用綜合孔徑方法，實現對太陽的高空間分辯頻譜觀測。目前已經完成太陽射電輻射的干涉試驗，成功獲取了干涉條紋。工作涉及的主要技術方法，包括模擬射頻接收，數字式相關接收，大規模FPGA應用，計算機應用以及圖像後處理等。

指導老師：南仁東研究員，張堅副教授

『柒』 北京大學前沿交叉學科研究院的科研隊伍

張幼怡 教授，博士生導師。1992年11月於新疆醫學院獲得博士學位。研究方向：單分子單細胞的行為研究
方競 教授，博士生導師。1987年6月於清華大學工程力學系獲得博士學位。研究方向：固體力學和生物醫學工程
王霄英 副教授。1999年7月於北京醫科大學獲得博士學位。研究方向：影像診斷
鄭玉峰 教授，博士生導師。1998年於哈爾濱工業大學獲得博士學位。研究方向：生物醫學材料與器械
謝天宇 特聘研究員。1999年於東京大學機械繫獲得博士學位。研究方向：精密醫療儀器（主要包括內窺鏡)
王榮福 教授，博士生導師。在1992年和1995年分別於法國巴黎五大核醫學專業和圖盧茲三大葯學專業完成學習獲得博士學位。研究方向：分子影像學/分子核醫學與臨床核醫學
陳海峰 特聘研究員。1999年於北京大學化學系獲得博士學位。研究方向：生物材料，仿生設計和製造，微/納米技術，組織工程
王世強 教授，博士生導師。1998年於北京大學生命科學學院獲得博士學位。研究方向：分子生理學、細胞生物物理學、生物醫學工程
沙印林 教授，博士生導師。1996於南開大學獲得博士學位。研究方向：生物單分子與納米生物技術
魏世成 教授，博士生導師。1991年於華西醫科大學獲得博士學位。研究方向：生物醫用材料與組織工程、口腔醫學基礎與臨床
趙新生 教授，博士生導師。1988年於加州大學伯克利分校獲得博士學位。研究方向：化學生物學
周殿閣 副教授。2001年於北京大學醫學部獲得博士學位。研究方向：骨科生物力學、人工關節、關節疾病、風濕病
汪國平 教授，博士生導師。1997年於復旦大學獲得博士學位。研究方向：虛擬現實，可視化技術
奚廷斐研究員，博士生導師。1982年於北京大學醫學中心獲得碩士學位。研究方向：生物醫用材料，組織工程，人工器官
朱平 教授，博士生導師。1982年於西安醫科大學獲得碩士學位。研究方向：疾病的基因診斷和免疫（基因）治療
葉安培 副教授。1994年於四川大學原子分子物理研究所獲得博士學位。研究方向：生物光子學與生物單分子/單細胞檢測，核磁共振成像（MRI)
張珏 副教授。2003年於北京大學力學與工程科學系獲得博士學位。研究方向：生物醫學工程
王廣發 主任醫師，博士生導師。2006年於北京大學醫學部獲得博士學位。研究方向：呼吸病基礎與臨床
熊春陽 副教授。2000於北京大學力學與工程科學系獲得博士學位。研究方向：生物力學、微系統技術、實驗圖像處理
韓世輝 教授，博士生導師。1995年6月於中國科技大學獲得博士學位。研究方向：功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）穿顱磁刺激（trancranial magnetic stimulation,TMS）神經心理學（brain lesion studies）
成艷 副研究員。2004年於哈爾濱工業大學獲得博士學位。研究方向：生物醫學材料及其表面改性 來魯華 教授，博士生導師。1989年於北京大學化學系獲得博士學位。研究方向：蛋白質結構及功能預測，生物分子識別機理，葯物設計
歐陽頎 教授，博士生導師。1989年於法國波爾多第一大學獲得博士學位。研究方向：1. 生物網路動力學研究 2. 生物分子試管進化 3. 生物系統中的非線性問題
湯超 教授，博士生導師。1986年於芝加哥大學獲得博士學位。研究方向：1. 生物調控網路的理論與實驗研究 2. 生物系統中的統計物理問題
李浩 教授。1992年於美國麻省理工學院獲得博士學位。研究方向：基因組尺度的基因調控網路和轉錄調控的研究
佘振蘇 教授，博士生導師。1987年於法國巴黎第七大學獲得博士學位。研究方向：基因組序列生物復雜性研究 1. 將湍流層次結構模型發展成系統的復雜系統層次結構理論，並應用於生命科學中的多層次復雜系統。2. 生物基因遺傳信息的層次結構研究。3. 研製新的原核基因搜索軟體。
陳建國 教授，博士生導師。1994年於北京大學生命科學學院獲得博士學位。研究方向：神經細胞發育與衰老，病毒與細胞相互作用的分子機理
蘇曉東教授，博士生導師。1994於瑞典Karolinska諾貝爾醫學院獲得博士學位。研究方向：蛋白質結構、折疊、動力學、相互作用與葯物設計
白書農 教授，博士生導師。1990年於中國科學院植物所獲得博士學位。研究方向：植物器官形成的分子機理 1. 關於植物器官形成基因調控的研究。2. 關於植物發育單位概念的形成及植物發育生物學理論體 系的研究。3. 關於光周期研究。
朱懷球 副教授。2000年於北京大學力學系獲得博士學位。研究方向：基因組DNA序列分析、基因識別與預測演算法、分子進化
鄧明華 副教授，博士生導師。1998年於北京大學數學科學學院獲得博士學位。研究方向：計算生物學 1. 序列分析和Microarray數據處理 2. 生物網路研究
李方廷 副教授。2000年於北京師范大學物理系獲得博士學位。研究方向：生物調控網路的理論與實驗研究
裴劍鋒 特聘研究員。2002年於中國科學院過程工程研究所獲得博士學位。研究方向：葯物分子設計
劉志榮 副教授。2001年於清華大學物理系獲得博士學位。研究方向：理論生物物理與生物化學
耿直 教授，博士生導師。1989年於日本九州大學獲得博士學位。研究方向：數理統計，生物醫學統計 劉忠范 教授，博士生導師。1990年於日本東京大學獲得博士學位。研究方向：納米化學與納米器件
俞大鵬 教授，博士生導師。1993年於法國南巴黎大學（Université Paris-sud,Orsay）固體物理實驗室（Laboratoire de Physique des Solides)獲得博士學位。研究方向：低維納米結構與物理研究
張耿民 教授，博士生導師。1996年於北京大學獲得博士學位。研究方向：納米材料的制備及其場發射特性
彭練矛 教授，博士生導師。1988年於美國亞利桑那州立大學獲得博士學位。研究方向：（1）納米電子及功能材料的合成；（2）基於納米材料的高性能電子、光電子器件的制備，器件物理，納米集成電路的實現和系統集成；（3）納米器件在化學、生物感測及能源方面的應用。
侯士敏 教授，博士生導師。1998年於北京大學獲得博士學位。研究方向：納電子學，分子電子學
付磊 副研究員。2006年於中國科學院化學研究所獲得博士學位。研究方向：低維材料與柔性電子學
吳凱 教授，博士生導師。1991年於中國科學院大連化學物理研究所獲得博士學位。研究方向：表面化學與物理
王遠 教授，博士生導師。1990年於中國科學院化學研究所獲得博士學位。研究方向：納米結構功能材料與器件

『捌』 利用格點量子色動力學，北大物理學院取得繆氫原子光譜研究突破

近日，北京大學物理學院馮旭課題組與康涅迪格大學助理教授靳路昶合作，首次用格點量子色動力學（格點QCD）研究繆氫原子蘭姆位移，成功獲得雙光子交換對蘭姆位移的修正。相關成果在線發表於《物理評論快報》(Physical Review Letters)。

質子是構成物質世界的基本粒子之一，它具有復雜的內部結構，由帶電的誇克和不帶電的膠子組成。質子內部的電荷分布半徑，通常也被用來衡量質子大小。

2010年，物理學家通過精確測量繆氫原子（即氫原子中的電子被替換成繆子）蘭姆位移(Lamb shift)，捕捉到質子內部電荷分布對繆氫原子能級造成的微小影響，從而確定了電荷分布半徑。蘭姆位移是物理學家Lamb和Retherford在1947年利用微波技術，測量出氫原子的2S(1/2)和2P(1/2)之間存在的能級差。

盡管繆氫光譜實驗襪褲的精度遠高於其他實驗，但從中獲得的電荷分布半徑較此前全球實驗平均值相差了5個標准差，即所謂的質子大小之謎。2019年，最新的電子-質子散射和氫原子光譜實驗與繆氫實驗結果符合，預示著質子大小之謎正在逐步破解，實驗上的分歧也逐漸縮小。猜稿

迄今為止，繆氫光譜實驗依然是獲取質子電荷半徑最精確的實驗手段。光譜學高精度測量使得QCD的貢獻在理論與實驗對比中更加重要。事實上，從繆氫蘭姆位移中提取電荷分布半徑，最主要的理論誤差就來源於非微擾QCD主導的雙光子交換費曼圖。

此次，北京大學物理學院理論物理研究所馮旭研究員課題組與康涅迪格大學靳路昶助理教授合作，解決了雙光子圖的紅外發散問題，發展了全新的長程減除方案來降低統計誤差，並依託中國超算天津中心「天河三號」超級計算機，首次實現了雙光子圖的格點計算。在此基礎上，團隊擬進一步開展更為系統、精度更高的計算，以期最終解決「質子究竟有多大」這一基本科學問題。

前述研究表明，格點方法還可用於研究超精細光譜等其他重要的光譜學物理量。北大格點團隊未來的工作重點之一，是將格點QCD研究拓展至原子光譜學，為誇克和膠子尺度的高能物理研究與極高精度的原子光譜學研究構建起跨學科的橋梁。

論文第一作者為北京大學物理學院博士研究生傅楊，本科生陸辰飛參與部分計算和數據分析。前述研究工作獲得國家自然科學基金、國家重點研發計劃，告兆簡及量子物質科學協同創新中心、北京大學高能物理研究中心、國家超級計算天津中心等支持。

校對：張亮亮

『玖』 院系調整前後的北京大學化學系

「1952年秋進行院系調整，北京大學、清華大學、燕京大學的文、理兩個學院組合成新的北京大學。此前，中法大學化學系的部分學生已轉入北大化學系。

來自北大的教授有孫承諤、邢其毅; 副教授有徐光憲、田曰靈; 講師有張錫瑜、龐禮、高小霞; 助教有盧錫錕、惲琬、譚曾振、李琬、文重、傅愫冉、蘇勉曾、黃竹坡、韓德剛、孫亦梁、林驥、慈雲祥、孫亦楨、王文江、戴乾圜、趙深、李作駿。

來自清華的教授有黃子卿、張青蓮、嚴仁蔭、馮新德; 副教授有唐有祺; 講師有關祖京; 助教有趙國璽、葉於浦、陳慧英、葉秀林。

來自燕京的副教授有張滂、朱起鶴; 講師有師樹簡; 助教有何玉貞、葉學潔、蔣家俊、劉元方、劉美德。

三校的研究生也都轉入北大。

新的北大化學系由孫承諤任系主任，由孫亦梁、葉於浦、李琬等先後任系秘書，北京大學化學系進入了一個新的時期。

院系調整時，原北大化學系唐敖慶教授和原燕京大學化學系主任蔡鎦生教授調往東北人民大學(後改稱吉林大學)組建化學系，唐敖慶先生後來長期擔任吉林大學校長。張龍翔調到北大生物系，後曾任北京大學校長。

院系調整後不久，朱起鶴又被調出支援哈爾濱軍事工程學院。傅鷹教授在院系調整時，由原北京大學工學院轉入北京石油學院，1954年和1960年他和夫人有機化學家張錦教授先後調到北大化學系。田曰靈副教授則調往北京石油學院。

1955年後，許慧君和她的丈夫核物理學家朱光亞教授由東北人民大學調進北大，許調到化學系有機化學教研室。

1955-1957年間為培養原子能工業所需的核物理與放射化學人才，徐光憲、孫亦梁、唐孝炎，劉元方，鄭淑惠等一批教師由我系相繼調到技術物理系工作(徐、孫於1972年又調回化學系)。

1958年，師樹簡、關祖京率一批畢業生調往內蒙古大學組建化學系，師樹簡任系主任。同年李琬、戴乾圜調往北京工業大學組建化工系。

1960年，劉美德調到剛成立的北京大學附中任副校長、直屬黨支部書記(「文革」後調回)。北大化學系調出、調入的教師在新的工作崗位上都發揮了重要作用。」