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前言1

第一章 穆斯堡尔效应1

1.1 γ光子的共振散射1

1.2 穆斯堡尔效应4

1.2.1 反冲能损失的补偿4

1.2.2 穆斯堡尔效应的发现5

1.3 穆斯堡尔谱8

1.3.1 谱的测量8

1.3.2 谱线的形状与强度9

1.4 穆斯堡尔效应的经典理论14

1.5 穆斯堡尔效应的量子理论16

1.5.1 谐振子相干态17

1.5.2 束缚原子核的γ辐射19

1.5.3 固体中的穆斯堡尔效应21

1.5.4 平移转移能量24

参考文献25

第二章 超精细相互作用27

2.1 电单极相互作用28

2.1.1 电相互作用的一般形式28

2.1.2 同质异能移29

2.1.3 同质异能移的标度32

2.1.4 同质异能移与电子结构33

2.2 电四极相互作用39

2.2.1 电四极分裂39

2.2.2 电场梯度(EFG)43

2.2.3 谱线强度47

2.2.4 电场梯度的符号48

2.3 磁偶极相互作用50

2.3.1 磁分裂51

2.3.2 磁分裂谱线的强度51

2.3.3 有效磁场53

2.3.4 在磁学与磁性材料研究中的应用55

2.4 电四极和磁偶极混合相互作用61

2.5 穆斯堡尔辐射的极化65

2.5.1 极化穆斯堡尔源66

2.5.2 极化穆斯堡尔谱67

2.6 超精细谱线的饱和效应73

2.7 穆斯堡尔谱学74

参考文献76

第三章 实验技术79

3.1 穆斯堡尔谱仪79

3.1.1 速度调节79

3.1.2 等速与等加速谱仪80

3.2 放射源83

3.3 吸收体85

3.3.1 样品最佳厚度的估算85

3.3.2 厚度效应92

3.3.3 样品制备92

3.4 探测与记录系统93

3.5 速度驱动系统99

3.5.1 振动子99

3.5.2 波形发生器101

3.5.3 驱动电路及反馈电路103

3.5.4 速度校准104

3.6 数据处理107

3.6.1 单峰拟合法108

3.6.2 全谱拟合计算法112

3.6.3 透射积分求解113

3.6.4 计算结果优劣的判定114

3.7 高低温装置116

3.7.1 低温装置116

3.7.2 高温装置119

参考文献120

4.1 简谐振动123

4.1.1 简谐近似123

第四章 晶格动力学基础123

4.1.2 力常数及其性质125

4.1.3 简正坐标128

4.2 晶格振动130

4.2.1 动力学矩阵130

4.2.2 倒格子与布里渊区132

4.2.3 玻恩-卡曼边界条件135

4.2.4 声频支与光频支137

4.2.5 纵波与横波141

4.3 振动量子化：声子147

4.4.1 晶体的比热容149

4.4 振动频谱与热力学性质149

4.4.2 频率分布函数151

4.4.3 频率矩156

4.4.4 德拜温度θv159

4.5 局域振动162

4.6 晶格动力学的实验研究方法166

4.6.1 中子散射167

4.6.2 X 射线散射176

参考文献177

第五章 无反冲分数与二次多普勒效应180

5.1 均方位移〈u2〉与均方速度〈v2〉181

5.2 无反冲分数 f 与温度 T 的关系183

5.3 非简谐效应186

5.3.1 f 分数的一般形式187

5.3.2 赝简谐近似求 f 分数189

5.3.3 低温非简谐效应191

5.4 压力对 f 分数的影响195

5.5 戈尔丹斯基-卡里亚金效应197

5.5.1 单晶198

5.5.2 多晶200

5.6 二次多普勒能移(SOD shift)201

5.6.1 横向多普勒效应201

5.6.2 f 分数与δSOD 的关系204

5.7.1 绝对法208

5.7 f 分数的测量方法208

5.7.2 相对法211

参考文献213

第六章 穆斯堡尔散射法217

6.1 穆斯堡尔γ散射的特点及分类217

6.2 干涉及衍射224

6.2.1 核共振散射与瑞利散射的干涉224

6.2.2 穆斯堡尔衍射230

6.2.3 衍射应用一例232

6.3 核弹性相干散射234

6.3.1 核弹性散射幅度236

6.3.2 核弹性相干散射237

6.4 散射中的厚度效应及同位素效应240

6.5 瑞利散射(RSMR)247

6.5.1 理论基础247

6.5.2 瑞利散射截面的测量251

6.5.3 弹性与非弹性散射的分离253

6.5.4 用 RSMR 求晶格动力学参数258

6.5.5 RSMR 与非谐效应262

参考文献267

第七章 用同步辐射的穆斯堡尔谱学271

7.1 同步辐射(SR)及其性质272

7.2 同步辐射穆斯堡尔源277

7.3 时域穆斯堡尔谱学(TDMS)283

7.4 晶格动力学中的应用示例295

7.4.1 无反冲分数 f 的精确测定295

7.4.2 声子谱 Z(ω)的测量300

参考文献303

第八章 穆斯堡尔杂质原子(Ⅰ)306

8.1 替代杂质原子的振动理论307

8.1.1 一般方法307

8.1.2 同位素杂质311

8.2 曼黑姆模型314

8.3 频率矩的应用322

8.4 57Fe、119Sn、197Au 杂质原子的研究示例331

8.4.1 57Fe 杂质原子332

8.4.2 119Sn 杂质原子335

8.4.3 197Au 杂质原子338

8.5 填隙杂质原子339

8.5.1 57Fe-Au340

8.5.2 57Fe-金刚石342

参考文献343

9.1 金属与合金347

9.1.1 金属347

第九章 穆斯堡尔杂质原子(Ⅱ)347

9.1.2 合金352

9.2 非晶态固体358

9.3 分子晶体365

9.4 低维体系373

9.4.1 插层化合物373

9.4.2 表面原子的振动376

参考文献380

第十章 相变及软模动力学384

10.1 相变概述384

10.1.1 相变的分类384

1O.1.2 序参量387

10.1.3 朗道(Landau)理论与软模389

10.2 软模动力学391

10.3 穆斯堡尔效应在相变研究中的应用400

10.3.1 相的区分与相变分类400

10.3.2 Tc 附近 f 分数的下陷400

10.3.3 临界指数的测定401

10.3.4 研究实例403

参考文献415

附录419

A.谱线形状ε(v)及面积 A(ta)419

B.中心力近似423

C.FCC 及 BCC 晶体结构的力常数矩：—Φ426

D.晶体格林函数427

D1 格林函数的定义427

D2 实数与虚数部分430

D3 格林函数矩阵的对称性质432

D4 〈u2(O)〉及无反冲分数 f433

D5 格林函数 Gαβ(l，l＇)间的关系434

D6 格林函数与频率矩435

E.立方晶体中替代原子的近邻位置437

F.对称坐标438

G.质量吸收系数444