理論物理（第6冊）

前言

吳大猷先生是國際著名的學(xué)者，在中國物理界，是和嚴(yán)濟(jì)慈、周培源、趙忠堯諸教授同時的老前輩。他的這一部《理論物理》，包括了“古典”至“近代”物理的全貌。1977年初，在中國臺灣陸續(xù)印出。這幾年來對該省和東南亞的物理教學(xué)界起了很大的影響?，F(xiàn)在中國科學(xué)院，特別是由于盧嘉錫院長和錢三強(qiáng)、嚴(yán)東生副院長的支持，決定翻印出版，使全國對物理有興趣者，都可以閱讀參考?？吹搅诉@部巨著，聯(lián)想起在1945年春天，我初次在昆明遇見吳老師，很幸運(yùn)地得到他在課內(nèi)和課外的指導(dǎo)，從“古典力學(xué)”學(xué)習(xí)起至“量子力學(xué)”，其經(jīng)過就相當(dāng)于念吳老師的這套叢書，由第一冊開始，直至第七冊。在昆明的這一段時期是我一生學(xué)物理過程中的大關(guān)鍵，因?yàn)橛辛嗽鷮?shí)的根基，使我在1946年秋入芝加哥大學(xué)，可立刻參加研究院的工作。1933年吳老師得密歇根大學(xué)的博士學(xué)位后，先留校繼續(xù)研究一年。翌年秋回國在北大任教，當(dāng)時他的學(xué)生中有馬仕俊、郭永懷、馬大猷、虞福春等，后均致力物理研究有成?？箲?zhàn)期間，吳老師隨北大加入西南聯(lián)大。這一段時期的生活是相當(dāng)艱苦的，但是中國的學(xué)術(shù)界，還是培養(yǎng)和訓(xùn)練了很多優(yōu)秀青年。下面的幾段是錄自吳老師的《早期中國物理發(fā)展之回憶》一書。“組成西南聯(lián)大的三個學(xué)校，各有不同的歷史?！本┐髮W(xué)規(guī)模雖大，資望也高，但在抗戰(zhàn)時期中，除了有很小數(shù)目的款，維持一個‘北京大學(xué)辦事處’外，沒有任何經(jīng)費(fèi)作任何研究工作的。在抗戰(zhàn)開始時，我的看法是以為應(yīng)該為全面抗戰(zhàn)，節(jié)省一切的開支，研究工作也可以等戰(zhàn)后再作。但抗戰(zhàn)久了，我的看法便改變了，我漸覺得為了維持從事研究者的精神，不能讓他們長期地感到無法工作的苦悶。為了培植及訓(xùn)練戰(zhàn)后恢復(fù)研究工作所需的人才，應(yīng)該在可能情形下，有些研究設(shè)備。西南聯(lián)大沒有此項經(jīng)費(fèi)，北大也無另款。……我知道只好盡自己個人的力量做一點(diǎn)點(diǎn)工作了?！埍贝笤趰忣^村租了一所泥墻泥地的房子做實(shí)驗(yàn)室，找一位助教，幫著我把三棱柱放在木制架上拼成一個最原始形的分光儀，試著做些‘拉曼效應(yīng)’的工作”。

內(nèi)容概要

本書為著名物理學(xué)家吳大猷先生的著述《理論物理》(共七冊)的第六冊?！独碚撐锢怼肥亲髡吒鶕?jù)長期從事的教學(xué)實(shí)踐編寫的一部比較系統(tǒng)全面的大學(xué)物理學(xué)教材。本冊內(nèi)容共分13章：第1、2章主要介紹矩陣力學(xué)，第3、4兩章介紹波動力學(xué)，第5章為量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)，第6、7兩章講述微擾理論，第8～13章講述原子及分子的量子力學(xué)的基礎(chǔ)知識。在大多數(shù)章節(jié)之后還附有附錄和習(xí)題供讀者研討和學(xué)習(xí)。    本書根據(jù)中國臺灣聯(lián)經(jīng)出版事業(yè)公司出版的原書翻印出版，作者對原書作了部分更正，李政道教授為本書的出版寫了序言，我們對原書中一些印刷錯誤也作了訂正。    本書可供高等院校物理系師生教學(xué)參考，也可供研究生閱讀。

書籍目錄

序言總序本冊前言第1章  矩陣力學(xué)之基本概念  1.1  量子力學(xué)發(fā)展的背景  1.2  Heisenberg理論的出發(fā)點(diǎn)  1.3  矩陣代數(shù)  1.4  矩陣微積分  1.5  矩陣力學(xué)  1.6  變換理論——變換矩陣與概率  習(xí)題第2章  矩陣力學(xué)  2.1  角動量矩陣  2.2  簡諧振蕩  2.3  微擾理論：非簡并系統(tǒng)(perturbation theory：non-degenerate systems)  習(xí)題第3章  波動力學(xué)：L.de Broglie及E.Schrodinger之基本概念  3.1  L.de Broglie的理論(1923)  3.2  Schredinger的理論(1926)  3.3  Schredinger波動力學(xué)的特性    3.3.1  線性及重疊原則    3.3.2  ψ的意義    3.3.3  ψ所須滿足的條件    3.3.4  穩(wěn)定態(tài)(stationary state)與本征值  習(xí)題第4章  波動力學(xué)  4.1  導(dǎo)言  4.2  Einstein-de Broglie關(guān)系    4.2.1  對易關(guān)系(commutation relation)    4.2.2  測不準(zhǔn)原理(principle of indeterminacy，但常稱為uncertainty principle)    4.2.3  互補(bǔ)原理(complementarity principle)  4.3  本征值問題——Sturm-Liouville方程式  4.4  圓心場(central field)宇稱性(parity)  4.5  氫原子    4.5.1  穩(wěn)定態(tài)(E＜0)    4.5.2  連續(xù)能譜(E＞0)  4.6  角動量  4.7  連續(xù)本征值譜函數(shù)  4.8  Schrodinger方程式的積分方程式形式  附錄甲  Hermite多項式  附錄乙  Sturm-Liouville方程式解之全集性  附錄丙  Legendre及聯(lián)附Legendre系數(shù)  附錄丁  聯(lián)附(associated)Laguerre式  附錄戊  簡諧振蕩方程式  習(xí)題第5章  量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)  5.1  量子力學(xué)的基礎(chǔ)一引言及提要    5.1.1  Einstein-de Broglie關(guān)系——互補(bǔ)原理    5.1.2  測不準(zhǔn)原理    5.1.3  概率的觀念  5.2  量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)——基本假定    5.2.1  互補(bǔ)原理的基本假定    5.2.2  概率性的基本假定  5.3  幺正變換    5.3.1  幺正變換U    5.3.2  空間平移(translation，或displacement)    5.3.3  轉(zhuǎn)移(rotation)    5.3.4  時移(time translation)算符U(t)  5.4  Schrodinger方程式與Heisenberg方程式  5.5  愛因斯坦氏與Copenhagen派哲學(xué)觀點(diǎn)的分歧  5.6  密度矩陣——純態(tài)及雜態(tài)    5.6.1  純態(tài)與雜態(tài)    5.6.2  密度算符與密度矩陣    5.6.3  對角和    5.6.4  歸一化    5.6.5  p2及純態(tài)的條件    5.6.6  密度矩陣及雜態(tài)的物理解釋    5.6.7  p的變換特性    5.6.8  量子Liouville方程式    5.6.9  密度矩陣與巨觀過程的不可逆性  5.7  表象論——度量論  習(xí)題第6章  微擾理論——穩(wěn)定系統(tǒng)  6.1  微擾理論——非簡并系統(tǒng)    6.1.1  非簡諧振蕩    6.1.2  Stark效應(yīng)    6.1.3  Raman效應(yīng)  6.2  微擾理論——簡并系統(tǒng)  6.3  散射問題——|ψ|2的概率解釋    6.3.1  圓心對稱場的散射    6.3.2  Coulomb場的散射  6.4  散射之分波分析(partial wave analysis)  附錄甲  Stark效應(yīng)——拋物線坐標(biāo)法  附錄乙  Coulomb場的散射——拋物線坐標(biāo)法  習(xí)題第7章  微擾理論——態(tài)間的躍遷  7.1  Dirac的微擾理論  7.2  愛因斯坦的躍遷概率    7.2.1  愛因斯坦1917年的躍遷理論    7.2.2  愛因斯坦系數(shù)Am↓n，Bm↑n  7.3  色散理論  7.4  位場散射  7.5  重新組合的撞碰(rearrangement，collisions)  7.6  Green氏函數(shù)法  7.7  Schrodinger方程式的微擾解法——Dirac的幺正算符法第8章  氫原子的量子力學(xué)  8.1  輻射強(qiáng)度——選擇定則  8.2  相對論fSommerfeld氏)的修正  8.3  電子自旋(spin)，(J，m)-及(ml，ms)-表象    8.3.1  電子自旋——算符及本征值    8.3.2  自旋-軌道交互作用(spin-orbit interaction)    8.3.3  (j，m)表象與(ml，ms)一表象間的變換  8.4  J及m的選擇定則  8.5  微細(xì)結(jié)構(gòu)(fine structure)  8.6  Zeeman效應(yīng)    8.6.1  Paschen—Back效應(yīng)    8.6.2  強(qiáng)磁場    8.6.3  弱磁場    8.6.4  任意磁場  8.7  不相交定理(non-crossing of energy levels)  8.8  電子-氫原子的散射——Born近似法  習(xí)題第9章  二電子的原子  9.1  多電子系統(tǒng)的對稱性    9.1.1  設(shè)一個系統(tǒng)中有Ⅳ個相同的粒子(如原子或分子中的電子)    9.1.2  空間與自旋的個別對稱性  9.2  二電子的原子——對稱性  9.3  微擾法；Ritz變分法；Hartree-Fock法；Hylleraas法    9.3.1  微擾法    9.3.2  Ritz變分法    9.3.3  Hartree-Fock法    9.3.4  Hylleraas法  9.4  電子組態(tài)(configuration)；(L，S)耦合(coupling)    9.4.1  nsn'P1P3，P    9.4.2  np2 3P，1D，1S  9.5  電子自旋——(L，S)-及(j，j)-耦合    9.5.1  (L，S)-耦合：e2/r12》∑i HsO(i)    9.5.2  (j，j)-耦合：e2/r12《∑i HsO(i)    9.5.3  任意的耦合：e2/r12∑HsO(i)  9.6  組態(tài)交互作用(configuration interaction)    9.6.1  雙激起態(tài)——自電離(doubly excited state，auto-ionization)    9.6.2  Augm效應(yīng)    9.6.3  1L與3L態(tài)能的異常位置  9.7  二電子原子Hamiltonian的本征譜  附錄甲  附錄乙  習(xí)題第10章  多電子的原子  10.1  Slatei法.    10.1.1  (L，S)-態(tài)之能    10.1.2  滿殼層的性質(zhì)    10.1.3  一個任意電子(n，l，ml，ms)與滿殼層的電子之Coulomb作用    10.1.4  兩個滿殼層的電子的交互作用    10.1.5  一個(n，l)滿殼層中每對電子的交互作用  10.2  Hartree-Fock法  10.3  選擇定則  10.4  (L，S)-及(j，j)-耦合  10.5  組態(tài)交互作用    10.5.1  光譜系的微擾——量子差(quantum defect)的反常    10.5.2  堿金屬原子雙線(doublets)的倒置第11章  分子的結(jié)構(gòu)——電子態(tài)  11.1  Born-Oppenheimer近似理論  11.2  分子的電子態(tài)——分子軌道(molecular orbital)法  11.3  Heitler-London理論一原子軌道法  11.4  原子的化學(xué)鍵的方向性  11.5  共振態(tài)(resonance states)第12章  二原分子  12.1  二原分子的振動及轉(zhuǎn)動  12.2  二原分子的光譜    12.2.1  振動-轉(zhuǎn)動躍遷——紅外光譜    12.2.2  振動-轉(zhuǎn)動躍遷——Raman光譜    12.2.3  電子，振動及轉(zhuǎn)動同時躍遷及光譜  12.3  原子核自旋與分子態(tài)的對稱性  12.4  ortho-與para-氫分子的比熱  第1節(jié)附錄  習(xí)題第13章  多原分子  13.1  多原分子的振動    13.1.1  電偶躍遷——紅外光譜    13.1.2  Raman光譜  13.2  多原分子的轉(zhuǎn)動    13.2.1  直線形分子    13.2.2  對稱陀螺(symmetrical top)    13.2.3  非對稱陀螺——一般的分子(IA＜IB＜IC)  13.3  分子的振動-轉(zhuǎn)動光譜    13.3.1  直線形分子    13.3.2  對稱陀螺分子參考文獻(xiàn)索引

章節(jié)摘錄

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《理論物理(第6冊):量子力學(xué)(甲部)》：中國科學(xué)技術(shù)經(jīng)典文庫·物理卷

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