量子力學

前言

我在北京師范大學物理系為本科生講授量子力學課多年，所選用的教材和主要參考書有《量子力學導論》（曾謹言）、《量子力學教程》（曾謹言）、《量子力學》（周世勛）以及《量子力學》（張永德）。這幾本教材已為國內(nèi)很多院校所采用，為我國的本科生量子力學教學作出了貢獻。國內(nèi)還有許多同行編寫的教材，也各具特色。為了適應國內(nèi)一些院校課時較少的量子力學教學安排，在過去講稿的基礎上，修改整理成一本供大約54學時講授的教材。本書內(nèi)容的選取依據(jù)和編排如下：1.以較少的篇幅，講解量子力學的理論結(jié)構(gòu)和應用量子力學解決實際問題的最基本的方法，以講清物理概念為目的，數(shù)學成分盡量從簡。這些內(nèi)容集中在教材的前四章內(nèi)。2.在教材第五章 、第六章 安排了AB效應、EPR效應等，屬于量子力學重要進展的內(nèi)容。3.考慮相近理科專業(yè)的需要適當加入了量子化學、天體物理的有關(guān)內(nèi)容。4.受學時限制，不得不割舍如對稱性守恒律、角動量耦合等重要內(nèi)容。5.當今的本科生，計算機應用能力和應用網(wǎng)絡搜尋信息資源的能力有很大提高，因此在習題中，加入了一些計算機作圖、計算的題目，以及一些調(diào)研題目。6.一些帶*號的章節(jié)可以作為選講的內(nèi)容。本書能否適用于較少課時的教學要求，還有待檢驗，希望讀者和專家給予批評指正。能寫出這本教材，首先得益于我在北京師范大學物理系的學習和教學實踐。我早年師從喀興林教授學習量子力學、高等量子力學和量子場論，幾十年來，不斷得到喀先生的提攜、指教，受益終生。近十年來，和劉遼教授、趙崢教授就量子力學與黑洞物理進行過多次討論，深受啟發(fā)。我的許多老師和同事梁紹榮教授、高尚惠教授、史天一教授、梁燦彬教授、楊展如教授、管靖教授、汪凱戈教授、張向東教授、劉小明副教授等都曾經(jīng)在量子力學的教學和研究領(lǐng)域?qū)ξ医o予了指教和幫助。梁紹榮教授、管靖教授對本書的編寫提出了寶貴的建議。

內(nèi)容概要

本書是適合54學時教學的量子力學教材，著重講解量子力學的基本概念和方法，取材比較簡練。全書共八章，內(nèi)容包括量子論、薛定諤方程、量子力學的理論結(jié)構(gòu)、二態(tài)系統(tǒng)、帶電粒子在電磁場中的運動、糾纏態(tài)、近似方法和散射理論簡介等。    本書可以作為大學物理系本科生的量子力學教材，或者化學、天文等理科專業(yè)的量子力學教材。

書籍目錄

算符和矢量符號的說明第一章  量子論波粒二象性  1  光波光量子  2  玻爾原子結(jié)構(gòu)模型  3  電子電子的波性  4  自由粒子的波方程波包  5  海森伯不確定度關(guān)系  習題第二章  薛定諤方程  6  波函數(shù)薛定諤方程  7  箱中粒子  8  一維方勢壘隧道效應  9  一維線性諧振子  10  轉(zhuǎn)子角動量量子化  11  氫原子  習題第三章  量子力學的理論結(jié)構(gòu)  12  量子力學的基本假設  13  算符可觀察物理量  14  測量平均值守恒量  15  算符對易性和不確定度關(guān)系  16  全同粒子體系  17  量子力學的態(tài)空間狄拉克符號  18  基矢和表象  習題第四章  二態(tài)系統(tǒng)  19  電子的自旋  20  光子的極化  21  電子在磁場中自旋狀態(tài)的演化  自旋共振  22  氨分子  習題第五章  帶電粒子在電磁場中的運動  23  電磁勢的規(guī)范變換和波函數(shù)的相位變換  24  阿哈羅諾夫-玻姆效應  25  塞曼效應  習題第六章  糾纏態(tài)  26  兩個費米子自旋角動量之和  27  密度矩陣  28  EPR佯謬隱變量貝爾不等式  習題第七章  近似方法  29  定態(tài)微擾論  30  變分法  31  氫分子離子  32  含時微擾論  習題第八章  散射理論簡介  33  散射截面  34  玻恩近似  35  分波法  36  全同粒子的散射  習題附錄A  一維線性諧振子的能級和本征函數(shù)附錄B  角動量算符的球坐標形式本征值和本征函數(shù)附錄C  庫侖勢場中電子的徑向波函數(shù)參考文獻部分插圖的來源

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 量子論波粒二象牲本章介紹量子論誕生（1900年）至量子力學理論建立（1925年）之前這段時間內(nèi)，對于量子現(xiàn)象的認識和研究。其中，普朗克（Planck）的量子論和愛因斯坦（Einstein）的光量子假設、玻爾（Bohr）的原子模型以及德布羅意（deBr0-glie）的微觀粒子波粒二象性假設，是這一時期最重要的研究成果。微觀粒子的能量量子化和波粒二象性的假設，突破了經(jīng)典物理觀念的束縛，為量子力學理論的建立奠定了重要的思想基礎。這個時期人們對于量子現(xiàn)象的解釋，雖然還處在唯象研究的水平，但是在物理學發(fā)展的過程中，這是一個最富有革命思想的時期。了解這些偉大的物理思想的由來，對于科學研究和科學教育，都是非常重要的。光量子和電子的波粒二象性是本章著重介紹的概念。波粒-二象性是與經(jīng)典物理相悖的概念，我們將引入態(tài)疊加原理和不確定度原理，對波粒二象性做唯象的描述。量子力學理論建立之后，這些原理可以從量子力學的基本假設出發(fā)，自然地推導出來。

編輯推薦

《量子力學》可以作為大學物理系本科生的量子力學教材，或者化學、天文等理科專業(yè)的量子力學教材。

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