量子与量子力学

分类: 图书,自然科学,物理学,理论物理学,
作者: 陈亚孚,孙雅东著
出 版 社: 吉林大学出版社
出版时间: 2006-11-1字数: 427000版次: 1页数: 284印刷时间: 2006/11/01开本: 16开印次: 1纸张: 胶版纸I S B N : 9787560135274包装: 平装内容简介
本书与国内流行的量子力学教学用书相比,加强了基本概念、基本原理和基本计算方法的阐述力度,每章都有概念、原理、思考题,特别是对量子、状态、算符三个概念的阐述和七个基本原理的阐述更是重着笔墨。在本征方程求解和算符对易关系计算方面加强了基本原理和基本公式的演练。一、二章专门阐述了基本概念和基本原理。试图使读者首先建立清晰的量子力学的学习目标和内容框架。一~六章是单体非相对论量子力学的严格理论,七、八、九章属应用和提高内容。
本书适用于理、工科本科教学用书,也适用于非物理专业、研究生和各类科技人员在自学和工作时做参考书
目录
第一章 量子力学的科学背景
1.1 自然科学与物理学
1.2 经典物理理论的评述
1.2.1 物理学研究的目标是能量和力
1.2.2 经典物理理论研究的内容是力学量
1.2.3 经典物理的理论结构特征
1.3 量子力学产生的直接物理背景
1.3.1 黑体辐射能实验及普朗克开创量子论
1.3.2 普朗克量子论创新点与理论方法
1.3.3 光电效应与爱因斯坦的光量子学说
1.3.4 原子线状光谱与玻尔的旧量子论
1.3.5 量子概念的其他实验证明
本章小结
第二章 量子力学概论
2.1 什么是量子力学
2.1.1 量子
2.1.2 状态与波函数
2.1.3 算符
2.1.4 量子力学理论的形成
2.2 量子力学理论的原理框架
2.2.1 一个新的物质运动观
2.2.2 两个研究内容交融并行
2.2.3 五条新的物理原理
2.3 量子力学创立的科学意义
2.3.1 核能开发与原子能技术
2.3.2 太空航天技术
2.3.3 电子智能技术
2.3.4 开辟了世纪末的光子技术
2.3.5 物理理论的根本变革
本章小结
思考题
第三章 状态与波函数表示
3.1 引言
3.2 状态与波函数的引进
3.2.1 德布罗意(deBroglie)假说
3.2.2 波恩的统计解释与叠加原理
3.3 薛定谔方程
3.3.1 建立方程的数学演绎
3.3.2 定态薛定谔方程
3.3.3 定态薛定谔方程求解问题
3.4 粒子流密度与守恒定律
3.4.1 体系的定态
3.4.2 粒子流密度公式与守恒定律
3.4.3 几率流密度矢量应用举例
3.5 定态问题讨论
3.5.1 关于状态的基本常识
3.5.2 定态方程求解的基本原则
3.6 一维无限深方势阱
3.7 一维有限深方势阱(对称型)
3.8 一维线性谐振子
3.9 一维三角势阱
3.10 一维势垒与势阱的量子透射
3.10.1 一维方势垒量子反射与透射系数
3.10.2 一维势阱的量子透射讨论
3.11 δ势阱与势垒的量子透射
3.11.1 δ(χ)函数知识
3.11.2 δ势阱与势垒透射
本章小结
思考题
习题
第四章力学量与算符表示
4.1 引言
4.1.1 力学量算符的引进
4.1.2 算符的构造及运算法则
4.2 算符的线性与厄米性
4.2.1 算符的线性性质
4.2.2 算符的厄米性性质
4.3 算符本征方程与本征函数系
4.3.1 常见算符的坐标表示
4.3.2 解本征方程
4.4 厄米算符本征函数性质
4.4.1 本征函数的正交性和归一性
4.4.2 本征函数的完全性
4.4.3 力学量算符G的平均值
4.5 力学量的对易性与测不准原理
4.5.1 算符的对易性
4.5.2 对易性定理
4.5.3 算符不对易与测不准原理
4.5.4 对易关系计算公式
4.6 力学量随时间变化与守恒定律
4.6.1 力学量平均值随时间变化
4.6.2 力学量守恒定律
本章小结
思考题
习题
第五章 表象理论
第六章 角动量和氢原子
第七章 近似方法
第八章 量子散射
第九章 多体量子力学理论
模拟试题
附录1 常用物理常数
附录2 计量单位
附录3 常用数学公式
附录4 正交曲线坐标
附录5 特殊函数
附录6 矩阵知识
附录7 粒子波的波包解释
附录8 量子理论大事记
参考文献
书摘插图
第一章量子力学的科学背景
20世纪自然科学的发展已经向微观物理世界进发,物理学是自然科学的基础学科,量子力学已经在自然科学的许多技术领域中获得成功的应用。量子力学又是在19世纪末经典物理理论成熟,自然科学技术大发展的基础上产生的。因此量子力学的物理思想、物理概念和理论方法是在吸收300多年自然科学和物理理论的精华基础上产生的,理性思考达到空前的高度。本章从自然科学与物理学的关系和地位开始,评述经典物理的理论特征和缺陷,并且讨论分析经典物理出现的直接困难,提出量子力学应该解决的理论问题。
1.1 自然科学与物理学
自然科学有六大门类:数学、物理学、化学、天学、地学和生命科学,这六门科学构成了人类科学活动大厦,物理学既是六门科学之一,又是自然科学大厦的基石,是支撑其他五门的科学基础。从人类科学活动的历史看,从观天象、测量大地和防火、防水、防风开始,应该说先有天文和数学,其后有物理学、化学和生命科学,但是早期天文和数学(几何学)的研究内容,在自然科学形成学科体系之后,都是物理学的研究内容,所以物理学从人类科学活动开始就引领自然科学各门学科的发展,并且在很长时期物理学和自然科学是不分的,直到现在西方不少国家还在使用自然科学(物理学)或物理学(自然科学)这种提法。
物理学对自然科学的支撑作用还可以从物理学的研究内容看出来,现在物理学有四门学科:力学、热学、电磁学和量子物理学,但是物理学的最终目的是寻找支持人类生存基本需要的力和能量(机械能、热能、电磁能、核能),这也是人类全部自然科学活动的基本目的,所以物理学的研究内容始终是各门自然科学研究的出发点。物理学研究的成果始终是自然科学发展的根据。
一般地说,人类科学活动的原始目的是为了生存,要向周围的物质世界获取物质财富,防御伤害。为了这个极其简单的生存目的,首先想到的是考虑研究周围物质特性和运动规律,然后再研究达到这个目的的方法和手段,前者是科学活动,后者是技术活动。所以科学与技术从人类科学活动开始,就有不同的含义,是一个目的下的两个不同的行为阶段,只是随着科学与技术的发展,人类的文明发展,贪欲增加,对自然界物质只重索取,轻视规律,破坏规律,对科学与技术概念的区别也就混淆了,甚至以技术取代科学,产生许多学习思考的弊端和人类行为准则的变异。
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