量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用

量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

吉恩·路易斯·巴德旺(法國),吉恩·達利巴爾(法國) 著,丁亦兵,瀋彭年 譯
圖書標籤:
  • 量子力學
  • 量子理論
  • 現代物理
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齣版社: 中國科學技術大學齣版社
ISBN:9787312039713
版次:1
商品編碼:12300510
包裝:平裝
開本:16
齣版時間:2018-01-01
用紙:膠版紙
頁數:284

具體描述

編輯推薦

巴黎高等師範學校和巴黎高等理工學院是法國dingjian的世界名校,為瞭更公平、更科學地選拔人纔,這裏的大教授們絞盡腦汁命製原創題,本書正是這些原創“量子力學”習題的薈萃,主要特色有:

(1)內容新穎。突破傳統量子力學習題集的內容與編排方式,完全立足於從現代物理前沿研究領域,選取熱點的、前沿的課題中的量子力學應用實例。

(2)寫作手法新穎。把前沿課題中涉及的問題,細緻解剖,由淺至深分解,抽取齣若乾個可解的問題,逐漸引導到關鍵難點。

(3)科研入門指南。yinling讀者從課堂的教學內容齣發,逐步理解和處理科研前沿中的實際問題,填補課程學習與科學研究之間的空隙,幫助讀者實現從“學生”到“科研人員”的華麗轉身。


內容簡介

現代物理齣現瞭許多全新的學科,包括粒子物理、核物理、激光、凝聚態以及量子信息科學,它們都離不開量子力學的應用。本書不是一本普通的量子力學習題集,與傳統的、市麵上多見的量子力學習題集不同,本書的編寫接近以一種新的理念為指導。本書探討瞭一係列關係到現代量子力學的實驗或理論的問題, 所有這些問題都基於實際的物理實例,即使有時把所考慮的模型的數學結構有意地簡化,也是為瞭幫助讀者更迅速地掌握物理。全書共三個部分: 靠前部分處理基本粒子、原子核和原子,第二部分處理量子糾纏和量子測量,而第三部分處理復雜係統。

作者簡介

丁亦兵,1939年生於天津,1964年畢業於北京大學物理係理論物理專門化,1978年入北京大學物理係攻讀粒子物理理論專業研究生,1981年畢業獲理學碩士學位,同年就職於中國科學技術大學研究生院,1982年任講師,1987年任副教授,1992年起至今任教授、博士生導師。多年來一直從事研究生教學和基本粒子物理理論研究工作,主講高等量子力學,承擔多項國傢自然科學重點、一般基金和科學院基金的研究項目。瀋彭年,中國科學院高能物理研究所研究員。

目錄

序 概要 0.1原理 0.2 一般結果0.3 類點粒子的特殊情況;波動力學0.4角動量和自鏇 0.5精確可解的問題 0.6近似方法0.7全同粒子 0.8係統的時間演化 0.9 碰撞過程 第1部分 基本粒子、原子核和原子第 1章 中微子振蕩1.1 振蕩機製: 反應堆中微子 1.2 三類振蕩: 大氣中微子 1.3 解 1.4評注 第 2章 原子鍾 2.1基態的超精細分裂 2.2原子噴泉 2.3 GPS係統 2.4基本常數的漂移 2.5解 2.6參考文獻 第 3 章 中子乾涉測量方法 3.1中子乾涉 3.2重力效應 3.3將自鏇1/2的粒子鏇轉360° 3.4解 3.5參考文獻 第 4章 中子束流的譜學測量 4.1 拉姆齊乾涉條紋 4.2解 4.3參考文獻 第 5章 斯特恩-蓋拉赫實驗的分析5.1中子束流的製備 5.2中子的自鏇態 5.3斯特恩-蓋拉赫實驗 5.4 解 第 6章 測量電子反常磁矩 6.1電子的自鏇和動量在磁場中的進動 6.2解 第 7章 氚原子的衰變 7.1氚核衰變中的能量平衡 7.2解 7.3評注 第 8章 電子偶素的譜 8.1電子偶素的軌道態 8.2超精細分裂 8.3基態中的塞曼效應 8.4電子偶素的衰變8.5解 8.6參考文獻 第 9章 交叉場中的氫原子9.1交叉的電場和磁場中的氫原子 9.2 泡利的結果 9.3解 第 10章 物質中離子能量的損失 10.1被一個原子吸收的能量 10.2 在物質中的能量損失 10.3解 10.4評注 第2部分 量子糾纏和測量第 11章 EPR問題與貝爾不等式 11.1電子自鏇 11.2兩個自鏇之間的關聯 11.3單態中的關聯 11.4 一個簡單的隱變量模型 11.5貝爾定理和實驗結果 11.6解 11.7參考文獻 第 12章 薛定諤貓 12.1 一個諧振子的準經典態 12.2構造一個薛定諤貓態 12.3量子疊加與統計混閤對比 12.4量子疊加的脆弱性 12.5 解 12.6評注 第 13章 量子密碼學 13.1預備知識 13.2關聯的自鏇對 13.3量子密碼學程序 13.4解 第 14章 場量子化的直接觀測 14.1電磁場一種模式的量子化 14.2場與一個原子的耦閤 14.3原子與一個“空腔”的相互作用14.4原子與一個準經典態的相互作用 14.5大量的光子:阻尼和復蘇 14.6解 14.7評注 第 15章 理想量子測量 15.1預備知識:馮?諾依曼探測器15.2諧振子的相位態 15.3係統與探測器之間的相互作用 15.4一個“理想”的測量 15.5解 15.6評注 第 16章 量子擦除器 16.1磁共振 16.2拉姆齊條紋 16.3中子自鏇態的探測 16.4量子擦除 16.5解 16.6評注 第 17章 量子溫度計 17.1經典力學中的彭寜離子阱 17.2量子力學中的彭寜離子阱 17.3迴鏇與軸嚮運動的耦閤 17.4量子溫度計 17.5解 第3部分 復 雜 係 統第 18章 三體問題的精確結果 18.1兩體問題 18.2變分法 18.3三體和兩體部分的關係 18.4 三體諧振子 18.5 在誇剋模型中從介子到重子 18.6解 18.7參考文獻 第 19章 玻色-愛因斯坦凝聚的性質 19.1諧振勢阱中的粒子 19.2兩個禁閉粒子間的相互作用 19.3玻色-愛因斯坦凝聚的能量 19.4具有相互排斥作用的凝聚 19.5具有相互吸引作用的凝聚 19.6解 19.7評注 第 20章 磁激子 20.1 CsFeBr3 分子 20.2 在一個分子鏈中的自鏇-自鏇相互作用 20.3鏈的能級 20.4鏈的振動:激子 20.5解 第 21章 量子箱 21.1 一維諧振子的結果 21.2量子箱 21.3磁場中的量子箱 21.4實驗驗證 21.5量子箱的各嚮異性 21.6解 21.7評注 第 22章 彩色分子離子 22.1碳氫化閤物離子 22.2 含氮的離子 22.3解 22.4評注 第 23章 電子自鏇共振中的超精細結構 23.1與一個原子核的超精細相互作用 23.2幾個原子核情況下的超精細結構 23.3實驗結果 23.4解 第 24章 用正μ子探測物質 24.1真空中的μ子素 24.2矽中的μ子素 24.3解 第 25章 原子自錶麵的量子反射 25.1氫原子-液氦相互作用 25.2液He錶麵上的激發 25.3 在H與液He之間的量子相互作用 25.4 黏附概率 25.5解 25.6評注 第 26章 激光緻冷和陷俘 26.1靜止原子的光學布洛赫方程 26.2輻射壓力 26.3多普勒製冷 26.4偶極子力 26.5解 26.6評注 第27章 布洛赫振蕩 27.1在一個量子係統上的幺正變換 27.2在一個周期勢中的能帶結構 27.3布洛赫振蕩現象 27.4 解 27.5評注
《量子躍遷:探索微觀世界的奧秘》 本書並非一本枯燥的教科書,而是一次引人入勝的探索之旅,帶您深入量子世界的奇妙領域,揭示它如何深刻地改變瞭我們對現實的認知,並催生瞭無數現代科技的革命。我們將從最基礎的概念齣發,以清晰易懂的語言,配閤生動的圖解和貼近生活的比喻,引導讀者逐步理解那些看似違反常識的量子現象。 第一章:模糊的邊界與概率的舞蹈——量子世界的開端 想象一下,當你觀察一個粒子時,它的行為會因此發生改變?在經典物理中,物體的位置和速度是可以精確測量的,但量子世界並非如此。我們將介紹“不確定性原理”,它並非我們測量技術不夠好,而是微觀粒子本身的固有屬性。我們將探討波粒二象性,理解為何電子有時像波一樣擴散,有時又錶現齣粒子的離散性。這不僅僅是理論的推演,更是對我們直觀感受的挑戰,揭示瞭微觀世界的概率性本質。我們將看到,量子力學的核心不在於“確定”,而在於“可能性”。 第二章:幽靈般的連接——量子糾纏的奇跡 愛因斯坦曾將其稱為“幽靈般的超距作用”,量子糾纏是量子力學中最令人著迷也最令人睏惑的現象之一。我們將深入剖析糾纏態,理解兩個或多個粒子如何能夠瞬間建立起一種超越時空的聯係,無論它們相距多遠,對一個粒子的測量都會立即影響到另一個粒子的狀態。我們將討論這種現象在通信和計算領域的巨大潛力,為量子互聯網和量子加密等前沿科技奠定基礎。這不僅僅是科學傢的理論遊戲,更是理解宇宙基本連接方式的窗口。 第三章:疊加態的奇遇——量子比特的可能性 與經典計算機中隻能錶示0或1的比特不同,量子比特(qubit)可以同時處於0和1的疊加態。這將極大地拓展計算能力,為解決目前經典計算機無法企及的復雜問題提供可能。我們將解釋量子疊加的原理,並通過形象的比喻,如同時處於“開”與“關”兩種狀態的開關,幫助讀者理解其強大之處。我們將探討量子疊加如何為量子計算的飛躍鋪平道路,讓曾經隻存在於科幻小說中的計算能力成為現實。 第四章:超越經典——量子隧穿與量子隧穿效應 設想一顆球無法越過一堵牆,但在量子世界,粒子卻有可能“穿牆而過”。我們將介紹量子隧穿效應,解釋粒子為何能夠剋服經典的能量障礙,齣現在理論上無法到達的區域。我們將通過掃描隧道顯微鏡(STM)等實際應用的例子,展示量子隧穿如何成為理解某些物理和化學過程的關鍵,並為納米技術的發展提供瞭重要的理論支撐。 第五章:量子的和諧——原子、分子與光的交互 量子力學是理解原子、分子以及它們與光相互作用的基石。我們將解釋電子如何以特定的能級分布在原子核周圍,以及這些能級躍遷如何導緻原子發射或吸收特定頻率的光,這正是光譜學的原理。我們將探討量子化學如何解釋化學鍵的形成,以及分子如何形成復雜而有序的結構。從激光的誕生到核磁共振成像(MRI)的原理,量子理論在材料科學、醫學成像等領域的應用將一一呈現。 第六章:量子世界的應用——改變你我生活的科技 量子理論並非遙不可及的抽象概念,它的影響早已滲透到我們生活的方方麵麵。我們將詳細介紹量子理論如何驅動瞭諸如半導體技術(支撐瞭我們手中的智能手機和電腦)、激光技術(廣泛應用於通信、醫療和工業)、核磁共振成像(挽救瞭無數生命)、原子鍾(支撐瞭全球導航係統)等關鍵技術的發展。我們還將展望未來,探討量子計算、量子通信和量子傳感等正在迅速發展的領域,它們預示著一個更加智能、高效和安全的未來。 第七章:未來的展望——量子時代的曙光 量子科學與技術正以前所未有的速度發展。本書的最後一章將帶您一同展望量子時代的未來。我們將探討量子計算機的潛在突破,能夠解決目前無法想象的復雜問題,例如新藥研發、材料設計和金融建模。我們將討論量子通信的安全性,以及它如何構建一個不可被竊聽的網絡。我們還將關注量子傳感的進步,它們能夠實現前所未有的測量精度,從而推動科學研究和工業應用邁上新颱階。 《量子躍遷:探索微觀世界的奧秘》旨在為每一個好奇的讀者打開一扇通往量子世界的大門。我們相信,理解量子力學,不僅是對科學知識的渴求,更是對我們自身所處宇宙更深層次的認識。這本書將激發您的想象力,挑戰您的認知,並讓您驚嘆於微觀世界中蘊藏的無限可能。

用戶評價

評分

作為一名在物理領域摸索前進的學習者,我深知量子力學理論的復雜性與精妙性。《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,在我眼中,是一本極具潛力的學習助手。我關注它是否能夠為我梳理清楚量子力學的兩大基本錶述形式:薛定諤繪景和海森堡繪景,以及它們之間的聯係和區彆。我期待書中能夠提供一些題目,幫助我理解如何在這兩種框架下進行計算和分析。此外,對於諧振子、氫原子這類量子力學中的“典範”問題,我希望書中的題目能夠帶我深入理解其求解過程,例如利用産生湮滅算符求解諧振子,或者利用球坐標和分離變量法求解氫原子。在現代物理應用方麵,我希望這本書能夠幫助我理解量子力學在激光原理、半導體器件(如PN結)、核磁共振成像、以及量子密碼學中的具體體現。我期待看到一些題目,能夠將抽象的量子態、概率幅與實際的物理設備和現象聯係起來。而“題解”的部分,我希望它不僅僅給齣答案,更能提供多角度的解題思路,例如,是否存在簡化的方法?不同的近似方法分彆適用於什麼情況?這些都是我非常看重的。

評分

這本《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》真是一本厚重且充滿挑戰的書。我拿到它的時候,就被它沉甸甸的質感和那簡潔有力的書名所吸引。作為一名對物理學有著濃厚興趣的愛好者,我一直對量子世界的奇妙充滿好奇,但同時也深知其理論的抽象和數學的嚴謹。這本書的齣現,在我看來,恰好填補瞭許多人從宏觀經典世界跳躍到微觀量子世界時的鴻溝。它的“題解”二字,尤其吸引我,因為理論的學習往往伴隨著大量習題的睏擾,而一個好的題解,不僅能幫助我們掌握知識點,更能深入理解解題思路和技巧。我非常期待通過這本書,能夠係統地梳理量子力學的基本概念,例如波粒二象性、量子疊加、量子糾纏等等,並嘗試去理解它們如何在各種現代物理現象中得到體現,比如激光、半導體、核能,甚至是量子計算的初步構想。我希望這本書的題目不僅僅是公式的堆砌,而是能夠引導我思考物理圖像,建立直觀的理解,並最終能夠獨立解決類似的問題。我也會關注書中對於不同解題方法的比較和分析,這對於提高我的解題效率和準確性至關重要。總而言之,我對這本書的期待很高,希望能它能成為我學習量子力學道路上的良師益友。

評分

在我看來,《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,是對我們這些想要深入理解量子世界的人的福音。它不僅僅是一本講解理論的書,更是一本引導我們思考和實踐的工具書。我迫切希望書中能有關於微擾理論的詳細題目和解答,因為在現實世界中,很多量子係統都不是完美的,微擾理論是處理這些復雜情況的利器。例如,一個關於求解被外場輕微擾動的原子能級移動的題目,這能讓我體會到近似方法的強大。同時,我也期待書中能夠涉及量子統計力學,例如如何理解玻色-愛因斯坦凝聚,以及它們在冷原子物理研究中的重要性。在現代物理應用方麵,我希望看到量子力學如何解釋核物理中的現象,比如放射性衰變,以及它在天體物理學中的角色,比如理解黑洞的某些性質。而“題解”部分,我期望它能幫助我理解一些容易齣錯的地方,指齣常見的解題陷阱,並且提供一些優化解題效率的技巧。

評分

在我看來,《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,是對那些渴望將抽象理論轉化為具體理解的學習者的最佳選擇。我迫切希望書中能夠包含一些關於多體問題的題目,比如如何近似處理許多粒子相互作用的係統,這在凝聚態物理和核物理中都非常重要。例如,一個關於裏德伯原子或類似問題的題目,將非常有啓發性。同時,我也希望書中能夠涉及量子力學在光學領域的應用,比如對光子的量化描述,以及它在激光器原理中的作用。在更廣泛的現代物理應用中,我希望這本書能夠展示量子力學如何解釋宇宙的起源和演化,以及它在量子傳感和精密測量中的應用。而“題解”部分,我期望它能夠提供清晰的邏輯推理,詳細的數學推導,以及對每個關鍵步驟的解釋,幫助我理解每一個環節的物理意義。

評分

作為一名對科學前沿充滿好奇的讀者,量子力學無疑是吸引我目光的焦點。《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,在我看來,是一扇通往更深層次理解的大門。我非常期待書中能夠涵蓋對散射理論的深入探討,例如計算粒子在勢場中的散射截麵,這對於理解粒子探測和相互作用至關重要。同時,我也希望書中能夠觸及量子力學在化學領域的應用,比如理解化學鍵的形成和分子的光譜性質。在現代物理應用方麵,我希望這本書能展示量子力學如何解釋天文學中的一些現象,比如恒星的光譜和演化,以及它在生物物理學中的潛力,例如理解DNA的結構和功能。而“題解”部分,我寄予厚望,希望它能夠提供豐富的解題策略,例如如何利用對稱性簡化問題,如何選取閤適的坐標係,以及在近似計算中如何評估誤差。

評分

我一直認為,學習物理,尤其是量子力學這樣一門顛覆我們日常直覺的學科,離不開大量的練習和深入的思考。《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,以其“題解”的定位,在我看來,是對傳統教學模式的一種有力補充。我期望它能涵蓋量子力學最核心的幾個方麵:薛定諤方程及其各種形式(時間無關、時間依賴)、算符的代數方法(如角動量算符)、微擾理論以及散射理論等。對於每一個知識點,我希望書中的習題都能設計得恰到好處,既有基礎的計算和概念檢驗,也有能夠激發深入思考的難題。例如,在學習瞭全同粒子和泡利不相容原理之後,我期待書中能有關於多電子原子體係(如氦原子)的基態能量計算或者激發態的題目,這能讓我更深刻地理解量子統計的獨特性。而在現代物理應用方麵,我尤其關注書中是否有關於量子隧道效應、費米-狄拉剋統計、玻色-愛因斯坦統計,以及與量子光學相關的拋體算符的應用。我對書中題解的詳細程度有著很高的期望,我希望它能教會我如何一步一步地分析問題,如何選取閤適的數學工具,以及如何從解題過程中提煉齣更普適的物理思想。

評分

翻開《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》,我首先感受到的是一種嚴謹而又不失深度的學術氛圍。書中的題目設計,在我看來,是經過深思熟慮的,它們不僅僅是教材的附庸,更是對核心概念的深入挖掘和巧妙應用。我特彆關注書中對於波函數演化、算符的性質、能量本徵態以及不確定性原理等基本概念的題目設計,相信這些題目能幫助我更紮實地掌握量子力學的基石。同時,我也很期待書中涉及到的更廣泛的現代物理應用,比如原子光譜、分子結構、固體物理中的電子行為,甚至是最前沿的量子信息科學。書中對於這些應用的題目,我希望能夠看到如何將抽象的量子力學理論轉化為具體的物理圖像和可觀測的現象。例如,一個關於玻爾模型或氫原子光譜的題目,我想它不僅僅是套用公式,更應該引導我去理解量子數、能級躍遷以及譜綫形成背後的量子機製。又或者,在固體物理部分,一個關於能帶理論的題目,我期望它能讓我理解電子在晶體中的運動如何受到周期性勢場的影響,並最終解釋導電、絕緣等性質的産生。這本書的“題解”部分,我更是寄予厚望,希望它能夠提供清晰的解題步驟、詳細的推導過程,以及對關鍵概念的深入解釋,幫助我理解“為什麼”這麼解,而不僅僅是“怎麼”解。

評分

我對《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書的最大期待,在於它能否幫助我建立起量子力學與實際應用之間的橋梁。我希望書中能夠有關於量子糾纏的題目,並解釋其在量子通信和量子計算中的核心作用,這絕對是當前最熱門的研究領域之一。例如,一個關於貝爾不等式的題目,並探討其違反的物理意義,這將是令人興奮的。此外,我也希望書中能夠涉及量子諧振子的應用,比如在分子振動的研究中,理解不同振動模式的能量量子化。在更廣泛的現代物理應用中,我希望這本書能引導我理解量子力學在粒子物理學中的地位,例如對基本粒子的質量和相互作用的解釋,以及它在凝聚態物理中如何解釋材料的各種奇特性質。而“題解”部分,我希望它能夠像一位經驗豐富的導師,不僅給齣解決問題的步驟,更能解析背後的物理原理,幫助我理解為什麼這樣做是正確的,以及這種方法的可推廣性。

評分

每當提到量子力學,我腦海中總會浮現齣那些反直覺卻又被實驗反復驗證的奇特現象。《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,從書名上就傳遞齣一種“實踐齣真知”的信號,這正是我的學習需求。我希望書中能夠包含關於量子隧穿效應的題目,比如計算粒子穿過勢壘的概率,這對於理解半導體中的某些電流機製至關重要。同時,我也期待書中能夠涉及自鏇的量子力學描述,例如對電子自鏇的疊加態進行分析,並理解其在磁共振成像等技術中的應用。在更廣闊的現代物理領域,我希望這本書能展示量子力學如何解釋恒星的能量來源(核聚變),以及它在材料科學中的重要作用,例如理解超導現象的微觀機製。對於“題解”部分,我最看重的是其清晰度和邏輯性。我希望每一個步驟都能有明確的物理意義解釋,而不是枯燥的數學推演。如果能提供一些不同方法解決同一問題的對比,那就更完美瞭,這有助於我拓寬解題思路。

評分

對於《量子力學題解:量子理論在現代物理中的應用》這本書,我的期待是它能夠幫助我深入理解量子世界的“反常”之處,並將其與現代科學的輝煌成就聯係起來。我希望書中能夠有關於量子躍遷和輻射發射/吸收的題目,這對於理解原子和分子的光譜以及激光技術至關重要。例如,一個關於自發輻射和受激輻射率的計算,將非常有價值。同時,我也期望書中能夠觸及量子力學在量子生物學中的應用,例如探索量子效應在光閤作用或酶催化中的作用。在更廣泛的現代物理應用中,我希望這本書能夠展示量子力學如何解釋高溫超導等復雜現象,以及它在量子霍爾效應等領域的重要作用。而“題解”部分,我最看重的是其引導性,我希望它能教會我如何獨立思考,如何從看似復雜的題目中剝離齣核心問題,並找到最優的解題路徑。

評分

書是好書,題目是偏難的,適閤提高用

評分

非常好(?▽?)很很很好就是好啊

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