《近代物理導論》是2024年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：近代物理導論
- 出版時間：2024年10月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030793089
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《近代物理導論》介紹了原子物理、核物理和粒子物理的一些基礎知識和物理思想及方法，並且前置數學基礎只涉及微積分和線性代數。《近代物理導論》以變換群和對稱性為視角，從**力學出發，逐步構建起描述量子系統的動力學理論，將代數方法套用於角動量和氫原子理論，並在相對論性理論框架下拓展討論自旋、原子光譜精細結構、自旋統計等的物理起源。核物理作為非相對論量子力學的套用進行介紹，涉及了費米氣模型和低能散射，而粒子物理則重點介紹相互作用的洛倫茲結構和規範對稱性的基本概念。
圖書目錄
出版說明
前言
教學使用說明
第1章 緒論/1
1.1 光：狹義相對論與 “波粒二象性”/2
1.1.1 狹義相對論/4
1.1.2 光的 “波粒二象性” 10
1.2 原子與電子/14
1.3 玻爾量子化與物質波假說/16
第1章 習題/21
第2章 力學量與變換/22
2.1 拉格朗日力學/23
2.2 哈密頓力學/28
2.3 電磁場中的粒子/32
2.4 哈密頓力學：正則變換/34
2.5 對稱性與諾特定理/40
第2章 習題/43
第3章 變換群基礎/45
3.1 從變換到群/46
3.2 SO（2）與SO（1，1）/50
3.3 李群與李代數/53
3.4 SO（3）與空間轉動/55
3.5 么正變換群 SU（2）及其與SO（3）的對應/57
第3章 習題/60
第4章 量子力學初步/62
4.1 波動力學概要/62
4.2 一維定態問題/69
4.3 希爾伯特空間/75
4.4 作用於希爾伯特空間的算符與矩陣力學/80
4.5 量子力學的基本假設/87
4.6 變換理論下的量子力學與正則量子化/92
第4章 習題/98
第5章 角動量理論/102
5.1 角動量：本徵態與本徵值/102
5.2 角動量和轉動的矩陣表示/108
5.3 再看角動量算符及其本徵態/113
5.4 兩個角動量的耦合與CG係數/117
5.5 選擇定則/122
第5章 習題/127
第6章 氫原子的動力學對稱性/129
6.1 對稱性與薛丁格方程/129
6.2 平方反比力系統的守恆量/131
6.3 SO（4）對稱性與氫原子能級/134
6.4 薛丁格方程的求解：有心力場/138
6.5 薛丁格方程的求解：徑向方程/144
6.6 原子磁偶極矩/146
6.7 對稱性與簡併/149
第6章 習題/153
第7章 自旋/154
7.1 自旋的發現/154
7.2 克萊因–戈爾登方程/156
7.3 洛倫茲群/159
7.4 SU（2）與旋量/165
7.5 狄拉克方程與自旋/169
7.5.1 自旋角動量/174
7.5.2 螺旋度/176
7.6 狄拉克方程的標準表示及非相對論極限/177
第7章 習題/184
第8章 定態微擾論與精細結構/187
8.1 定態微擾論/187
8.2 相對論動能修正/191
8.3 自旋軌道耦合/194
8.4 反常塞曼效應/197
第8章 習題/199
第9章 多電子原子/200
9.1 氦原子/200
9.2 鹼金屬原子/205
9.3 全同粒子與元素周期表/209
9.4 分子能級與分子結構/214
9.4.1 玻恩–奧本海默近似/216
9.4.2 化學鍵/216
9.4.3 分子的轉動和振動/221
9.4.4 分子光譜及其套用/223
9.5 自旋統計定理與泡利不相容原理/224
9.5.1 **場論/225
9.5.2 諧振子與占有數表象/228
9.5.3 一維陣列/233
9.5.4 連續化極限及薛丁格場論/234
9.5.5 克萊因–戈爾登場論中的粒子能量與正規序/238
9.5.6 反粒子與量子場論/241
9.5.7 狄拉克方程的解/243
9.5.8 狄拉克場的量子化與泡利不相容原理/246
第9章 習題/247
第10章 亞原子：核物理基礎/248
10.1 從原子核到中子的發現/248
10.1.1 α粒子與早期核物理/249
10.1.2 中子的發現/251
10.1.3 核結合能與核力/252
10.1.4 核子自旋/253
10.2 核模型/254
10.2.1 庫侖勢/254
10.2.2 費米氣體模型/255
10.3 放射性衰變/260
10.4 核反應與低能散射/265
10.4.1 從巨觀到微觀/266
10.4.2 散射振幅/267
10.4.3 分波法與低能散射/269
10.4.4 熱核聚變：恆星核合成/273
第10章 習題/279
第11章 亞原子：粒子物理簡介/280
11.1 量子電動力學：從**到量子/283
11.1.1 **力學中的規範對稱性/283
11.1.2 從哈密頓–雅可比理論到薛丁格方程/284
11.1.3 量子電動力學與U（1）規範對稱性/287
11.1.4 縱向極化與規範冗餘/288
11.2 高能對撞實驗與相互作用/290
11.2.1 散射截面/290
11.2.2 如何計算散射截面/291
11.2.3 e++e-→μ++μ-/297
11.3 非阿貝爾規範理論與量子色動力學/302
11.3.1 非阿貝爾規範理論 SU（N）/303
11.3.2 強相互作用與色量子數/305
11.4 弱作用與對稱性破缺：標準模型/310
11.4.1 弱相互作用/310
11.4.2 規範對稱性的自發破缺/314
11.4.3 電弱統一：標準模型/317
11.4.4 希格斯機制的檢驗/323
11.5 中微子振盪與統一理論/325
11.5.1 中微子振盪/326
11.5.2 中微子質量、馬約拉納費米子與統一理論/330
附錄A 工程物理簡介/336
A.1 工程物理/336
A.2 鏈式反應與核子彈/337
A.2.1 核結合能的釋放：裂變與聚變/337
A.2.2 核子彈的設計原則/343
A.3 氫彈：突破臨界/345
A.3.1 聚變–裂變混合裝置（一）——聚變增強型核子彈/346
A.3.2 聚變–裂變混合裝置（二）——氫彈/346
A.3.3 聚變–裂變混合裝置（三）——戰術核武器/349
A.4 核武器模擬/351
A.4.1 計算物理/351
A.4.2 Z 箍縮裝置/352
A.4.3 雷射慣性約束聚變裝置/353
A.5 核反應堆簡介/355
A.5.1 反應堆核事故/357
A.5.2 結語/358
附錄B 費曼規則/359
B.1 克萊因–戈爾登場費曼規則：*理論/359
B.2 狄拉克場費曼規則/369
B.3 量子電動力學（QED）的費曼規則/370
附錄C 數學用表/373
附錄D **力學中的波動/374
D.1 **力學系統中的例子/374
D.1.1 彈性桿的縱振動/374
D.1.2 兩端固定的繩的微小橫振動/375
D.2 達朗貝爾方程/375
後記/378
