量子力學數理基礎進展

量子力學數理基礎進展

量子力學創始人之一Dirac(狄拉克)的符號法是學習量子物理的人所必須習慣的“語言”,它對物理本質的深刻反映在某種程度上超越了時代,它的內涵與美仍然需要進一步的認知. 一如狄拉克本人所言,“符號法……在將來當它變得更為人們所了解,而且它本身的特殊數學得到發展時,它將更多地被人們所採用.”本書提出有序算符內的積分技術,實現了將NewtonLeibniz(牛頓萊布尼茲)積分直接用於由狄拉克符號組成的算符以達到發展量子論之數理基礎的目的,為量子力學開闢了一個嶄新的研究方向,增添了新篇章,不但進一步揭示了Dirac符號法的科學美,而且開拓了連續變數糾纏態表象在多個物理領域的新套用,人們對狄拉克符號的認識將“更上一層樓”,達到既知其然又知其所以然的新境界.

基本介紹

  • 書名:量子力學數理基礎進展
  • 作者:范洪義 唐緒兵
  • ISBN:978-7-312-02173-2
  • 定價:39.00元
  • 出版社:中國科學技術大學出版社
  • 出版時間:2008.11
  • 裝幀:平裝
  • 開本:16
  • 叢書名稱:中國科學技術大學精品教材
內容簡介,前言,目錄,

內容簡介

量子力學創始人之一Dirac(狄拉克)的符號法是學習量子物理的人所必須習慣的“語言”,它對物理本質的深刻反映在某種程度上超越了時代,它的內涵與美仍然需要進一步的認知。一如狄拉克本人所言,“符號法……在將來當它變得更為人們所了解,而且它本身的特殊數學得到發展時,它將更多地被人們所採用。”本書提出有序算符內的積分技術,實現了將Newton—Leibniz(牛頓-萊布尼茲)積分直接用於由狄拉克符號組成的算符以達到發展量子論之數理基礎的目的,為量子力學開闢了一個嶄新的研究方向,增添了新篇章,不但進一步揭示了Dixac符號法的科學美,而且開拓了連續變數糾纏態表象在多個物理領域的新套用,人們對狄拉克符號的認識將“更上一層樓”,達到既知其然又知其所以然的新境界。
Einstein(愛因斯坦)堅持下面的觀點:“創造者只能記得最簡單的解決辦法,並堅持這種簡單化同樣應該使世界變成可知的世界。”符號法結合我們的新技術和新表象簡化了很多物理問題。本書適合物理系本科生與研究生學習,也值得理論物理學工作者參考與借鑑,極大地提高他們對量子理論的鑑賞能力和科研能力。

前言

2008年是中國科學技術大學建校五十周年.為了反映五十年來辦學理念和特色,集中展示教材建設的成果,學校決定組織編寫出版代表中國科學技術大學教學水平的精品教材系列.在各方的共同努力下,共組織選題281種,經過多輪、嚴格的評審,最後確定50種入選精品教材系列.
1958年學校成立之時,教員大部分都來自中國科學院的各個研究所.作為各個研究所的科研人員,他們到學校後保持了教學的同時又作研究的傳統.同時,根據“全院辦校,所繫結合”的原則,科學院各個研究所在科研第一線工作的傑出科學家也參與學校的教學,為本科生授課,將最新的科研成果融入到教學中.五十年來,外界環境和內在條件都發生了很大變化,但學校以教學為主、教學與科研相結合的方針沒有變.正因為堅持了科學與技術相結合、理論與實踐相結合、教學與科研相結合的方針,並形成了優良的傳統,才培養出了一批又一批高質量的人才.
學校非常重視基礎課和專業基礎課教學的傳統,也是她特別成功的原因之一.當今社會,科技發展突飛猛進、科技成果日新月異,沒有紮實的基礎知識,很難在科學技術研究中作出重大貢獻.建校之初,華羅庚、吳有訓、嚴濟慈等老一輩科學家、教育家就身體力行,親自為本科生講授基礎課.他們以淵博的學識、精湛的講課藝術、高尚的師德,帶出一批又一批傑出的年輕教員,培養了一屆又一屆優秀學生.這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎課或專業基礎課的教材,其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學家、教育家的教誨和影響,因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學理念與科學探索精神.
改革開放之初,學校最先選派青年骨幹教師赴西方國家交流、學習,他們在帶回先進科學技術的同時,也把西方先進的教育理念、教學方法、教學內容等帶回到中國科學技術大學,並以極大的熱情進行教學實踐,使“科學與技術相結合、理論與實踐相結合、教學與科研相結合”的方針得到進一步深化,取得了非常好的效果,培養的學生得到全社會的認可.這些教學改革影響深遠,直到今天仍然受到學生的歡迎,並輻射到其他高校.在入選的精品教材中,這種理念與嘗試也都有充分的體現.
中國科學技術大學自建校以來就形成的又一傳統是根據學生的特點,用創新的精神編寫教材.五十年來,進入我校學習的都是基礎紮實、學業優秀、求知慾強、勇於探索和追求的學生,針對他們的具體情況編寫教材,才能更加有利於培養他們的創新精神.教師們堅持教學與科研的結合,根據自己的科研體會,將基礎知識與最新發展結合,課堂教學與課外實踐結合,精心組織材料、認真編寫教材,使學生在掌握紮實的理論基礎的同時,了解最新的研究方法,掌握實際套用的技術.
這次入選的50種精品教材,既是教學一線教師長期教學積累的成果,也是學校五十年教學傳統的體現,反映了中國科學技術大學的教學理念、教學特色和教學改革成果.該系列精品教材的出版,既是向學校五十周年校慶的獻禮,也是對那些在學校發展歷史中留下寶貴財富的老一代科學家、教育家的最好紀念.
2008年8月

目錄

總序
前言
第1章 有序算符內積分技術及表象完備性的再思考
1.1 Dirac的期望
1.2 坐標、動量表象和粒子數表象
1.3 有序算符內積分技術
1.4 量子力學坐標、動量表象和相干態表象完備式的純Gauss型積分形式
1.5 量子力學Weyl對應原理的正規乘積展開形式
1.6 量子力學三體糾纏態表象的構造
1.7 量子力學多體糾纏態表象的構造
1.8 三模相干—糾纏態表象及其套用
1.8.1 三模相干—糾纏態表象
1.8.2 |βγχ>態的產生
1.8.3 基於|βγχ>態的Wigner算符構造
1.9 多粒子相干一糾纏態及其製備
第2章 算符Fredholm積分方程的構建及其解
2.1 雙變數Hermite多項式及其性質
2.2 雙變數Hermite多項式Hm,n的物理解釋
2.2.1 Hm,n物理解釋(一)——受迫的量子諧振子的時間演化算符的躍遷振幅
2.2.2 Hm,n物理解釋(二)——複分數傅氏變換的本徵函式
2.2.3 Hm,n物理解釋(三)——梯度介質中電磁波傳播的本徵模
2.3 算符Fredholm方程及其解——單變數Htermite多項式情形
2.4 Weyl對應的算符Fredholm方程及其解——雙變數Herlmite多項式情形
2.5 P-表示的算符Fredholm方程及其解
2.6 實參數坐標一動量中介表象及Fredholm方程
2.7 雙變數常態分配算符及其邊緣分布
2.8 用IWOP技術推導平移Fock態完備性和Laguerre(拉蓋爾)多項式的性質
第3章 IWOP技術發展表象變換理論
3.1 IWOP技術在經典變換對應到量子力學么正變換中的套用
3.2 用IWOP技術研究變質量振子的壓縮態
3.3 帶兩個獨立參量的糾纏相干態表象及其套用
3.3.1 帶兩個獨立參量的糾纏相干態表象
3.3.2 |χα>μν態的產生
3.3.3 |χα>μν態的糾纏特性
3.4 對應於四波混頻的么正壓縮算符
3.5 復參數坐標一動量中介表象與Fresnel么正變換算符
3.6 用產生算符a本徵態研究Laguerre多項式的新性質
3.6.1 Laguerre多項式及其母函式的圍道積分表述
3.6.2 Fock空間代數方法推導L (m-n)/m(|z|2)的若干遞推公式
3.6.3 利用平移Fock態的完備性導出Laguerre多項式的正交關係
3.7 Z一變換的量子力學對應
3.8 從經典鏡像變換到量子態鏡像變換
3.9 辛變換平移小波和相應的小波變換
3.10 IWOP技術研究量子連續變數與非門
3.11 Itadamarld變換
3.12 雙模Hadamard變換
3.13 生成單模轉動-壓縮變換的緊緻指數算符
3.14 倒置諧振子的轉換矩陣元
第4章 兩體連續糾纏態表象的發現與套用
4.1 量子力學兩體連續糾纏態表象的構造
4.2 用糾纏態表象討論對雙模壓縮真空態作正交振幅分量的測量
4.3 用對相干態與糾纏態討論Fokker-Planck微分運算元的本徵解
4.4 用糾纏態表象研究傍軸光的Laguerre—Gauss光束
4.5 用糾纏態表象描述量子擺
……
第5章 中介糾纏態表象的套用
第6章 Wigner算符與Husimi算符的純態密度矩陣形式
第7章 IWOP技術推導正規乘積算符公式
第8章 Weyl編序算符內的積分技術及其套用
第9章 描寫電子在磁場中運動的糾纏態表象及套用
第10章 介觀LC電路量子化方案與糾纏態表象
第11章 不變本徵算符方法求解某些哈密頓量能譜
第12章 非對易空間量子力學初階
結語

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