《高等量子力學(第二版)》出版於2005年,其第一版於2000年推出。2001年11月經國務院學位委員會學科評議組審定,入選教育部研究生工作辦公室推薦的研究生教學用書。
基本介紹
書籍信息,內容簡介,圖書目錄,
書籍信息
作者: | 倪光炯 陳蘇卿 著 | ||
定價: | 42.00元 | 頁數: | 508頁 |
ISBN: | ISBN7-309-03836-3/O.315 | 字數: | 535千字 |
開本: | 小16 開 | 裝幀: | 平裝 |
出版日期: | 2004年1月 |
內容簡介
本書第一版於2000年推出,前後印了兩次。2001年11月經國務院學位委員會學科評議組審定,入選教育部研究生工作辦公室推薦的研究生教學用書。
全書內容共分十章,旨在反映量子力學前沿研究的新進展,強調理論聯繫實際和科學思想方法。特別是通過一系列新實驗和對6個佯謬的討論,作者闡明了量子力學隱含的對稱性,狹義相對論本質和波函式是虛擬測量機率幅等獨創性見解。在第二版中,除進一步增加關於超光速中微子方程與反引力等新的論述外,還在各章後補充了習題(附答案或提示),同時刪去了第一版中的部分內容。
本書特色明顯,行文流暢,深入淺出,嚴謹而又生動,富有啟發性,既適合於作為物理專業研究生和大學生的教材,也可供一切從事量子力學基本問題或其套用研究的科研工作者參考。
圖書目錄
第一章 量子力學的基本概念和方法
§ 1.1 自旋二態體系
1.1 A 電子的自旋
1.1 B 自旋的矩陣表示及其幾率詮釋
1.1 C Pauli 矩陣和自旋極化矢量
§ 1.2 態矢量、算符和矩陣表示
1.2 A 右態矢和左態矢
1.2 B 算符
1.2 C 基矢和矩陣表示
§ 1.3 波函式和薛丁格方程,海森堡運動方程
1.3 A 連續譜與 δ 函式
1.3 B 圖景和表象,薛丁格方程
1.3 C 時間演化算符,U矩陣
1.3 D 算符的海森堡運動方程
§ 1.4簡諧振子
1.4 A 從經典力學經過量子論到量子力學
1.4 B 產生算符和湮滅算符,N表象
1.4 C x表象中的波函式
§ 1.5 測量中的不確定關係
1.5 A 觀察量的均方差
1.5 B 不確定關係的導出
1.5 C 諧振子與不確定關係
§ 1.6 相干態和壓縮態
1.6 A 湮滅算符a的本徵態
1.6 B 相干態是最小不確定態
1.6 C 相干態從基態平移得到
1.6 D 物理學中的相干態和相位
1.6 E 相干態的運動和幾何相
1.6 F 壓縮態
§ 1.7 路徑積分和 Green 函式
1.7 A 從經典力學過渡到量子力學的3種途徑
1.7 B 費曼傳播函式和海森堡圖景中位置基矢的轉換矩陣元
1.7 C 算符排列的 Weyl 順序
1.7 D Green 函式
附錄1 A 算符代數的若干定理
附錄1 B Hilbert 空間及其表示,量子力學基本原理
習題
參考文獻
第二章 量子散射理論
§ 2.1 彈性散射的嚴格解
2.1 A LippmannˉSchwinger 方程
2.1 B Green 函式的選擇
2.1 C 嚴格的躍遷矩陣元
2.1 D Dyson 方程
2.1 E躍遷矩陣元的另一種形式
§ 2.2 Born 近似
2.2 A Born 近似的級數展開
2.2 B 湯川勢中彈性散射的一級 Born 近似
§ 2.3 分波法
2.3 A 分波展開和相移
2.3 B 截面和光學定理
2.3 C 相移的計算及其變化趨勢
§ 2.4 Levinson 定理
2.4 A 引言和數學準備
2.4 B 漸近完備性定理
2.4 C Levinson 定理的證明
2.4 D Levinson 定理新形式的證明
§ 2.5 低能中子和質子的散射,核力
2.5 A 氘核的基態性質和核力
2.5 B 慢粒子在球方勢阱中的散射
2.5 C 低能散射的有效力程理論
2.5 D 核力對自旋的依賴性
§ 2.6 演化算符和 S 矩陣
2.6 A 反應道
2.6 B 相互作用圖景
2.6 C 演化算符的微擾展開
2.6 D 波算符
2.6 E S矩陣
2.6 F 躍遷矩陣
§ 2.7 躍遷幾率和截面
2.7 A 躍遷幾率和黃金規則
2.7 B 重整碰撞的截面
2.7 C 光學定理
§ 2.8 黑核模型
習題
參考文獻
第三章 量子力學中的對稱性和角動量
§ 3.1 引言
§ 3.2 轉動態的定義和轉動算符
3.2 A 轉動態的定義
3.2 B 算符的轉動
3.2 C 態的無限小轉動
3.2 D 態的有限轉動
§ 3.3 角動量算符的一般性質
§ 3.4 兩個角動量的耦合, Clebsch-Gordan 係數
§ 3.5 轉動算符的矩陣表示, D 函式
§ 3.6 不可約張量算符, Wigner-Eckart 定理和選擇規則
3.6 A 標量算符和不可約張量算符
3.6 B Wigner-Eckart 定理
3.6 C 選擇規則
§ 3.7 對稱性和守恆律
3.7 A 可觀察量和不可觀察量
3.7 B 空間的均勻性及動量守恆
3.7 C 時間的均勻性與能量守恆
§ 3.8 空間反演和宇稱
3.8 A 量子態和算符的宇稱
3.8 B 宇稱守恆定律
3.8 C 宇稱不守恆的發現
§ 3.9 時間反演對稱性
3.9 A 時間反演算符
3.9 B 時間反演對稱性帶來的後果
3.9 C 關於時間反演不守恆的一點評註
習題
參考文獻
第四章 電磁場的量子化及其與荷電粒子的相互作用
§ 4.1 電磁場的庫侖規範,荷電粒子和電磁場的總哈密頓量
4.1 A 麥克斯韋方程和四維勢
4.1 B 電磁場的哈密頓量,庫侖規範
4.1 C 最小電磁相互作用原理
§ 4.2 自由電磁場的平面波解和量子化
4.2 A Fourier 分解和輻射振子
4.2 B 輻射振子的量子化
4.2 C黑體輻射的普朗克公式
§ 4.3 自由電磁場的球面波解和量子化
4.3 A 矢量球諧函式
4.3 B 電多極場( TM 波)和磁多極場( TE 波)
4.3 C 矢勢的多極場展開和量子化
§ 4.4 電磁多極輻射的躍遷幾率
4.4 A 荷電粒子體系與電磁場的耦合
4.4 B 放單光子的躍遷幾率
4.4 C 電磁多極躍遷矩陣元和躍遷幾率
§ 4.5 電磁躍遷幾率的數量級估計和選擇規則
4.5 A 電磁躍遷幾率相對大小的定性估計
4.5 B 電磁躍遷的選擇規則
§ 4.6 Casimir 效應
4.6 A 電磁場零點能與 Casimir 能量
4.6 B Plana 求和公式
4.6 C 三維空間電磁場的 Casimir 效應
習題
參考文獻
第五章 密度矩陣與量子統計
§ 5.1 密度算符和系綜
5.1 A 極化束流與非極化束流
5.1 B 系綜平均和密度算符
5.1 C 密度矩陣的性質
5.1 D 二態體系的密度矩陣與極化
§ 5.2 密度矩陣的運動方程
§ 5.3 極化和散射
5.3 A 散射的S矩陣依賴於自旋的情形
5.3 B 極化束流引起散射的左右不對稱性
§ 5.4 量子統計學簡介
5.4 A 密度矩陣與熵
5.4 B 配分函式,電子的順磁性
5.4 C 巨正則系綜,電子的反磁性
習題
參考文獻
第六章 量子力學中的相位
§ 6.1 電磁勢和規範變換
§ 6.2 Aharonov-Bohm 效應和磁通量量子化
6.2 A Aharonov-Bohm 效應及其含義
6.2 B 超導環中的磁通量量子化
§ 6.3 絕熱近似與 Berry 相因子
6.3 A 絕熱近似
6.3 B Berry 的發現
6.3 C 再論 Aharonov-Bohm 效應
§ 6.4 二態體系中的幾何相問題
6.4 A 動力學相和幾何相
6.4 B 演化算符的么正矩陣法
6.4 C 用密度矩陣法算幾何相,纖維叢和聯絡
6.4 D 二態體系與受力諧振子相干態在幾何相上的比較
習題
參考文獻
第七章 電子在磁場中的運動
§ 7.1 Landau 能級和簡併度
7.1 A Landau 規範下的解
7.1 B Landau 能級的簡併度
7.1 C 對稱規範下的解
§ 7.2 量子 Hall 效應簡介
7.2 A 經典 Hall 效應
7.2 B 量子力學的計算
7.2 C 量子 Hall 效應的實驗發現
7.2 D 整數量子 Hall 效應的解釋
7.2 E 分數量子 Hall 效應的解釋
§ 7.3 二維分數統計簡介
7.3 A 引言, Wilczek 模型
7.3 B 任意子氣體的第二維里係數
7.3 C 分數統計的拓撲學特點
7.3 D 分數統計與 Chern-Simons 規範場
§ 7.4 複合玻色子和複合費米子
7.4 A 量子 Hall 效應的 CSLG 理論
7.4 B FQHE 中的元激發具有分數電荷和分數統計性質
7.4 C FQHE 的複合費米子理論
§ 7.5 FQHE 中分數電荷的實驗發現
習題
參考文獻
第八章 量子多體問題方法及其套用
§ 8.1 二次量子化方法
8.1 A 二次量子化,玻色子和費米子
8.1 B 量子光學中的 Jaynes-Cummings 模型
§ 8.2 二次量子化後的哈密頓量
8.2 A 場算符,一粒子態和多粒子態
8.2 B 自由哈密頓和相互作用哈密頓
8.2 C Fock 空間算符隨時間的演化和運動方程
§ 8.3 玻色愛因斯坦凝結
8.3 A 玻色愛因斯坦凝結( BEC )的條件
8.3 B 氣態 BEC 的實驗發現
§ 8.4 液氦的超流理論
8.4 A Bogoliubov 的正則變換
8.4 B Landau 超流理論
§ 8.5 超導的 BCS 理論
8.5 A 電子聲子相互作用和 Cooper 對的概念
8.5 B 費米子的正則變換
8.5 C 超導基態,能隙和超導臨界溫度
附錄8 A 實時 Green 函式方法
附錄8 B Josephson 效應
習題
參考文獻
第九章 相對論性量子力學
§ 9.1 相對論性波動方程
9.1 A Klein-Gordon 方程
9.1 B Dirac 方程及其平面波解
9.1 C Dirac 粒子的自旋
§ 9.2 K-G 方程與電磁場的耦合
§ 9.3 電磁場中的電子
9.3 A Pauli 方程和電子的自旋磁矩
9.3 B 自旋軌道耦合與類氫原子能級的精細結構
9.3 C 庫侖場中 Dirac 方程的嚴格解
§ 9.4 Klein 佯謬和反粒子
9.4 A 勢阱為何關不住粒子?
9.4 B K-G 方程的分解形式, Klein 佯謬的解釋
§ 9.5 關於狹義相對論的本質
9.5 A Einstein-Podolsky-Rosen 佯謬和反粒子
9.5 B CPT定理實際上已變為一個基本假設
9.5 C 狹義相對論效應即隱藏反粒子場的效應
9.5 D 相對論性多粒子體系定態薛丁格方程,重夸克偶素
§ 9.6 氫原子基態附近能級的研究
9.6 A 氫原子基態附近能級概況,超精細結構
9.6 B 萊姆移位的定性解釋—輻射修正
附錄 9 A 萊姆移位的一種半定量計算方法
附錄 9 B 中微子是超光速粒子嗎?
附錄 9 C反引力和宇宙學
習題
參考文獻
第十章 從實驗看量子力學基本解釋
§ 10.1 波粒二重性,互補原理和測不準關係
10.1 A 光的雙縫干涉實驗
10.1 B 費曼“追蹤電子”的雙縫干涉實驗
10.1 C 原子干涉儀中的“ Which Way ”實驗
§ 10.2 Einstein-Podolsky-Rosen 佯謬及其實驗檢驗
10.2 A EPR 佯謬與非定域糾纏態
10.2 B Bell 不等式及其實驗檢驗
10.2 C 雙光子的非經典干涉效應與 Franson 型實驗中的長程關聯
10.2 D 對K0K0體系做的 EPR 實驗
§ 10.3 量子理論和物理實在
10.3 A Einstein-Pauli-Yukawa 佯謬
10.3 B 測量的本質
10.3 C 量子態和波函式
10.3 D 個體與環境的對立統一
10.3 E 自在之物和為我之物
附錄10A 量子態隱形傳輸
附錄10B 薛丁格貓態及其消相干的實驗研究
習題
參考文獻
附錄 關於物理量單位制
習題答案、提示或附註
§ 1.1 自旋二態體系
1.1 A 電子的自旋
1.1 B 自旋的矩陣表示及其幾率詮釋
1.1 C Pauli 矩陣和自旋極化矢量
§ 1.2 態矢量、算符和矩陣表示
1.2 A 右態矢和左態矢
1.2 B 算符
1.2 C 基矢和矩陣表示
§ 1.3 波函式和薛丁格方程,海森堡運動方程
1.3 A 連續譜與 δ 函式
1.3 B 圖景和表象,薛丁格方程
1.3 C 時間演化算符,U矩陣
1.3 D 算符的海森堡運動方程
§ 1.4簡諧振子
1.4 A 從經典力學經過量子論到量子力學
1.4 B 產生算符和湮滅算符,N表象
1.4 C x表象中的波函式
§ 1.5 測量中的不確定關係
1.5 A 觀察量的均方差
1.5 B 不確定關係的導出
1.5 C 諧振子與不確定關係
§ 1.6 相干態和壓縮態
1.6 A 湮滅算符a的本徵態
1.6 B 相干態是最小不確定態
1.6 C 相干態從基態平移得到
1.6 D 物理學中的相干態和相位
1.6 E 相干態的運動和幾何相
1.6 F 壓縮態
§ 1.7 路徑積分和 Green 函式
1.7 A 從經典力學過渡到量子力學的3種途徑
1.7 B 費曼傳播函式和海森堡圖景中位置基矢的轉換矩陣元
1.7 C 算符排列的 Weyl 順序
1.7 D Green 函式
附錄1 A 算符代數的若干定理
附錄1 B Hilbert 空間及其表示,量子力學基本原理
習題
參考文獻
第二章 量子散射理論
§ 2.1 彈性散射的嚴格解
2.1 A LippmannˉSchwinger 方程
2.1 B Green 函式的選擇
2.1 C 嚴格的躍遷矩陣元
2.1 D Dyson 方程
2.1 E躍遷矩陣元的另一種形式
§ 2.2 Born 近似
2.2 A Born 近似的級數展開
2.2 B 湯川勢中彈性散射的一級 Born 近似
§ 2.3 分波法
2.3 A 分波展開和相移
2.3 B 截面和光學定理
2.3 C 相移的計算及其變化趨勢
§ 2.4 Levinson 定理
2.4 A 引言和數學準備
2.4 B 漸近完備性定理
2.4 C Levinson 定理的證明
2.4 D Levinson 定理新形式的證明
§ 2.5 低能中子和質子的散射,核力
2.5 A 氘核的基態性質和核力
2.5 B 慢粒子在球方勢阱中的散射
2.5 C 低能散射的有效力程理論
2.5 D 核力對自旋的依賴性
§ 2.6 演化算符和 S 矩陣
2.6 A 反應道
2.6 B 相互作用圖景
2.6 C 演化算符的微擾展開
2.6 D 波算符
2.6 E S矩陣
2.6 F 躍遷矩陣
§ 2.7 躍遷幾率和截面
2.7 A 躍遷幾率和黃金規則
2.7 B 重整碰撞的截面
2.7 C 光學定理
§ 2.8 黑核模型
習題
參考文獻
第三章 量子力學中的對稱性和角動量
§ 3.1 引言
§ 3.2 轉動態的定義和轉動算符
3.2 A 轉動態的定義
3.2 B 算符的轉動
3.2 C 態的無限小轉動
3.2 D 態的有限轉動
§ 3.3 角動量算符的一般性質
§ 3.4 兩個角動量的耦合, Clebsch-Gordan 係數
§ 3.5 轉動算符的矩陣表示, D 函式
§ 3.6 不可約張量算符, Wigner-Eckart 定理和選擇規則
3.6 A 標量算符和不可約張量算符
3.6 B Wigner-Eckart 定理
3.6 C 選擇規則
§ 3.7 對稱性和守恆律
3.7 A 可觀察量和不可觀察量
3.7 B 空間的均勻性及動量守恆
3.7 C 時間的均勻性與能量守恆
§ 3.8 空間反演和宇稱
3.8 A 量子態和算符的宇稱
3.8 B 宇稱守恆定律
3.8 C 宇稱不守恆的發現
§ 3.9 時間反演對稱性
3.9 A 時間反演算符
3.9 B 時間反演對稱性帶來的後果
3.9 C 關於時間反演不守恆的一點評註
習題
參考文獻
第四章 電磁場的量子化及其與荷電粒子的相互作用
§ 4.1 電磁場的庫侖規範,荷電粒子和電磁場的總哈密頓量
4.1 A 麥克斯韋方程和四維勢
4.1 B 電磁場的哈密頓量,庫侖規範
4.1 C 最小電磁相互作用原理
§ 4.2 自由電磁場的平面波解和量子化
4.2 A Fourier 分解和輻射振子
4.2 B 輻射振子的量子化
4.2 C黑體輻射的普朗克公式
§ 4.3 自由電磁場的球面波解和量子化
4.3 A 矢量球諧函式
4.3 B 電多極場( TM 波)和磁多極場( TE 波)
4.3 C 矢勢的多極場展開和量子化
§ 4.4 電磁多極輻射的躍遷幾率
4.4 A 荷電粒子體系與電磁場的耦合
4.4 B 放單光子的躍遷幾率
4.4 C 電磁多極躍遷矩陣元和躍遷幾率
§ 4.5 電磁躍遷幾率的數量級估計和選擇規則
4.5 A 電磁躍遷幾率相對大小的定性估計
4.5 B 電磁躍遷的選擇規則
§ 4.6 Casimir 效應
4.6 A 電磁場零點能與 Casimir 能量
4.6 B Plana 求和公式
4.6 C 三維空間電磁場的 Casimir 效應
習題
參考文獻
第五章 密度矩陣與量子統計
§ 5.1 密度算符和系綜
5.1 A 極化束流與非極化束流
5.1 B 系綜平均和密度算符
5.1 C 密度矩陣的性質
5.1 D 二態體系的密度矩陣與極化
§ 5.2 密度矩陣的運動方程
§ 5.3 極化和散射
5.3 A 散射的S矩陣依賴於自旋的情形
5.3 B 極化束流引起散射的左右不對稱性
§ 5.4 量子統計學簡介
5.4 A 密度矩陣與熵
5.4 B 配分函式,電子的順磁性
5.4 C 巨正則系綜,電子的反磁性
習題
參考文獻
第六章 量子力學中的相位
§ 6.1 電磁勢和規範變換
§ 6.2 Aharonov-Bohm 效應和磁通量量子化
6.2 A Aharonov-Bohm 效應及其含義
6.2 B 超導環中的磁通量量子化
§ 6.3 絕熱近似與 Berry 相因子
6.3 A 絕熱近似
6.3 B Berry 的發現
6.3 C 再論 Aharonov-Bohm 效應
§ 6.4 二態體系中的幾何相問題
6.4 A 動力學相和幾何相
6.4 B 演化算符的么正矩陣法
6.4 C 用密度矩陣法算幾何相,纖維叢和聯絡
6.4 D 二態體系與受力諧振子相干態在幾何相上的比較
習題
參考文獻
第七章 電子在磁場中的運動
§ 7.1 Landau 能級和簡併度
7.1 A Landau 規範下的解
7.1 B Landau 能級的簡併度
7.1 C 對稱規範下的解
§ 7.2 量子 Hall 效應簡介
7.2 A 經典 Hall 效應
7.2 B 量子力學的計算
7.2 C 量子 Hall 效應的實驗發現
7.2 D 整數量子 Hall 效應的解釋
7.2 E 分數量子 Hall 效應的解釋
§ 7.3 二維分數統計簡介
7.3 A 引言, Wilczek 模型
7.3 B 任意子氣體的第二維里係數
7.3 C 分數統計的拓撲學特點
7.3 D 分數統計與 Chern-Simons 規範場
§ 7.4 複合玻色子和複合費米子
7.4 A 量子 Hall 效應的 CSLG 理論
7.4 B FQHE 中的元激發具有分數電荷和分數統計性質
7.4 C FQHE 的複合費米子理論
§ 7.5 FQHE 中分數電荷的實驗發現
習題
參考文獻
第八章 量子多體問題方法及其套用
§ 8.1 二次量子化方法
8.1 A 二次量子化,玻色子和費米子
8.1 B 量子光學中的 Jaynes-Cummings 模型
§ 8.2 二次量子化後的哈密頓量
8.2 A 場算符,一粒子態和多粒子態
8.2 B 自由哈密頓和相互作用哈密頓
8.2 C Fock 空間算符隨時間的演化和運動方程
§ 8.3 玻色愛因斯坦凝結
8.3 A 玻色愛因斯坦凝結( BEC )的條件
8.3 B 氣態 BEC 的實驗發現
§ 8.4 液氦的超流理論
8.4 A Bogoliubov 的正則變換
8.4 B Landau 超流理論
§ 8.5 超導的 BCS 理論
8.5 A 電子聲子相互作用和 Cooper 對的概念
8.5 B 費米子的正則變換
8.5 C 超導基態,能隙和超導臨界溫度
附錄8 A 實時 Green 函式方法
附錄8 B Josephson 效應
習題
參考文獻
第九章 相對論性量子力學
§ 9.1 相對論性波動方程
9.1 A Klein-Gordon 方程
9.1 B Dirac 方程及其平面波解
9.1 C Dirac 粒子的自旋
§ 9.2 K-G 方程與電磁場的耦合
§ 9.3 電磁場中的電子
9.3 A Pauli 方程和電子的自旋磁矩
9.3 B 自旋軌道耦合與類氫原子能級的精細結構
9.3 C 庫侖場中 Dirac 方程的嚴格解
§ 9.4 Klein 佯謬和反粒子
9.4 A 勢阱為何關不住粒子?
9.4 B K-G 方程的分解形式, Klein 佯謬的解釋
§ 9.5 關於狹義相對論的本質
9.5 A Einstein-Podolsky-Rosen 佯謬和反粒子
9.5 B CPT定理實際上已變為一個基本假設
9.5 C 狹義相對論效應即隱藏反粒子場的效應
9.5 D 相對論性多粒子體系定態薛丁格方程,重夸克偶素
§ 9.6 氫原子基態附近能級的研究
9.6 A 氫原子基態附近能級概況,超精細結構
9.6 B 萊姆移位的定性解釋—輻射修正
附錄 9 A 萊姆移位的一種半定量計算方法
附錄 9 B 中微子是超光速粒子嗎?
附錄 9 C反引力和宇宙學
習題
參考文獻
第十章 從實驗看量子力學基本解釋
§ 10.1 波粒二重性,互補原理和測不準關係
10.1 A 光的雙縫干涉實驗
10.1 B 費曼“追蹤電子”的雙縫干涉實驗
10.1 C 原子干涉儀中的“ Which Way ”實驗
§ 10.2 Einstein-Podolsky-Rosen 佯謬及其實驗檢驗
10.2 A EPR 佯謬與非定域糾纏態
10.2 B Bell 不等式及其實驗檢驗
10.2 C 雙光子的非經典干涉效應與 Franson 型實驗中的長程關聯
10.2 D 對K0K0體系做的 EPR 實驗
§ 10.3 量子理論和物理實在
10.3 A Einstein-Pauli-Yukawa 佯謬
10.3 B 測量的本質
10.3 C 量子態和波函式
10.3 D 個體與環境的對立統一
10.3 E 自在之物和為我之物
附錄10A 量子態隱形傳輸
附錄10B 薛丁格貓態及其消相干的實驗研究
習題
參考文獻
附錄 關於物理量單位制
習題答案、提示或附註