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出版者:化学工业

作者:李学孟

出品人:

页数:467

译者:

出版时间:1996-1

价格:31.00元

装帧:

isbn号码:9787502515942

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• 无机物
• 化学反应

《量子物理学导论》 内容简介： 本书是一部旨在向初学者系统介绍量子物理学基本概念、理论框架及其重要应用的入门级教材。全书力求以清晰的逻辑、深入浅出的语言和丰富的实例，引领读者穿越宏观经典世界的边界，步入微观粒子世界的奇妙领域，理解那些颠覆我们直观认知的物理规律。 第一部分：量子世界的基石 本书开篇将追溯量子理论的起源，从黑体辐射的能量量子化、光电效应的光子假说，到原子光谱的不连续性，详细阐述了经典物理学在解释微观现象时遇到的困境，以及由此催生的量子概念。我们将深入探讨普朗克的量子假说，爱因斯坦关于光量子的革命性思想，以及玻尔模型如何初步解释原子能级。 接着，本书将重点介绍波粒二象性这一量子力学的核心思想。通过对电子衍射、康普顿散射等实验现象的深入剖析，读者将理解微观粒子既可以表现出波动性，又可以展现出粒子性，并且这种二象性并非简单的叠加，而是构成粒子本质的统一属性。我们将引入德布罗意的物质波概念，并通过薛定谔方程的引入，初步展现如何用波函数来描述粒子的状态。 第二部分：量子力学的核心数学框架 理解量子力学的数学语言是掌握其精髓的关键。本书将系统介绍描述量子态的狄拉克符号，如右矢、左矢和算符。我们将深入讲解量子力学中最重要的数学工具——线性代数，包括向量空间、希尔伯特空间、厄米算符、本征值和本征态的概念。读者将学习如何利用这些工具来表示量子态，如何描述物理量的测量，以及如何理解测量结果的概率性。 本书将详细讲解薛定谔方程，包括定态薛定谔方程和含时薛定谔方程。我们将通过求解一些简单但重要的势阱问题，如无限深势阱、有限深势阱和谐振子，来展示薛定谔方程的应用，并让读者深刻理解能量量子化、零点能等重要量子概念的由来。 第三部分：量子力学的核心概念与现象 本书将逐一深入探讨量子力学的核心概念。我们将详细讲解量子隧穿效应，解释粒子如何能够“穿过”经典上不可逾越的势垒，并讨论其在扫描隧道显微镜、放射性衰变等方面的应用。 然后，我们将重点介绍角动量在量子力学中的表现。通过对轨道角动量和自旋角动量的讲解，读者将理解量子角动量是量子化的，并且其取值只能是特定的离散值。我们将讨论角动量算符的对易关系，并阐述其在原子结构、化学键形成等领域的关键作用。 本书还将深入讲解量子纠缠。我们将阐释两个或多个粒子之间超越时空限制的奇特关联，即使相隔遥远，测量其中一个粒子的状态也能瞬间影响到另一个粒子的状态。我们将讨论贝尔不等式及其实验验证，揭示量子纠缠与经典物理学在定域性上的根本冲突。 第四部分：量子力学的应用与前沿 量子力学并非只存在于理论的象牙塔，它已经深刻地改变了我们的世界，并将继续引领未来的科技革命。本书将介绍量子力学的诸多实际应用。 在原子物理学领域，我们将探讨量子力学如何成功解释原子光谱，理解化学元素周期表的规律，并为现代化学的蓬勃发展奠定理论基础。 在固体物理学领域，我们将介绍能带理论，解释金属、半导体和绝缘体的电学性质差异，为晶体管、激光器等现代电子器件的诞生提供理论支撑。 本书还将展望量子信息科学的未来。我们将介绍量子计算的基本原理，如叠加态和量子纠缠如何实现超越经典计算的算力；讲解量子通信的安全性优势，特别是量子密钥分发（QKD）如何实现理论上的不可窃听。 最后，本书将简要提及量子场论、量子引力等更前沿的领域，为有志于深入探索的读者提供一个初步的认识。 目标读者： 本书适合对物理学有基本了解，希望系统学习量子物理学入门知识的大学本科生、研究生，以及对量子世界充满好奇心的业余爱好者。 本书特色： 体系完整： 从历史起源到核心概念，再到应用前沿，构建了完整的量子力学知识体系。 语言生动： 避免使用过于晦涩的专业术语，力求用直观的比喻和清晰的逻辑解释复杂的概念。 例证丰富： 穿插大量物理现象和实验的实例，帮助读者理解抽象的理论。 循序渐进： 难度逐渐递增，确保读者能够逐步掌握量子力学的核心要义。 强调理解： 注重概念的深入理解，而非单纯的公式推导，培养读者的物理直觉。 通过阅读本书，您将不仅仅是学习一套物理理论，更是一次对我们所处宇宙本质的全新探索。

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这本书的排版和插图设计给我留下了深刻的印象，它在视觉上传达信息的能力非常出色。在描述复杂的晶体结构时，作者采用了多角度的三维透视图，并巧妙地利用色彩区分不同的原子类型和配位数，这比那些二维平面投影的图示要直观太多了。特别是关于固体物理中能带理论的介绍部分，图表的清晰度和美观度达到了教科书的顶尖水平，让我这个对抽象几何图形不太敏感的人也能大致把握电子在晶格中的运动规律。另外，书籍的装帧质量也非常扎实，纸张的厚度和光泽度都很适合长时间阅读，墨水不易洇染，即使在强光下翻阅，视觉疲劳感也相对较低。总而言之，这是一本在内容深度和外在呈现上都做到精益求精的著作，阅读体验非常舒适和愉悦。

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这本书的叙述风格简直像一位经验丰富的老教授在亲自授课，严谨中带着一丝不苟的学术精神。我最欣赏的一点是，它在介绍基础概念时，从不满足于停留在表面，而是追溯到最基本的量子力学原理，比如狄拉克符号和分子轨道理论是如何应用于理解配位场和晶体场效应的。那种层层递进、逻辑严密的论证过程，让我感觉每一步推导都无懈可击。举个例子，在讲解配位化合物的磁性和颜色时，作者引用了大量的实验数据和理论计算结果进行佐证，而不是简单地给出结论，这种做法极大地增强了内容的可靠性和说服力。当然，对于初学者来说，某些章节的数学推导可能会略显吃力，需要额外的精力去消化，但这恰恰体现了它的深度——它不是一本‘快餐’式的科普读物，而是真正的专业教材，要求读者投入真正的思考。我必须承认，啃完这本书，我的理论基础得到了极大的巩固。

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我发现这本书在讲解过程中非常注重历史背景和科学发现的脉络梳理，这一点对于拓宽视野非常有帮助。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一部微型的无机化学发展史。比如，关于稀土元素的发现和应用，书中详细描述了奥尔韦斯和加多林等科学家的探索历程，以及这些元素如何一步步渗透到现代高科技产业中去，从荧光粉到强力磁铁，无不体现了人类对自然界物质的深刻洞察。这种叙事方式让原本可能显得抽象的化学原理变得鲜活起来，仿佛能看到那些伟大的化学家在实验室中进行艰苦卓 পর্বত的实验场景。此外，书中对一些经典反应的介绍也别具一格，它会对比不同学派对同一反应机理的不同解释，引导读者批判性地看待化学知识，而不是盲目接受。这种历史的纵深感，让学习过程充满了探索的乐趣。

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这本书在习题设计上展现了极高的水准，它们真正做到了理论联系实际，而且难度梯度设置得非常合理。我特别喜欢那些需要结合多个知识点才能解决的综合性问题。例如，有一道关于溶度积和酸碱平衡相互作用的计算题，它要求我同时运用沉淀溶解平衡和复杂的酸碱滴定原理，这比单独做计算题更能模拟真实实验中可能遇到的复杂情况。更值得称赞的是，书后提供的答案解析非常详尽，不仅仅给出了最终结果，还清晰地标明了每一步的理论依据和计算技巧，这对于自学者来说简直是雪中送炭。通过反复练习这些题目，我发现自己对平衡常数的敏感度大幅提高，并且学会了如何在给定的条件下，快速判断反应的优势方向。这本教材的价值，很大一部分就体现在这些高质量的配套练习上。

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这本书真是让我对化学的世界有了全新的认识，特别是它在材料科学和能源领域的应用，简直让人叹为观止。我一直以为化学就是高中课本里那些枯燥的方程式和元素周期表，但这本书完全颠覆了我的固有印象。它深入浅出地介绍了许多前沿的无机材料，比如那些用于高效太阳能电池的钙钛矿材料，以及在催化领域大放异彩的过渡金属配合物。作者的讲解非常细致，即便是复杂的晶体结构和电子结构，也能用清晰的图示和类比帮助我们理解。我特别喜欢它对“设计”新材料的阐述，那种如同建筑师般精确规划原子排列的思路，让我感受到了化学的创造力。读完之后，我感觉自己不仅掌握了基础知识，更能从一个更宏观的角度去思考如何利用无机化学原理解决现实世界中的能源和环境问题。这本书对有志于从事材料研究的本科生来说，绝对是一本不可多得的宝典，它为我们打开了一扇通往未来科技的大门。

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