Time-DependentDensityFunctionalTheory.- pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Marques, M. (EDT)/ Ullrich, Carsten A. (EDT)/ Nogueira, Fernando (EDT)/ Rubio, Angeles (EDT)/ Burke,

出品人:

页数:589

译者:

出版时间:

价格:842.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9783540354222

丛书系列:

图书标签:

• Time-Dependent Density Functional Theory
• TDDFT
• Quantum Chemistry
• Computational Physics
• Electronic Structure
• Molecular Dynamics
• Spectroscopy
• Materials Science
• Physics
• Chemistry

《量子力学：从基础到前沿应用》 内容提要 本书旨在全面、深入地阐述量子力学的基本原理、核心理论框架及其在现代物理学和化学中的广泛应用。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在保持理论深度的同时，兼顾概念的直观性和物理图像的构建，特别适合作为高年级本科生、研究生以及相关领域研究人员的教材或参考书。 第一部分：量子力学的基本原理与数学结构 第一章：经典物理的局限与量子化的起源 本章追溯了经典物理学在解释黑体辐射、光电效应和原子光谱等现象时遇到的危机，引入了普朗克假设和爱因斯坦的光量子概念。详细讨论了德布罗意波粒二象性，并探讨了不确定性原理的深刻内涵，为进入严格的量子力学描述做铺垫。 第二章：波函数与薛定谔方程 本章是量子力学的基石。我们首先引入波函数 $Psi(mathbf{r}, t)$ 作为描述微观粒子状态的核心概念，并解释其概率解释（玻恩诠释）。随后，详细推导和阐述了定态薛定谔方程和含时薛定谔方程。通过求解一维势阱、有限深势垒和谐振子等基本模型，展示了如何利用薛定谔方程预测量子系统的能级和行为。对归一化、正交性和完备性等基本数学性质进行了严格论证。 第三章：算符、观测与态矢量 本章深入到量子力学的数学表述——狄拉克符号（Bra-Ket Notation）。我们将物理可观测量与厄米算符联系起来，阐述了算符的本征值和本征态在量子力学中的物理意义（即可能的测量结果和测量后的状态）。详细讨论了算符的对易关系及其在确定哪些物理量可以同时精确测量的关键作用。引入了演化算符的概念，为理解时间演化打下基础。 第四章：角动量理论 角动量是描述旋转对称性的核心量子数。本章专门探讨了轨道角动量 $mathbf{L}$ 和自旋角动量 $mathbf{S}$。通过对角动量算符的对易关系进行代数处理，推导出了相应的量子化条件和施密德定理。详细分析了球谐函数作为角动量本征态的数学形式，并为处理三维问题（如氢原子）奠定了坚实的基础。 第二部分：标准模型的解耦与多体系统 第五章：中心势场问题：氢原子 本章将薛定谔方程应用于库仑势场，即解决氢原子问题。通过分离变量法，精确求解了径向方程和角向方程，导出了电子的能级公式、量子数 ($n, l, m$) 以及波函数（包括径向概率分布）。重点讨论了里德堡态和精细结构初步修正。 第六章：全同粒子与泡利不相容原理 处理包含多个粒子的系统时，区分费米子和玻色子至关重要。本章详细阐述了全同粒子系统的对称性要求，深入分析了泡利不相容原理对电子排布的决定性影响，这是理解化学键和元素周期表的关键。引入了 Slater 行列式作为构造多电子波函数的工具。 第七章：微扰理论与近似方法 在许多实际物理问题中，精确求解薛定谔方程是不可行的。本章系统介绍了处理微小扰动的两种核心方法：非简并定态微扰理论和简并定态微扰理论，计算了一阶和二阶能量修正及波函数修正。此外，还引入了含时微扰理论，用于描述系统在外部时变场作用下的跃迁过程，例如光吸收和辐射。 第八章：变分法与WKB近似 变分法作为一种强大的估算技术，用于寻找系统的基态能量的上限。本章详细介绍了变分原理的数学基础及其在分子和原子结构计算中的应用实例。WKB 近似法则在处理势垒穿透问题和渐进行为时非常有效，本章将重点展示其在半经典区域的适用性。 第三部分：高级主题与应用导论 第九章：散射理论基础 散射实验是探测微观粒子之间相互作用强度的主要手段。本章介绍散射态的波函数描述，推导出有效程近似和解析散射振幅的定义。详细讲解了利用部分波分析法计算散射截面，并引入了朗道-升格定理（Optical Theorem）等重要关系。 第十章：相对论性量子力学导论 为描述高速运动的粒子，需要将量子力学与狭义相对论结合。本章简要介绍克莱因-戈登方程的推导及其局限性，然后重点阐述了狄拉克方程的构建、自旋的自然出现以及对电荷共轭的初步讨论。 第十一章：量子场论的初步概念 本章作为连接量子力学与量子场论的桥梁，概述了将粒子视为场激发态的基本思想。讨论了二次量子化（Second Quantization）的概念，包括产生算符和湮灭算符，并展示它们如何自然地处理多粒子态的产生与湮灭，为理解粒子物理和凝聚态物理奠定概念基础。 第十二章：量子信息与计算的基石 本章探讨了量子力学的现代应用方向。着重介绍了量子比特（Qubit）的概念、量子叠加态和量子纠缠现象。阐述了基本的量子逻辑门操作，并简要介绍了量子纠错和未来量子计算的潜力。 全书特色 严格性与直观性的平衡： 在保证数学推导严谨性的同时，辅以大量的物理图像和类比，帮助读者建立对抽象概念的直观理解。 丰富的例题与习题： 每章末尾均附有难度分层的习题，覆盖了从概念检验到复杂计算的各个层面，是检验学习效果和深化理解的有效工具。 现代视角： 在传统量子力学框架内，穿插了对现代物理前沿（如量子信息、相对论效应）的介绍，展现了量子力学的旺盛生命力。

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