高等量子力学(上下册)

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出版者:科学出版社
作者:张永德
出品人:
页数:732
译者:
出版时间:2009-7
价格:98.00元
装帧:其他
isbn号码:9787030248909
丛书系列:
图书标签:
  • 量子力学
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具体描述

《高等量子力学(上下)》致力于阐述现代物理学的理论基础。全书体系清晰、内容翔实、叙述清楚、分析透彻,适合作为物理类研究生的公共理论基础教材,也是物理学工作者有用的参考书。为了便于教学和自学,除少量普通的或书中已有答案的习题,其他都给出了解答或有关参阅文献。全书共12章,各章名称分别为:量子状态描述、对称性分析补充、全同多粒子非相对论量子力学——二次量子化方法述评、量子变换理论概要、非相对论量子电动力学、相对论量子力学及缺陷、量子力学的路径积分表述、多道散射理论(Ⅰ)、多道散射理论(Ⅱ)、近似计算方法、量子纠缠与混态动力学、量子理论述评。外加8个附录。

高等量子力学(上下册) 内容简介 《高等量子力学》系列,旨在为读者系统性地构建一个严谨而深刻的量子世界认知框架。本书的上册,从量子力学的基本概念出发,逐步深入到其核心理论与数学工具。内容涵盖了量子力学的基本假设、波函数及其统计诠释,对一维和三维势场中的量子态进行了详尽的分析,包括粒子在方势阱、谐振子、氢原子等典型系统中的行为。书中详细阐述了算符、本征值与本征态的概念,以及它们在描述物理量和量子态演化中的关键作用。 此外,上册还重点介绍了量子力学中最重要的数学工具之一——线性代数及其在量子力学中的应用,包括狄拉克符号、Hilbert空间、算符代数等。角动量理论是量子力学中不可或缺的组成部分,本书对角动量算符的对易关系、本征值问题、球谐函数等内容进行了深入讲解,并探讨了自旋角动量和轨道角动量的量子特性。 在量子态的演化方面,上册详细介绍了薛定谔方程,包括时间无关薛定谔方程用于描述定态,以及时间相关薛定谔方程用于描述量子态随时间的变化。布洛赫定理被引入,用于分析周期性势场中的电子行为,为理解固体物理中的能带结构奠定了基础。 本书的下册则在前一册的基础上,进一步拓展和深化了量子力学的研究领域。内容重点转向了量子系统的复杂性与近似方法。微扰理论,包括非简并微扰理论和简并微扰理论,被详细介绍,为求解无法精确解析的量子问题提供了强大的工具。变分法也被引入,作为一种重要的近似手段,用于估计基态能量。 下册还深入探讨了全同粒子系统的量子力学,包括泡利不相容原理以及它在多电子原子结构中的体现。散射理论被详细阐述,包括课堂截面、散射振幅以及各种散射机制的分析,这对于理解粒子间的相互作用至关重要。 对于量子电动力学(QED)的入门,本书也进行了初步的介绍,重点在于理解量子场论的基本思想和量子电磁相互作用的描述。此外,书中还触及了一些前沿的研究领域,如相对论量子力学,虽然未深入至量子场论的复杂层面,但为读者理解相对论效应在微观粒子行为中的重要性提供了初步的视角。 《高等量子力学》系列以其严谨的逻辑、清晰的讲解、丰富的例题以及对数学工具的娴熟运用,为有志于深入理解量子世界的研究者和学生提供了一套完整的学习路径。本书不仅梳理了量子力学的经典理论,更揭示了其深刻的物理内涵和广泛的应用前景。无论您是物理学专业的学生,还是对量子力学充满好奇的科研人员,本书都将是您探索微观世界奥秘的得力助手。

作者简介

张永德,男, 1937年9月6日生于安徽省安庆市。 1955年9月进入北京大学物理系,1959年7月毕业于北京大学技术物理系。分配到第二机械工业部(即核工业部),从事国防原子能研究工作。展转于北京、甘肃、青海、四川等地,先后在401所、194所、第二研究设计院、清华大学工程物理系、404基地、821厂、909基地、816厂等研究所、设计院、学校和国防工业单位工作。

1981年11月转出核工业部大三线单位,进入中国科技大学物理教研室。1983年转入近代物理系。 1983年任副教授,1986年加入中国共产党,1987年任教授,1996年聘博导。2003年10月退休。2004年9月接受中国科技大学特聘,任中国科技大学“课程讲座教授”。

进入科大以来主讲过:光学、量子力学,高等量子理论,多道散射量子理论,量子力学专题、高等量子理论专题、量子场论(上、下),量子场论专题,路径积分量子场论、量子信息论、量子信息论专题等本科、硕、博士研究生课程。

1984-1985担任主教练主持中科大CUSPEA班工作,录取赴美攻博总人数超过全国所有重点大学,为科大首次取得团体冠军。1995年首次指导的博士论文获中科院研究生论文最高奖——中科院院长特别奖。

1986年以来多次出国访问。建立起较深入的国际合作关系,引荐了两位好朋友受聘为我校名誉教授(Helmut Rauch教授、 Anton Zeilinger教授)。

目录信息

上册
再版前言
前言
第1章 量子状态描述
1.1 Schrodinger绘景、Heisenberg绘景与相互作用绘景
1.2 量子系综与密度矩阵(Ⅰ)——基本概念
1.3 量子系综与密度矩阵(Ⅱ)——进一步叙述
1.4 量子系综与密度矩阵(Ⅲ)——信息、认证和应用
第2章 对称性分析补充
2.1 空间转动变换分析
2.2 时间反演变换若干应用
2.3 全同粒子系统的置换对称性
第3章 全同多粒子非相对论量子力学——二次量子化方法述评
3.1 经典场论,Lagrange框架和Hamilton框架
3.2 “Schrodinger场”对易规则二次量子化
3.3 “Schrodinger场”反对易规则二次量子化
3.4 自作用“Schrodinger场”二次量子化
3.5 全同多体算符转入粒子数表象表示
3.6 简单应用
第4章 量子变换理论概要
.4.1 引言与数学准备
4.2 多模Foek空间广义线性量子变换的基本理论
4.3 一些应用
4.4 向连续无穷模情况推广
第5章 非相对论量子电动力学
5.1 Maxwell经典场论概要
5.2 Maxwell场正则量子化——非相对论QED(Ⅰ)
5.3 电磁场真空态能量和Casimir效应——非相对论QED(Ⅱ)
5.4 Lamb移动——非相对论QED(Ⅲ)
5.5 相互作用场的量子化——非相对论QED(Ⅳ)
5.6 单原子与多模光场相互作用——非相对论QED(Ⅴ)
5.7 广义Jaynes-Cummings模型——非相对论QED(Ⅵ)
第6章 相对论量子力学及缺陷
引言
6.1 Klein-Gordon方程
6.2 Klein-Gordon方程作为单粒子波函数方程的缺陷
6.3 Dirac方程的引出及正负能态解
6.4 Dirac方程性质
6.5 中心场Dirac方程求解——氢原子能谱精细结构
6.6 Dirac方程的非相对论近似
6.7 Foldy-Wouthuysen变换
6.8 Dirac方程作为单粒子波函数方程的缺陷
习题解答概要
下册
第7章 量子力学的路径积分表述
7.1 路径积分的基本原理
7.2 Green函数及其生成泛函
7.3 约束系统量子化方法
7.4 路径积分与有效Lagrange量
第8章 多道散射理论(Ⅱ)
8.1 时演框架的形式散射理论,散射矩阵
8.2 S矩阵微扰展开计算
8.3 跃迁概率、散射截面与S矩阵的关系
8.4 多道散射矩阵S
8.5 多道散射截面计算
第9章 多道散射理论(Ⅱ)
9.1 多道散射理论的定态框架
9.2 两种框架的关联,分道Meller算符Ωa±
9.3 时空变换的不变性
9.4 多道散射Bom近似与扭曲波近似
9.5 束缚态与散射理论的完备性、正交性和幺正性
第10章 近似计算方法
10.1 变分法近似
10.2 WKB近似
10.3 绝热近似理论
第11章 量子纠缠与混态动力学
引言
11.1 混态静力学,纠缠度与保真度
11.2 混态动力学(Ⅰ)——超算符映射与Kraus方程
11.3 混态动力学(Ⅱ)——Markov近似与主方程
11.4 混态动力学(Ⅲ)——主方程求解
第12章 量子理论述评
12.1 量子理论内禀性质概述
12.2 量子理论空间非定域性评述
12.3 量子理论因果观评述
12.4 量子理论的先天不足、逻辑矛盾和困难
附录A 状态空间几点附注
A.1 QT状态空间是数学Hilbert空间的扩充
A.2 态空间直和:内直和与外直和
A.3 态空间直积
附录B 量子力学算符理论简论
B.1 常见的几种算符,定义与基本性质
B.2 态矢和算符的极限与收敛,弱收敛与强收敛
B.3 算符奇异性问题初步处理,
B.4 算符指数(index)定理和算符极化分解
B.5 相位算符和相位差算符
附录C 算符完备性的4个定理
C.1 力学量算符本征函数族完备性的4个定理
C.2 C-H定理应用(Ⅰ)——中心场径向波函数完备性分析
C.3 C-H定理应用(Ⅱ)——中心场径向波函数坍缩分析
附录D 超冷原子Feshbach共振散射计算
D.1 低能势散射的共振现象
D.2 超冷原子散射Feshbach共振物理分析
D.3 Feshbach共振理论
D.4 共振宽度
D.5 散射矩阵
附录E 泛函变分与泛函导数
E.1 泛函数,泛函变分和泛函导数
E.2 泛函数和泛函导数的物理意义
E.3 泛函导数的微分性质
E.4 几种泛函的泛函导数
E.5 用C来表述泛函导数以及场的运动方程
E.6 泛函导数举例
E.7 泛函Taylor展开
附录F Grassmann数的数学分析
F.1 Grassmann数
F.2 Grassmann数的变分和积分
F.3 Grassmann数应用举例
F.4 Grassmann数的Gauss型重积分计算
附录G 弯曲空间的矢量平移、和乐及Berry相位
G.1 引言
G.2 球面的矢量平行移动
G.3 U(1)和乐(holonomy)群
G.4 再谈球面和乐相因子——缓变磁场中1/2自旋粒子的演化
G.5 球面度规与联络系数计算
G.6 小结
附录H 路径积分数学分析
H.1 泛函Jacobi计算
H.2 泛函δ函数计算
H.3 几个数学分析问题
习题解答概要
索引
· · · · · · (收起)

读后感

评分

张老师的书物理都讲得很清晰,相信这个也不例外;刚买了一套,粗看了一下目录,内容比较深,不太适合初学者使用;但学过之后再回来读,应该能获得对QM更多的理解。

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张老师的书物理都讲得很清晰,相信这个也不例外;刚买了一套,粗看了一下目录,内容比较深,不太适合初学者使用;但学过之后再回来读,应该能获得对QM更多的理解。

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张老师的书物理都讲得很清晰,相信这个也不例外;刚买了一套,粗看了一下目录,内容比较深,不太适合初学者使用;但学过之后再回来读,应该能获得对QM更多的理解。

用户评价

评分

我对《高等量子力学(上下册)》的初次接触,让我立刻被其精炼的语言和严谨的逻辑所吸引。书中在讨论一些基础概念时,虽然没有像初级教材那样详细地解析每一个步骤,但其精炼的表述却能直击问题的本质,让有一定基础的读者能够迅速理解。例如,在描述算符的本征值方程时,作者并没有浪费笔墨去重复已经学过的基本定义,而是直接切入到算符的代数性质及其在量子力学中的意义,这对于已经掌握了量子力学基本框架的读者来说,是一种高效的学习体验。书中对于希尔伯特空间的介绍,也相当到位,作者通过对狄拉克符号体系的引入,极大地简化了量子态的表示和算符的运算,使得复杂的量子力学计算变得更加直观和优雅。我特别喜欢作者在讲解狄拉克符号时,所举的那些精心设计的例子,它们不仅仅是数学上的演练,更是对量子力学物理内涵的生动诠释。例如,在解释“态矢量”和“对偶矢量”之间的关系时,作者巧妙地运用了狄拉克符号,使得抽象的数学概念变得具体可感。而且,书中对量子力学中几种重要的算符,如哈密顿算符、动量算符、位置算符等,在希尔伯特空间中的表示及其性质的讨论,也做到了详略得当,重点突出。这本书的编排方式,仿佛在邀请读者与其进行一场智慧的对话,每一页都蕴含着作者对量子力学深刻的理解和独到的见解,让人在阅读中不断产生新的思考和顿悟。

评分

《高等量子力学(上下册)》的阅读体验,是一种既充满挑战又收获满满的过程。作者在讲解一些前沿的量子理论时,例如量子场论的初步概念,虽然内容相对复杂,但其逻辑清晰、循序渐进的叙述方式,让我在理解这些抽象概念时感到得心应手。书中对量子场论中“场量子化”的介绍,以及它如何解决相对论和量子力学结合时出现的问题,都进行了细致的分析。我尤其对书中对“正规序”和“重整化”等概念的初步探讨印象深刻,虽然这些内容较为高深,但作者通过简单的例子和直观的类比,为我打开了理解这些概念的窗口。而且,书中在讨论量子力学中的不确定性原理时,不仅仅局限于位置和动量的不确定性,还对能量和时间的不确定性等其他形式进行了深入的探讨,这让我对量子世界的内在随机性有了更全面的认识。这本书的深度和广度,无疑将对我的量子力学学习产生深远的影响,它不仅提升了我对理论的理解,更激发了我对未知领域探索的热情。

评分

《高等量子力学(上下册)》的语言风格对我而言,是一种既严谨又富有启发性的存在。作者在阐述复杂的概念时,总能找到一种恰当的平衡点,既不失数学的精确性,又能引发读者的思考。我非常喜欢书中对于“态叠加原理”的讲解,作者并没有简单地给出数学公式,而是通过类比,例如硬币的正反面可以同时叠加,来帮助读者理解一个量子系统可以同时处于多个状态的奇特现象。这种类比虽然不能完全等同于量子态的叠加,但它为初学者提供了一个易于理解的入口,为深入学习奠定了基础。书中对量子力学中测量问题的讨论,也十分深入,作者探讨了测量过程中波函数坍缩的机制,以及其带来的哲学思考,这使得这本书不仅仅是一本技术性的教材,更是一本能够引发思想碰撞的著作。而且,书中在介绍量子力学中的对称性原理及其应用时,也做得非常出色,例如通过对空间平移、时间演化等对称性的分析,来推导出守恒律,这展现了量子力学理论的优雅和深刻。总而言之,这本书的写作方式,充分体现了作者对教学的用心,它不仅仅是在传授知识,更是在引导读者进行一次深刻的认知升级。

评分

我对《高等量子力学(上下册)》的初读体验,让我深刻体会到了作者在内容组织上的独到之处。书中将相对论量子力学,例如狄拉克方程及其在电子、光子等基本粒子描述中的应用,与非相对论量子力学有机地结合在一起,形成了一个更加完整的量子力学体系。我尤其对书中关于“自旋”的章节印象深刻,作者通过对泡利矩阵的详细介绍,以及它们在描述粒子自旋态时的应用,生动地展示了自旋作为一种内禀量子属性的重要性。书中还探讨了自旋与电磁相互作用的关系,以及自旋在原子结构和光谱中的作用,这些内容对于理解更复杂的量子现象至关重要。而且,书中对量子场论的一些初步概念,如量子化场、虚粒子等,也进行了简要的介绍,为读者打开了通往更前沿领域的大门。这种循序渐进的教学方式,避免了读者在面对庞大的量子理论时感到无从下手。这本书的编排,仿佛一条精心设计的知识链条,每一个环节都紧密相扣,引导读者逐步深入到量子力学的核心。

评分

翻阅《高等量子力学(上下册)》的过程中,我最深刻的感受便是其内容的深度与广度。书中对量子力学中的非相对论部分进行了详尽的阐述,从薛定谔方程及其各种近似方法的应用,到角动量的理论,再到多体问题和微扰理论,每一个章节都如同一个精心雕琢的艺术品,展现了作者对量子力学深刻的洞察力。我尤其对书中关于散射理论的章节印象深刻,作者不仅清晰地阐述了散射振幅、微分截面等关键概念,还详细介绍了 Born近似、部分波分析等重要的计算方法。在阅读过程中,我发现书中对物理图像的构建也十分重视,例如在讲解“隧穿效应”时,作者通过对势垒穿透概率的计算,生动地描绘了微观粒子“穿墙而过”的神奇景象,这对于理解量子力学的非经典行为至关重要。而且,作者在引用经典实验结果来佐证理论推导时,也显得非常得体,例如在讨论原子光谱时,书中对玻尔模型以及后来量子力学对光谱的解释的对比,不仅回顾了历史,更凸显了量子力学的优越性。这本书并非一味地堆砌公式,而是将数学工具与物理概念紧密结合,让读者在理解抽象数学的同时,也能把握其背后所代表的物理意义。这种教学方式,极大地激发了我对量子力学进一步探索的兴趣,让我渴望深入挖掘书中更多的奥秘。

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在我翻阅《高等量子力学(上下册)》的过程中,最让我印象深刻的是其对量子力学在不同物理领域应用的广泛涵盖。书中不仅深入讲解了原子物理、分子物理等传统领域,还对凝聚态物理、粒子物理以及量子信息等新兴领域中的量子力学应用进行了介绍。例如,在凝聚态物理部分,书中对晶格振动、电子在周期势场中的运动等进行了详细的阐述,并且将量子力学理论与实验观测巧妙地结合。我尤其对书中关于“能带理论”的讲解印象深刻,作者通过对周期性势场中电子行为的分析,清晰地解释了导体、绝缘体和半导体的能带结构及其物理意义。这种从基础理论到具体应用的过渡,使得学习过程更加生动和充实。而且,书中对量子力学在量子计算中的应用,如量子比特的表示、量子门的实现等,也进行了初步的介绍,这让我看到了量子力学在未来科技发展中的巨大潜力。这本书的内容编排,仿佛是一幅精美的画卷,徐徐展开,让我对量子力学这门学科的博大精深有了更深刻的体会。

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刚刚开始翻阅这本《高等量子力学(上下册)》,还未深入到具体的公式和定理,但仅仅是目录和前言部分就足以让人感受到作者的深厚功底和清晰的逻辑思路。书中对量子力学历史发展的梳理,从早期的量子论雏形到后来的波动力学、矩阵力学,再到更现代的相对论量子力学和量子场论的初步介绍,为读者构建了一个宏大的知识体系框架。我尤其欣赏作者在引言部分对于量子力学基本概念的引入,并没有直接抛出晦涩的数学符号,而是循序渐进地阐述了波粒二象性、不确定性原理、叠加态等核心思想,这对于初次接触高等量子力学的读者来说,无疑是一种巨大的福音。它不像某些教材那样一开始就用一大堆抽象的数学语言将人拒之门外,而是试图用一种更具启发性的方式,引导读者逐步理解量子世界的奇妙之处。这种“润物细无声”的教学方式,让我对接下来要进行的深入学习充满了期待。书中对于数学工具的预备知识也有所涉及,例如线性代数、微分方程等,这表明作者已经考虑到了读者的背景差异,并提供了必要的准备,避免了读者在学习过程中因为数学基础的薄弱而感到挫败。整体而言,这本书的开篇给我留下了极佳的第一印象,它不仅是一本教材,更像是一位循循善诱的导师,引领我一步步走进量子力学的深邃殿堂。

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《高等量子力学(上下册)》给我的整体感觉是,它在保持理论严谨性的同时,也十分注重对物理直觉的培养。书中在讲解一些复杂的量子现象时,并非仅仅给出数学推导,而是常常辅以精妙的物理图像或类比,帮助读者建立起对这些现象的直观理解。例如,在讨论量子纠缠时,作者并没有止步于贝尔不等式的数学表述,而是通过一些生动的思想实验,如“EPR佯谬”,来阐述纠缠态的非局域性以及它与经典物理观念的根本性冲突。这种将数学严谨性与物理直觉相融合的讲解方式,对于我这样既追求理论深度又希望建立清晰物理图像的学习者来说,无疑是非常宝贵的。书中对量子谐振子、氢原子等基本系统的讨论,也做得十分到位,作者不仅给出了精确的解,还深入分析了这些解的物理含义,例如谐振子能级的等距分布以及氢原子能级与量子数的关联,都解释得非常透彻。此外,我注意到书中对于一些重要的物理量,如能量、动量、角动量等,在量子态下的期望值计算,也进行了细致的讲解,并且通过具体例子展示了这些期望值如何与实验测量结果相对应。这种教学设计,有效地连接了理论与实践,让我对量子力学的应用前景有了更深的认识。

评分

《高等量子力学(上下册)》的叙述风格,给我一种如沐春风的感觉,即便是在讲解最抽象的数学概念时,作者也总能保持一种清晰且富有逻辑的条理。书中对量子力学基本假设的阐述,如态公设、演化公设、测量公设等,都做得非常详尽,并且通过具体的例子来解释这些公设的物理意义。我尤其喜欢书中对“量子纠缠”这一现象的讲解,作者通过对贝尔定理的介绍,以及对各种纠缠态的数学描述,生动地揭示了量子世界非局域性的奇特性质,这对于我理解量子信息等新兴领域有着极其重要的意义。而且,书中对量子力学中的算符代数,以及它们在希尔伯特空间中的表示,也进行了深入的探讨,这为后续理解更复杂的量子现象奠定了坚实的数学基础。这本书并非一味地追求数学的严谨,而是将数学工具与物理思想巧妙地结合,让读者在掌握计算方法的同时,也能理解其背后的物理逻辑。这种教学方式,不仅提高了我的学习效率,更重要的是激发了我对量子力学深层次的探索欲望。

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在研读《高等量子力学(上下册)》的过程中,我惊叹于作者在梳理和组织知识时所展现出的高超技艺。上下两册的结构安排,仿佛是一场精心设计的学术旅行,从基础概念的引入,到核心理论的深入剖析,再到前沿课题的初步探索,每一步都走得恰到好处,引人入胜。书中对量子力学的发展脉络进行了清晰的梳理,使得读者能够在一个宏观的视角下理解各个理论的渊源和联系。例如,在讨论狄拉克方程之前,作者首先回顾了克莱因-戈尔登方程的局限性,以及引入旋量表示的必要性,这种循序渐进的叙述方式,让读者更容易理解相对论量子力学的发展历程。我尤其欣赏书中对于“自旋”概念的引入,作者通过对泡利矩阵的介绍,以及对自旋角动量算符性质的分析,生动地展示了自旋作为一种内禀的量子自由度的重要性,它在原子物理、粒子物理等领域都有着极其广泛的应用。书中对多种基本粒子的量子态描述,如电子、光子等,也进行了详细的介绍,并且展示了它们在不同物理体系中的行为。这本书的每一个章节,都仿佛是一块精美的拼图,最终共同构成了一幅宏伟的量子力学全景图,让我对这个奇妙的微观世界有了更全面、更深刻的认识。

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写的扎实而又简明,朗道的思想和费曼的处理都在里面得到了表现。作为量子场论的一个准备和铺垫吧。下册最后一章真正地讲3量子力学的难点讲清楚了

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很有自己独到的见解!

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