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出版者:

作者:Goel, Malti (EDT)/ Kumar, Baleshwar (EDT)/ Charan, S. Nirmal (EDT)

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:772.00 元

裝幀:

isbn號碼:9781842655047

叢書系列:

圖書標籤:

• 碳捕獲
• 碳儲存
• CCS
• 氣候變化
• 減排
• 能源
• 環境工程
• 可持續發展
• 二氧化碳
• 工業應用

好的，這是一本關於量子力學基礎的教科書的詳細簡介，與“碳捕獲與封存”這一主題完全無關： --- 書名：量子領域：從基礎原理到前沿應用 作者：[此處填寫虛構的資深物理學傢姓名] 齣版社：[此處填寫虛構的權威學術齣版社名稱] ISBN：[此處填寫虛構的ISBN] 頁數：約 850 頁 (含插圖和練習題) --- 內容概述 《量子領域：從基礎原理到前沿應用》是一本全麵、深入、且對初學者友好的權威性教科書，旨在係統地構建讀者對量子力學這一現代物理學核心理論的理解。本書不僅詳盡地闡述瞭量子力學的基本公設、數學形式和核心概念，還通過大量的實例和章節，展示瞭這些原理如何在凝聚態物理、粒子物理、量子信息科學等多個前沿領域得到實際應用。 本書的敘事結構設計精巧，從曆史背景的鋪陳，逐步過渡到嚴謹的數學框架，最終抵達應用的廣闊天地。它緻力於消除初學者在麵對波函數、算符、矩陣力學等抽象概念時可能産生的障礙，強調物理圖像與數學工具的緊密結閤。 第一部分：量子力學的基石與曆史背景 本書的開篇追溯瞭20世紀初物理學麵臨的危機，通過對黑體輻射、光電效應和玻爾模型等關鍵實驗的深入剖析，揭示瞭經典物理學的局限性，並引齣瞭量子的概念。 第1章：經典物理的黃昏與量子的曙光 本章詳細探討瞭麥剋斯韋方程組的局限性，普朗剋對能量量子化的革命性假設，愛因斯坦對光子概念的引入，以及德布羅意物質波的提齣。重點在於建立“能量與頻率成正比”、“粒子同時具有波動性”這一核心觀念的物理直覺。 第2章：波函數與薛定諤方程 本章是全書的數學核心之一。我們將引入波函數的概念 ($Psi$)，詳細解釋其概率解釋（玻恩準則），並對時變與定態薛定諤方程進行詳盡的推導和求解。讀者將學習如何利用該方程描述粒子的演化。 第3章：一維勢阱與勢壘的精確解 為瞭固化對薛定諤方程的理解，本章聚焦於最基礎但物理意義最為豐富的應用：無限深勢阱、有限深勢阱、矩形勢壘以及隧穿效應。通過對這些問題的嚴格解析求解，讀者將掌握“能級量子化”和“零點能”的物理內涵。 第二部分：數學框架與形式化理論 在打下紮實的波動力學基礎後，本書轉嚮更抽象、更強大的數學錶述，為處理復雜係統做準備。 第4章：算符、本徵值與測量原理 本章詳細介紹瞭量子力學中的觀測可觀測量如何對應於特定的綫性厄米算符。我們將嚴格定義本徵值方程，闡述測量過程的隨機性與坍縮，並引入概率幅的概念。 第5章：綫性代數與狄拉剋符號（Bra-Ket Notation） 為瞭高效處理高維希爾伯特空間，本書用整整一章的篇幅係統介紹瞭狄拉剋符號（$langlepsi|phi angle$）的用法。這部分內容被設計得既具數學嚴謹性，又便於物理直覺的培養，是理解量子信息的基礎。 第6章：全同粒子與對稱性 麵對多粒子係統，本書深入討論瞭費米子和玻色子在交換操作下的波函數對稱性要求，解釋瞭泡利不相容原理的普適性，並引入瞭粒子統計（費米-狄拉剋統計與玻色-愛因斯坦統計）的初步概念。 第三部分：角動量與氫原子 角動量是量子力學中最重要的守恒量之一。本部分通過對角動量的詳盡處理，引嚮原子物理學的核心——氫原子。 第7章：軌道角動量與球諧函數 本書詳細推導瞭角動量算符 $[hat{L}_x, hat{L}_y] = ihbarhat{L}_z$ 等基本對易關係。通過分離變量法，讀者將學習如何求解平方算符 $hat{L}^2$ 和 $L_z$ 的共同本徵函數——球諧函數，並理解磁量子數 $m_l$ 的物理意義。 第8章：自鏇角動量與泡利矩陣 引入內稟量子自由度——自鏇。本書將精確地處理自鏇1/2粒子，詳細介紹泡利自鏇矩陣的代數性質，以及它們在描述電子結構中的核心地位。 第9章：中心勢場問題：氫原子 利用分離變量法和徑嚮方程的求解，本書將精確地導齣氫原子能級公式 $E_n = -E_0/n^2$。本章深入分析瞭主量子數 $n$、角量子數 $l$ 和磁量子數 $m_l$ 的物理關聯，並解釋瞭能級的簡並性。 第四部分：近似方法與高級主題 在掌握瞭精確求解的案例後，本書將重點轉嚮處理現實世界中更復雜的、無法精確解析的係統，並展望現代物理學的應用。 第10章：時不變微擾論 這是處理微小外部場對係統影響的標準工具。本書係統介紹瞭非簡並和簡並情況下的定態微擾論，並配有大量實例，如計算斯塔剋效應（無自鏇時）。 第11章：含時微擾論與輻射躍遷 本章專注於係統隨時間演化的微擾。重點推導瞭費米黃金定則，並將其應用於計算原子吸收和發射輻射的速率，將量子力學與經典電磁學聯係起來。 第12章：微觀世界的現代應用 本章將前述原理應用於新興領域。我們將介紹簡諧振子模型在量子場論中的重要性，固體中電子的能帶理論的定性描述，並對量子計算中的基本門操作（如鏇轉門、CNOT）進行數學介紹，展示量子力學如何重塑信息技術。 本書特色 嚴謹性與直觀性的平衡： 在保持數學嚴格性的同時，大量使用物理圖像和類比來闡明抽象概念。 全麵的練習題庫： 每章末尾附有難度分級的習題，從基礎計算到理論證明，幫助讀者鞏固知識。 曆史脈絡清晰： 貫穿全書的物理學發展史敘述，使讀者理解知識點是如何一步步建立起來的。 強調數學工具： 係統地介紹瞭處理量子力學所需的綫性代數、微分方程等核心數學方法。 《量子領域》是高年級本科生、研究生以及希望深入理解量子物理學基本框架的科研人員的理想教材。它不僅教授“如何計算”，更教會讀者“如何思考”量子世界。

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