Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory

Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Butterworth-Heinemann
作者:E M Lifshitz, L D Landau
出品人:
页数:689
译者:
出版时间:1981-1-15
价格:EUR 40.95
装帧:Broché
isbn号码:9780750635394
丛书系列:Course of Theoretical Physics
图书标签:
  • 量子力学
  • 物理
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具体描述

This edition has been completely revised to include some 20 per cent of new material. Important recent developments such as the theory of Regge poles are now included in this edition. Many problems with solutions have been added to those already contained in the book.

《量子力学:非相对论理论》 引言:探索微观世界的神秘法则 我们所处的宏观世界,其运行规律似乎符合我们日常的直觉和牛顿力学所描述的经典范畴。然而,当我们深入探究物质的微观本质,原子、电子、光子等粒子展现出的奇异行为,却彻底颠覆了我们的宏观认知。经典物理学在这里失效,取而代之的是一套全新的、深刻而又充满挑战的理论——量子力学。 《量子力学:非相对论理论》这本书,正是为了系统地、深入地阐述这套描述微观粒子运动规律的基石理论而诞生的。它并非一本浅尝辄止的科普读物,而是以严谨的数学框架和逻辑推理,引导读者一步步走进量子世界的奇妙殿堂,理解那些看似违背常理的现象背后所蕴含的深刻物理原理。本书专注于非相对论量子力学,即主要处理粒子速度远低于光速的情况,这也是量子力学在原子、分子、固体物理等众多领域最广泛的应用范畴。 核心概念的基石:波粒二象性与不确定性原理 量子力学的核心之处,在于其对微观粒子基本性质的全新认识。本书将首先揭示“波粒二象性”这一颠覆性的概念。在宏观世界,我们习惯于将物质粒子视为具有确定位置和动量的点状实体,而将光视为一种电磁波。但在量子世界,电子、质子等粒子,在某些实验条件下表现出波动性,具有干涉、衍现等波动的特征;而光,在与物质相互作用时,又表现出粒子性,以能量一份一份(光子)的形式存在。这种奇特的双重性,是理解一切量子现象的起点。本书将通过详细的理论推导和对关键实验(如双缝干涉实验)的分析,帮助读者深刻理解这一核心概念。 紧随其后,便是量子力学中最令人费解但又至关重要的“不确定性原理”。由海森堡提出的不确定性原理指出,我们无法同时精确测量一个粒子的某些成对物理量,例如位置和动量,或者能量和时间。知道其中一个量越精确,另一个量就必然越不确定。这并非测量技术的局限,而是微观粒子本身固有的性质。本书将深入探讨不确定性原理的数学表达,并解释它对我们理解粒子行为和物理过程的深刻影响,它直接挑战了经典物理学中“确定性”的哲学基础。 数学语言的构建:波函数与薛定谔方程 量子力学的描述离不开一套强大的数学工具。本书将系统地介绍量子力学所采用的核心数学语言——波函数。波函数,通常用希腊字母 $Psi$ 表示,它包含了关于微观粒子状态的全部信息。然而,波函数本身并没有直接的物理意义,它的模平方 $|Psi|^2$ 才代表了在某个位置找到粒子的概率密度。这种概率性的描述,是量子力学与经典力学最本质的区别之一。 波函数的演化,则由量子力学最核心的动力学方程——薛定谔方程来描述。本书将详细推导并解释时间无关薛定谔方程和时间依赖薛定谔方程。通过求解薛定谔方程,我们可以预测粒子在不同势场中的行为,计算其能量谱、动量分布等关键物理量。我们将看到,薛定谔方程如何取代牛顿第二定律,成为描述微观粒子运动的法则。对薛定谔方程的深入理解,是掌握量子力学应用的基础。 量子态的描述与演化:算符、本征值与本征态 为了量化测量物理量,量子力学引入了“算符”的概念。每一个可观测的物理量,如位置、动量、能量、角动量等,都对应着一个数学上的算符。当一个算符作用于系统的波函数时,如果得到的结果是波函数乘以一个常数,那么这个常数就是该物理量的一个“本征值”,而此时的波函数则被称为该算符的“本征态”。 本书将详细阐述不同物理量对应的算符,例如动量算符、能量算符(哈密顿量)、角动量算符等。我们将学习如何通过求解薛定谔方程来获得系统的本征值和本征态,这些本征值对应着系统可能具有的离散或连续的能量、动量等物理量,而本征态则描述了粒子处于这些状态时的波函数。例如,在原子中,电子的能量就是分立的,对应着电子的能级,这正是薛定谔方程求解的结果。 角动量:量子世界的旋转之谜 角动量在量子世界中扮演着极其重要的角色,它不仅描述了粒子的旋转运动,更与原子的结构、光谱等密切相关。本书将专门辟出章节,深入探讨量子力学中的角动量理论。我们将学习如何描述和量子化角动量,包括轨道角动量和自旋角动量。 自旋是微观粒子的一种内禀属性,类似于一种“内在的旋转”,它不依赖于粒子在空间中的轨道运动。例如,电子就具有自旋1/2。我们将探讨自旋的多重性和其在粒子性质中的重要作用,例如在磁性材料和化学键的形成中。同时,本书也将详细介绍角动量算符的对易关系,以及如何通过求解角动量算符的本征值方程来确定系统的角动量量子数,理解其量子化的本质。 近似方法与实际应用:处理复杂系统 虽然薛定谔方程是量子力学的核心,但对于许多实际问题,直接求解薛定谔方程可能异常困难,甚至是不可能的。因此,本书还将介绍一系列重要的近似方法,以应对这些挑战。 微扰理论: 当我们考虑的系统与一个已知可解的系统非常相似,但又存在微小的差异时,微扰理论便能有效地计算出这种差异对系统能级和波函数的影响。我们将学习定态微扰理论和含时微扰理论,它们在理解原子和分子光谱、固体的电子结构等问题中发挥着关键作用。 变分法: 当我们无法精确求解薛定谔方程时,变分法提供了一种估计基态能量下界的方法。通过选择一个合适的试探波函数,并使其能量期望值最小化,我们可以得到对基态能量的近似值。 WKB近似: 这是一种用于处理具有缓慢变化的势场中粒子的近似方法,尤其适用于计算隧道效应和高能级量子态。 通过掌握这些近似方法,本书将引领读者将量子力学的理论应用于实际的物理场景,例如: 原子结构: 深入理解氢原子及其类原子的能级结构、电子轨道的概念(s、p、d轨道等)以及原子光谱的产生。 分子键合: 解释化学键的形成,如共价键和离子键,以及分子的振动和转动光谱。 固体物理基础: 介绍晶体中的电子行为,能带理论的初步概念,以及解释金属、绝缘体和半导体的基本特性。 量子力学的哲学意义与未来展望 《量子力学:非相对论理论》不仅仅是一本关于物理学的教科书,它还深刻地触及了我们对现实世界的理解。量子力学所揭示的概率性、非定域性以及观测对系统状态的影响,都带来了深刻的哲学思考。本书在介绍物理概念的同时,也会适时引发读者对这些哲学问题的思考。 通过系统地学习本书内容,读者将能够: 掌握量子力学的基本概念、数学框架和核心方程。 理解微观粒子行为的本质,包括波粒二象性、不确定性原理和量子叠加。 能够运用量子力学工具分析和解决一系列基本的物理问题。 为进一步深入学习量子场论、相对论量子力学以及更前沿的物理领域打下坚实的基础。 本书的目标是提供一个全面、深入且易于理解的非相对论量子力学学习路径,让读者不仅能够掌握这门强大的理论工具,更能领略微观世界那令人惊叹的和谐与奥秘。

作者简介

列夫·达维多维奇·朗道(1908—1968) 理论物理学家、苏联科学院院士、诺贝尔物理学奖获得者。1908年1月22日生于今阿塞拜疆共和国的首都巴库,父母是工程师和医生。朗道19岁从列宁格勒大学物理系毕业后在列宁格勒物理技术研究所开始学术生涯。1929—1931年赴德国、瑞士、荷兰、英国、比利时、丹麦等国家进修,特别是在哥本哈根,曾受益于玻尔的指引。1932—1937年,朗道在哈尔科夫担任乌克兰物理技术研究所理论部主任。从1937年起在莫斯科担任苏联科学院物理问题研究所理论部主任。朗道非常重视教学工作,曾先后在哈尔科夫大学、莫斯科大学等学校教授理论物理,撰写了大量教材和科普读物。朗道的研究工作几乎涵盖了从流体力学到量子场论的所有理论物理学分支。1927年朗道引入量子力学中的重要概念——密度矩阵;1930年创立电子抗磁性的量子理论(相关现象被称为朗道抗磁性,电子的相应能级被称为朗道能级);1935年创立铁磁性的磁畴理论和反铁磁性的理论解释;1936—1937年创立二级相变的一般理论和超导体的中间态理论(相关理论被称为朗道相变理论和朗道中间态结构模型);1937年创立原子核的几率理论;1940—1941年创立液氦的超流理论(被称为朗道超流理论)和量子液体理论;1946年创立等离子体振动理论(相关现象被称为朗道阻尼);1950年与金兹堡一起创立超导理论(金兹堡-朗道唯象理论);1954年创立基本粒子的电荷约束理论;1956—1958年创立了费米液体的量子理论(被称为朗道费米液体理论)并提出了弱相互作用的CP不变性。朗道于1946年当选为苏联科学院院士,曾3次获得苏联国家奖;1954年获得社会主义劳动英雄称号;1961年获得马克斯·普朗克奖章和弗里茨·伦敦奖;1962年他与栗弗席兹合著的《理论物理学教程》获得列宁奖,同年,他因为对凝聚态物质特别是液氦的开创性工作而获得了诺贝尔物理学奖。朗道还是丹麦皇家科学院院士、荷兰皇家科学院院士、英国皇家学会会员、美国国家科学院院土、美国国家艺术与科学院院士、英国和法国物理学会的荣誉会员。

目录信息

读后感

评分

大二下开始看的这本书,确实对于刚接触有点挑战。建议先看看《量子力学导论》,这本书和朗道其他书没太大区别,从第一性原理推到出基本式子,但是本书内容太多。。。并且对数学要求也很高,所以我只看到了全同粒子就没看了,后面要用群论了。。。。。。

评分

大二下开始看的这本书,确实对于刚接触有点挑战。建议先看看《量子力学导论》,这本书和朗道其他书没太大区别,从第一性原理推到出基本式子,但是本书内容太多。。。并且对数学要求也很高,所以我只看到了全同粒子就没看了,后面要用群论了。。。。。。

评分

大二下开始看的这本书,确实对于刚接触有点挑战。建议先看看《量子力学导论》,这本书和朗道其他书没太大区别,从第一性原理推到出基本式子,但是本书内容太多。。。并且对数学要求也很高,所以我只看到了全同粒子就没看了,后面要用群论了。。。。。。

评分

大二下开始看的这本书,确实对于刚接触有点挑战。建议先看看《量子力学导论》,这本书和朗道其他书没太大区别,从第一性原理推到出基本式子,但是本书内容太多。。。并且对数学要求也很高,所以我只看到了全同粒子就没看了,后面要用群论了。。。。。。

评分

大二下开始看的这本书,确实对于刚接触有点挑战。建议先看看《量子力学导论》,这本书和朗道其他书没太大区别,从第一性原理推到出基本式子,但是本书内容太多。。。并且对数学要求也很高,所以我只看到了全同粒子就没看了,后面要用群论了。。。。。。

用户评价

评分

阅读完这本书,我最大的感受是知识的体系化和完整性。作者仿佛是一位技艺精湛的建筑师,搭建起了一座结构宏伟、逻辑严密的理论大厦。从最基础的粒子在一般势场中的运动开始,逐步攀升到对角动量和球对称势场的精细分析,每一步都像是精心设计过的台阶,确保读者能够稳步前行。对于初次接触量子力学的学生来说,这本书的难度可能会稍高,但如果能坚持下来,收获的将是远超一般入门教材的深度理解。书中关于氢原子能级结构的分析,可以说是对波恩-索末菲模型的完美继承和发展,其代数方法和微分方程方法的结合使用,展示了解决物理问题的多样性。唯一的遗憾可能在于,对于那些习惯了大量色彩图示和互动式学习的现代读者来说,这本书略显“古老”的风格可能会在一定程度上削弱学习的即时乐趣,但其沉淀下来的理论财富,无疑是经得起时间考验的。

评分

这本书的排版和符号系统可以说是业界良心。在众多的物理教材中,能做到符号一致性如此之高的实属罕见。作者对狄拉克符号的运用炉火纯青,从一开始就确立了清晰的记法,避免了后续阅读中的混淆。我个人非常喜欢作者在讲解完一个核心概念后,立即紧接着给出的一个或两个经过精心挑选的例题,这些例题往往能立刻检验读者对新知识的掌握程度,而且它们的难度设置恰到好处,既能巩固基础,又不会让人产生挫败感。特别是关于变分原理和WKB近似的那几章,作者的叙述清晰明了,公式的每一步演化都有明确的物理或数学依据,让人感觉整个理论体系是完全自洽且坚不可摧的。如果要说有什么不足,或许是插图的数量偏少,对于需要更强空间想象力的读者来说,可能需要额外辅以其他图册来辅助理解某些复杂的态叠加过程。

评分

这本书的阅读体验,坦白说,并非一帆风顺。它的深度和广度都达到了相当高的水准,对于那些期待快速掌握量子力学皮毛的读者来说,可能会感到吃力。书中对微扰论的阐述简直是教科书级别的典范,无论是时间无关的还是时间依赖的微扰,作者都给出了详尽的、可操作的推导过程,甚至包括一些更复杂的非微扰近似方法。我花了大量时间去消化关于散射理论的那几章内容,作者对卢瑟福散射和布拉格散射的联系处理得非常巧妙,将几何光学和波动光学中的概念无缝衔接到量子领域。然而,书中对自旋和全同粒子这部分内容的讨论略显简略,如果能增加一些现代实验背景的案例分析,相信能让理论与实际的结合更加紧密。这本书的价值在于其无可挑剔的理论深度,但阅读时必须保持高度的专注,否则很容易在复杂的积分和希尔伯特空间的操作中迷失方向。

评分

我是在准备深入研究凝聚态物理的背景下接触到这本书的,它为我后续的学习打下了异常坚实的基础。这本书的精髓在于它对量子力学基本公设的哲学深度挖掘,它不仅仅是教你如何“计算”,更重要的是引导你去“思考”量子世界的本质。书中关于测量理论的讨论,虽然没有陷入过多的哲学辩论,但其严谨的数学框架为理解量子信息的基础概念提供了绝佳的视角。比如,对本征值问题求解过程的细致刻画,帮助我理解了为什么某些物理量是可观测量。美中不足的是,作为一本理论教材,它对前沿应用的追踪略显不足,比如对量子场论的铺垫相对较少,使得想从这里直接跳跃到高阶理论的读者需要自己补充大量的背景知识。但抛开这一点不谈,它作为一本纯粹的非相对论量子力学教程,其对基础原理的阐释达到了几乎完美的境界。

评分

这本书的封面设计得非常经典,黑底白字,简洁有力,透着一股严肃的学术气息。初次翻开,我就被它严谨的逻辑结构和详尽的数学推导深深吸引住了。作者在处理波函数演化和薛定谔方程的解析解时,展现了极高的数学功底和物理洞察力。书中对势阱、谐振子以及角动量理论的讲解尤其到位,那些教科书上常常一笔带过的细节,在这里都被娓娓道来,仿佛一位耐心的导师在身边一步步指点迷津。我特别欣赏作者在引入新的概念时,总是先从直观的物理图像入手,然后再过渡到复杂的数学表达,这种循序渐进的方式极大地降低了初学者的理解门槛。不过,对于那些已经有一定基础的读者来说,可能需要稍微跳跃式地阅读某些章节,以避免基础概念的重复耗费时间。总而言之,这是一本值得反复研读的经典之作,每一个公式推导都值得细细品味。

评分

朗道固然经典,但是确实难,而且符号和主流教材不太一样,看着不习惯

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读过中译版的

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非常实用 数学表示 非常漂亮

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朗道固然经典,但是确实难,而且符号和主流教材不太一样,看着不习惯

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经典,bt的朗道:).... 其实没有读完,修行不够。不过凭着半本朗道也支持了一年多。直到后来读Shankar。修为加深后重读,呵呵

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