辐射和光场的量子统计理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:曹昌祺

出品人:

页数:485

译者:

出版时间:2006-3

价格:60.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030169846

丛书系列:现代物理基础丛书

图书标签:

• 物理
• 量子光学
• 曹昌祺
• 2012
• 量子统计
• 辐射
• 光场
• 量子光学
• 电磁理论
• 量子力学
• 理论物理
• 光学物理
• 非平衡态统计物理
• 量子信息

《辐射和光场的量子统计理论》是一本深入探讨光与物质相互作用的学术专著。本书旨在为读者提供一个全面而严谨的框架，以理解在量子力学尺度下，光场（电磁场的量子化表现）的行为及其与物质粒子的统计特性。 本书的写作初衷，是希望能够梳理和整合近几十年来在量子光学领域取得的重要进展，特别是那些与光场统计性质密切相关的理论和实验成果。我们希望通过这本书，为从事凝聚态物理、量子信息科学、精密测量以及光学工程等领域的科研人员和研究生提供一个坚实的理论基础。 核心内容与章节安排： 本书的结构设计力求循序渐进，从基础概念出发，逐步深入到前沿研究。 第一部分：量子光学基础 第一章 量子力学回顾与光量子的引入： 简要回顾量子力学基本原理，重点阐述黑体辐射的普朗克公式以及光电效应，引出光量子（光子）的概念，为后续内容的展开奠定基础。 第二章 量子谐振子与相干态： 详细介绍量子谐振子的能量量子化，以及其作为量子场论基本元的意义。着重讲解相干态的定义、性质及其在描述激光等经典光场量子行为中的重要作用。 第三章 量子场的第二量子化： 引入产生和湮灭算符的概念，实现量子场的第二量子化。这是理解多粒子系统和量子统计的关键。详细推导了光场的哈密顿量，并介绍玻色-爱因斯坦统计在描述光子系综时的应用。 第四章 光场的经典与量子描述： 对比经典电磁场与量子光场的区别与联系。探讨场算符的演化、对易关系等，为理解光场本身的量子性质打下基础。 第二部分：光场统计理论 第五章 光场强度统计： 引入光强涨落的概念，这是区分不同类型光场（如激光、热光源）的关键统计量。详细讨论光强的概率分布函数（玻时兹曼分布、泊松分布等）及其物理意义。 第六章 关联函数与相干性： 深入研究光场的一阶和二阶关联函数，并将其与光场的相干性联系起来。解释相干性在干涉、衍射等光学现象中的作用，并探讨相干性的量子化描述。 第七章 光子计数统计： 聚焦于单光子探测的统计特性。介绍光子计数分布，如超泊松分布、次泊松分布等，以及它们与量子关联、压缩态等概念的联系。 八章 压缩态与非经典光场： 详细介绍压缩态（squeezed states）这一重要的非经典光场。阐述其在压缩量子噪声、提高测量精度方面的潜在应用，并讨论其产生方法和性质。 第三部分：光与物质的相互作用 第九章 量子光学中的相互作用哈密顿量： 建立描述光场与原子（或其它量子系统）相互作用的量子哈密顿量。详细讲解偶极近似、长波近似等常用近似方法。 第十章 辐射跃迁与自发辐射： 运用量子理论解释原子跃迁辐射的过程，特别是自发辐射的量子起源。计算跃迁速率，并讨论其在原子光谱中的体现。 第十一章 受激吸收与受激辐射： 详细分析受激过程，揭示激光产生机制的核心原理。计算受激吸收和受激辐射的概率，并与自发辐射进行比较。 第十二章 量子光学中的噪声与退相干： 讨论实际光学系统中存在的各种噪声源（如真空涨落、探测器噪声、环境相互作用等）及其对光场统计性质的影响。深入研究退相干过程，以及其在量子信息处理中的挑战。 理论工具与方法： 本书在理论方法上，广泛采用量子力学的算符方法、路径积分方法以及量子主方程等。同时，也会介绍一些重要的量子光学模型，例如 Jaynes-Cummings 模型，用于分析特定的光-物相互作用。 读者对象： 本书适合物理学、光学、电子工程、材料科学等相关专业的本科高年级学生、研究生以及从事量子光学、量子信息、精密测量等领域的研究人员。对于希望深入理解光子行为的物理本质，并将其应用于实际科学研究和技术开发的读者来说，本书将是一份宝贵的参考。 本书特点： 理论严谨性： 严格遵循量子力学和量子场论的基本原理，推导过程详尽。 内容全面性： 覆盖了量子光学领域的核心理论概念，从基础到前沿。 体系化构建： 章节之间逻辑清晰，层层递进，帮助读者构建完整的知识体系。 侧重统计性质： 强调光场统计性质的理解，这是区分经典光与量子光、理解非经典光的重要窗口。 潜在应用导向： 在介绍理论的同时，也适时提及相关理论在激光技术、量子通信、量子测量等领域的潜在应用。 我们希望通过《辐射和光场的量子统计理论》，为读者打开一扇理解量子世界中光之奥秘的窗户，激发更多关于光与物质相互作用的深入探索。

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装帧和排版方面，这本书的处理也体现了出版方的专业水准。纸张的选择触感良好，长时间阅读下来眼睛不容易疲劳，这对于一本需要反复查阅和演算的工具书来说至关重要。字体大小和行距的设置非常适中，公式的编号清晰，参考文献的格式统一规范，这些细节上的用心，极大地提升了阅读的舒适度。很多时候，阅读体验的好坏，往往取决于这些“软性”的因素。一个好的排版能让读者的注意力完全集中在内容本身，而不是去费力辨认模糊的符号。更值得一提的是，书中出现的插图和示意图，不仅数量适中，而且质量极高，它们完美地充当了文字的视觉辅助，帮助理解那些难以用语言描述的复杂几何或动态过程。可以说，从拿起书本的那一刻起，就能感受到这份对知识传播的尊重。

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这本书的封面设计得非常引人注目，那种深邃的蓝色背景上点缀着闪烁的星系图景，立刻就让人联想到宇宙的宏大和物理学的精妙。初次翻开，我就被它严谨的逻辑结构和清晰的论述风格所吸引。作者似乎对如何引导读者进入一个复杂领域有着独到的见解，从基础概念的引入到复杂模型的推导，每一步都走得非常扎实。尤其是在介绍早期量子力学概念时，那种对历史脉络的梳理，既是对前人的致敬，也为后续的深入探讨打下了坚实的基础。阅读过程中，我时常会停下来，对照着书中的图表和公式，试图在脑海中构建一个更立体的物理图像。那种跟随作者的思路，一步步揭开自然界奥秘的感觉，是阅读专业书籍时最令人兴奋的体验。整体来看，这是一本对初学者极其友好的入门向导，它没有一味追求高深的理论，而是更注重构建坚实的知识体系，让人对整个学科的图景有了一个宏观而又细致的把握。

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深入阅读后，我体会到这本书最宝贵之处在于它提供的系统性框架感。很多时候学习物理，我们容易被零散的知识点困住，只见树木不见森林。然而，本书的结构设计，清晰地勾勒出了理论演进的完整路径，让读者能够清晰地看到各个概念之间的内在联系和逻辑递进关系。例如，作者在引入某个关键模型时，会回顾前一个模型存在的局限性，从而自然而然地引出新理论的必要性。这种“问题—解决—新问题”的叙事方式，使得学习过程富有内在的驱动力。读完后，我感觉自己不仅仅是掌握了一些公式和定义，更重要的是建立起了一套分析和解决相关问题的思维模式。这本书像是一个高明的向导，不仅带你走过了风景壮丽的知识山脉，还教会了你如何去攀登下一座山峰。

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对于有一定基础的读者来说，这本书的深度和广度同样令人印象深刻。它并没有止步于教科书式的陈述，而是巧妙地融入了许多当前研究的前沿视角和未解的挑战。我发现作者在讨论某些特定效应时，所引用的文献和深入的分析，远超出了标准教材的范畴，这表明作者本身就是该领域内活跃的研究者。特别是对于那些涉及统计物理学与量子场论交叉地带的论述，其处理方式显得既新颖又老练。我体验到了一种从“知道是什么”到“理解为什么会是这样”的飞跃。这不仅仅是一本传授知识的书，更像是一本展示如何进行高水平科学思考的范例。在某些章节，我甚至能感受到作者在试图引导读者去思考那些尚未被完全解决的问题，激发了读者的批判性思维，这是我非常看重的品质。

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这本书的文字功底着实令人称道，它在处理高度抽象的物理概念时，展现出一种罕见的清晰度和精确性。我特别欣赏作者在阐述那些反直觉的量子现象时所采用的比喻和类比，它们有效地架起了我们日常经验与微观世界之间的桥梁。许多理工科书籍往往陷于公式的堆砌，使得概念本身被淹没在符号的海洋里，但这本却巧妙地平衡了数学推导的严密性与物理图像的直观性。每当遇到一个关键的转折点，作者总会用一段精炼的文字来总结其物理意义，这对于长期在学术界打磨思维的读者来说，无疑是极大的便利。我感觉作者在撰写时，仿佛能“听见”读者的困惑，并提前给出最恰当的解释。这种以读者为中心的写作态度，使得原本枯燥的理论学习过程变得相对流畅和富有启发性。

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量子场论初阶和量子统计力学，相对于费恩曼的《QED的光和物质奇妙理论》

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