少体系统的量子力学对称性 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:李训贵

出品人:

页数:104

译者:

出版时间:2006-5

价格:32.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787030167569

丛书系列:

图书标签:

• 量子力学
• 对称性
• 少体系统
• 物理学
• 理论物理
• 量子物理
• 凝聚态物理
• 数学物理
• 算符理论
• 群论

《少体系统的量子力学对称性》 本书深入探讨了量子力学中少体系统的对称性原理及其应用。内容涵盖了从基础概念到前沿研究的多个层面，旨在为读者提供一个全面而系统的理解框架。 第一部分：对称性基础与群论入门 本部分将从最基础的量子力学概念出发，逐步引入对称性的思想。我们将回顾量子力学的基本假设、波函数、算符、态矢量等核心要素，为后续对称性讨论奠定基础。 量子力学基本原理回顾： 简要回顾海森堡不确定性原理、薛定谔方程、能量本征态、动量算符等，强调其在描述粒子行为中的作用。 对称性在物理学中的地位： 介绍对称性作为自然界基本规律的体现，以及它在简化复杂问题、揭示物理本质方面的强大力量。 群论初步： 群的定义与基本性质： 介绍群的封闭性、结合律、单位元和逆元等数学定义。 常见的群： 讨论一些在物理学中至关重要的群，如置换群、旋转群、李群等。 群的表示论： 解释群表示的概念，以及不可约表示在量子力学中的重要性。介绍迹、特征标等概念。 群论与算符对易关系： 阐述群的生成元与算符的对易关系，揭示对称性与守恒量的深刻联系（诺特定理简介）。 第二部分：少体系统中的对称性 本部分将聚焦于少体系统，即由少量粒子组成的量子系统，并深入分析对称性在该类系统中的具体体现和作用。 全同粒子与交换对称性： 全同粒子的概念： 解释全同粒子的不可区分性，以及其对多粒子波函数性质的根本影响。 对称波函数与反对称波函数： 详细阐述波函数的对称性（玻色子）与反对称性（费米子）的区分，以及其与 Pauli 不相容原理的关系。 交换算符的性质： 引入交换算符，并探讨其与哈密顿量对易的关系，从而导出粒子统计性质与对称性的联系。 轨道与自旋对称性： 角动量算符及其对易关系： 回顾不同类型的角动量算符（轨道角动量、自旋角动量）及其对易关系。 空间旋转对称性： 分析哈密顿量在空间旋转下的不变性，以及其与总角动量守恒的关系。 自旋对称性： 探讨自旋在原子、分子和原子核等系统中的作用，以及与自旋相关的相互作用。 内部对称性： 同位旋对称性： 介绍同位旋的概念，以及它在描述核子（质子和中子）之间的近似对称性方面的应用。 味对称性（简介）： 简要介绍在基本粒子物理中出现的更广泛的内部对称性，如夸克味对称性。 少体系统的哈密顿量中的对称性： 利用对称性简化哈密顿量： 讨论如何通过识别和利用系统的对称性来简化哈密顿量的形式，从而降低求解难度。 对称性算符与守恒量： 明确指出与哈密顿量对易的对称性算符对应着守恒量，并给出具体例子。 第三部分：对称性在少体系统问题中的应用 本部分将通过具体的物理例子，展示对称性在解决少体系统问题中的强大应用能力。 原子结构与光谱： 单电子原子： 分析氢原子中角动量、宇称等对称性及其对能级结构和跃迁的影响。 多电子原子： 讨论原子中电子的轨道和自旋相互作用，以及 Slater 积分、LS耦合、jj耦合等模型中对称性扮演的角色。利用群论方法分析原子光谱的精细结构和超精细结构。 分子结构与光谱： 分子对称性群： 介绍点群的概念，并讨论其在描述分子几何构型和电磁相互作用中的应用。 分子振动与转动： 分析分子振动和转动能级的分裂和选择定则，这些都与分子的对称性密切相关。 电子态的对称性： 讨论分子中电子态的对称性，如 $sigma$, $pi$, $Delta$ 等，以及它们如何影响分子的化学性质。 原子核结构： 核力的对称性： 探讨核力的近似对称性，如同位旋不变性。 壳模型与集体模型中的对称性： 分析核壳层模型中核子填充分层和核子之间的相互作用如何与对称性联系起来。介绍集体模型中核形状的集体运动及其对称性。 核谱的对称性特征： 讨论核能谱中存在的对称性模式，如 the "rotational bands" (转动带) and "vibrational bands" (振动带)。 固态物理简介（可选）： 晶格对称性： 简要介绍晶体的空间群，以及其在描述电子能带结构、晶格振动（声子）等方面的作用。 布里渊区与 Bloch 定理： 探讨晶格周期性带来的对称性，以及 Bloch 定理如何描述电子在周期势中的行为。 第四部分：进阶主题与前沿展望 本部分将触及更深入的对称性理论，并简要展望其在现代物理学中的应用前景。 李群与李代数： 更深入地探讨李群和李代数的结构，以及它们在连续对称性描述中的重要性。 规范对称性： 简要介绍规范对称性的概念，它是描述基本粒子相互作用（电磁、弱、强相互作用）的核心思想。 对称性破缺： 讨论对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）的概念，以及它在解释物理现象中的作用，例如质量的起源。 对称性在量子信息中的应用（简介）： 简要提及对称性在量子纠缠、量子计算和量子通信等领域中的潜在应用。 通过对以上内容的系统阐述，本书旨在帮助读者深刻理解对称性作为量子力学中一个普适且强大的概念，如何在少体系统中发挥至关重要的作用，并为解决各种复杂的物理问题提供强有力的工具。本书适合量子力学、原子物理、分子物理、核物理及相关领域的学生和研究人员阅读。

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这本《少体系统的量子力学对称性》简直是为我这种对理论物理有深入兴趣的读者量身定做的。我从翻开第一页起，就被作者那种深入浅出的叙述方式深深吸引住了。它没有那种高高在上的学术腔调，反而像一位经验丰富、循循善诱的导师，耐心地引导我们穿梭于复杂的数学公式和抽象的物理概念之间。特别是关于群论在描述多粒子系统时的应用，作者的讲解清晰得令人惊叹，仿佛那些原本晦涩难懂的对称操作突然间变得可视化、可触摸了。我尤其欣赏作者在解释特定物理情境时，总是能巧妙地联系到具体的实验案例，这让抽象的理论不再是空中楼阁，而是有了坚实的物理基础。阅读过程中，我时常会停下来，回味那些精妙的论证过程，那种豁然开朗的感觉，是很多其他同类书籍难以给予的。它真正做到了将“少体”的实用性与“对称性”的深刻性完美结合，是一本值得反复研读的力作。

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这本书的排版和细节处理，体现出出版方对物理学读者的尊重。图表的质量非常高，那些用来阐释费米子或玻色子统计特性的示意图，线条清晰，信息密度适中，极大地帮助了空间想象力的构建。更值得称赞的是，作者在引用和参考文献的处理上极为严谨，为我们这些希望进一步深挖特定子主题的读者指明了方向。我注意到，在讨论轨道角动量耦合时，作者没有止步于基础的Clebsch-Gordan系数，而是探讨了在高阶耦合下的实际计算技巧，这对于正在进行数值模拟或需要精确计算谱线分裂的实验物理学家来说，价值不可估量。它不仅仅是一本教科书，更像是一本操作手册，充满了实用的“知道如何做”的知识点，而不是空泛的理论空谈。我感觉我的研究工具箱因此丰富了不少。

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与其他侧重于宏观或标准模型对称性的著作相比，《少体系统的量子力学对称性》真正聚焦于那些原子、分子和凝聚态系统中至关重要的微观结构。作者对泡利不相容原理在多电子原子能级结构中的体现，所进行的细致剖析，让我对周期表背后的深层物理机制有了更深刻的认识。我尤其欣赏作者引入的“对称性保护的简并态”这一概念，它不仅解释了为什么某些态会异常稳定，还预示了在外部微扰下这些态的响应模式。这本书的视角非常独特，它强迫读者跳出平面思维，去思考维度和自旋空间中的变换规律如何决定了物质的最终性质。对于那些致力于理解材料性质微观起源的读者来说，这本书提供的洞察力是无可替代的。

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这本书的语言风格，虽然保持了科学的精确性，但在某些章节中却流露出一种近乎哲学的思辨色彩。在探讨宇称不守恒和时间反演对称性在核反应中的微小偏离时，作者引发的思考超越了单纯的计算层面，触及了物理定律的根本假设。我能感受到作者对于构建一个自洽理论体系的热情，他似乎总是在寻找最优雅、最简洁的数学结构来描述自然界的复杂现象。对于那些追求理论美感的读者来说，这本书的后半部分无疑是一场盛宴。它不仅仅是关于计算，更是关于理解自然界中潜藏的秩序之美。每次合上书本，我都会被那种宇宙运行的和谐感所震撼，这本书成功地将冰冷的物理定律与人类对美的追求连接了起来。

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我必须坦言，当我第一次拿起这本书时，内心是有些忐忑的，因为“量子力学对称性”这个主题听起来就充满了挑战性。然而，这本书的结构设计简直是一次教学艺术的展现。它的逻辑推进是如此的自然流畅，仿佛在搭建一座精密的桥梁，每一步的基石都打得异常牢固。我特别喜欢它处理那些关键转折点的方式——每当引入一个新的对称群或新的操作符时，作者都会用非常详尽的数学推导来铺陈，确保读者不会在关键步骤上掉队。那些复杂的矩阵表示和算符对易关系，在作者的笔下变得有迹可循，不再是令人望而生畏的符号堆砌。对于研究生阶段的学习者来说，这本书无疑提供了一个极佳的自学工具，它不仅教你“是什么”，更深入地解释了“为什么必须是这样”。读完后，我对如何用对称性原理来简化少体系统的薛定谔方程有了全新的理解深度。

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