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出版者:中国纺织

作者:张金兴

出品人:

页数:492

译者:

出版时间:1997-5

价格:28.00元

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isbn号码:9787506412971

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好的，以下是一份关于一部名为《量子理论基础与前沿应用》的图书简介，该书内容与《无机化学》完全无关： --- 量子理论基础与前沿应用 探索微观世界的终极规律，驾驭未来科技的驱动力 图书简介 《量子理论基础与前沿应用》是一部面向高年级本科生、研究生以及专业研究人员的深度学术专著。本书系统、严谨地梳理了量子力学的基本原理、数学结构，并将其核心概念应用于现代物理学、材料科学、信息技术以及生物物理等前沿交叉领域。本书的编写力求在保持理论深度和严谨性的同时，通过丰富的实例和清晰的逻辑链条，帮助读者构建起对微观世界运行机制的深刻理解。 第一部分：量子力学的数学与哲学基石 本部分致力于为读者打下坚实的理论基础。我们首先超越经典物理学的范畴，引入量子力学的历史背景和哲学思想的根本性转变。 第一章：历史回顾与基本假设 本章从黑体辐射、光电效应和原子光谱的经典解释失败入手，引出普朗克的量子化假设和爱因斯坦的光子概念。随后，重点阐述波尔模型及其局限性。核心内容是狄拉克-冯·诺伊曼公设体系，详细讨论了态矢量空间（希尔伯特空间）、可观测量的算符表示、波函数与概率解释（玻恩定则），以及时间演化（薛定格方程）。本章强调了“测量”在量子力学中的特殊地位及其对经典实在观的挑战。 第二章：一维定态问题与角动量理论 本章通过解析求解一系列基础的一维势阱问题——包括无限深方势阱、有限深势阱、阶梯势垒以及谐振子——来巩固对薛定格方程求解方法的掌握。特别地，谐振子的处理将引入升降算符方法，展示其在简化复杂计算中的威力。 随后的重点转向三维空间中的量子力学，特别是角动量的量子化。详细推导了轨道角动量和自旋角动量的本征值和本征态，引入球谐函数作为角动量本征函数的表示。清晰阐述了角动量算符的对易关系及其在空间旋转下的变换性质，为后续的原子结构理论奠定数学基础。 第三章：全同粒子、微扰论与散射理论 本章深入探讨了多粒子系统的复杂性。针对全同粒子系统（费米子和玻色子），详细讲解了泡利不相容原理、对称性和反对称波函数的要求，以及玻色-爱因斯坦凝聚和费米简并压力的物理含义。 微扰论部分是本书的重点，涵盖了时间无关微扰论（处理能量简并与非简并情况）和时间依赖微扰论，后者引出了费米黄金定则，该定则是计算辐射跃迁和衰变率的基石。 最后，本章引入散射理论，解析了通过微分截面和相移分析来研究粒子间的相互作用，为高能物理实验分析提供了理论工具。 第二部分：量子力学在物质结构中的应用 本部分将理论框架应用于实际的物理和化学系统，重点关注原子、分子和固体中的量子效应。 第四章：原子结构与光谱学 本章以氢原子为模型，完整求解了中心势场问题，推导了能级结构和量子数（$n, l, m_l$）的物理意义。随后，系统讨论了相对论效应的修正（如质量-速度关系）、自旋-轨道耦合（精细结构）以及塞曼效应（外部磁场对能级的影响），将理论预测与实验光谱数据进行精确对比。对于多电子原子，本书详细介绍了哈特里-福克（Hartree-Fock）方法的基本思想和局限性，以及密度泛函理论（DFT）作为现代计算化学和材料科学中不可或缺的工具的引入。 第五章：分子系统与化学键的量子描述 本章聚焦于量子力学在分子系统中的应用。从双原子分子的旋转和振动能级分析入手，介绍了分子光谱的基本特征。核心内容是分子轨道理论（LCAO-MO方法），阐述了如何利用线性组合原子轨道来构建分子轨道，并区分了 $sigma, pi$ 键的性质。详细分析了价键理论与分子轨道理论的互补性，并介绍了激发态的描述方法。 第六章：固体物理中的量子效应 本章将视角扩展到周期性晶格结构。首先引入布洛赫定理，解释了电子在周期势场中的能带结构。清晰区分了导体、半导体和绝缘体的费米能级概念。随后，深入探讨了半导体物理的核心——有效质量概念、本征与杂质半导体的导电机制，以及PN结的形成和光电器件的工作原理（如LED和太阳能电池）。对于磁性材料，本章也简要介绍了朗道能级和磁性有序（铁磁性、反铁磁性）的量子起源。 第三部分：前沿交叉领域与新兴技术 本部分展示了量子力学的最新进展及其在颠覆性技术中的应用潜力。 第七章：量子信息与计算 本章是本书的亮点之一，专注于信息在微观层面的编码和处理。详细解释了量子比特（Qubit）的概念，以及泡利矩阵作为基本操作子（门）的表示。重点讨论了量子纠缠现象，特别是贝尔态的构建和验证。本书系统介绍了关键的量子算法，包括秀尔（Shor）算法和格罗弗（Grover）算法的原理和复杂度分析。同时，也探讨了量子计算的实现挑战，如退相干（Decoherence）的物理机制及其抑制方法。 第八章：量子光学与腔量子电动力学（Cavity QED） 本章探讨了光与物质的精确相互作用。内容包括光的量子化（光子）、相干态的定义和性质，以及激光的工作原理（受激辐射）。重点介绍腔QED，解释了光子在微腔内与原子或量子点相互作用的增强效应，以及其在构建单光子源和量子中继器方面的应用前景。 第九章：量子场论的初步介绍与引力挑战 作为总结和展望，本章对量子力学的更高层次——量子场论（QFT）——进行了概念性介绍。阐述了将量子化应用于场（而非粒子）的必要性，区分了玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的场论起源。简要回顾了量子电动力学（QED）的成功，并讨论了将量子力学与广义相对论相结合的巨大困难，展望了弦论和圈量子引力等尝试性理论的基本思想。 --- 目标读者与特点 本书的叙述风格兼顾了理论的严谨性与教学的可理解性。每章末尾都附有难度分级的习题集，旨在巩固概念并训练解题能力。本书避免了对化学键合的经验性描述，完全基于严密的量子力学原理推导，是深入理解现代物理学和未来信息技术的必备参考书。本书不涉及化学热力学、化学平衡、溶液性质、酸碱理论、配位化合物的结构与化学反应等传统无机化学范畴的内容。

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这本书在细节的处理上做得非常到位。作者对于每一个化学反应的机理，每一个物质的性质，都给出了非常详细的解释，并且通常会引用相关的实验数据和理论依据来支持。我印象深刻的是，在讲解某些复杂反应时，他会提供多条可能的反应路径，并分析哪条路径更具优势，以及影响因素。这让我看到了化学反应的复杂性和多变性，也让我对化学家的严谨态度有了更深的理解。书中的参考文献列表也非常详尽，这对于想要进一步深入研究的读者来说，无疑是一个宝贵的资源。我喜欢这种“追根溯源”的感觉，能够了解每一个知识点是如何被发现和证实的。即使我不是专业研究人员，也能从中感受到科学研究的严谨性和科学探索的魅力。这本书让我对化学这门学科的敬畏之心油然而生。

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这本书的语言风格充满了热情和活力，读起来让人感觉作者是在和读者进行一场亲切的交流，而不是在严肃地讲课。他会时不时地表达自己对无机化学的热爱，以及对某些现象的惊叹，这种情感的传递让我能够感受到他对科学的热情，并被这种热情所感染。我尤其喜欢他在提到一些历史性的发现时，所表现出的激动和自豪，仿佛他本人也参与了那个伟大的时刻。这种人情味十足的写作方式，让我觉得学习过程不再是冰冷而机械的，而是充满温度和乐趣的。我感觉自己就像是坐在作者身边，听他分享他对化学世界的理解和感悟。这种轻松愉快的阅读体验，让我能够更投入地去学习，并且更容易记住书中的内容。我相信，对于很多初学者来说，这样的风格能够有效地降低他们的畏难情绪，让他们爱上这门学科。

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这本书的深度和广度都让我感到惊喜。它涵盖了无机化学领域的大部分核心内容，并且在某些方面，比如金属配合物的理论、稀土元素的化学性质等方面，有着相当深入的探讨。但更难能可贵的是，作者在保持学术严谨性的同时，并没有让内容变得晦涩难懂。他能够巧妙地平衡理论深度和可读性，对于一些前沿的研究领域，也能用一种相对易懂的方式进行介绍，让我能够触摸到无机化学的最新发展动态。我尤其喜欢书中关于一些著名无机化学家的生平简介和他们研究贡献的介绍，这让我感受到了科学发展的历史脉络，也看到了无数科学家为之付出的智慧和努力。这种人文关怀的融入，让这本书更加立体和生动，不仅仅是一堆冷冰冰的化学公式和理论。我感觉这本书让我对无机化学的认知，从点状的知识碎片，逐渐汇聚成一片广阔的知识海洋，让我看到了这个学科的博大精深。

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从我翻开这本书的第一页开始，就有一种豁然开朗的感觉。作者的语言风格极其生动，完全颠覆了我过去对化学教科书死板、枯燥的印象。他能够将那些看似复杂的概念，比如元素的周期性律、晶体结构，甚至是复杂的配位化合物的形成过程，用一种非常形象和易懂的方式娓娓道来。我尤其喜欢他举的那些生活中的例子，比如厨房里的食盐、我们呼吸的空气，甚至是彩虹的形成，都巧妙地联系到了无机化学的原理。这让我觉得，化学并非只存在于实验室的烧杯和试管中，它就在我们身边，影响着我们生活的方方面面。书中对于一些重要实验的描述，也写得非常细致，即使我没有亲自动手操作，也能通过文字想象出实验的过程和结果，甚至能感受到其中的趣味性。我感觉自己不再是被动地接收知识，而是在和作者一起进行一场思想的冒险。他对概念的解释循序渐进，逻辑清晰，一点点地构建起我对无机化学世界的认知框架。这种学习体验是前所未有的，让我对化学产生了浓厚的兴趣，也让我意识到，原来理解这些基础学科可以如此充满乐趣。

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阅读这本书的过程，就像是在进行一场精密的解谜游戏。作者在讲解每一个概念时，都会像一个侦探一样，层层剥茧，引导读者去发现问题的本质。他善于提出一些引人思考的问题，然后通过严谨的逻辑推理和实验证据，给出令人信服的答案。我尤其欣赏他在解释一些抽象概念时，所使用的类比和比喻，它们非常巧妙，能够帮助我迅速抓住问题的核心。例如，在解释量子力学在原子结构中的应用时，他用“电子的轨道就像行星围绕太阳运行，但又有所不同”这样的比喻，让我更容易理解电子的离域性和概率性。这种“启发式”的教学方法，让我主动参与到知识的构建过程中，而不是被动地接受。我感觉自己不仅在学习化学知识，更是在学习一种解决问题的思维方式。这本书让我对学习的兴趣大大提升，因为它让我看到了知识的获取过程本身也是充满乐趣和成就感的。

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这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本教材，更像是一本“无机化学的百科全书”，只不过是以一种非常友好的方式呈现。它在提供扎实的理论基础的同时，还穿插了大量的实例，涵盖了从工业生产到日常生活，再到环境科学等各个领域。我看到了无机化学在催化剂、半导体材料、新能源电池等领域的应用，这些都让我对无机化学的实用价值有了全新的认识。作者对于这些应用的介绍，并不只是简单的罗列，而是会深入地分析其背后的化学原理，以及这些应用是如何解决实际问题的。这让我在学习理论知识的同时，也能感受到科学技术的巨大力量。我特别喜欢书中对于一些“奇特”的无机化合物的介绍，比如那些具有特殊结构和功能的分子，让我惊叹于大自然的神奇创造力。这本书让我看到了无机化学不仅仅是枯燥的反应和结构，更是充满无限可能性的领域。

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这本书的编排逻辑非常出色，它不是将知识点简单罗列，而是将它们有机地串联起来，形成一个完整的知识体系。从最基础的原子结构和化学键，到复杂的金属有机化学和固体化学，每一个章节的过渡都十分自然，就像一条清晰的河流，引导着读者一步步深入。我特别欣赏作者在讲解过程中，反复强调概念之间的内在联系，以及它们如何相互影响，形成宏观的化学现象。例如，在解释元素的物理性质时，他会追溯到其原子结构和电子排布，然后进一步解释这些性质如何影响其在化学反应中的表现。这种“由微观到宏观”的讲解方式，让我能够更深刻地理解每一个概念背后的原理，而不是死记硬背。书中的图表和插图也起到了至关重要的作用，它们不仅美观，而且准确地传达了抽象的化学信息。我经常会反复观看那些关于分子轨道、晶体结构的模型图，它们帮助我构建了立体化的空间认知，让我能够更好地理解化学世界的“样子”。我感觉这本书不仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么”，这对我来说是学习化学最重要的收获。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色背景，点缀着一些抽象的化学结构图，给我一种既专业又充满艺术感的感觉。我一直对基础科学的魅力非常着迷，尤其是那些构成了我们物质世界最基本单位的学科。虽然我对无机化学的了解有限，但这本书的装帧设计让我觉得它并非枯燥的教科书，而是可能蕴含着奇妙的探索之旅。我喜欢它那种沉静而富有力量的视觉语言，仿佛在诉说着无机物世界的千姿百态和无穷奥秘。拿到手中，纸张的触感也很棒，不是那种廉价的滑腻感，而是带着些微的纹理，让人感觉它承载的内容同样厚重而有价值。我希望这本书能够像它的封面一样，在内容上也能给我带来惊喜，让我能够在一个全新的视角去理解那些曾经让我觉得遥不可及的元素和化合物。我对书中的插图和图表充满了期待，希望它们能够清晰地展现复杂的化学过程和结构，帮助我这个门外汉也能窥见无机化学的精妙之处。总而言之，这本书给我的第一印象非常积极，它不仅仅是一本工具书，更像是一扇通往未知世界的门，我迫不及待地想打开它，去一探究竟。

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这本书的章节结构安排非常清晰，并且每个章节的标题都很有概括性，让人一目了然。在每一章的开头，作者都会简要地介绍本章的学习目标，以及本章内容与前面章节的联系，这有助于我提前对本章内容有一个整体的认识。在每一章的结尾，则会有一个总结部分，对本章的重要概念和知识点进行回顾，并且会提供一些思考题和练习题，帮助我巩固所学。我非常喜欢这种“循序渐进、温故知新”的学习模式。这些思考题和练习题也很有代表性，能够帮助我检验自己对知识的掌握程度，并且发现自己理解上的不足。我感觉这本书的设计非常人性化，充分考虑到了读者的学习习惯和需求。这种结构化的学习方式，让我能够更有条理地进行学习，并且能够持续地进步。

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这本书的排版设计也值得称赞，字体大小适中，行距舒适，阅读起来一点也不会感到疲劳。大量的插图、表格和化学结构式都被恰到好处地放置在文本旁边，与文字内容紧密配合，相得益彰。我特别喜欢书中的一些示意图，它们能够非常直观地展现抽象的化学概念，比如一些分子的空间构象、反应机理的动态过程等。这些图画不仅清晰美观，而且充满了科学的严谨性，让我能够一目了然地理解复杂的化学原理。此外，书中的一些历史照片和人物肖像，也为这本书增添了人文气息，让我对无机化学的发展历程有了更生动的认识。总的来说，这本书在视觉呈现上做得非常出色，它将科学内容与艺术设计完美地融合在一起，为读者提供了一种愉悦的阅读体验，这对于一本严肃的学术书籍来说，是非常难得的。

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