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出版者:上海科学技术文献

作者:郑庚兴

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:2004-2

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787543922495

丛书系列:

图书标签:

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探索微观世界的奥秘：量子力学导论 图书名称：《量子力学导论：从波粒二象性到量子信息》 作者： 王建国 教授，李明 博士 出版社： 科学技术出版社 装帧： 精装 页数： 780 页 定价： 188.00 元 --- 内容概要与特色 《量子力学导论：从波粒二象性到量子信息》是一部全面、深入且富有启发性的教材与参考书，旨在为物理、化学、材料科学以及信息技术等相关专业的本科高年级学生和研究生提供坚实的量子力学基础。本书不仅涵盖了量子力学核心理论的严谨推导，更注重将抽象的数学框架与真实的物理图像相结合，引导读者理解量子世界迥异于经典经验的奇特之处。 本书的编写遵循“由浅入深、循序渐进”的原则，共分为五大部分，共二十章，力求在保证理论深度的同时，兼顾教学的直观性和可理解性。 第一部分：量子力学的历史背景与基本概念（第1章至第4章） 本部分首先回顾了经典物理学在解释黑体辐射、光电效应和原子光谱等现象时遇到的危机，为量子理论的诞生奠定了历史基础。重点阐述了普朗克的基本假设、爱因斯坦的光量子概念以及德布罗意物质波的引入，确立了波粒二象性的核心观念。 第四章 详细探讨了波函数的物理意义、概率诠释，并引入了归一化、算符的概念。通过对无限深势阱、有限深势阱以及自由粒子平面波的分析，读者将初步建立起用波函数描述微观粒子的基本方法论。 第二部分：薛定谔方程与一维势场问题（第5章至第8章） 这是全书的基石部分。第五章和第六章 详细推导了定态薛定谔方程和含时薛定谔方程，并讨论了其在基本物理模型中的应用。重点分析了薛定谔方程的数学性质，如线谱、本征值和本征函数。 第七章 深入剖析了谐振子模型，这是量子力学中最重要且应用最广泛的模型之一。本书不仅通过代数方法（升降算符法）求解了能级和波函数，还对比了级数解法，使读者能深刻理解量子谐振子的能量量子化及其零点能的物理意义。第八章 则涉及势垒穿透问题，详细解释了量子隧穿效应，并通过计算透射系数和反射系数，展示了这种效应在扫描隧道显微镜（STM）等现代技术中的实际应用。 第三部分：角动量与中心势场问题（第9章至第13章） 本部分将理论提升至三维空间，重点讨论了角动量的量子化特性和中心势场问题，这是理解原子结构的理论基础。 第九章和第十章 集中讨论了轨道角动量算符的对易关系、本征值方程以及球谐函数。对角动量算符的代数结构进行了详尽的分析，并引入了球坐标系下的分离变量法。 第十一章和第十二章 详细介绍了氢原子问题。本书不仅展示了如何从薛定谔方程求解出氢原子的能级公式和波函数（径向函数与角向函数的分解），还引入了量子数 $n, l, m$ 的物理意义，清晰地阐释了电子在原子中的分布和能级结构。 第十三章 引入了自旋角动量，讨论了泡利不相容原理及其在多电子原子结构（如洪特规则）中的应用。 第四部分：全同粒子、微扰理论与散射理论（第14章至第17章） 此部分着重于处理更复杂的、需要近似方法的物理系统。 第十四章 深入探讨了全同粒子（费米子和玻色子）的波函数对称性要求，阐述了玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的初步概念，这对固体物理和统计物理至关重要。 第十五章和第十六章 详细讲解了定态微扰理论和含时微扰理论。对于定态微扰，书籍涵盖了简并和非简并情况的一阶和二阶修正。对于含时微扰，重点阐述了导致跃迁的机制，如半经典处理的拉比振荡，以及黄金定则（Fermi’s Golden Rule）的推导与应用，这在激光与物质相互作用的研究中不可或缺。 第十七章 专注于散射理论，介绍了费曼图的初步思想，并详细推导了曼德尔斯塔姆公式（Born近似）。通过计算特定势场（如库仑势和洛伦兹力）的微分截面和总截面，读者将掌握如何用量子力学描述粒子间的相互作用。 第五部分：进阶主题：相对论量子力学与量子信息（第18章至第20章） 为了连接现代物理的前沿，《导论》在最后部分引入了两个重要方向：相对论性的描述和量子信息学的基本概念。 第十八章 简要介绍了狭义相对论对量子力学的修正，推导了克莱因-戈登方程，并着重分析了其存在的负概率密度问题，从而自然过渡到狄拉克方程的引入，强调了自旋的相对论起源。 第十九章 探讨了量子力学的基本诠释问题，特别是EPR佯谬和贝尔不等式。本书用清晰的语言解释了量子纠缠的概念，并初步介绍了量子隐形传态的原理。 第二十章 是对量子计算基础的导览，解释了量子比特（Qubit）的概念，并简要介绍了重要的量子逻辑门（如Hadamard门、CNOT门），为后续学习量子信息科学打下基础。 适用对象与教学特色 本书的特点在于： 1. 严谨的数学基础与物理图像的平衡： 每一章节的数学推导都力求完整严密，同时配有大量清晰的物理插图和图示，帮助读者建立直观的理解。 2. 丰富的例题与习题： 全书共包含超过400道精心设计的习题，其中约100题附有详细解答。这些习题难度适中，覆盖了从基础概念验证到复杂模型求解的各个层面。 3. 侧重现代应用： 书中穿插了大量与现代科技相关的实例，如半导体能带结构、激光跃迁、量子密码学等，展示了量子力学在当今科学研究中的核心地位。 《量子力学导论》是学生掌握量子世界规律的可靠阶梯，其内容深度足以满足硕士研究生的初步要求，是物理学专业学生案头必备的经典参考书。

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翻开《大学物理实验》这本书，我首先被它的排版和设计所吸引。我喜欢那种简洁明了、图文并茂的风格，能够让我在阅读过程中保持专注。我期待书中能有高质量的实验插图，清晰地展示实验装置的搭建过程，以及关键部分的细节。我尤其希望书中能够包含一些具有历史意义的经典物理实验，比如法拉第电磁感应实验，或者卢瑟福α粒子散射实验，通过这些实验，我不仅能学习到物理知识，还能感受到科学探索的艰辛与伟大。当然，我也希望书中能提供一些较为现代的实验，能够让我了解物理学在当今科技发展中的应用，比如激光的干涉和衍射，或者一些半导体器件的特性测量。最重要的是，我希望这本书能引导我学会如何从实验现象中发现问题，提出假设，并通过实验来验证或否定这些假设，培养我的批判性思维和科学探究能力。

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对于《大学物理实验》这本书，我更看重的是它能否为我提供一套完整的学习框架。我希望它不仅仅是一本实验指导手册，更能引导我进行系统的学习。我希望书中能提供一些实验前的预习内容，简要介绍实验的理论背景和预期结果，让我能带着明确的目标去进行实验。同时，我希望书中能有详细的实验操作步骤，以及对每一个步骤的意义进行解释，避免我盲目地照搬。实验后的讨论部分也至关重要，我希望书中能提供一些引导性的问题，帮助我思考实验误差的来源，以及如何改进实验设计。如果书中能包含一些不同难度和复杂度的实验，从基础的测量到一些具有挑战性的综合性实验，那就更好了。一本好的实验书，应该能让我循序渐进，逐步提升我的实验技能和科学素养，让我真正体会到学习物理实验的乐趣和价值。

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这本书的封面上“大学物理实验”几个字，一开始就让我充满了期待。我一直对物理世界的好奇心很强，尤其是在实验室里亲手操作，观察现象，验证理论，这对我来说是一种莫大的乐趣。我希望能在这本书里找到一些经典但又有趣的物理实验，比如牛顿运动定律的验证，单摆的周期测量，光学中的折射和反射，甚至是一些关于电磁学的基本实验，像是测量电阻、验证欧姆定律等等。我特别希望书中能有详细的实验步骤，配上清晰易懂的图示，这样即使我是第一次接触某个实验，也能很快上手。当然，实验结果的分析和讨论也非常重要，我希望书中能提供一些关于如何解读实验数据，如何计算误差，以及如何讨论实验局限性的指导。毕竟，物理实验的魅力不仅在于动手操作，更在于从现象中提炼出规律，从数据中洞察本质。我希望这本书能激发我更深入地思考，让我不仅仅是完成一个实验，而是真正理解背后的物理原理。

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拿到这本《大学物理实验》，我最先关注的是它的实用性。我是一名工科专业的学生，物理实验对我来说不仅仅是理论的补充，更是未来实际工作中的基础。我希望这本书能涵盖一些与我专业相关的实验内容，比如材料力学相关的应力应变测量，或者电路分析中的一些动态实验，甚至是一些涉及到基础工程应用的实验。我期待书中能提供详细的实验器材清单，方便我提前做好准备，也希望能有关于实验安全注意事项的强调，毕竟安全第一。更重要的是，我希望书中能指导我如何进行规范的实验记录，如何撰写科学的实验报告。这不仅仅是课程的要求，更是培养严谨科学态度的重要环节。我希望能学习到如何清晰地描述实验目的、方法、结果，以及如何对结果进行合理的解释和讨论。一本好的实验书，应该能帮助我养成良好的科研习惯，为我未来的学习和工作打下坚实的基础。

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坦白说，我对《大学物理实验》这本书抱有一种“实用主义”的态度。我希望它能直接解决我在学习中遇到的困惑，而不是仅仅停留在理论层面。我希望书中能提供一些“进阶”的实验，那些能够让我挑战自我，拓展知识边界的实验。比如，我一直对量子力学的基本概念很感兴趣，虽然知道大学物理实验不太可能深入到复杂的量子现象，但我希望能找到一些能够初步感受量子世界魅力的实验，比如光电效应的演示，或者一些基于干涉衍射的实验。同时，我希望书中能有一些关于现代物理实验的介绍，让我了解到物理学在前沿领域的最新进展，即使我不能亲手操作，但至少能开阔我的视野。我也希望书中能提供一些关于如何利用现代实验设备进行测量的指导，比如一些简单的传感器应用，或者数据采集软件的使用。总之，我希望这本书能给我带来一些“惊喜”，让我看到物理实验的无限可能。

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