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出版者:清华大学

作者:沈小丰 编

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:2007-10

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787302155775

丛书系列:

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• 实验指导
• 电路基础
• 实践教学

现代量子物理学导论 作者： [虚构作者姓名] 出版社： [虚构出版社名称] 出版年份： [虚构年份] 页数： 约650页 --- 内容简介 《现代量子物理学导论》是一部全面、深入且面向本科高年级学生及初级研究人员的教材，旨在为读者构建坚实的量子力学理论基础，并引领他们探索现代物理学的前沿领域。本书摒弃了过于简化的模型，力求在数学严谨性和物理直觉培养之间找到最佳平衡点。 本书的结构清晰，逻辑递进性强，从历史背景的简要回顾开始，迅速过渡到量子力学的核心数学框架，随后系统地阐述了核心概念，最终涵盖了凝聚态物理、粒子物理和量子信息等多个应用分支的基础内容。 第一部分：量子力学的数学基石与基本假设 本部分专注于建立量子力学所需的数学工具，这是理解后续复杂现象的关键。 第1章：物理学的危机与量子理论的萌芽 本章首先回顾了经典物理学（牛顿力学、麦克斯韦电磁学）在解释黑体辐射、光电效应和原子光谱时遇到的不可调和的矛盾。重点讨论普朗克对能量量子化的革命性假设，以及爱因斯坦对光量子（光子）概念的引入。玻尔模型虽然是半经典描述，但作为过渡，其成功与局限性被详细分析，为引入波粒二象性做好铺垫。 第2章：波函数与薛定谔方程 本章引入了量子力学的核心描述工具——波函数 $Psi(mathbf{r}, t)$。详细阐述了波函数的概率解释（玻恩诠释），以及与可观测量的统计关联。随后，核心内容聚焦于时间依赖和时间无关的薛定谔方程。通过对自由粒子、无限深势阱（一维和三维）的求解，读者可以直观地理解能级量子化、零点能以及波函数的归一化和完备性要求。 第3章：算符、本征值与测量理论 本章将数学结构提升至抽象的线性代数层面。引入了线性算符在希尔伯特空间中的表示，特别是厄米算符（自伴算厄）与物理可观测量之间的对应关系。详细讨论了算符的对易关系、不确定性原理（基于算符的推广形式），并对量子力学的测量公设进行了严格的数学阐述——测量如何导致波函数坍缩，以及坍缩的统计特性。 第4章：角动量理论 角动量在量子力学中具有至关重要的地位，它深刻影响了原子和分子的结构。本章系统推导了角动量算符的对易关系，并基于升降算符方法求解了 $L^2$ 和 $L_z$ 的共同本征态，导出了球谐函数（球面调和函数）。随后，将该框架扩展至自旋角动量，详细分析了泡利不相容原理，为电子在原子中的排布奠定了基础。 第二部分：从原子结构到多粒子系统 在掌握了基本数学工具后，本部分将应用这些工具来解决实际的物理问题，特别是多电子系统的复杂性。 第5章：氢原子与精细结构 利用分离变量法和角动量理论的成果，本章完整求解了三维的库仑势问题，即精确求解了氢原子的能级和波函数。在此基础上，引入了相对论修正，详细推导了精细结构常数和塞斯里兹修正项，解释了光谱线的多重结构。此外，还讨论了电子的斯塔克效应（电场）和塞曼效应（磁场）。 第6章：变分法与微扰理论 由于只有少数系统（如氢原子）可以精确求解，本章介绍了处理复杂哈密顿量估算能级和波函数的重要近似方法。 时间无关微扰理论： 对非简并和简并情况下的能量和波函数的一阶和二阶修正进行了详细推导和实例应用，如处理微弱的电磁场相互作用。 变分原理： 阐述了如何利用变分参数来获得定态能量的上限估计，是计算分子和固态物理中基态性质的有效手段。 第7章：全同粒子与对称性 本章处理多电子系统（$N$ 个电子）时遇到的根本问题：粒子不可区分性。严格区分了费米子（反对称波函数，满足泡利不处理）和玻色子（对称波函数）。重点介绍了福克-狄拉克方程（对于费米子）和平均场近似（如Hartree-Fock方法），为理解化学键和固体中的电子行为铺平道路。 第三部分：量子力学的进阶主题与现代应用 本部分将视角扩展到非相对论量子力学的边界，并简要介绍了量子信息科学的基础。 第8章：散射理论 本章从理论上分析了粒子在势场中的散射问题。详细介绍了费希尔-奥希特（Partial Wave Analysis）方法，推导出散射截面的表达式，特别是对势垒和势阱的透射与反射系数进行了计算。引入了朗道-升力（Feynman）图的定性描述。 第9章：相对论量子力学的开端 本章是通往量子场论的桥梁。首先分析了非相对论量子力学在描述高速运动粒子时的内在矛盾。随后，推导了克莱因-戈登（Klein-Gordon）方程和狄拉克（Dirac）方程，重点讨论了狄拉克方程如何自然地引入了自旋1/2的描述以及对反物质（正电子）的预言。 第10章：量子信息与计算导论 作为对传统量子力学的现代拓展，本章介绍了量子信息学的基本概念。重点分析了量子比特（Qubit）的概念，并讨论了两个量子比特组成的复合系统（如纠缠态、Bell态）。简要介绍了量子门操作的矩阵表示，并对量子纠缠作为一种物理资源的角色进行了定性讨论。 --- 本书特色： 1. 严谨的数学推导： 每一步推导都力求清晰和完整，使读者能够真正掌握理论工具。 2. 丰富的插图和图表： 配有大量的物理情景图示和势能剖面图，帮助学生建立空间想象力。 3. “物理洞察”栏目： 在关键概念之后设置专题讨论，探讨理论的哲学意义和当前物理研究中的未解之谜。 4. 大量的习题： 习题分为基础计算题、推导题和高级思考题三类，分布在每章末尾，以巩固所学知识。 《现代量子物理学导论》不仅教授“如何计算”，更强调“为什么如此”。它旨在培养学生对微观世界运行法则的深刻洞察力，为他们未来在凝聚态、等离子体、核物理或量子计算等领域的研究打下坚实的基础。

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这本《电子线路实验》的书，我本来是抱着“反正都是些基础电路图，随便翻翻也能应付过去”的心态买的。谁知道，一旦真正沉浸进去，才发现里面的内容远超我的想象。它不仅仅是简单地罗列实验步骤和电路图，更像是带你走进了一个微观的电子世界。书里的讲解，尤其是在对各种元器件特性的深入剖析上，简直是教科书级别的细致。比如讲解一个三极管的放大特性时，作者没有直接给出结论，而是通过一系列精心设计的实验步骤，引导你一步步观察电流、电压的变化，让你亲手“触摸”到半导体物理的奥秘。这种“授人以渔”的教学方式，让我这个基础薄弱的读者，竟然也能对运算放大器的工作原理建立起清晰、立体的认识。我记得有一次，我在搭建一个典型的RC滤波器实验时，发现输出波形和书上预测的不一样，我以为是自己电路搭错了，结果对照书中的“疑难解答”部分，才发现是某个元件参数的微小偏差导致的，这种细节的捕捉能力，非常体现作者的专业性和对教学的用心。它不是让你死记硬背公式，而是让你真正理解为什么这个电路会这样工作。

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我阅读这本书的体验，更像是一场与经验丰富的老工程师面对面交流的过程。这本书的语气非常沉稳、严谨，但又不失亲切感。它在描述实验注意事项时，那种“过来人”的口吻让人倍感真实。比如，它会反复强调在操作示波器时如何正确地设置探头衰减系数，以及如何避免地线回路造成的干扰。这些看似微不足道的细节，却是初学者最容易犯错的地方。书中关于仪器使用的指导部分，写得极为细致，几乎可以当作一本独立的示波器和万用表操作指南来用。而且，它的理论深度和实践广度达到了一个非常平衡的点。它不会为了炫耀理论而堆砌公式，也不会为了方便操作而省略必要的物理机制阐述。读完一个实验，你不仅知道“怎么做”，更明白了“为什么这么做”以及“做错了会怎样”。这种全面的知识覆盖，让这本书成为我工具箱里不可或缺的一部分。

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这本书的实用性，简直是为电子发烧友量身定做的。与其他偏向学术研究的实验指导书不同，《电子线路实验》似乎更贴近业余爱好者和工程师的实际需求。它收录的许多实验项目，比如简单的数字逻辑电路构建，或者小型信号发生器的制作，都非常适合在家庭实验室中完成。更让我惊喜的是，它对现代元器件的兼容性做得很好。例如，在讲解数字电路时，它不仅涵盖了经典的TTL系列，还详细介绍了CMOS技术和一些常用的低功耗微控制器接口基础，这表明作者紧跟行业前沿，没有让内容停留在上个世纪。我尤其喜欢它在每个章节末尾设置的“拓展思考”环节，这些问题往往非常开放，鼓励读者去尝试修改参数、替换元件，甚至设计一个全新的应用场景。这种引导式的学习，极大地激发了我独立解决问题的能力。

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拿到这本《电子线路实验》时，首先吸引我的是它的排版和图示质量。现在很多技术书籍，图画得跟火柴人画一样，看着费劲。但这本书的电路图，每一个符号、每一个连接线都清晰得如同CAD制图一般精准。对于我们这些需要经常动手实践的人来说，这一点至关重要。我最欣赏它在实验设计上的循序渐进。它不会一上来就给你甩一个复杂的反馈控制系统。而是从最简单的直流电源、电阻、电容开始，然后逐步引入晶体管、集成电路，最后才过渡到信号处理。这种结构安排，极大地降低了初学者的学习曲线的陡峭程度。我个人对书中的“噪声抑制”那一章印象特别深刻。它不是空泛地谈理论，而是给出了好几个实用的接地技巧和屏蔽方法，甚至连焊接点的处理方式都有详细的图解说明。这让我在我的个人项目——一个低噪声音频前置放大器中，成功地减少了嗡嗡的底噪。这本书给我的感觉是，它不仅仅是知识的搬运工，更是实践经验的浓缩精华。

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说实话，这本书的深度，有点超出我一开始对“实验手册”的预期。我原本以为它会是那种速查型的工具书，翻开就能找到对应的实验电路。然而，它更像是一本结合了理论推导和动手实践的综合教材。其中关于参数选择和误差分析的部分，写得尤其精彩。很多实验手册只是告诉你“用10kΩ的电阻”，但这本书会花篇幅解释“为什么是10kΩ，而不是5kΩ或者20kΩ？”它会引入负载效应、温度漂移等实际工程中必须考虑的因素，并将这些复杂的概念，通过巧妙的图表和简单的数学模型展示出来，使得那些原本晦涩难懂的参数优化过程变得直观起来。我记得在“稳压电源”那一章，作者详细对比了串联型和并联型稳压电路的优缺点，不仅给出了效率计算，还模拟了不同负载情况下的电压稳定性曲线。这让我在设计电源方案时，能够根据具体的应用场景做出更优的选择，而不是盲目套用一个标准电路。

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