Group Theory with Applications in Chemical Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Jacobs, P.W.M

出品人:

页数:506

译者:

出版时间:2005-11

价格:$ 166.11

装帧:HRD

isbn号码:9780521642507

丛书系列:

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• 群论
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《群论在化学物理中的应用》 这本书深入探讨了群论作为一种强大数学工具，在理解和解决化学物理领域各种现象中的核心作用。它旨在为读者提供一个坚实的群论基础，并清晰地展示如何将其原理应用于解决实际的化学物理问题。 核心内容概述： 全书围绕群论的基本概念展开，并系统地阐述了它们如何在描述分子对称性、光谱学、晶体学、量子力学以及其他一系列化学物理分支中发挥关键作用。 群论基础： 书籍的开篇部分将详尽介绍群论的核心概念，包括群、子群、陪集、正规子群、商群、同态和同构等。读者将学习如何识别一个数学结构是否构成一个群，理解群的运算规则，以及掌握诸如拉格朗日定理、西罗定理等群论中的基本定理。此外，还会介绍置换群、对称群等在化学物理中具有普遍性的群的例子。 群表示理论： 这是群论在应用领域中至关重要的一个方面。本书将详细讲解群的表示，包括不可约表示、特征标（Character）理论，以及如何利用特征标表来分析分子的对称性和其相应的量子力学态。读者将学会如何构建和理解特征标表，以及如何通过它们预测分子的光谱性质，例如红外和拉曼光谱的活性。 分子对称性与群： 群论提供了一种严谨的方式来描述和分类分子的对称性。书中会系统介绍点群的概念，包括不同点群的分类、操作符（如旋转轴、反射平面、反演中心、旋转-反射轴）的定义，以及如何根据分子的几何结构确定其所属的点群。理解分子点群是深入研究其光谱、化学反应性和分子轨道理论的基础。 光谱学中的应用： 群论在解释和预测分子光谱方面具有无与伦比的力量。本书将深入探讨如何利用群论来分析分子的振动光谱（红外光谱和拉曼光谱）。读者将学习如何根据分子的点群及其振动模式的对称性，推断哪些振动模式是红外活性的，哪些是拉曼活性的，以及它们的偏振方向。此外，还将触及电子光谱和核磁共振（NMR）谱中群论的应用。 晶体学中的群论： 晶体是由重复排列的原子或分子构成的周期性结构。本书将介绍空间群的概念，包括晶胞、晶格、平移对称性、螺旋轴和滑移面等。读者将了解到如何利用群论来分类晶体结构，并理解晶体对称性如何影响其宏观性质，如光学、电学和力学性质。布里渊区和晶体振动的分析也将涉及群论的视角。 量子力学中的群论： 量子力学中的许多基本原理与对称性密切相关。本书将展示群论如何用于理解量子态的简并性、能量本征态的分类，以及如何利用群论来简化薛定谔方程的求解。例如，在处理具有特定对称性的哈密顿量时，群论可以极大地简化问题的复杂性，并帮助预测体系的能级结构。 其他应用领域： 除了上述核心应用，书籍还会涉及群论在其他相关领域的应用，例如化学键理论（分子轨道理论）、配位化学、激光物理以及固体物理中的某些问题。 写作风格与目标读者： 本书的写作风格力求清晰、严谨且具有启发性。它避免了过于抽象的数学论证，而是将重点放在概念的理解和实际问题的解决上。书中将包含大量的例子，涵盖了各种具有代表性的分子和晶体结构，通过具体的计算和分析过程，帮助读者将抽象的群论概念与具体的化学物理现象联系起来。 本书的目标读者包括化学、物理学、材料科学及相关领域的本科生、研究生以及研究人员。对于希望深入理解化学物理现象背后的对称性原理，并掌握运用群论解决实际问题的读者，本书将是一本不可或缺的参考书。无论您是初次接触群论，还是希望加深对该领域理解的研究者，都能从中获益。

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这本书的行文风格可以说是教科书中的一股清流，它不像某些老派教材那样晦涩难懂，充满了过时的术语和繁复的证明堆砌。相反，作者似乎非常理解读者在学习过程中可能会遇到的思维瓶颈，因此在解释那些抽象概念时，总是能找到最贴近物理直觉的表达方式。我尤其欣赏作者在每章末尾设置的“拓展阅读”和“思考题”。“思考题”的设计水平非常高，它们不仅仅是简单的计算检验，更多的是引导读者去思考更深层次的数学结构与物理现象之间的内在联系。比如说，关于点群对称性在分子轨道理论中的应用那一章，作者巧妙地将群论的抽象操作与实际的分子振动模式关联起来，使得原本枯燥的代数推导立刻变得生动起来，让人有种茅塞顿开的感觉。对于我这种更偏向于应用层面的学习者来说，这本书的理论深度和实际案例的平衡掌握得恰到好处，它不会让你迷失在纯粹的数学世界里，而是始终把你牢牢地固定在化学物理的实际问题上。

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这本书的编排逻辑，简直就是一场精心策划的智力冒险。作者似乎故意将某些看似不相关的数学分支巧妙地编织在一起，直到最后才展现出它们在解决某一类物理问题时的统一性。例如，在介绍了表示论之后，紧接着就引入了狄拉克符号以及相关的变换矩阵，这种并行的结构使得读者不得不去思考不同数学工具之间的底层联系。我个人对这本书的论证风格持有一种近乎敬佩的态度，它很少使用那种“读者很容易看出”之类的模糊措辞，而是力求每一个结论都有坚实的逻辑基础支撑。对于那些对数学严谨性有较高要求的读者来说，这本书无疑提供了极大的满足感。它不是一本读完就能“会用”的书，更像是一份需要反复研磨、时常翻阅的案头参考。每一次重读，似乎都能在以前忽略的角落里发现新的洞见，这体现了作者在内容组织上的深思熟虑和高度的学术水准。

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这本书的价值不仅仅在于它传授了群论知识，更在于它重塑了学习物理的思维方式。它强迫你跳出传统的微积分和线性代数框架，去用对称性的语言重新审视整个物理世界。我对其中关于周期性边界条件和布洛赫定理的讨论印象尤为深刻，作者并没有将群论仅仅看作一个附加的工具箱，而是将其内嵌于理解固体能带结构的核心逻辑之中。这种“对称性先行”的讲解模式，使得后续关于电子结构和磁性的讨论变得自然而然，而不是生硬地套用公式。此外，书中对一些高级主题，如拓扑绝缘体中可能涉及的某些对称性分类的探讨，虽然只是浅尝辄止，但也为有志于深入研究的读者提供了清晰的后续学习方向。这本书的深度足以支撑一位博士生的课程学习，同时其清晰的叙述又不会让高年级本科生望而却步，可以说是在不同层次的读者之间找到了一个近乎完美的平衡点，是该领域内难得的精品力作。

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我在学习过程中遇到一个很大的困扰，那就是很多教材在讲解完基本概念后，对如何将这些工具应用到实际的量子力学问题中时，往往一笔带过，留给读者大量的空白需要自己去填补。然而，这本书在这方面做得极其出色。它的后半部分，专门辟出大块篇幅来详细阐述群论在角动量理论、晶体场理论以及分子光谱分析中的具体步骤和数学细节。作者在处理对称性破缺的问题时，步骤描述得细致入微，每一步的假设和推导都交代得清清楚楚，这极大地降低了跨越理论到实践的难度。我曾尝试用其他资源来学习晶格振动问题，但总是感觉工具的运用不够熟练，直到深入研读了这本书中关于不可约表示如何直接对应到物理可观测量的章节，才真正体会到群论作为一种强大工具的威力。这本书就像一位经验丰富的导师，在你每一步探索未知领域时，都耐心地为你指明方向，并确保你真正掌握了解决问题的能力，而不是停留在表面知识的记忆。

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这本书的封面设计简洁有力，那种深沉的蓝色调和清晰的字体搭配在一起，立刻给人一种严肃而专业的印象。拿到手里的时候，能感觉到纸张的质感相当不错，厚实且韧性十足，翻阅起来有一种踏实的感觉。我特别留意了目录部分，章节划分得非常细致，从基础的群论概念到更复杂的应用，结构清晰，逻辑性很强。一开始读起来会觉得有些吃力，毕竟涉及到抽象的数学概念，但作者的叙述方式非常注重循序渐进，总能在关键的地方配上详细的图示或例子，这对于初学者来说简直是救星。比如在介绍群的表示论时，作者没有直接抛出复杂的矩阵运算，而是先用一些直观的几何对称性例子来铺垫，让人能更快地抓住核心思想。整体来看，这本书的排版设计也十分精良，行距和字号都考虑到了长时间阅读的舒适度，很少出现印刷错误，这在学术著作中是难能可贵的。这本书的定价虽然偏高，但鉴于其内容的深度和制作的精良程度，我认为物有所值，是值得收藏的经典教材。

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