Mécanique quantique. Symétries (French Edition) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Walter Greiner

出品人:

页数:546

译者:

出版时间:1999-11-12

价格:USD 39.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540643463

丛书系列:

图书标签:

quantum mechanics
symmetry
physics
mathematics
french language
science
higher education
textbook
theoretical physics
quantum physics

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具体描述

量子力学：对称性在微观世界中的奥秘本书深入探讨了量子力学中对称性的重要性及其在理解微观粒子世界中所扮演的核心角色。对称性，这一在几何学和物理学中无处不在的概念，在量子力学领域展现出其独特的深刻含义，它不仅仅是美学的体现，更是支配粒子行为和相互作用的内在规律。对称性与守恒定律的联系本书首先会详细阐述诺特定理（Noether's Theorem）的精妙之处，揭示了连续对称性与守恒量的直接联系。例如，时间平移对称性对应着能量守恒，空间平移对称性对应着动量守恒，而旋转对称性则与角动量守恒紧密相连。在量子力学框架下，这些守恒定律是如何通过对称性操作（如时间演化算符、平移算符、旋转算符）得以体现和验证的，将是本书阐述的重点。我们将看到，正是由于这些对称性，量子系统的演化才具有了可预测性和规律性。离散对称性及其量子影响除了连续对称性，本书还将聚焦于重要的离散对称性，如宇称（Parity）和电荷共轭（Charge Conjugation）。宇称对称性关乎物理定律在空间反演下的不变性，它对粒子衰变过程、原子能级结构等有着深远影响。电荷共轭对称性则涉及粒子与其反粒子的对应关系。本书会深入分析这些离散对称性在量子场论中的破缺（Symmetry Breaking）现象，以及这些破缺如何解释一些实验观测到的不寻常粒子行为，例如弱相互作用中的宇称不守恒。群论的数学语言：描述对称性的框架为了精确地描述和理解这些对称性，本书将引入群论（Group Theory）作为核心的数学工具。群论为我们提供了一种抽象而强大的语言来分类和研究对称性。我们将学习如何用群的表示（Representations）来描述粒子的量子态，以及如何利用群的结构来推导粒子的性质、能量谱和衰变模式。例如，SU(2)群在描述自旋（Spin）时起着关键作用，而SU(3)群则为夸克模型（Quark Model）及其强相互作用（Strong Interaction）奠定了基础。本书将详细介绍这些群论概念在粒子物理学中的具体应用，包括分类基本粒子、预测新粒子以及理解粒子间的相互作用。对称性在量子现象中的应用本书将通过一系列具体的量子力学现象来展示对称性的威力。原子光谱与角动量对称性：详细阐述角动动量（Angular Momentum）的产生及其在原子能级结构中的作用，特别是球形对称性如何决定了原子的能级简并度（Degeneracy），以及塞曼效应（Zeeman Effect）和斯塔克效应（Stark Effect）如何体现了外部场对这种对称性的破坏。全同粒子与交换对称性：深入探讨全同粒子（Identical Particles）的波函数必须满足的对称性要求（泡利不相容原理），以及这一要求如何导致了电子在原子中的排布规则和物质的稳定性。费米子（Fermions）和玻色子（Bosons）的区分及其行为的根本差异，都源于这种交换对称性。粒子物理中的规范对称性（Gauge Symmetry）：这是本书一个重要的组成部分。我们将详细介绍规范对称性如何驱动了基本粒子相互作用的量子场论，如电磁相互作用（由U(1)规范对称性描述）、弱相互作用（由SU(2)规范对称性描述）以及强相互作用（由SU(3)规范对称性描述）。我们将看到，规范对称性不仅保证了理论的一致性，也直接预言了传递相互作用的规范玻色子（Gauge Bosons），如光子（Photon）、W和Z玻色子、胶子（Gluons）。自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）：这一概念是现代粒子物理学的基石之一。本书将阐释当系统的基态（Ground State）不具备其哈密顿量（Hamiltonian）所拥有的全部对称性时，会发生自发对称性破缺。希格斯机制（Higgs Mechanism）就是最著名的例子，它通过自发对称性破缺，赋予了W和Z玻色子质量，并预言了希格斯玻色子（Higgs Boson）的存在。理论与实验的桥梁本书力求在理论阐述与实验现象之间建立坚实的联系。通过对各种实验证据的分析，例如高能粒子对撞机（如LHC）的观测结果，读者将能更直观地理解对称性在微观世界中的具体体现。从原子和分子的光谱，到基本粒子的衰变模式和相互作用过程，对称性始终是理解这些现象的不可或缺的工具。面向广泛的读者群无论您是物理学专业的学生，还是对量子力学和粒子物理学充满好奇的科研人员或爱好者，本书都将为您提供一个全面而深入的视角来理解量子力学中的对称性。通过清晰的数学推导和丰富的物理解释，本书旨在帮助读者掌握描述和分析微观世界规律的核心概念和方法，领略对称性之美及其在构建我们对宇宙认知中的核心作用。本书是一次探索量子世界基本规则的旅程，而对称性无疑是这场旅程中最耀眼、最深刻的指引。