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内容大纲
本书是作者在多年讲授量子力学课程的基础上编写而成的。本书简明扼要地讲述量子力学的基本概念和基本原理,每部分内容都附有若干典型习题的讲解,学习本书可使读者对量子力学有系统的理解。本书共11章,主要内容包括:早期的量子论、波函数和薛定谔方程、一维势场中的粒子、量子力学基本原理、中心力场、量子力学的矩阵表示、量子力学本征值的代数解法、粒子在电磁场中的运动、近似方法、电子的自旋、全同性原理。本书提供配套的电子课件PPT、知识点视频、习题及参考答案、知识点总结等。
本书可作为高等院校物理类本科生的教材或参考书,也可供相关领域的读者参考。 -
作者介绍
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目录
第一章 早期的量子论
1-1 黑体辐射
一、黑体辐射的实验规律
二、经典理论对黑体辐射解释的失败
三、普朗克公式和能量子假设
1-2 光量子论
一、光子概念
二、光电效应
三、康普顿散射
四、电子对湮没
1-3 玻尔的氢原子理论
一、原子光谱的实验规律
二、原子有核模型
三、玻尔的氢原子理论介绍
1-4 微观粒子的波动性
一、德布罗意物质波假设
二、电子衍射实验
三、德布罗意平面波公式
四、对波粒二象性的进一步理解
习题
第二章 波函数和薛定谔方程
2-1 波函数的统计解释
一、微观粒子的波粒二象性
二、波函数的物理意义
三、波函数的归一化
四、波函数的性质
2-2 态叠加原理
一、态叠加原理的表述
二、态叠加原理的几个实例
三、对态叠加原理的说明
2-3 薛定谔方程
一、自由粒子的薛定谔方程
二、一般力场的薛定谔方程
三、多粒子体系的薛定谔方程
2-4 粒子流密度和粒子数守恒定律
一、概率分布随时间的变化及连续性方程
二、粒子数、质量、电荷守恒定律
三、波函数满足的条件
2-5 定态薛定谔方程
一、定态薛定谔方程简介
二、能量本征值和能量本征方程
三、定态的特点
四、含时薛定谔方程的一般解
习题
第三章 一维势场中的粒子
3-1 一维定态的一般性质
3-2 自由粒子本征函数的规格化和箱归一化
一、自由粒子波函数的规格化
二、本征函数的箱归一化
3-3 方形势阱
一、一维无限深方形势阱
二、一维有限深方形势阱
3-4 线性谐振子
一、线性谐振子的能量本征值和能量本征函数
二、线性谐振子的特征
3-5 势垒贯穿
习题
第四章 量子力学基本原理
4-1 算符及其运算规则
一、算符假设
二、算符的运算规则
三、厄米算符
四、算符的对易关系
4-2 厄米算符的本征问题
一、厄米算符的本征值必为实数
二、厄米算符本征函数的正交性
三、厄米算符本征函数的完备性
4-3 坐标算符和动量算符
一、坐标算符
二、动量算符
4-4 角动量算符
一、轨道角动量算符
二、角动量算符的本征问题
三、对角动量算符的讨论
4-5 共同完备本征函数系、力学量完全集
一、共同完备本征函数系
二、力学量完全集
4-6 力学量的平均值
一、平均值公式
二、对平均值公式的说明
三、坐标算符和动量算符的平均值公式
4-7 不确定关系
一、物理量的涨落
二、不确定关系
三、对不确定关系的讨论
4-8 力学量平均值随时间的变化、守恒定律
一、力学量平均值随时间的变化
二、量子力学中的守恒定律
三、对量子力学中守恒量的说明
4-9 位力定理和费曼-海尔曼定理
一、位力定理
二、费曼-海尔曼定理
习题
第五章 中心力场
5-1 中心力场中粒子运动的一般性质
一、粒子在中心力场中的运动
二、两体问题转化为单体问题
5-2 氢原子问题
一、氢原子问题的本征解
二、对氢原子的讨论
5-3 无限深球方形势阱
5-4 氘核
习题
第六章 量子力学的矩阵表示
6-1 状态的表象
一、表象概念
二、坐标表象和动量表象
6-2 量子力学的矩阵表示
一、波函数的矩阵表示
二、力学量算符的矩阵表示
三、量子力学公式的矩阵表示
6-3 表象变换
一、基矢变换
二、力学量算符的表象变换
三、波函数的表象变换
四、幺正变换的重要性质
6-4 狄拉克符号
一、左矢和右矢
二、标量积
三、基矢组
四、算符的狄拉克符号表示
五、量子力学方程的狄拉克符号表示
六、表象变换的狄拉克符号表示
习题
第七章 量子力学本征值的代数解法
7-1 线性谐振子与占有数表象
一、产生算符和消灭算符
二、粒子数算符
三、产生算符和消灭算符对粒子数算符本征态的作用
四、粒子数算符的本征解
五、能量本征值及本征态
六、粒子数表象中算符的矩阵表示
7-2 角动量升/降算符
一、角动量升/降算符介绍
二、利用升/降算符讨论□(物理符号)的本征值
三、□(物理符号)对|jm>的作用
四、在□(物理符号)表象中角动量的矩阵表示
7-3 两个角动量的耦合
一、两个角动量的相加(耦合)
二、角动量算符之间的对易关系
三、耦合表象和无耦合表象
习题
第八章 粒子在电磁场中的运动
8-1 粒子在电磁场中的运动介绍
8-2 正常塞曼效应
8-3 朗道能级
习题
第九章 近似方法
9-1 非简并定态微扰理论
一、一级近似解
二、二级近似解
三、结果讨论
9-2 简并情况下的微扰理论
一、简并情况下能量的一级近似
二、氢原子的一级斯塔克效应
9-3 变分法
9-4 氦原子基态
一、氦原子体系的哈密顿及本征方程
二、用变分法求解氦原子基态能量
9-5 与时间有关的微扰理论
9-6 跃迁概率
一、常微扰
二、周期性微扰
9-7 光的吸收和受激辐射、选择定则
一、光的吸收和受激辐射
二、选择定则
习题
第十章 电子的自旋
10-1 电子自旋
一、电子自旋的实验依据
二、电子的自旋角动量
10-2 电子的自旋算符和自旋函数
一、自旋算符及其性质
二、自旋算符的矩阵表示
三、自旋波函数
四、电子态函数的普遍形式
10-3 电子总角动量的本征态
10-4 碱金属原子光谱的精细结构
10-5 反常塞曼效应
10-6 二电子体系的自旋波函数
一、两个电子的自旋波函数
二、二电子体系总角动量的物理图像
习题
第十一章 全同性原理
11-1 全同粒子的特性
一、全同粒子体系和全同性原理
二、全同粒子体系波函数的特性
三、玻色子和费米子
11-2 全同粒子体系的波函数、泡利原理
一、两个全同粒子体系的波函数
二、N个全同粒子体系的波函数
三、忽略L-S耦合情况下体系的波函数
习题
附录A 量子力学发展简史
一、早期量子论
二、量子力学的发展
三、关于量子力学完备性的争论
四、结语
附录B 基本物理常量
参考文献
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