量子力学教程,量子力学有哪些入门书籍?,量子力学入门书籍

原创 我爱代挂网  2021-06-29 15:12:10  阅读 68 次 评论 0 条
摘要:

如果是入门的话,我写的《量子力学讲义》就是一本不错的入门参考书,这本书没有正式出版,只有电子版,用百度搜很容易搜到(或Git: ://github.com/jiyanjiang/QMUSTB),如果感兴趣的话,大家也可以私信我,我可以提供比较新的修正版(共440页)量子力学教程。 这个讲义基本上就是我读周士勋的《量子力学教程》的读书笔记,周士勋书是我们国家量子力学教学的主要推荐教材,内容精炼,如果你考研的话,是绝大多数量子力学考试的指定教材。 因为周士勋书太精炼了,我在记笔记

如果是入门的话,我写的《量子力学讲义》就是一本不错的入门参考书,这本书没有正式出版,只有电子版,用百度搜很容易搜到(或Git: ://github.com/jiyanjiang/QMUSTB),如果感兴趣的话,大家也可以私信我,我可以提供比较新的修正版(共440页)量子力学教程。

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这个讲义基本上就是我读周士勋的《量子力学教程》的读书笔记,周士勋书是我们国家量子力学教学的主要推荐教材,内容精炼,如果你考研的话,是绝大多数量子力学考试的指定教材。

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因为周士勋书太精炼了,我在记笔记的过程中,会补充一些材料进去,这样对初学者来说会更容易一些。比如我用比较大篇幅介绍了量子力学诞生的实验背景,从原子的概念,一直讲到玻尔模型,传统上这部分内容属于原子物理,但补充上这些后,会有助于大家理解概念的来龙去脉。

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其次,我强调了狄拉克记号,并努力使用狄拉克记号来介绍表象和绘景等知识,同时弱化了求解偏微分方程在课程中的分量,但强调了代数方法,这些调整突出了重点,也有助于大家日后学习更高级的课程或阅读文献。

设想一下这个场景:一群物理学家围在一起激烈地讨论着什么,他们说:……Bra……Bra……

我在讲义中还强调了自旋概念,介绍了玻色凝聚,量子纠缠,和二次量子化等。比较遗憾的是没有介绍狄拉克方程(电子的相对论性量子力学),个人认为这部分应当作为初等量子力学的顶点予以介绍。

传统上,国内是在高量甚至量子场论中才介绍相对论性量子力学的,我认为这部分知识还是应该放到初等量子力学里。另外一个缺憾是,我应当更强调量子力学中的相位,用一节来讨论下Berry Phase等内容。

现在量子力学在材料科学中的应用越来越广泛,像相对论性量子力学和Berry Phase等都在材料科学的研究中有体现,加上这些内容应该算是与时俱进的做法。

PS:放一下我讲义中给大家推荐的量子力学参考书。

常用量子力学参考书:

更多量子力学参考书:

量子力学的最新进展与应用:

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如何通俗的理解量子力学?

我想,按“量→子→力学”思路,来回答本题,力求:①通俗易懂:顾名思义,只说人话。②言简意赅:尊重智商,不说废话。③系统扼要:讲清要点,不留遗憾。④深入浅出:深刻理解,正本清源。

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声明:量子力学是西方玩意,交代英文术语是便于考证,日后阅读相关文献。初中生不懂没关系,不影响“满意度”理解。

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一,量子之量的本质

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这里的“量”,指数量(quantity)、计量。quantity的词干quant =count,是计数(数个数)、统计(样本个数)。例如:从一数到十:count from one to ten。

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因此,量子力学的量,本质上是自然数,即自然界的数:1,2,3...n。“n”是“natural numbers”。毕达哥拉斯的警句:数是自然界最本质的理念。

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二,量子名称的由来

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这里的“量子”(quantum),顾名思义,指统计“事物之量”的单子(monad),准确的说,是物理量的最小单元(unit)。

英文后缀“um”或“on”,泛指“1”个东西。记住量子的标准术语是“quantum”。这些都是量子:

玻色子boson,与“力/波/场”相关,诸如:光子photon、引力子graviton、介子meson、上帝粒子God particle, higgs(boson)。

费米子fermion,与“粒子/有形物质”相关,诸如:中微子neutrino (on→no,好拼读)、电子electron、核子nucleon、质子proton、中子neutron。

三,量子的宏观线索

中国人自古就直觉了量子,“子”就是线索:老子、孩子、儿子、男子、女子,小子、厨子、学子、傻子、呆子、浪子、痞子、瘸子、瞎子、聋子...,兔子、虫子、虎子、狮子、豹子、崽子、狗崽子...,孢子、粒子、种子、豆子、谷子、茄子、瓜子、榛子、梨子、桃子、李子、栗子...,锤子、凿子、斧子、刀子、袋子、盒子、柜子、轮子、领子、袖子、裤子、鞋子、靴子、车子、房子、票子、位子、本子、里子、面子、根子、脑子...,

无定形连续性物质,呈现“子”的线索:石子、沙子、竹子...,水珠子、露子珠、油珠子、泪珠子、汗珠子...

行为、动作或事件,呈现“子”的线索:一下子:打一下子、摸一下子、亲一下子、看一下子、玩一下子、尝一下子、试一下子...,一阵子:闹一阵子、跳一阵子、唱一阵子、说一阵子...,举例子、赶场子、耍性子、兜圈子、来点子、吃响子、听曲子、哼调子...,

总之都是:一个个的、一颗颗的、一粒粒的、一滴滴的、一点点的、一条条的、一束束的、一带带的、一波波的、一簇簇的、一团团的、一圈圈的、一次次的、一轮轮的、一回回的..

四,量子的微观性质

(一)独立自由,或像颗粒,或像波带

自然界的一切事物,虽然看起来,混淆朦胧、铁板一块、空空如也,但在微观上,都是由一个个的独立自由的单子构成。有的量子像一个卷积的“粒子”,可以是费米子。有的像一条波浪形的“带子”,可以是玻色子。

(二)螺线运动,急速漂移,有波粒二象性

典型的量子,如光子、引力子、中微子、电子电荷,其螺线运动,急速漂移。在一个量子运动轨迹上的两个点位之间,其时间极其短暂,仪器“视觉暂留”或“幻觉”,拍摄的该量子同时出现在两个地方,多点位形成“波”,这就是量子运动的“波粒二象性”。由此可以解释:光的偏射,光的衍射,双缝干涉实验。

(三)急速漂移,量子状态无法测定

由于仪器发射的电磁波量子,对被测电磁波量子有严重的干扰,加上量子的急速漂移,因此有量子的“海森堡测不准原理”,即量子的动量与位移,无法同时测定。

(四)量子的空间轨迹,正态大数分布。

虽然测不准一个量子的瞬间状态(函数),但是就时间的累积(效应)而言,我们可以知道它在空间的概率分布,总是正态分布,符合伯努利大数法则。这就是量子或物质波的“波函数分析法”,或“薛定谔方程”的基本含义。

(五)量子是振子,内秉角动能。

所有量子,例如电子,有天生的自旋或振动,有“自旋角动量”,用h/2π作为1个自旋角动量,简称自旋数,h是普朗克常数6.63×10^-34Js。

所有费米子,即“偏粒”量子,自旋数是“½”的倍数:1/2,3/2。所有玻色子,即“偏波”量子,自旋数是“1”的倍数:0,1,2,3,4。其中的0,有待深究。我认为,电子自旋伴随向心力,可能是万有引力的一个来源。

(六)量子纠缠,来自螺线交叉。

下图,是某科学家想象的量子纠缠图片。

量子有轨道角动量,来自螺线运动。螺线可能伸展很远,两个反向螺旋的螺线会交叉,这恐怕是量子纠缠的根源,也可以解释“泡利不相容原理”。同频量子之间的纠缠,比较凸显,也许是量子密钥的玄机。轨道角动量,也有向心力性质,可能是引力波与电磁波的主要来源。

(七)量子互斥,来自量子领域专属权

一个量子,有自己的轨道运动空间,这是它自我存在的理由,如果外界量子可以随意进入它的领域,它便失去自我存在形式。

因此,任意两个量子,可以在各自的螺线外围,交叉纠缠,相互吸引:或万有引力、或弱作用力、或电磁引力、或强作用力。但是,在各自轨道界内,不容侵犯,不得越雷池半步,这就是所谓的万有斥力。

电子与电子,无论正负或互反,皆不能轻易紧贴。电子与质子,如氢原子结构,二者之间有互引互斥的守衡运动。分子之间,有范德瓦尔斯力,也是“近臭远香”:靠近的就排斥,离远了,相互拉拢。但离得太远,就分道扬镳。

(八)关于“超距效应”的解释

我认为:螺线相速度,可以证否超距作用。

①不管是引力波的速度,还是量子纠缠的速度,都涉及螺旋线速度,即电磁波的相速度,是光速的几百几千几万几十万倍,但绝不是无限倍,因为螺线运动有向心力,而显万有引力,即超距作用不存在。

②直觉告诉我,螺线不是像“阿基米德螺线”无穷大发散,自然常数“e螺线”,逼近一个常数2.718......,符合引力常数之逻辑。

③引力波与电磁波的策动源,是同一个振子——“电核系综”(e-n ensemble),即电子与核子两个子系统的综合系统。若干电核系综的叠加,构成一个天体的万有引力。

④一个电核系综,就是一个基元性的电磁震荡器。其中的核外电子,按常规线速度,如2.2×10^6m/s,发射电磁波的相速度,所伴随的向心力,是万有引力。特定的电磁震荡器,电子被加速,伴随更高相速度/向心力,则表现出电磁力。

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