中文名: [新概念物理教程]量子物理
作者: 趙凱華
羅蔚茵
資源格式: PDF
版本: 掃描版
出版社: 高等教育出版社
書號: 7040088347
發行時間: 2006年06月
地區: 大陸
語言: 簡體中文
簡介:

內容簡介：
本書是教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”的研究成果，是面向21世紀課程教材、普通高等教育“九五”國家級重點教材和教育部高等學校理科物理學和天文學教學指導委員會“九五”規劃教材。本書是《新概念物理教程》的量子物理卷。它與已出版的力學、熱學卷的改革和編寫思路是一脈相承的，但改革的力度更大。全書共分實驗基礎與基本原理、原子和分子、原子核和粒子、量子力學的新進展等八章和三個附錄。.
本書可作為高等學校物理類專業的教科書或參考書，特別適合物理學基礎人材培養基地選用。對於其他理工科專業，本書也是教師備課時很好的參考書和優秀學生的輔助讀物。...
內容截圖：

目錄:
第一章實驗基礎與基本原理.1
§1．熱輻射與普朗克的量子假說1
1．1一般特征與輻射場的定量描述1
1．2基爾霍夫熱輻射定律4
1．3絕對黑體和黑體輻射5
1．4斯特藩-玻耳茲曼定律和維恩位移定律7
1．5維恩公式和瑞利-金斯公式8
1．6輻射場的態密度和能均分定理9
1．7普朗克公式與能量子假說11
§2．光的粒子性和電子的波動性13
2．1光電效應13
2．2愛因斯坦的光子假說與光電效應的解釋15
2．3康普頓效應17
2．4德布羅意波20
§3．電子干涉實驗 概率幅及其迭加22
3．1電子的雙縫干涉實驗22
3．2追蹤電子25
3．3用概率幅來描述27
§4．海森伯不確定度關系 動力學變量算符28
4．1海森伯不確定性原理28
.4．2動量的平均值與動量算符29
4．3算符的本征值32
4．4動量與位置算符的對易關系32
§5．軌道角動量33
5．1軌道角動量算符33
5．2軌道角動量的對易關系35
5．3軌道角動量的本征值與本征態的簡並度36
§6．空間操作算符 薛定谔方程38
6．1動量與空間平移算符38
6．2角動量與空間轉動算符39
6．3薛定谔方程40
6．4定態41
§7．態矢和態矢空問41
7．1從光子線偏振態的分解說起41
7．2圓偏振態的分解42
7．3態矢和態矢空間43
7．4基矢變換45
7．5算符的本征矢和本征值46
7．6動力學變量的測量與平均值47
7．7守恆量48
7．8對易算符的共同本征態與動力學變量完全集問題49
§8．電子的自旋50
8．1角動量和磁矩的關系50
8．2施特恩一格拉赫實驗51
8．3原子的磁矩51
8．4電子自旋泡利矩陣52
§9．光子的角動量55
9．1光子自旋角動量55
9．2電偶極輻射和磁偶極輻射56
9．3電偶極輻射光子的角動量矩陣57
§10．光子的發射與吸收58
10．1愛因斯坦的受激輻射理論58
10．2光子的產生算符和消滅算符62
§11．量子力學基本原理小結63
11．1基本概念64
11．2基本公設65
本章提要65
思考題67
習題75
第二章雙態系統76
§1．等價雙態系統76
1．1能級離散系統中薛定谔方程的矩陣形式76
1．2氨分子概率幅的振蕩與能級的分裂77
1．3苯分子的“共振能”80
1．4染料分子的共轭雙鍵82
1．5氫分子離子83
§2．量子共振86
2．1問題的提出86
2．2拉比嚴格解88
2．3弱場情形89
2．4共振情形90
2．5普遍討論90
§3．氨分子微波激射91
3．1靜電場中的氨分子91
3．2微波場中的氨分子93
3．3氨分子頻標94
§4．拉莫旋進與磁共振96
4．1任意取向自旋態的概率幅96
4．2拉莫旋進100
4．3磁共振101
4．4核磁共振103
§5．氫原子基態的超精細分裂105
5．1兩個自旋1／2粒子態矢空間的直積105
5．2總自旋角動量算符的本征態107
5．3氫原子基態的超精細結構110
5．4超精細塞曼分裂113
5．5氫原子激射器115
5．6量子頻標綜述117
本章提要118
思考題121
習題122
第三章從一維系統到凝聚態物質124
§1．散射態124
1．1直角勢壘和直角勢阱的散射態124
1．2量子隧穿效應的實例129
§2．束縛態133
2．1束縛態能級的量子化133
2．2直角勢阱136
2．3量子圍欄——實現波函數的測量139
2．4諧振子141
§3．一維晶格中的電子146
3．1能帶146
3．2電子在有缺陷點陣上的散射149
3．3電子被點陣的不完整性俘陷150
§4．半導體151
4．1導體、絕緣體和半導體的區別151
4．2內禀半導體中載流子的統計分布和濃度152
4．3摻雜153
4．4電子和空穴的有效質量155
4．5非平衡載流子的擴散與復合156
4．6PN結及其整流作用157
4．7晶體管160
§5．聲子162
5．1一維晶格中縱波的簡正表示162
5．2格波的量子化165
5．3晶格的熱導167
5．4金屬的電導169
5．5元激發的概念170
§6．超導電現象和唯象理論172
6．1零電阻臨界溫度172
6．2臨界電流密度和臨界磁場173
6．3邁斯納效應與磁通量子化174
6．4二流體模型176
6．5倫敦方程177
6．6唯象理論對超導現象的解釋178
6．7用磁矢勢表示倫敦方程179
§7．超導微觀理論179
7．1同位素效應179
7．2電聲子相互作用180
7．3庫珀對182
7．4BCS理論183
§8．磁場中的帶電粒子185
8．1磁場中的動量算符185
8．2磁場中波函數的相因子186
8．3AB效應187
8．4對超導體磁性能的微觀理論解釋188
8．5AB效應和磁通量子化的實驗驗證189
§9．超導隧穿與量子干涉效應192
9．1約瑟夫森效應192
9．2約瑟夫森結電路的力學類比194
9．3超導量子干涉器件196
9．4介觀物理概念簡介199
思考題206
習題..208
第四章原子 分子210
§1．前量子論時代的原子210
1．1化學家的原子210
1．2原子光譜及其規律210
1．3電子的發現212
1．4布丁模型和有核模型213
1．5原子結構經典理論的困難214
1．6玻爾理論215
§2．類氫離子218
2．1能級與量子態218
2．2隆格-楞茨矢量與l簡並性220
2．3波函數223
2．4波函數的實數表示231
§3．原子的殼層結構與周期表234
3．1原子實的屏蔽作用與l簡並的解除234
3．2L殼層與M殼層的電子組態237
3．3所有元素單電子態填充次序和電子組態238
3．4自旋對單電子態填充的影響240
3．5元素周期表241
§4．能級的精細結構246
4．1電子自旋軌道角動量之間的磁相互作用246
4．2鹼金屬原子能級的精細結構248
4．3原子態符號250
4．4氫原子能級的精細結構250
4．5蘭姆移位253
4．6多價原子能級的精細結構255
4．7LS耦合制式255
4．8泡利原理對同科電子組態的影響256
4．9洪德定則257
4．10jj耦合制式259
§5．原子光譜261
5．1輻射躍遷的選擇定則261
5．2單電子光譜262
5．3多電子光譜265
5．4內層電子躍遷與X射線光譜266
§6．原子的磁矩與塞曼效應268
6．1單電子的朗德g因子268
6．2LS耦合制式的朗德g因子270
6．3jj耦合制式的朗德g因子271
6．4在磁場中原子能級的分裂272
6．5正常塞曼效應272
6．6反常塞曼效應273
§7．共價鍵(一)——分子軌函法274
7．1H2+離子275
7．2分子軌函277
7．3分子軌函的形成278
7．4分子軌函的分類278
7．5分子軌函的能級順序280
§8．共價鍵(二)——電子配對法280
8．1H2分子280
8．2電子配對法283
8．3應用實例283
8．4共價鍵結合能的數量級284
8．5分子軌函法與電子配對法的比較285
§9．軌函雜化與分子的立體構型285
9．1軌函雜化285
9．2sp雜化286
9．3sp2雜化287
9．4sp3雜化287
9．5不等性雜化288
§10．分子能級與分子光譜290
10．1分子能級290
10．2分子的振動能級290
10．3分子的轉動能級291
10．4振動轉動譜帶292
本章提要293
思考題298
習題299
第五章原子核粒子302
§1．原子核的組成和基本性質302
1．1核素的電荷數和質量數302
1．2質子和中子的發現303
1．3原子核的組成305
1．4原子核的形狀和大小306
1．5原子核的質量和結合能307
1．6原子核的自旋、磁矩和原子能級的超精細結構308
§2．天然核素的放射性衰變310
2．1天然放射性的發現310
2．2衰變定律半衰期平均壽命310
2．3三種射線311
2．4α衰變311
2．5β衰變中微子假說313
2．6γ衰變內轉換穆斯馕爾效應315
2．7放射系317
2．8核素分布圖318
2．9放射性的應用319
§3．核反應321
3．1人工核反應與人工放射性321
3．2反應能阈能323
3．3反應截面325
3．4核反應機制326
§4．裂變327
4．1核裂變反應的發現327
4．2核裂變反應的特點328
4．3鏈式裂變反應和反應堆330
4．4原子彈333
§5．聚變334
5．1核聚變反應334
5．2太陽的能源335
5．3氫彈337
5．4受控熱核聚變337
§6．核力342
6．1核力的主要特征342
6．2核力的介子交換理論344
§7．核結構模型345
7．1液滴模型345
7．2費米氣體模型346
7．3殼層模型347
7．4集體模型348
§8．粒子物理學的誕生349
8．1早年觀點349
8．2狄拉克方程349
8．3反粒子352
8．4中微子354
8．5μ子與π介子356
8．6四種相互作用356
8．7粒子的分類357
8．8守恆量358
§9．輕子與弱相互作用358
9．1三代輕子358
9．2宇稱不守恆361
9．3CP守恆與CP破壞362
9．4中間玻色子與弱電統一364
§10．強子與強相互作用365
10．1奇異粒子和奇異數365
10．2共振粒子367
10．3強子結構初探——八重態和十重態368
10．4誇克模型370
10．5粲誇克底誇克和頂誇克371
10．6色相互作用的特征374
10．7誇克層次的粒子分類和粒子物理的標准模型375
本章提要376
思考題379
習題380
第六章量子力學的新進展383
§1．波粒二象性的本質——量子態的交纏383
1．1量子態的直積與交纏383
1．2薛定谔貓態及其實現385
1．3哪條路檢測器退相干作用原理388
§2．EPR佯謬和貝爾不等式390
2．1愛因斯坦與玻爾之爭390
2．2EPR佯謬390
2．3局域隱變量和貝爾不等式391
2．4貝爾不等式的實驗檢驗394
§3．量子隱形傳態397
3．1貝爾算符與貝爾態基397
3．2光子貝爾態的實現398
3．3光子貝爾態的測量400
3．4量子隱形傳態的原理401
3．5實現量子隱形傳態的實驗402
3．6量子態不可克隆定理404
§4．量子計算405
4．1量子計算與經典計算的不同405
4．2Shor算法406
附錄A線性代數408
§1．矢量空間408
1．1n維矢量408
1．2矢量的基本運算409
1．3矢量的線性相關性411
1．4n維矢量空間413
1．5矢量空間的基414
§2．矩陣與線性變換415
2．1矩陣及其運算法則415
2．2方陣的運算417
2．3線性變換及其矩陣表示421
2．4幺正變換422
§3．本征值問題423
3．1算符及其矩陣表示423
3．2本征值與本征矢426
3．3對易算符的共同本征矢429
§4．升降算符430
4．1升降算符的基本性質430
4．2產生算符和消滅算符431
§5．角動量矩陣432
5．1對易關系432
5．2角動量分量的本征值432
5．3角動量平方的本征值433
5．4角動量的合成435
習題437
附錄8高斯函數與高斯積分438
1．高斯函數438
2．高斯積分438
3．高斯函數的傅裡葉變換440
附錄C物理常量單位換算與數據443
1．基本物理常量443
2．能量單位換算443
3．同位素數據選表444
索引...449