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量子力学讲义+2

量子力学讲义+2

内容简介$a本书从剑桥大学出版社

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内容简介

$a本书从剑桥大学出版社,是一本经典的量子力学著作。原书作者温伯格是诺贝尔奖物理学奖得主、20世纪物理学家之一。全含了初等量子力学的基本假设和基本理论构架:微观粒子的波函数、波动方程、算符、表象、角动量和电子自旋似算法括了微扰论、变分法和原理的简介),同时也介绍了初等量子理论在化学、凝聚态物理、核材料、量子通讯和量子计算等学科的应用。

目录

第2版序

符号

第1章

历史简介

1.1光子

1.2原子光谱

1.3波动力学

1.4矩阵力学

1.5概率诠释

历史文献

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第10意

电磁场中的带电粒子

10.1带电救子的正则形式

规范不变10.2

Landau 能级

10.3

Aharonov-Bohm效应

10.4

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第11章

辐射的量子理论

11.1 Euler-Lagrange方程

电动力学的Lagrange 量

11.2

电动力学的对易关系

11.3

电动力学的Hamilton 量

11.4

相互作用绘景

11.5

光子

11.6

辐射跃迁率

11.7

量子密钥分配

11.8

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第12章

纠缠

▁▁▁

纠缠的佯谬

12.1

Bell 不等式

12.2

量子计算

12.3

索引

摘要与插图

第1章

历史简介

由于量子力学的原理与通常的直觉是如此不同,所以好从其背景来看它产生的动机.在这一章中,我们将考虑20世纪初几年物理学家们所面临的问题,这些问题终导致了现代量子力学的产生

1.1光子

量子力学起源于黑体辐射的研究.这种辐射频率分布的普适是在1859~1862年由Gustav Robert Kirchhoff(1824~1887)在热力学基础上所确立的,他也给出了黑体辐射这个名称.考虑一个封闭空间,它的壁保持在温度T.假定在封闭空间中单位体积内频率区间v~y+dy的辐射能量是某个函数p(v.T)乘以dy.Kirchhoff计算了

单位时间打在壁上小块面积A上任何频率区间的能量、他指出,小块面积A在封闭

空间内一点处所张开的立体角是Acos0/(4mr2),此处r是点到小块面积的距离,0从

小块面积的法线量起.在时间t内打在面积上的频率区间v~v+dv能量是Acosd/(4xr-2)×p(p2.7T)d2在半径为d的半球上的积分,此处c是光速:

如果这个能量的一部分f(v,T)被空间壁吸收,则壁在单位面积、单位时间内所吸收的

频率区间v~v+dv能量是

为了达衡,这个量必须等于壁在单位面积、单位时间、同样频率区间的能量,壁不能吸收比它所接收到的更多辐射,所以吸收的部分f(v,T)永远是小于1的.任

何满足f(v,T)=1的材料都称为黑体.函数p(v,T)必须是普适的,因为如果想要通过

对空间壁做一些改动而仍维持在温度T,使函数受到影响而有所变化,某些频率的能量会从辐射流向壁,或者反之,这对在温度下的材料是不可能的.

19世纪后期的几十年中,物理学家一般都很关心如何去理解这个分布函数p(v,T)它曾经被测量过,主要是在柏林的一个国家物理技术研究所里测量过,但是人们怎样去理解被测量的具体数值呢?

在1900年和1905年John William Strutt(1842~1919)(更常称为Rayleigh爵士)和James Jeans(1877~1946)的一系列文章①中,尝19世纪后期的统计力学(没有

量子概念)来获得答案.人们熟知可以把盒子中的辐射当作简正模的Fourier和.例

如边长为L的立方盒子,无论在盒子的一个面上设置什么边界条件,它在对立的一面

上也必须满足.因此辐射的相位在经过距离L时必须变化2n的整数倍.即辐射场与exp(iq-x)的各项之和成比例,这里

此处矢量n的分量为整数(例如,为了保移不变,通常加上边界条件:电磁场的每一个分量在盒子的相对的两个面上是相等的.)因此。每一个简正模都由三个整数ni.n2.ns.以及一个极化态(我们可以取左圆极化或者右圆极化)亲表征.简正模的波长是入=2m/igl,因此它的额李由下式给出......

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