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量子力學(xué)基礎(chǔ)教程 版權(quán)信息
- ISBN：9787302646662
- 條形碼：9787302646662 ; 978-7-302-64666-2
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
量子力學(xué)基礎(chǔ)教程 本書特色
《量子力學(xué)基礎(chǔ)教程》有別于其他量子力學(xué)教材，其緊扣量子力學(xué)基本原理及其關(guān)鍵計(jì)算規(guī)則的應(yīng)用，有助于讀者直奔量子力學(xué)核心內(nèi)容。
《量子力學(xué)基礎(chǔ)教程》選材精煉、節(jié)奏明快、內(nèi)容連貫、富有深度，是一本既能為量子力學(xué)初學(xué)者帶來學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效率，又能讓相關(guān)專業(yè)研究人員深入思考、常讀常新的教材。
量子力學(xué)基礎(chǔ)教程 內(nèi)容簡(jiǎn)介
《量子力學(xué)基礎(chǔ)教程》可作為大學(xué)物理專業(yè)和其他有關(guān)專業(yè)的本科生量子力學(xué)基礎(chǔ)課教材使用。全書包含物質(zhì)波、兩態(tài)系統(tǒng)、兩粒子態(tài)與量子糾纏、更多的本征值與本征態(tài)問題、原子中的電子、固體中的電子、密度矩陣及量子計(jì)算簡(jiǎn)介等8章內(nèi)容。 《量子力學(xué)基礎(chǔ)教程》力求以*快的節(jié)奏和有效的方式聚焦主要內(nèi)容，特別注重量子力學(xué)基本原理、基本計(jì)算規(guī)則及應(yīng)用，并配以高質(zhì)量的例題和習(xí)題，利用“筆記”方式對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)一步拓展討論。這將特別有助于初學(xué)者實(shí)現(xiàn)高效率、有深度的學(xué)習(xí)。
量子力學(xué)基礎(chǔ)教程 目錄
第1章 物質(zhì)波 1
1.1 量子物理的基本出發(fā)點(diǎn) 1
1.2 波函數(shù) 3
1.3 薛定諤方程 9
1.3.1 定態(tài)問題與“三步法” 10
1.3.2 無限深勢(shì)阱 11
1.4 算符與測(cè)量公設(shè) 16
1.4.1 算符公設(shè) 16
1.4.2 測(cè)量公設(shè) 17
1.4.3 測(cè)量規(guī)則的另一種表述 23
1.5 線性疊加原理 24
1.6 不確定關(guān)系 25
第2章 兩態(tài)系統(tǒng) 30
2.1 狄拉克符號(hào)表示下的光偏振 30
2.1.1 偏振的電場(chǎng)特征與檢偏 30
2.1.2 狄拉克符號(hào)與瓊斯矢量 34
2.1.3 左右矢與計(jì)算規(guī)則 36
2.1.4 涉及偏振測(cè)量的計(jì)算 37
2.1.5 更一般的測(cè)量計(jì)算與測(cè)量基 39
2.1.6 橢圓偏振與圓偏振態(tài) 40
2.2 狄拉克符號(hào)的一般規(guī)則 41
2.3 應(yīng)用示例：氨分子 47
2.4 電子自旋 51
2.4.1 電子自旋的矩陣表示與泡利矩陣 51
2.4.2 外磁場(chǎng)作用下電子自旋演化 59
2.4.3 時(shí)間演化算符 64
2.4.4 自旋表示的數(shù)學(xué)約定 67
2.5 偏振狀態(tài)在晶體中的演化 68
2.6 更多的狄拉克符號(hào)規(guī)則與表象理論 73
2.6.1 坐標(biāo)表象和動(dòng)量表象 73
2.6.2 單位算子與完備性關(guān)系 75
2.6.3 表象變換 77
第3章 兩粒子態(tài)與量子糾纏 82
3.1 兩粒子態(tài)的數(shù)學(xué)表示 82
3.2 線性疊加和量子糾纏 89
3.3 更一般的兩粒子態(tài) 96
3.4 量子隱形傳態(tài) 98
3.5 量子不可克隆定理 103
3.6 電子自旋與核自旋相互作用 106
3.6.1 氫原子的超精細(xì)分裂簡(jiǎn)介 106
3.6.2 氫原子基態(tài)哈密頓量 107
3.6.3 氫原子塞曼分裂 111
第4章 更多的本征值與本征態(tài)問題 114
4.1 量子諧振子及其代數(shù)解法 114
4.1.1 一維諧振子 114
4.1.2 二維諧振子 119
4.2 空間角動(dòng)量 121
4.3 角動(dòng)量的合成 128
4.4 簡(jiǎn)并與測(cè)量 134
4.4.1 二維無限深方勢(shì)阱 134
4.4.2 簡(jiǎn)并 135
第5章 原子中的電子 138
5.1 氫原子 138
5.1.1 氫原子的定態(tài)薛定諤方程 138
5.1.2 電子的概率分布 141
5.1.3 量子數(shù)小結(jié) 144
5.1.4 電子磁矩與塞曼效應(yīng) 146
5.2 堿金屬原子 146
5.3 全同粒子 150
5.4 氦原子 156
5.5 原子核外電子分布 157
第6章 固體中的電子 159
6.1 自由電子氣模型 159
6.1.1 費(fèi)米能量 160
6.1.2 玻恩-馮·卡門邊界條件 162
6.2 能帶結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性 163
6.2.1 導(dǎo)電性 163
6.2.2 布洛赫定理 165
6.2.3 能帶結(jié)構(gòu) 166
第7章 密度矩陣 169
7.1 純態(tài)與混合態(tài) 170
7.2 混合態(tài)的數(shù)學(xué)表示：密度矩陣 171
7.2.1 密度矩陣的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 178
7.2.2 多粒子密度矩陣 183
7.3 子空間的密度矩陣 186
7.4 糾纏度量與判別 190
7.4.1 施密特分解 190
7.4.2 兩體量子系統(tǒng)糾纏熵判別 191
7.5 量子統(tǒng)計(jì) 195
第8章 量子計(jì)算簡(jiǎn)介 204
8.1 多伊奇-約薩 問題 205
8.2 量子搜索 206
8.3 量子邏輯門 208
8.3.1 單量子比特邏輯門 208
8.3.2 多量子比特邏輯門 210
參考文獻(xiàn) 215
附錄 A 量子力學(xué)的不同詮釋 216
附錄 B 施特恩-格拉赫 實(shí)驗(yàn)與電子自旋 217
附錄 C 厄密特多項(xiàng)式 220
1.1 量子物理的基本出發(fā)點(diǎn) 1
1.2 波函數(shù) 3
1.3 薛定諤方程 9
1.3.1 定態(tài)問題與“三步法” 10
1.3.2 無限深勢(shì)阱 11
1.4 算符與測(cè)量公設(shè) 16
1.4.1 算符公設(shè) 16
1.4.2 測(cè)量公設(shè) 17
1.4.3 測(cè)量規(guī)則的另一種表述 23
1.5 線性疊加原理 24
1.6 不確定關(guān)系 25
第2章 兩態(tài)系統(tǒng) 30
2.1 狄拉克符號(hào)表示下的光偏振 30
2.1.1 偏振的電場(chǎng)特征與檢偏 30
2.1.2 狄拉克符號(hào)與瓊斯矢量 34
2.1.3 左右矢與計(jì)算規(guī)則 36
2.1.4 涉及偏振測(cè)量的計(jì)算 37
2.1.5 更一般的測(cè)量計(jì)算與測(cè)量基 39
2.1.6 橢圓偏振與圓偏振態(tài) 40
2.2 狄拉克符號(hào)的一般規(guī)則 41
2.3 應(yīng)用示例：氨分子 47
2.4 電子自旋 51
2.4.1 電子自旋的矩陣表示與泡利矩陣 51
2.4.2 外磁場(chǎng)作用下電子自旋演化 59
2.4.3 時(shí)間演化算符 64
2.4.4 自旋表示的數(shù)學(xué)約定 67
2.5 偏振狀態(tài)在晶體中的演化 68
2.6 更多的狄拉克符號(hào)規(guī)則與表象理論 73
2.6.1 坐標(biāo)表象和動(dòng)量表象 73
2.6.2 單位算子與完備性關(guān)系 75
2.6.3 表象變換 77
第3章 兩粒子態(tài)與量子糾纏 82
3.1 兩粒子態(tài)的數(shù)學(xué)表示 82
3.2 線性疊加和量子糾纏 89
3.3 更一般的兩粒子態(tài) 96
3.4 量子隱形傳態(tài) 98
3.5 量子不可克隆定理 103
3.6 電子自旋與核自旋相互作用 106
3.6.1 氫原子的超精細(xì)分裂簡(jiǎn)介 106
3.6.2 氫原子基態(tài)哈密頓量 107
3.6.3 氫原子塞曼分裂 111
第4章 更多的本征值與本征態(tài)問題 114
4.1 量子諧振子及其代數(shù)解法 114
4.1.1 一維諧振子 114
4.1.2 二維諧振子 119
4.2 空間角動(dòng)量 121
4.3 角動(dòng)量的合成 128
4.4 簡(jiǎn)并與測(cè)量 134
4.4.1 二維無限深方勢(shì)阱 134
4.4.2 簡(jiǎn)并 135
第5章 原子中的電子 138
5.1 氫原子 138
5.1.1 氫原子的定態(tài)薛定諤方程 138
5.1.2 電子的概率分布 141
5.1.3 量子數(shù)小結(jié) 144
5.1.4 電子磁矩與塞曼效應(yīng) 146
5.2 堿金屬原子 146
5.3 全同粒子 150
5.4 氦原子 156
5.5 原子核外電子分布 157
第6章 固體中的電子 159
6.1 自由電子氣模型 159
6.1.1 費(fèi)米能量 160
6.1.2 玻恩-馮·卡門邊界條件 162
6.2 能帶結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性 163
6.2.1 導(dǎo)電性 163
6.2.2 布洛赫定理 165
6.2.3 能帶結(jié)構(gòu) 166
第7章 密度矩陣 169
7.1 純態(tài)與混合態(tài) 170
7.2 混合態(tài)的數(shù)學(xué)表示：密度矩陣 171
7.2.1 密度矩陣的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 178
7.2.2 多粒子密度矩陣 183
7.3 子空間的密度矩陣 186
7.4 糾纏度量與判別 190
7.4.1 施密特分解 190
7.4.2 兩體量子系統(tǒng)糾纏熵判別 191
7.5 量子統(tǒng)計(jì) 195
第8章 量子計(jì)算簡(jiǎn)介 204
8.1 多伊奇-約薩 問題 205
8.2 量子搜索 206
8.3 量子邏輯門 208
8.3.1 單量子比特邏輯門 208
8.3.2 多量子比特邏輯門 210
參考文獻(xiàn) 215
附錄 A 量子力學(xué)的不同詮釋 216
附錄 B 施特恩-格拉赫 實(shí)驗(yàn)與電子自旋 217
附錄 C 厄密特多項(xiàng)式 220
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量子力學(xué)基礎(chǔ)教程 作者簡(jiǎn)介
王向斌，清華大學(xué)物理系教授，長(zhǎng)期從事量子物理和量子信息一線教學(xué)、科研工作。王向斌教授是實(shí)用化量子保密通信中的主要方法——誘騙態(tài)方法的主要提出者之一，獲2021、2022年愛思唯爾“中國(guó)高被引學(xué)者”稱號(hào)，美國(guó)物理學(xué)會(huì)雜志Physical Review Research編委。
王向斌教授對(duì)實(shí)用化量子保密通信進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新研究，多次為本領(lǐng)域帶來發(fā)展與突破。2005年，他作為唯一作者在美國(guó)物理學(xué)會(huì)雜志Physical Review Letters發(fā)表的關(guān)于誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)的單篇論文被谷歌學(xué)術(shù)引用1600余次。2016年，他率研究小組發(fā)表的4強(qiáng)度協(xié)議理論文章極大地提高了“測(cè)量器件無關(guān)”量子密鑰分發(fā)的效率，使其真正達(dá)到實(shí)用化水平。2018年起，他率研究小組先后提出了“發(fā)送/不發(fā)送”雙場(chǎng)協(xié)議理論和側(cè)信道安全量子密鑰分發(fā)協(xié)議理論。這些協(xié)議與方法被多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組采用，成功應(yīng)用于量子密鑰分發(fā)多項(xiàng)里程碑性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中。
2023年10月，王向斌教授因“在實(shí)用量子秘鑰分發(fā)領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)”，成功當(dāng)選美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)(Optica)會(huì)士。
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