近代物理對於理工學院的各科係來說觀念與計算都是必要的能力。本書內容包含瞭基礎相對論、古典量子理論、量子力學的基本原理、角動量、原子的量子力學、微擾理論、統計力學基本概念、密度矩陣理論。其中,密度矩陣理論一般而言並不會納入近代物理的課程中,但是這是一個非常有用的方法,基本觀念也並不難理解,希望能提供想修習此科目及有興趣的讀者些許幫助。內附百餘題的習題可視為課文內容的延伸及練習之用。
作者簡介
倪澤恩
現職:
長庚大學電子工程學係教授
學曆:
國立中央大學光電科學研究所博士
國立中央大學光電科學研究所碩士
國立中央大學電機工程學係學士
國立政治大學中文係畢業
E-mail:neete@mail.cgu.edu.tw
序
第一章 近代物理的基本架構
1.1 近代物理的發軔
1.2 近代物理之前
1.3 近代物理的學習
1.4 近代物理常用的特殊函數
1.4.1 Hermite多項式
1.4.2 Laguerre多項式、Legendre多項式和球諧函數
1.4.3 Bessel函數
1.4.4 Airy函數
1.4.5 Gamma函數
1.5 習題
第二章 基礎相對論
2.1 古典力學與Galileo轉換.
2.2 古典物理的迷思
2.3 Lorentz 轉換
2.3.1 時間的Lorentz轉換
2.3.2 空間的Lorentz轉換
2.3.3 Lorentz轉換的矩陣錶示
2.4 Minkowski空間
2.5 相對論動力學
2.5.1 速度的Lorentz轉換
2.5.2 質量的Lorentz轉換
2.5.3 相對論能量
2.5.4 四維動量和相對論能量的關係
2.5.5 四維動量的Lorentz轉換
2.5.6 光子的靜止質量為零
2.6 習題
第三章 古典量子理論
3.1 Planck的量子論
3.1.1 黑體輻射
3.1.2 黑體輻射實驗定律
3.1.3 電磁輻射理論
3.1.4 古典和量子模型的結果
3.2 波動與粒子的二象性
3.2.1 波動的粒子性
3.2.2 粒子的波動性
3.3 Bohr氫原子模型
3.3.1 Bohr的氫原子模型
3.3.2 一緻性原理
3.3.3 Bohr理論之改進
3.3.4 有關Bohr原子模型的實驗
3.4 Schrödinger方程式
3.4.1 Schrödinger方程式的導入
3.4.2 波函數的意義
3.4.3 測不準原理
3.5 習題
第四章 量子力學的基本原理
4.1 Schrödinger方程式
4.2 量子力學的波函數
4.3 Dirac符號
4.3.1 Dirac符號說明
4.3.2 算符的矩陣錶示
4.3.3 基底變換
4.4 量子力學的算符與狀態嚮量
4.4.1 量子力學的三項原理
4.4.2 量子力學的三個基本性質
4.4.3 幾個量子力學狀態嚮量的重要定理
4.4.4 Schrödinger方程式的矩陣型式
4.5 Hilbert空間
4.6 Heisenberg測不準原理
4.6.1 Heisenberg測不準原理的証明
4.6.2 Cauchy Schwarz不等式
4.6.3 有關Heisenberg測不準原理的應用
4.7 特殊位能的Schrödinger方程式
4.7.1 三維無限高位能
4.7.2 步階位能
4.7.3 位能障
4.7.4 方井位能
4.8 三個典型的特殊位能
4.8.1 討論在無限位能井中的電子運動
4.8.2 Coulomb位能
4.8.3 簡諧振盪
4.9 二階係統的能量交換過程
4.10 習題
第五章 角動量
5.1 角動量算符
5.1.1 角動量算符在直角座標的錶象
5.1.2 總角動量算符和階梯算符
5.1.3 角動量算符在球座標的錶象
5.2 角動量的本徵值
5.3 軌道量子數與磁量子數
5.4 角動量的耦閤
5.5 嚮量模型
5.6 習題
第六章 原子的量子力學
6.1 中心力場
6.2 單電子原子波函數之一般解
6.3 電子自鏇的引入
6.3.1 磁矩與角動量
6.3.2 殼層模型
6.4 多電子原子與Hartree理論
6.4.1 光譜記號
6.4.2 中心力場與軌域耦閤
6.4.3 Hartree理論
6.5 Zeeman效應
6.5.1 不正常Zeeman效應
6.5.2 正常Zeeman效應
6.5.3 Stern-Gerlach實驗
6.6 原子分子科學中三種常用的單位
6.7 習題
第七章 微擾理論
7.1 和時間無關的微擾理論
7.1.1 和時間無關的非簡併微擾理論
7.1.2 和時間無關的簡併微擾理論
7.2 和時間相關的微擾理論
7.3 Hellmann-Feynman理論
7.4 Koopmans理論
7.5 Virial理論
7.5.1 Euler理論的證明
7.5.2 Hyper-Virial理論的證明
7.5.3 Virial理論的證明
7.5.4 Virial理論的應用
7.6 習題
第八章 統計力學基本概念
8.1 相空間(Phase space)
8.1.1 相空間的基本概念
8.1.2 相空間的基本意義
8.2 Lagrange乘子(Lagrange multipliers)
8.3 基礎統計分布
8.3.1 全同粒子
8.3.2 統計力學的三個基本分布函數
8.4 幾個統計物理的應用
8.4.1 古典統計之平均能量
8.4.2 自由Fermion氣係統
8.4.3 Bose-Einstein凝結
8.5 習題
第九章 密度矩陣理論
9.1 純粹態與混閤態
9.2 密度算符
9.3 密度算符與最大可能訊息
9.4 密度算符及其基本性質
9.5 Liouville方程式
9.6 量子Boltzmann方程式
9.7 算符期望值的運動方程式
9.8 習題
這本書我拿來時,其實沒報太大期望,畢竟“近代物理”這個名字聽起來就有點枯燥,可能就是一堆公式和定律的堆砌。然而,翻開第一頁,我就被它的敘事方式吸引住瞭。作者並沒有一開始就拋齣那些深奧的概念,而是像講故事一樣,從一些我們日常生活中可以觀察到的現象入手,比如物體為什麼會發光、為什麼會變形等等。然後,他循序漸進地引入瞭那些在宏觀世界似乎“不閤邏輯”的微觀現象,比如黑體輻射、光電效應,這些看似是獨立的問題,但作者卻能巧妙地將它們串聯起來,展現齣物理學在探索未知過程中是如何一步步突破認知的。他花瞭很大篇幅去介紹那些偉大的科學傢們,不僅僅是他們的理論,更是他們是如何思考的,他們的實驗是如何設計的,甚至還有一些他們在生活中遇到的趣事和睏境。讀到這裏,我纔意識到,原來物理學不僅僅是冷冰冰的公式,更是充滿人情味和智慧的探索過程。作者的文字流暢而富有感染力,即使是一些非常復雜的概念,在他的筆下也變得生動起來,仿佛我置身於那個偉大的科學變革時代,親眼見證著一個又一個顛覆性的發現。他對概念的解釋非常到位,而且還會適時地給齣一些類比,幫助讀者理解,這對於我這種非物理專業齣身的讀者來說,簡直是福音。我特彆喜歡他對於量子理論誕生的那部分描述,那種從一係列不協調的實驗結果中,如何孕育齣革命性思想的過程,讀來令人熱血沸騰。他沒有迴避那些科學史上的爭論和麯摺,反而讓整個故事更加真實可信。這本書讓我重新認識瞭“近代物理”這個領域,它不僅僅是知識的集閤,更是一種思維方式,一種探索世界的態度。
评分我一直覺得“近代物理”是一個遙不可及的學科,充滿瞭晦澀難懂的理論和復雜的數學公式。但這本書徹底改變瞭我的看法。《近代物理》這本書,作者的寫作風格非常獨特,他不是那種一本正經的學術寫法,而是更像是在講故事,而且是那種非常精彩、引人入勝的故事。他從一些我們日常生活中都能接觸到的現象入手,比如為什麼某些物質會發光,為什麼光似乎有彈性的性質,然後一步一步地引領我們進入到近代物理的奇妙世界。我特彆喜歡他在解釋那些抽象概念的時候,用到的各種生動的比喻,比如將量子疊加態比作貓的生死,簡直是將抽象概念具象化的絕佳範例。而且,這本書在介紹科學史方麵的內容也做得非常棒,他不僅僅是簡單地羅列事實,而是深入挖掘瞭科學傢們當時的思考過程、遇到的睏難以及他們之間的爭論,這讓整個故事更加鮮活和有趣。我讀到關於量子力學奠基人之一,海森堡的故事時,深受感動。這本書讓我覺得,物理學不僅僅是一門學科,更是一種思維方式,一種探索世界、認識世界的方法。它讓我對“近代物理”這個領域産生瞭濃厚的興趣,甚至讓我開始主動去瞭解更多相關的知識。
评分我購買這本書的初衷,是想快速瞭解近代物理的大緻輪廓,為我的學習打下一些基礎。然而,這本書帶給我的驚喜遠不止於此。《近代物理》這本書,它最大的特點在於它卓越的敘事技巧。作者並沒有像許多教科書那樣,直接拋齣概念和公式,而是通過一種引人入勝的故事敘述方式,將讀者帶入到近代物理的奇妙世界。他從一些我們日常生活中可能忽略的現象入手,比如為什麼金屬在加熱後會發光,為什麼光綫照射到某些金屬錶麵會激發齣電子,然後巧妙地將這些問題引嚮瞭那些顛覆性的物理理論。我特彆欣賞作者在處理科學史方麵的內容,他不僅僅是羅列事實,而是深入剖析瞭科學傢們是如何在當時的時代背景下,進行思考、實驗和論證的。讀到關於光波和粒子之爭的那部分,我感覺自己仿佛置身於曆史現場,親眼見證瞭科學傢們的智慧碰撞。作者對於概念的闡釋也非常深入淺齣,他善於運用各種生動的比喻和形象的圖示,將那些抽象的物理原理具象化,使得理解變得更加容易。這本書讓我覺得,學習物理不僅僅是記憶和計算,更重要的是理解和思考。它成功地激發瞭我對這個學科的濃厚興趣。
评分這本書真的讓我對“近代物理”這個學科有瞭全新的認知。以前總覺得物理就是背公式、算題,枯燥乏味,但這本書完全顛覆瞭我的想法。作者的文筆非常有感染力,他就像一個經驗豐富的導遊,帶著我們一路領略近代物理的壯麗風光。他並沒有一開始就拋齣那些拗口的專業術語,而是從一些生活中的現象入手,比如為什麼天空是藍色的,為什麼陽光曬在身上會覺得暖和,然後巧妙地將這些問題引嚮瞭更深層次的物理學原理。我特彆喜歡他對於光的基本性質的探討,從波動說、粒子說到波粒二象性,整個過程的邏輯鏈條清晰得令人驚嘆。作者在闡述過程中,非常注重曆史的維度,他會介紹相關的科學史事件,以及科學傢們是如何一步步剋服睏難,最終纔有瞭我們今天所知的理論。這讓學習過程不再是枯燥的知識灌輸,而更像是在閱讀一本充滿智慧和勇氣的傳記。他對每一個關鍵概念的解釋都非常到位,並且會給齣一些形象的比喻,幫助讀者理解,即使是一些非常抽象的概念,也能變得容易理解。我感覺自己就像是在和作者一起,在實驗室裏,在思考中,一點點揭開物理世界的神秘麵紗。這本書最成功的地方在於,它激發瞭我對物理學的興趣,讓我不再畏懼那些復雜的理論,反而充滿瞭探索的欲望。
评分一直以來,我總覺得“近代物理”這個詞就代錶著深奧難懂的理論和令人望而生畏的數學公式。但這本書徹底顛覆瞭我的看法。《近代物理》這本書,作者的敘事能力簡直是大師級的。他沒有直接跳到那些枯燥的公式,而是像一位資深的嚮導,帶著我們在物理學發展的脈絡中漫步。他從一些我們生活中很容易觀察到的現象齣發,例如,為什麼陽光的顔色是連續的,為什麼有些物質在加熱後會發齣特定顔色的光。然後,他循序漸進地引入瞭那些在經典物理框架下難以解釋的難題,比如黑體輻射和光電效應。作者在解釋這些概念時,使用瞭大量的曆史事件和科學傢們的思考過程,讓我覺得我不是在被動地學習理論,而是在參與一場偉大的科學發現的旅程。他並沒有迴避那些科學史上的爭議和麯摺,反而通過這些細節,讓整個故事更加真實和引人入勝。我對書中關於量子假設的介紹印象特彆深刻,作者將普朗剋的靈感火花,如何一步步成為顛覆性理論的過程,描繪得非常生動。這本書的語言流暢而富有邏輯性,即使是對於初學者來說,也能輕鬆理解那些復雜的概念。它不僅僅是一本介紹近代物理知識的書,更是一本激發讀者科學好奇心的引路書。
评分對於我這樣一名對物理學知之甚少的讀者來說,一本好的科普讀物至關重要。而《近代物理》這本書,無疑是我近期讀過的最齣色的一本。作者的敘述方式非常獨特,他避開瞭枯燥的公式推導,而是以一種生動形象的語言,為我們描繪瞭近代物理學發展的史詩。他從一些看似微不足道的現象入手,比如物體受熱後為什麼會發光,為什麼光似乎有“粒子”的性質,然後將這些現象巧妙地串聯起來,引齣瞭那些革命性的物理理論。我特彆喜歡他對於愛因斯坦狹義相對論的解釋,作者沒有上來就講時空扭麯,而是通過一個非常貼切的比喻,將相對性原理講得明明白白。而且,書中穿插瞭大量的科學史故事,讓我瞭解瞭那些偉大的科學傢們是如何思考、如何剋服睏難,最終纔有瞭這些顛覆性的發現。這種方式讓我覺得,物理學不僅僅是抽象的理論,更是人類智慧的結晶,充滿瞭人文關懷。作者對每一個概念的講解都非常到位,並且會反復強調,用不同的角度去說明,直到你真正理解為止。這本書讓我覺得,科學探索是一場充滿好奇和勇氣的冒險。
评分我一直對宇宙的奧秘充滿好奇,但物理學那些復雜的公式總是讓我望而卻步。直到我讀瞭這本書,我纔覺得觸及到瞭近代物理的精髓。《近代物理》這本書,它不是一本簡單的教科書,更像是一次跨越時空的哲學之旅。作者以一種極其細膩和富有洞察力的方式,為我們揭示瞭微觀世界的奇妙之處。他並沒有迴避那些前沿理論的難度,而是通過大量的曆史背景、科學傢們的思想鬥爭以及實驗證據,將那些原本高深莫測的理論變得觸手可及。我印象最深刻的是關於量子糾纏的章節,作者用瞭一個非常巧妙的比喻,將兩個看似獨立的粒子之間那種“心有靈犀”的聯係描繪得淋灕盡緻,讓我對這個反直覺的現象有瞭全新的認識。而且,這本書的結構安排也非常閤理,從經典物理的局限性開始,逐步過渡到相對論和量子力學的誕生,再到對更深層次問題的探討,整個過程如同剝洋蔥一般,層層遞進,引人入勝。作者對於科學精神的闡述也讓我深受啓發,他強調的是科學的懷疑精神、探索精神以及不斷修正理論的勇氣,這不僅僅是物理學,更是任何一個領域值得我們學習的態度。我讀這本書的時候,常常會停下來思考,作者拋齣的問題,以及科學傢們是如何一步步解答這些問題的。這本書讓我覺得,科學探索從來都不是一帆風順的,它充滿瞭未知、挑戰,但也正是這些挑戰,纔使得人類的知識邊界不斷拓展。
评分我拿到這本書的時候,本以為會是一本硬邦邦的學術著作,沒想到讀起來卻像一本引人入勝的冒險小說。作者的敘事方式非常獨特,他沒有按照傳統的教科書模式,上來就列舉公式和定理,而是用一種非常生動活潑的語言,描繪瞭近代物理學誕生和發展的波瀾壯闊的曆史畫捲。他花瞭大量篇幅去介紹那些偉大的物理學傢們,他們的生活、他們的思想、他們的實驗,甚至他們之間的辯論,都寫得栩栩如生。我仿佛看到瞭牛頓揮舞著他的棱鏡,看到瞭愛因斯坦在黑闆上推導著E=mc²,那種曆史的厚重感和科學的魅力撲麵而來。書中的一些章節,比如關於黑體輻射和光電效應的解釋,雖然涉及到瞭量子力學的一些基本概念,但在作者的筆下,這些概念變得不再那麼神秘莫測。他通過一些生動的類比和形象的比喻,將抽象的理論轉化為易於理解的故事,讓我這個物理小白也能看得津津有味。我特彆喜歡作者對於科學思維的討論,他強調科學的開放性、批判性和不斷求證的精神,這對於我們理解現代科學的本質有著重要的意義。讀完這本書,我感覺自己不僅僅是瞭解瞭近代物理的知識,更重要的是,我對科學本身産生瞭一種敬畏和好奇。
评分坦白說,我買這本書的時候,就是想找一本能幫我應付考試的參考書,想著能快速過一遍重點,做幾道題就夠瞭。但這本書的打開方式完全齣乎我的意料。它不像我以前看過的任何一本教材,枯燥乏味,充斥著生僻的術語和令人頭疼的推導。這本書的語言風格非常樸實,甚至可以說是有點“接地氣”。作者在講解每一個概念時,都會先從一個大傢都能理解的生活常識或者一個曆史故事講起,然後慢慢引申到物理學的世界。例如,在講到相對論的時候,他並沒有上來就給個洛倫茲變換,而是先用一個火車上的乘客和地麵上觀察者的例子,生動地說明瞭時間和空間是如何隨著運動速度而變化的。這種“由淺入深”的講解方式,讓我這個對物理一竅不通的人也能感到輕鬆自在。而且,這本書的插圖和圖錶也非常多,而且都非常精美,很多時候一張圖就能把一個復雜的概念講清楚,比我費勁看一大段文字要有效得多。我尤其欣賞作者在處理那些抽象概念時的耐心,他會反復強調,用不同的角度去解釋,直到你真正理解為止。這本書最大的特點就是,它讓你覺得學習物理是一件有趣的事情,而不是一件苦差事。我甚至有時候會為瞭看懂某個故事或者某個有趣的類比,而主動去鑽研後麵的公式,這在以前是想都不敢想的。這本書讓我明白,物理學並不是高高在上、遙不可及的,它就藏在我們生活的每一個角落,隻是需要我們用心去發現。
评分我對物理學的瞭解一直停留在高中時代,覺得那些公式和定律離我太遙遠瞭。直到我翻開瞭這本書,纔發現“近代物理”原來可以如此有趣。《近代物理》這本書,作者的寫作風格實在是太吸引人瞭。他沒有使用那些枯燥晦澀的學術語言,而是用一種非常平易近人的方式,將那些復雜的物理概念娓娓道來。他會從一些我們日常生活中常見的現象入手,比如為什麼夏天會比鼕天熱,為什麼某些物體會發齣光,然後巧妙地將這些現象與近代物理學的原理聯係起來。我特彆喜歡他對於量子力學誕生的那部分描述,他沒有直接給齣那些艱澀的數學公式,而是通過講述科學傢們是如何一步步思考、實驗,最終纔孕育齣革命性的思想,讓我覺得非常受啓發。而且,這本書的邏輯結構非常清晰,從經典物理的局限性開始,逐步深入到相對論和量子力學,再到一些前沿的探討,整個過程就像一次思維的探險。作者對科學史的梳理也非常到位,他會穿插介紹相關的曆史事件和人物,讓讀者在學習物理知識的同時,也能對那個時代有更深入的瞭解。這本書讓我覺得,學習物理不是一件被動接受知識的過程,而是一個主動探索、發現真理的過程。
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等
© 2025 ttbooks.qciss.net All Rights Reserved. 小特书站 版權所有