本書(shū)是作者張鵬飛等在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)多年從事量子力學(xué)教學(xué)的過(guò)程中編寫(xiě)而成的。全書(shū)給出曾謹(jǐn)言先生所著《量子力學(xué)(第四版)(卷Ⅰ、卷Ⅱ)》(科學(xué)出版社)的全部習(xí)題解答,每道題都力求解答詳盡,敘述清晰,同時(shí)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,積極引導(dǎo)學(xué)生活學(xué)活用,引導(dǎo)學(xué)生思考以深人發(fā)掘物理內(nèi)涵。
對(duì)于具有一定科研背景的題目,《量子力學(xué)習(xí)題解答與剖析》對(duì)其物理實(shí)質(zhì)和內(nèi)涵作了較多的剖析和發(fā)掘;對(duì)于部分典型題的解答或相關(guān)背景材料,本書(shū)還參考了國(guó)內(nèi)外一些優(yōu)秀著作,充分吸收其精華。所有這些豐富了本書(shū)的內(nèi)容。
本書(shū)可作為量子力學(xué)、高等量子力學(xué)課程的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書(shū)或者教學(xué)參考書(shū),也可供物理學(xué)工作者參考。
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曾謹(jǐn)言所著《量子力學(xué) (卷I、卷II)(第四版、第五版)》的全部習(xí)題解答。書(shū)中每道題都力求解答詳盡,敘述清晰。同時(shí)注重啟發(fā),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。引導(dǎo)學(xué)生活學(xué)活用,引導(dǎo)學(xué)生思考,深入發(fā)掘物理內(nèi)涵。
序言
本書(shū)給出曾謹(jǐn)言先生所著《量子力學(xué)(第四版)(卷Ⅰ、卷Ⅱ)》(科學(xué)出版社)的全部習(xí)題解答,各章內(nèi)容均遵照該書(shū)順序排列.這是我們?cè)谥袊?guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)多年從事量子力學(xué)教學(xué)的過(guò)程中逐步編寫(xiě)而成的.
二十多年來(lái),曾謹(jǐn)言先生所著教材在國(guó)內(nèi)量子力學(xué)教學(xué)中一直被廣泛采用.尤其是《量子力學(xué)(第四版)(卷Ⅰ、卷Ⅱ)》,體系完整,內(nèi)容全面,條理清晰,敘述透徹,因而深受青年學(xué)生以及教師的歡迎.特別是曾先生還根據(jù)量子力學(xué)的前沿進(jìn)展、國(guó)內(nèi)量子力學(xué)教學(xué)情況以及讀者反映的信息,對(duì)該書(shū)作了多次修訂,使得它不斷完善.曾先生在該書(shū)的序言里說(shuō):卷Ⅰ適合作為本科生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的進(jìn)一步深入的參考書(shū),卷Ⅱ則可作為研究生學(xué)習(xí)高等量子力學(xué)的主要參考書(shū).青年物理學(xué)工作者在學(xué)完本書(shū)以后,可以比較順利地進(jìn)入與量子力學(xué)有關(guān)的各前沿領(lǐng)域的研究工作.我們還認(rèn)為卷Ⅰ非常適合用于學(xué)時(shí)較多的本科量子力學(xué)課程(如中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)6學(xué)分120學(xué)時(shí)的量子力學(xué)課程)教學(xué),卷Ⅱ非常適合用作高年級(jí)本科生或者研究生的高等量子力學(xué)教材.本書(shū)作為曾先生所著教材的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)材料,可供本科生在初學(xué)量子力學(xué)時(shí)或者復(fù)習(xí)考研時(shí)參考之用,也可為研究生學(xué)習(xí)高等量子力學(xué)提供一定的幫助.
本書(shū)融匯編者多年來(lái)從事量子力學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì),力求解答詳盡,敘述清晰.此外,正如我們?cè)诮虒W(xué)中所做的那樣,在編寫(xiě)過(guò)程中我們始終注意兩點(diǎn):(1)貼近學(xué)生,書(shū)主要是給學(xué)生用的,應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),在內(nèi)容組織、編排上多從利于學(xué)生學(xué)習(xí)的角度考慮;(2)知識(shí)與方法并重,注重啟發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,積極引導(dǎo)學(xué)生活學(xué)活用,引導(dǎo)學(xué)生思考以深入發(fā)掘物理內(nèi)涵.
只要你用心揣摩就會(huì)發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)習(xí)題常有多種解法,即所謂解無(wú)定法,不管白貓黑貓,能抓到老鼠的都是好貓,本書(shū)中的很多習(xí)題正是有多種解法.一些題存在的多種解法,我們并不試圖列出全部,而是盡量選取其中較有啟發(fā)性的.若解法有繁有簡(jiǎn),除少數(shù)特別巧妙的列出外,我們往往還有意給出較繁的解法,這樣做主要是為了利于大多數(shù)同學(xué)學(xué)習(xí).同學(xué)懂了以后,自己會(huì)給出最簡(jiǎn)單的解法.
本書(shū)最先的底稿是阮圖南教授所做的部分習(xí)題,以及編者之一(張)多年來(lái)做曾先生所著教材里的習(xí)題而積累起來(lái)的幾個(gè)筆記本.曾先生教材里的題目,不少都量子力學(xué)味道濃,或者具有一定科研背景.對(duì)部分這樣的題目,我們幾位編者曾以較大的興趣做了一些討論和思考.此外,在我們的教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生與我們富有啟發(fā)性的討論以及我們與學(xué)生的交流,也促進(jìn)了我們對(duì)一些問(wèn)題的思考.這些討論和思考,使我們或者是得到了一些新的解法,或者是對(duì)一些題的物理實(shí)質(zhì)和內(nèi)涵作了更多的剖析和發(fā)掘,在書(shū)中以解法二、解法三等或者以討論、說(shuō)明等形式附上.個(gè)別題因?yàn)檫@種附加的內(nèi)容較多,以致于題目的解答顯得冗長(zhǎng)且不太合乎標(biāo)準(zhǔn),這些從一般解題要求來(lái)看并不必須,我們卻認(rèn)為恰恰是這些附加的內(nèi)容對(duì)于啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考是有益的,因而是本書(shū)的重要特色之一.還有若干題的巧妙解法(特別有一些解法,還是我們?cè)纫庀氩坏降模﹣?lái)源于歷年選課同學(xué)的作業(yè).
此外,對(duì)于部分典型題的解答或相關(guān)背景材料,我們參考了國(guó)內(nèi)外一些優(yōu)秀的而且是我們非常欣賞的習(xí)題解答書(shū)或者教材的內(nèi)容(這些著作的名稱(chēng)也在本書(shū)正文的注釋或者參考文獻(xiàn)里列出),充分吸收其精華,其中有錢(qián)伯初教授與曾謹(jǐn)言教授所著《量子力學(xué)習(xí)題精選與剖析(第三版)》一書(shū).該書(shū)內(nèi)容豐富,敘述清晰,精到地演繹如何運(yùn)用量子力學(xué)原理去分析處理各種具體問(wèn)題,特別是對(duì)于部分習(xí)題做了深入細(xì)致的物理剖析,在細(xì)微處精彩展現(xiàn)了兩位量子力學(xué)教學(xué)名師深湛的功底.該書(shū)是編寫(xiě)本書(shū)的重要參考書(shū)之一,我們?cè)诰帉?xiě)過(guò)程中從該書(shū)得到了很多啟發(fā),也學(xué)到了它的很多優(yōu)點(diǎn).
本書(shū)可供學(xué)習(xí)量子力學(xué)或者高等量子力學(xué)參考使用,主要目的是為了方便大家學(xué)習(xí)或者復(fù)習(xí)鞏固.當(dāng)然我們最不希望同學(xué)圖這樣的方便,只是簡(jiǎn)單地拿本書(shū)的習(xí)題解答來(lái)應(yīng)付作業(yè).我們?cè)敢庠诖颂嵝迅魑煌瑢W(xué),只有自己動(dòng)手用心做一定數(shù)量的習(xí)題,才能把量子力學(xué)學(xué)到手①. 就如沈惠川教授在他的《經(jīng)典力學(xué)題譜》一書(shū)的序言里所說(shuō)光說(shuō)不練假把戲,光練不說(shuō)傻把戲,又說(shuō)又練才是真把戲,也好比一個(gè)人學(xué)習(xí)游泳一定要下水一樣.我們向手頭有這本書(shū)的同學(xué)建議,當(dāng)拿到一個(gè)習(xí)題時(shí)應(yīng)當(dāng):(1)自己先做;(2)如果自己反復(fù)思考都不得要領(lǐng),那可以先查閱一下本書(shū),邊看邊思考,想清楚解題要點(diǎn)后,合上書(shū),仍是自己獨(dú)立完成.習(xí)題做完以后,再翻開(kāi)書(shū)看看,把自己做的與書(shū)中的解法比較,這樣學(xué)得踏實(shí),等等.我們希望本書(shū)給同學(xué)提供的不是思想的束縛,也不是拐杖,而是啟發(fā),是靈感.正如詩(shī)是做不完的一樣,量子力學(xué)習(xí)題的解法往往層出不窮.我們期望,同學(xué)們?cè)谧约河眯淖鲆恍╊}以后會(huì)發(fā)現(xiàn)樂(lè)趣,同時(shí)會(huì)給出一些更好的解法.假若同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了更多更好的解法, 本書(shū)也就起到了拋磚引玉的作用, 這正是我們最希望看到的.
同學(xué)可以針對(duì)自己的特點(diǎn)選擇一些題來(lái)做,像本書(shū)習(xí)題較為豐富,有難有易,數(shù)學(xué)上也是有繁有簡(jiǎn).每個(gè)同學(xué)特點(diǎn)不一樣,有些同學(xué)數(shù)學(xué)很好,有些同學(xué)數(shù)學(xué)可能弱一點(diǎn).我們覺(jué)得,數(shù)學(xué)稍弱的同學(xué),不妨選一些數(shù)學(xué)較簡(jiǎn)然而物理味足的題來(lái)做.學(xué)習(xí)量子力學(xué),不應(yīng)讓繁瑣的數(shù)學(xué)演算成為學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)量子力學(xué)物理實(shí)質(zhì)的障礙.數(shù)學(xué)是物理學(xué)的工具,數(shù)學(xué)演算絕不是量子力學(xué)的全部.量子力學(xué)除了要用心學(xué),學(xué)到腦子里,還要學(xué)到手上.通過(guò)做習(xí)題,就會(huì)了解如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí),對(duì)它的領(lǐng)會(huì)也會(huì)更加深入.做習(xí)題絕不僅僅是想明白怎么做,還要?jiǎng)邮忠徊揭徊桨阉龀鰜?lái).想通了跟做出來(lái)是兩碼事.思考可以跳躍,有時(shí)也許會(huì)出錯(cuò).自己動(dòng)手做的,你只要一步一步都不含糊,做完了
目錄
前言
第1章 量子力學(xué)的誕生 1
第2章 波函數(shù)與SchrAodinger方程 12
第3章 一維定態(tài)問(wèn)題 27
第4章 力學(xué)量用算符表達(dá) 76
第5章 力學(xué)量隨時(shí)間的演化與對(duì)稱(chēng)性 107
第6章 中心力場(chǎng) 129
第7章 粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 164
第8章 表象變換與量子力學(xué)的矩陣形式 170
第9章 自旋 178
第10章 力學(xué)量本征值問(wèn)題的代數(shù)解法 218
第11章 束縛定態(tài)微擾論 231
第12章 量子躍遷 270
第13章 散射理論 287
第14章 其他近似方法 315
第15章 量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系 337
第16章 二次量子化 352
第17章 相對(duì)論量子力學(xué) 365
附錄 幾個(gè)積分和級(jí)數(shù)公式 376
主要參考文獻(xiàn) 379
后記 380