《工程量子力學(xué)》力圖幫助工程類學(xué)科本科生建立量子力學(xué)基本原理與工程問題之間的聯(lián)系，側(cè)重通過實(shí)際案例凸顯量子力學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)、工程中的重要性。
本書共6章。第1章介紹了量子論提出的歷史背景和早期發(fā)展過程，包括普朗克量子假說、愛因斯坦光量子理論、玻爾氫原子模型以及索末菲量子化條件，并介紹了量子論在現(xiàn)代材料科學(xué)中的應(yīng)用。第2章介紹了量子力學(xué)的基本概念，包括物質(zhì)的波粒二象性、狀態(tài)波函數(shù)及其物理內(nèi)涵、態(tài)疊加原理以及用來描述微觀體系演化的薛定諤方程。第3章重點(diǎn)講解可觀測力學(xué)量算符的數(shù)學(xué)性質(zhì)以及測量原理，并介紹了量子力學(xué)的矩陣表示。第4章講解了全同粒子的概念及其波函數(shù)的構(gòu)建方法、電子自旋算符及其相應(yīng)的波函數(shù)，并介紹了多電子體系的L-S耦合及多電子原子光譜項(xiàng)的描述方法。最后兩章給出了薛定諤方程的應(yīng)用實(shí)例。其中第5章重點(diǎn)講解了無限深勢(shì)阱、線性諧振子、隧道效應(yīng)和中心力場幾種理想模型，并介紹了這些模型的具體工程應(yīng)用；第6章針對(duì)實(shí)際問題的復(fù)雜性，介紹了微擾論、變分法等近似求解薛定諤方程的方法。
本書可作為高等院校材料類、電子類、化學(xué)化工類等專業(yè)的教材，也可作為高等學(xué)校理工科其他有關(guān)專業(yè)的參考書。

陳小華，1992.9-2000.12年湖南大學(xué)理論物理專業(yè)碩士畢業(yè)，任湖南大學(xué)應(yīng)用物理系講師。2001.1至今，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 副教授，教授，博士生導(dǎo)師，湖南省新世紀(jì)121人才工程第*二層次人選，中國儀表材料學(xué)會(huì)理事，中國非金屬材料協(xié)會(huì)石墨專家委員會(huì)委員, 電子信息材料與器件專家委員會(huì)委員。
已主持包括國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目以及其它國家、部、省、企業(yè)等研究課題30余項(xiàng)。長期從事納米材料的設(shè)計(jì)合成及電化學(xué)性能、電化學(xué)儲(chǔ)能材料、納米復(fù)合材料及表面技術(shù)等研究工作。獲教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)（第*一完成人），主持的項(xiàng)目“化學(xué)氣相沉積法批量生產(chǎn)多壁碳納米管”已通過湖南省科技廳組織的成果鑒定，并已成功地推向市場。在“ Advanced Energy Materials, Carbon”等國內(nèi)外重要刊物上共發(fā)表研究論文100余篇，SCI、EI收錄80篇左右，被SCI他人引用2500多篇次，獲國家發(fā)明專利授權(quán)4項(xiàng)，1項(xiàng)已成功轉(zhuǎn)讓。
1994年以來長期擔(dān)任本科生“量子力學(xué)”“原子物理學(xué)等課程。

第1章 量子論的提出
導(dǎo)讀 1
1.1　黑體輻射及普朗克的量子假說 2
1.2　光電效應(yīng)及愛因斯坦的光子假設(shè) 4
1.3　原子及分子量子論 5
1.3.1　玻爾的原子模型量子論 5
1.3.2　分子量子論 10
1.4　材料功能特性的量子論基礎(chǔ) 11
1.4.1　材料的電學(xué)性能 11
1.4.2　材料的光學(xué)性能 11
1.4.3　材料的磁學(xué)性能 12
1.4.4　新材料科技中的量子論 13
小知識(shí) 16
拓展 17
推薦閱讀資料 17
參考文獻(xiàn) 17
思考題 18
習(xí)題 18

第2章 量子力學(xué)的建立
導(dǎo)讀 19
2.1　物質(zhì)客體的波粒二象性 19
2.1.1　德布羅意關(guān)系式與粒子的波動(dòng)性 19
2.1.2　電子的德布羅意波長 21
2.1.3　自由粒子的德布羅意波 22
2.2　狀態(tài)及狀態(tài)波函數(shù) 22
2.2.1　經(jīng)典粒子和經(jīng)典波的雙縫實(shí)驗(yàn) 23
2.2.2　電子的雙縫實(shí)驗(yàn)及概率波 24
2.2.3　波動(dòng)-粒子二重性矛盾的分析 25
2.2.4　波函數(shù)的意義及其數(shù)學(xué)表示 27
2.3　波函數(shù)（態(tài)） 疊加原理 29
2.3.1　態(tài)疊加概念 29
2.3.2　態(tài)疊加的量子力學(xué)解釋 30
2.4　薛定諤方程 32
2.4.1　從自由粒子的波動(dòng)方程到薛定諤方程 33
2.4.2　定態(tài)薛定諤方程 34
2.4.3　自由電子近似與材料體系中的薛定諤方程 36
2.5　概率流密度和粒子數(shù)守恒定律 36
小知識(shí) 40
拓展 41
推薦閱讀資料 42
思考題 42
習(xí)題 42

第3章 力學(xué)量算符及矩陣力學(xué)
導(dǎo)讀 45
3.1　算符與力學(xué)量的算符表示 45
3.1.1　算符的定義及一般運(yùn)算規(guī)則 45
3.1.2　力學(xué)量算符的性質(zhì) 47
3.2　力學(xué)量算符的本征值、本征函數(shù) 49
3.2.1　厄密算符的性質(zhì) 50
3.2.2　動(dòng)量算符和角動(dòng)量算符的本征態(tài)與本征值 51
3.3　力學(xué)量的測量 54
3.3.1　本征態(tài)中的力學(xué)量測量 55
3.3.2　任意態(tài)中力學(xué)量的測量 55
3.3.3　力學(xué)量的期望值——平均值 57
3.3.4　不同力學(xué)量同時(shí)有確定的值的條件 57
3.4　測量值的不確定性——測不準(zhǔn)關(guān)系 58
3.5　力學(xué)量隨時(shí)間的變化與守恒定律 59
3.5.1　力學(xué)量隨時(shí)間的變化 59
3.5.2　守恒定律 59
3.6　量子力學(xué)的矩陣表示 61
3.6.1　N 維復(fù)線性空間 61
3.6.2　狀態(tài)的狄拉克符號(hào)表示 63
3.6.3　態(tài)和力學(xué)量的矩陣表示 64
3.6.4　表象變換 68
拓展 73
推薦閱讀資料 73
思考題 73
習(xí)題 74

第4章 自旋與全同粒子
導(dǎo)讀 77
4.1　電子自旋假設(shè) 77
4.2　電子的自旋算符和自旋函數(shù) 80
4.2.1　自旋算符 80
4.2.2　自旋波函數(shù) 81
4.3　全同粒子 86
4.3.1　全同粒子定義及特性 86
4.3.2　全同粒子體系的波函數(shù)特征——對(duì)稱和反對(duì)稱 86
4.3.3　費(fèi)米子和玻色子 88
4.4　全同粒子體系的波函數(shù)構(gòu)建——泡利原理 88
4.4.1　兩個(gè)全同粒子體系 88
4.4.2　N 個(gè)全同粒子體系 89
4.5　兩個(gè)電子體系的自旋狀態(tài)描述 92
4.5.1　兩個(gè)電子的自旋波函數(shù) 92
4.5.2　^S 2，^S z 在四個(gè)態(tài)中的本征值 92
4.6　角動(dòng)量軌道-自旋(L-S) 耦合 95
4.7　原子電子狀態(tài)的光譜項(xiàng)描述 96
4.8　物質(zhì)磁性與電子自旋的關(guān)系 98
小知識(shí) 105
拓展 107
推薦閱讀資料 108
參考文獻(xiàn) 108
思考題 108
習(xí)題 108

第5章 薛定諤方程應(yīng)用（Ⅰ）
導(dǎo)讀 111
5.1　一維無限深勢(shì)阱（一維勢(shì)箱） 111
5.1.1　薛定諤方程及其解 112
5.1.2　三維勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的粒子 115
5.1.3　一維勢(shì)箱模型的應(yīng)用 117
5.1.4　材料納米化后能量的進(jìn)一步量子化 120
5.2　線性諧振子 120
5.3　粒子數(shù)表象 124
5.4　隧道效應(yīng) 126
5.5　原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 131
5.5.1　氫原子 131
5.5.2　多電子原子 140
5.6　材料中的光譜分析技術(shù) 143
5.6.1　分子的振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí) 143
5.6.2　原子吸收光譜 144
5.6.3　X 熒光光譜 146
5.6.4　X 光電子能譜 146
5.6.5　紅外光譜 147
5.6.6　拉曼光譜 147
5.7　納米材料中的量子論 148
小知識(shí) 149
拓展 150
推薦閱讀資料 151
參考文獻(xiàn) 151
思考題 151
習(xí)題 151

第6章 薛定諤方程應(yīng)用（Ⅱ）
導(dǎo)讀 154
6.1　時(shí)間無關(guān)微擾理論 154
6.1.1　非簡并定態(tài)微擾理論 155
6.1.2　簡并定態(tài)微擾理論 161
6.1.3　氫原子的一級(jí)斯塔克效應(yīng) 164
6.2　變分法 166
6.2.1　變分法確定基態(tài) 166
6.2.2　氦原子的基態(tài) 169
6.3　含時(shí)間微擾理論 170
6.3.1　含時(shí)微擾 171
6.3.2　躍遷概率 172
6.4　輻射與物質(zhì)的相互作用 176
6.4.1　光的發(fā)射與吸收系數(shù) 176
6.4.2　選擇定則 178
6.4.3　愛因斯坦A 和B 系數(shù) 180
6.5　材料第一性原理計(jì)算 184
6.5.1　多粒子體系薛定諤方程 184
6.5.2　絕熱近似與單粒子近似 185
6.5.3　哈特里近似 186
6.5.4　哈特里-�？私�似 187
6.5.5　密度泛函理論 188
6.5.6　科恩-沈呂九方法 190
6.5.7　第一性原理計(jì)算軟件與第一性原理高通量計(jì)算平臺(tái) 192
拓展 193
參考文獻(xiàn) 194
思考題 195
習(xí)題 195

附錄
附錄Ⅰ　物理常數(shù)表 198
附錄Ⅱ　量子力學(xué)常用積分公式 198
附錄Ⅲ　矩陣運(yùn)算 199
附錄Ⅳ　梯度、散度與旋度 200