伯克利物理学教程(SI版) 第4卷 量子物理学(英文影印版)

《伯克利物理学教程》中译本自上世纪七十年代印行以来已过去三十多年。然而，即便如此，时至今日国内高校从事物理教学的教师和选修基础物理课程的学生乃至研究生仍然感觉，由于本教程独具匠心的内容编排体系，作为一家之言，无论是对基础物理的教、学还是应用，以及对从事相关的研究工作而言，《伯克利物理学教程》依旧不失为一部极有阅读、参考价值的优秀教程。令人遗憾的是，由于诸多历史原因，曾经风靡一时的《伯克利物理学教程》如今在市面上已难觅其踪影，加之原版本以英制单位为主，使其进一步的普及受到一定制约。而近几年，国外陆续推出了该套教程的**版本——SI版（国际单位制版）。在此背景下，机械工业出版社决定重新正式引进本套教程，并先期推出本教程的英文影印版，以飨读者！希望这部原汁原味的经典著作能满足物理教师的教学与研究之用，并满足相关专业的双语教学需求！ 

E.H.威切曼编著的《伯克利物理学教程（SI版第
4卷量子物理学英文影印版）》阐述了量子物理学的基本原理和概念。全书共包括9章：导论、量子物理学中物理量的量值、能级、光子、实物粒子、测不准原理和测量理论、薛定谔波动力学、定态理论、基本粒子及其相互作用。作者在书中用了许多实验事实来说明量子物理学理论的根据，并特别着重于澄清对量子物理学的一些误解。书中还简要叙述了量子物理学在原子物理、分子物理、核物理和基本粒子等领域中的应用。
　　《伯克利物理学教程（SI版第4卷量子物理学英文影印版）》可作为高等院校物理学、应用物理学专业或其他理工科专业的教材或参考书，也可供相关科技人员参考。

Eyvind H.Wichmann，1956年毕业于哥伦比亚大学，获物理学博士学位。自1957年起在加州大学伯克利分校任职。是美国物理学会会员。

《伯克利物理学教程》序
《伯克利物理学教程》原序（一）
《伯克利物理学教程》原序（二）
出版说明
前言
教学说明
致谢
第1章  导论
  ·量子物理学的范围（1～7）
  ·原子和基本粒子（8～19）
  ·经典理论的适用范围（20～26）
  ·普朗克常量的发现（27～40）
  ·光电效应（41～46）
  ·原子的大小和稳定性问题（47～55）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第2章  量子物理学中物理量的量值
  ·单位制和物理常量（1～10）
  ·能量（11～18）
  ·原子物理学和分子物理学中的特征物理量（19～32）
  ·核物理的几个最基本的事实（33～39）
  ·万有引力和电磁力（40～43）
  ·关于数值计算（44～46）
  ·提高课题：自然界的基本常数（47～57）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第3章  能级
  ·谱项图（1～13）
  ·能级的有限宽度（14～26）
  ·能级和谱项图的继续讨论（27～42）
  ·谱线的多普勒增宽与碰撞增宽效应（43～46）
  ·提高课题：关于电磁跃迁的理论（47～56）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第4章  光子
  ·光子的粒子性（1～17）
  ·康普顿效应：轫致辐射；粒子对的产生和湮没（18～30）
  ·光子会“分裂”吗？（31～50）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第5章  实物粒子
  ·德布罗意波（1～15）
  ·周期性结构的衍射理论（16～22）
  ·只有一个普朗克常量（23～27）
  ·物质波会分裂吗？（28～35）
  ·波动方程和叠加原理（36～46）
  ·提高课题：物理状态的矢量空间（47～54）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第6章  测不准原理和测量理论
  ·海森伯测不准关系（1～19）
  ·测量和统计系综（20～40）
  ·振幅和强度（41～49）
  ·每次测量结果原则上可以预言吗？（50～56）
  ·偏振光和非偏振光（57～61）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第7章  薛定谔波动力学
  ·薛定谔的非相对论性波动方程（1～18）
  ·几个简单的“势垒问题”（19～36）
  ·α放射性的理论（37～48）
  ·提高课题：波函数的归一化（49～51）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第8章  定态理论
  ·量子化，即本征值问题（1～26）
  ·谐振子分子的振动和转动激发（27～41）
  ·类氢体系（42～48）
  ·提高课题：薛定谔理论中位置变量和动量变量（49～58）
  ·进一步学习参考
  ·问题
第9章  基本粒子及其相互作用
  ·碰撞过程和波动图景（1～18）
  ·粒子的意思是什么？（19～31）
  ·量子场论的基本概念（32～46）
  ·π介子和核力（47～55）
  ·结束语（56）
  ·进一步学习参考
  ·问题
附录
  ·A  一般物理常量
  ·B  最稳定的基本粒子
  ·C  化学元素
索引 

该教程编写的意图，是尽可能地反映近百年来物理学的巨大进展，按照当前物理学工作者在各个前沿领域所使用的方式来介绍物理学。该教程引入狭义相对论、量子物理学和统计物理学的概念，从较新的统一的观点来阐明物理学的基本原理，以适应现代科学技术发展对物理教学提出的要求。当年《伯克利物理学教程》的作者们以巨大的勇气和扎实深厚的学识做出了杰出的工作，直到今天，回顾《伯克利物理学教程》，我们仍然可以从中得到许多非常有益的启示。——赵凯华 陆果

教学说明
本书内容分成九章。每一章分成许多连续编号的小节，每一小节大致对应于一个概念或一连串思想中的一步。正文中的公式、图和表，均以所在的或有关的节号编号。正文中个别论题的专门参考文献列在脚注中。物理数据表列在附录中。每章末列有一些问题供思考，认真的学生应做这些问题中的很大一部分。
我参考的原始论文、其他教科书以及一些基本的评论文章都可以在《科学美国人》中找到。我想对我的学生读者提几点忠告。如果只阅读教科书，你得到的将是一个扭曲的物理图
像。教科书提供了一个有序、系统研究的框架，但它不可能反映物理学的丰富性和多样性背后
的故事。例如，本书对实验步骤的描述就非常缺乏。为了鼓励学生开始熟悉文献，我列出了论文的出处，这些论文报导了原始的研究。我并不期望学生们能阅读这些论文的一小部分，但遇
到感兴趣的课题时，我还是鼓励你去图书馆查找原始资源。你也许会发现其他令你感兴趣的论
文，并且很快你就会成为一个具有良好阅读习惯的读者。不要尝试去阅读那些你显然不具备必要知识储备的论文。以你目前的知识储备，图书馆有大量的论文可供你阅读，尤其是实验方面的，但你应该有所选择。至于应该阅读哪些内容，教师会给你进一步的建议。只需要做少量的准备工作，便可以阅读《科学美国人》中基本的评论文章，在这一阶段这一点非常有用，你能了解到目前的实验以及目前有趣的课题。
单位问题在本书中并非争议之点。教师可随其所好使用厘米·克·秒制或米·千克·秒制（唯一有不同的地方是精细结构常数的表示式）。常数都用这两种单位制列出。实验结果用实用单位制表示。在理论的讨论中我常把式子写成无量纲的形式，其中根本不出现单位。
下面我想评介一下每一章的内容，说明我的意图，并指出如何取舍。在正文中有些材料明确地用“提高课题” 标出。这些课题并不一定比所讨论的其他课题更高级，也不一定更困难。但它们是离开了本书的叙述主线的论题，因而可以完全略去而不会使其余内容难于理解。
第１章是一般性引论。其中讨论了量子物理的范围，评论了量子物理历史的某些方面。最重要的启示也许是这样一点，即量子物理适用于物理学中的所有部门，而不仅仅只与“微观”现象有关。在最简大纲中完全可以把第１章的大部分内容留作阅读作业，教师可把课堂讲授限于讨论第２７～５２小节中的材料，这些材料是与把普朗克常量引进物理学领域有关的。章末的问题不需要特别的预备知识，在最简大纲中所有问题都可以布置。
第２章是讲述微观物理中物理量的量值，其目的是让学生熟悉这些量值，发现物理常数的“自然”组合，并向学生说明如何在简单模型的基础上作简单的估计。我认为这些目的非常重要，因而本章，包括末尾的问题，值得仔细注意。在最简大纲中可以略去第４７～５７节。第３章是讲述能级，但不是关于能级发生的理论解释（这个解释放在第８章中）。采用这种有些独特的陈述次序，其理由是我想把所有需要一些微分方程知识的论题尽可能放到本书的后面。如果学生的预备知识足够，这一次序也可以改变。在第３章中我想给出能级系统和谱项图的现实例子，并说明如何根据自然界中存在能级系统这一经验事实推断出简单的结论。本章的一部分也可以留作阅读作业。一个应充分讨论的重点是寿命和能级宽度之间的联系（第１４
～２６小节）。
第４章是论述光子的波动性和粒子性，提出了重要的实验事实，并引导读者按量子力学的思想去思考这些事实。我认为这一章不应删节。
第５章讨论所有实物粒子的波动性。这样，读过第４和第５章的学生就会认识到所有自然界中发现的实物粒子都有波动性，而且他对于这一简单实验事实的直接含义将有一些概念。他还会认识到粒子的波动性并不与我们关于宏观物理学的经验相矛盾及为什么是这样。