量子力学讲义（精装）

“十三五”国家重点出版物出版规划项目、国家出版基金项目——《量子科学出版工程（辑）》中的一册，引自剑桥大学出版社。

诺贝尔物理学得主斯蒂芬·温伯格为高年级本科生和低年级研究生编写的量子力学教材，清华大学张礼教授领衔翻译。

 

诺贝尔奖得主Steven Weinberg将他卓绝的物理洞察力和明晰的表达天赋结合起来，在这本成功的著作完全更新的第2版中提供了近代量子力学的简明介绍。第2版包括如刚性转体和量子密钥分配等主题的全新6节以及对全书现有章节的重要增补，非常适合作为一年的研究生课程教材或研究人员的参考书。从量子力学的历史评述和Schrödinger方程的经典解开始，Weinberg运用他卓越的教学经验阐明了Bloch波和能带结构、Wigner-Eckart定理、幻数、同位旋和普遍散射理论，然后将量子力学发展到近代Hilbert空间处理形式。每一章之后都有习题，讲课教师可以从网上获得题解。

Steven Weinberg是Texas大学Austin校区物理和天文系成员（教授），他的研究工作涉及量子场论、基本粒子理论和宇宙学等领域。他被授予诸多奖项，包括诺贝尔物理学奖、国家科学奖、数学物理学Heinemann奖。他是美国国家科学院成员（院士）、英国皇家学会会员以及美国和国外一些学术机构成员。美国哲学学会给他颁发Benjamin Franklin奖章，授奖引证书称“他被许多人认为是当今世界尚存的一位杰出的理论物理学家”。他为物理学工作者所写的书包括《引力和宇宙学》、三卷本《量子场论》和近的《宇宙学》。他在Cornell，Copenhagen和Princeton接受教育，并拥有其他16所大学授予的荣誉学位。他曾在Columbia大学、加州大学Berkeley分校、MIT（麻省理工学院）执教，在1982年到德克萨斯之前是哈佛大学的Higgins物理学教授。

张礼，1925年生，理论物理学家，清华大学高等研究中心成员，曾任清华大学物理系主任，已出版《低能光核过程》《近代物理学新进展》《量子力学前沿问题》等著作。

第2版序

序

符号

第1章 历史简介

1.1 光子

1.2 原子光谱

1.3 波动力学

1.4 矩阵力学

1.5 概率诠释

习题

第2章 中心势中的粒子状态

2.1 中心势的Schrödinger方程

2.2 球谐函数

2.3 氢原子

2.4 二体问题

2.5 谐振子

习题

第3章 量子力学的一般原理

3.1 状态

3.2 连续态

3.3 可观测量

3.4 对称性

3.5 空间平移

3.6 时间平移与反演

3.7 量子力学的诠释

习题

第4章 自旋及其他

4.1 转动

4.2 角动量多重态

4.3 角动量的相加

4.4 Wigner-Eckart定理

4.5 玻色子与费米子

4.6 内在对称性

4.7 反演

4.8 氢原子光谱的代数推导

4.9 刚性转子

习题

第5章 能量本征值的近似方法

5.1 一阶微扰论

5.2 Zeeman效应

5.3 一阶Stark效应

5.4 二阶微扰论

5.5 变分法

5.6 Born-Oppenheimer近似

5.7 WKB近似

5.8 破缺的对称性

5.9 van der Waals力

习题

第6章 时间依赖问题的近似方法

6.1 一阶微扰论

6.2 单频微扰

6.3 电磁波导致的电离

6.4 涨落微扰

6.5 辐射的吸收与受激发射

6.6 绝热近似

6.7 Berry相

6.8 Rabi振荡与Ramsey干涉仪

6.9开放系统

习题

第7章 势散射

7.1 入态

7.2 散射振幅

7.3 光学定理

7.4 Born近似

7.5 相移

7.6 共振

7.7 时间延迟

7.8 Levinson定理

7.9 Coulomb散射

7.10 程函近似

习题

第8章 一般散射理论

8.1 S矩阵

8.2 跃迁率

8.3 一般光学定理

8.4 分波展开

8.5 再论共振

8.6 旧式微扰论

8.7 时间依赖微扰论

8.8 浅束缚态

8.9 散射过程的时间反转

习题

第9章 正则理论形式

9.1 Lagrange理论形式

9.2 对称原理与守恒定律

9.3 Hamilton理论形式

9.4 正则对易关系

9.5 受限Hamilton体系

9.6 路径积分理论形式

习题

第10章 电磁场中的带电粒子

10.1 带电粒子的正则形式

10.2 规范不变性

10.3 Landau能级

10.4 Aharonov-Bohm效应

习题

第11章 辐射的量子理论

11.1 Euler-Lagrange方程

11.2 电动力学的Lagrange量

11.3 电动力学的对易关系

11.4 电动力学的Hamilton量

11.5 相互作用绘景

11.6 光子

11.7 辐射跃迁率

11.8 量子密钥分配

习题

第12章 纠缠

12.1 纠缠的佯谬

12.2 Bell不等式

12.3 量子计算

索引

媒体评论：诺贝尔物理学奖得主Steven Weinberg写了一本极为清晰和整体连贯的近代量子力学研究生水平的教科书。该书以明晰和严格的方式呈现了理论的物理和数学陈述。对所有的公式都给予了逐步的解释，每一项都有定义。他呈现了教授这门课程的一条新鲜、完整的途径，着重于对称原理。Weinberg演示了卓越的教师和作者的灵巧。

——Barry R. Masters， Optics and Photonics News

 

……《量子力学讲义》肯定属于对于有好的本科（量子力学）基础的学生而言好的教材之列。清楚解释的理论形式和令人信服的物理例子的结合做得很巧妙.Weinberg与读者分享的知识和洞察力的深度是引人注目的。

——Mark Srednicki， Physics Today

 

或许该书与其竞争者的区别是逻辑的一致性和深度，以及精心制作。几乎一字不错，Weinberg对内容的深刻理解意味着他做得极为彻底，我们用不到凭信任来接受任何东西……读者可以跟随Weinberg通过更深刻的理解来发现学习量子力学的快乐：我喜欢它！

——Jeff Forshaw， CERN Courier

 

立刻成为经典……清晰，结构巧妙，充满深刻的见解。这证明了Weinberg不仅是50年来伟大的理论物理学家之一，而且是流利的作家之一的威望。这是纯粹的享乐！

——The Times Higher Education Supplement