描述
开 本: 32开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787301328859
量子力学全新升级版，每章增加了背景知识和相关的理论实验介绍, 新增了现代量子科技的前沿话题。增加21幅手绘物理插画和笔者本人创作的科技诗词。从微小的原子到浩瀚的宇宙，从每一滴水到闪亮的钻石，从划破夜空的激光到你身边的手机，所有事物的背后都有量子力学在主宰！让我们从零开始，一起走进量子力学的世界！
《从零开始读懂量子力学（精装加强版）》简装版上市10个月以来，共计印刷2.2万册，其专业性、通俗性深受读者欢迎， 在东东、、淘宝等主流平台，搜索“量子力学”关键字排在名，为满足读者提出的需求，精装版特做如下改进：1. 增加和改进图片，增加20张左右，都做成精美的彩色图片。2. 根据读者的反馈，理工科背景的读者觉得此书通俗易懂，文科背景的读者觉得此书很难懂，为此以文科生能懂的语言，解释本章的主要知识点。3. 改进版式，提高阅读体验。4. 应读者要求增加一章：量子科技前沿，包括量子计算，作者发明的弦论D膜理论，圈量子引力理论等等。
《从零开始读懂量子力学（精装加强版）》严谨地介绍了量子力学的基本理论，量子力学对物质世界的解释，以及很多先进技术中的量子力学原理。内容包括：部分：量子力学的基本理论：第1章 物质内部的虚空性；第2章 量子态的可叠加性；第3章 波粒二象性；第4章 不确定原理；第5章 量子力学的测量问题；第6章带电粒子和电磁场的相互作用；第7章 隧道效应；第8章 什么是量子；第9章 角动量和自旋；第10章 费米子和波色子；第11章 量子纠缠。 第二部分： 量子力学对物质世界的解释： 第12章 量子力学看原子和分子； 第13章：固体的量子力学；第14章：半导体；第15章：宏观量子现象-超导；第16章：量子场论简介；第17章：引力波和量子引力的困惑；第18章：弦论简介；第19章量子科技前沿。
《从零开始读懂量子力学（精装加强版）》适合科普爱好者，特别是对量子力学感兴趣的读者阅读。
第 1篇 量子力学的基本原理
第１章? 物质内部是虚空的
1.1 什么是微观世界？003
1.2 微观世界是什么样子的？ 003
1.3 卢瑟福实验和行星模型 004
1.4 重建现代物理的物质观 007
1.5 自然界的四种相互作用 008
第２章? 量子态的可叠加性
2.1 两个量子态的随意组合 013
2.2 复数的复习 015
2.3 概率和相位 015
2.4 我是一片“云”的波函数 017
2.5 爱因斯坦和玻尔的论战 018
2.6 中微子振荡 019
2.7 量子比特 021
2.8 量子计算机简介 022
第３章? 波粒二象性
3.1 自由粒子的波函数 029
3.2 电子的双缝干涉实验 031
3.3 光的波粒二象性 034
3.4 波粒二象性和量子力学的测量 036
3.5 中微子振荡的机制 038
第４章? 不确定性原理
4.1 不同动量的粒子状态组合 041
4.2 位置和动量之间的不确定性原理 043
4.3 原子为什么这么坚硬？ 046
4.4 压垮原子的力量 047
4.5 能量与时间之间的不确定性原理 047
第５章? 量子力学的测量问题
5.1 科学和哲学 052
5.2 测量和波函数的坍缩 053
5.3 薛定谔的猫论 054
第６章 带电粒子和电磁场的相互作用
6.1 从牛顿定律到薛定谔方程 058
6.2 电磁场 059
6.3 矢量势 061
6.4 矢量势在量子力学中的角色 063
6.5 双缝干涉实验和对力的反思 066
6.6 规范不变性和杨 – 米尔斯场论 068
第７章 隧道效应
7.1 能够渗透的波函数 071
7.2 能够穿越的粒子 073
7.3 波函数渗透对物质世界的影响 075
7.4 扫描隧道显微镜 076
7.5 闪存背后的量子力学 078
第８章? 什么是量子？
8.1 盒子中的粒子 085
8.2 振动的粒子 088
8.3 氢原子的能级 091
8.4 光谱 093
8.5 原子钟和计量系统 095
第９章? 角动量和自旋
9.1 经典物理复习：角动量 102
9.2 量子角动量的奇怪规则 104
9.3 角动量和原子的能级 106
9.4 自旋 108
9.5 角动量的相加 109
9.6 粒子磁矩和角动量的测量 110
9.7 光子的自旋 113
9.8 核磁共振 115
9.9 用自旋来记忆的磁性存储器 117
9.10 使用光子自旋的量子通信 120
第 10 章? 玻色子和费米子
10.1 全同粒子的概念？ 128
10.2 玻色子和费米子 129
10.3 泡利不相容原理和原子结构 131
10.4 “坚强”的费米气 134
10.5 铁磁性的起源 136
10.6 玻色子和黑体辐射问题 138
10.7 激光原理 141
10.8 玻色 – 爱因斯坦凝聚 144
第 11 章? 量子纠缠
11.1 什么是量子纠缠？ 150
11.2 爱因斯坦的困惑 151
11.3 贝尔定理 154
11.4 量子纠缠的实验检测 158
11.5 重新认识量子力学 160
11.6 量子纠缠的应用 162
第 12 章 从原子到分子
12.1 原子能级结构的总结 167
12.2 离子键和共价键 170
12.3 元素周期表的量子解读 173
12.4 分子之间的相互作用 175
12.5 分子光谱和全球变暖 178
12.6 量子化学和世界复杂性 180
第 13 章 晶体里面的量子力学
13.1 能带理论 184
13.2 绝缘体 187
13.3 金属 189
13.4 声子 192
第2 篇 量子力学对物质世界的解释
第 14 章 半导体的量子物理
14.1 什么是半导体？ 196
14.2 p 型、n 型半导体和空穴 198
14.3 pn 结 202
14.4 场效应管和 CMOS 技术 204
14.5 CMOS 传感器和光伏发电 209
14.6 发光二极管 212
第 15 章 量子点与介观物理学
15.1 介观物理学简介 218
15.2 量子点的特性 219
15.3 量子走进你家——量子点电视 221
第 16 章 二维量子力学与石墨烯
16.1 石墨烯和它的结构 230
16.2 奇妙的石墨烯能带 234
16.3 石墨烯的应用 237
第 17 章 宏观量子现象——超导
17.1 超导的机制 240
17.2 永不消逝的电流 243
17.3 迈斯纳效应和磁通量的量子化 245
17.4 约瑟夫森结 252
17.5 超导计算机 254
第 18 章 量子场论简介
18.1 物质不灭的破灭 258
18.2 什么是场？ 260
18.3 场的量子化与粒子的诞生 261
18.4 零点能的困惑和宇宙的命运 263
18.5 为什么粒子是一个点？ 266
18.6 量子场论中的相互作用 268
18.7 对称性和量子力学 270
18.8 量子场论中的发散困难和重整化 276
第 19 章 引力波和引力子
19.1 从狭义到广义相对论 283
19.2 引力波 287
19.3 引力子和量子引力的困难 292
第 20 章 弦论简介
20.1 弦上奏出的粒子 295
20.2 弦与弦的相互作用 297
20.3 超弦和十维时空 299
第 21 章 再谈量子计算机
21.1 量子模拟 303
21.2 量子计算原理 306
21.3 量子计算机的硬件 312
结? 语 320
参考文献 321
量子力学很伟大 , 它催生了各种高新技术 , 但有时却被一些人用来蒙骗他人 ; 量子力学也很平凡 , 它所解释的就是我们身边的五色缤纷的世界。量子力学很玄妙 , 我们的很多基本常识在它那里完全失效 , 听起来既惊奇又烧脑 ; 量子力学其实也没那么复杂 , 自然界的基本规律都是简单的 , 量子力学的基本原理是可以向大部分人解释清楚的。
本书将对量子力学做严谨的科普。既然是科普 , 我们将回避复杂的数学表述和方程式 ; 既然要严谨 , 我们会力求对基本概念清晰解释 , 对科学原理准确表达。当然 , 我们也不会回避简单的公式 , 所以我们要求读者具有一定的物理和数学基础。
你需要学好高中物理和数学知识 , 了解速度、动量、能量、角动量等基本概念 ; 你还需要知道复数 , 掌握一些基本的几何知识 , 这就够了。
你只要具备以上基础并跟着本书一起思考 , 就一定可以搞明白量子力学！
◆如果你是一个喜欢物理的高中生 , 这本书将帮助你很好地了解现代物理学。
◆如果你是一个物理类专业的本科生 , 这本书能帮助你拓宽视野 , 学到一些课本上没有的知识。
◆如果你是一名工程师 , 想了解你所熟悉的先进技术背后的科学原理 , 你也许会觉得这本书很有趣。
◆如果你是一名员工或管理者 , 想更好地了解现代科技 ,这本书能很好地满足你的需求。
本书分为两篇。
在第１篇中 , 我们将逐条解释量子力学的基本原理 , 共分为 11 章 , 每章所讲重点内容如下。
(1) 否认实体存在的现代物理物质观。
(2) 量子状态的叠加。
(3) 微观世界的波粒二象性。
(4) 量子不确定性原理。
(5) 量子力学的测量概念和其中的争议。
(6) 量子力学对电磁场和电磁相互作用的描述。
(7) 量子隧道效应。
(8) 量子化现象。
(9) 量子角动量和自旋。
(10) 玻色子、费米子和量子统计学。
(11) 量子纠缠。
在第２篇中 , 我们将介绍量子力学在几大领域中的应用 , 这些应用构成了量子力学对物质世界的解释 , 涉及的领域有化学和量子化学、凝聚态物理 ( 包括固体物理、半导体物理、超导、介观物理和二维材料 )、高能物理 ( 包括粒子物理和量子引力 )。
这部分共分 10 章 , 每章所讲重点内容如下。
(12) 量子力学对化学的解释。
(13) 量子力学对晶体的研究和能带理论。
(14) 半导体物理学。
(15) 介观物理学。
(16) 以石墨烯为例的二维量子力学。
(17) 作为宏观量子现象的超导。
(18) 量子场论简介。
(19) 狭义相对论、广义相对论及量子引力的困难。
(20) 弦论简介。
(21) 量子计算机。
为了展示科学的力量 , 使阅读更加有趣 , 我们在介绍科学的过程中 , 穿插了量子力学原理在技术领域中的应用。本书内容涉及了大量的应用话题 , 具体如下。
(1) 测量手段类。
◆ 扫描隧道显微镜
◆ 2018 年的新国际单位制
◆ 光谱分析
◆ 原子钟
◆ 核磁共振
◆ 粒子加速器
(2) 硬技术类。
◆ 激光原理和应用
◆ 光伏发电原理
◆ 石墨烯电池
◆ 超导电磁铁
◆ 超导磁悬浮
(3) 现代电子技术类。
◆ 场效应管和 CMOS 技术
◆ 手机的摄像传感器原理
◆ 手机的内存和闪存原理
◆ LED 技术
◆ 液晶显示原理和量子点电视
(4) 未来技术类。
◆ 磁内存技术
◆ 基于石墨烯的芯片
◆ 超导计算机
◆ 量子通信
◆ 量子计算机
科学史不是本书的重点 , 本书主要介绍科学研究的结论及科学原理的应用。谈到科学和人类认识的突破 , 我们必须提到那些为此做出重要贡献的科学家。从 100 多年前的卢瑟福实验 , 90 多年前爱因斯坦和玻尔的世纪争论 , 60 多年前李政道、杨振宁、吴健雄发现宇称不守恒 , 到 20 世纪八九十年代物理大师威滕等人的弦论 , 2017 年引力波的发现 , 以及中国科学家正在做的中微子研究……我们介绍了 20 多组获得诺贝尔奖的物理学家的工作。
精装加强版 , 每章增加了背景知识和一些相关的理论实验介绍, 新增了“再谈量子计算机”章节, 讨论现代量子科技的前沿话题。手绘 21 幅物理插画 , 展现了奇妙的量子世界 , 还有一些笔者本人创作的科技诗词 , 独属于物理的浪漫 , 邀大家共赏！
下面让我们一起走进量子力学的世界！
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