POLECAMY
Autor:
Format:
pdf, ibuk
Podręcznik mechaniki kwantowej, oprócz treści wspólnych innych książkom z tej dziedziny, zawiera pewne elementy wyróżniające. Został bowiem napisany z zamiarem ułatwienia czytelnikowi, znającemu rachunek różniczkowy i całkowity, studiowanie mechaniki kwantowej bez odwoływania się do innych działów matematyki. Jednym z wyróżników tej książki jest ostatni rozdział poświęcony słynnym historycznym paradoksom mechaniki kwantowej oraz nie mniej rewelacyjnym współczesnym doświadczeniom i ich interpretacji.
Rok wydania | 2011 |
---|---|
Liczba stron | 622 |
Kategoria | Mechanika kwantowa |
Wydawca | Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej |
ISBN-13 | 978-83-227-3312-7 |
Numer wydania | 2 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Przedmowa | 15 |
Przedmowa do wydania drugiego | 19 |
I PODSTAWY I POSTULATY | 21 |
1 Doświadczalne podłoże mechaniki kwantowej | 23 |
1.1 Charakter kwantowy zjawisk | 23 |
1.2 Dualizm korpuskularno-falowy | 29 |
2 Postulaty mechaniki kwantowej | 35 |
2.0 Postulat „0” | 35 |
2.1 Postulat I — o przyporządkowaniu | 36 |
2.1.1 Przyporządkowanie operatorów hermitowskich wielkościom fizycznym | 37 |
2.1.2 Warunki komutacji operatorów fizycznych | 42 |
2.2 Postulat II — o wartościach własnych | 45 |
2.2.1 Zagadnienie własne operatora położenia | 45 |
2.2.2 Zagadnienie własne operatorów pędu | 47 |
2.2.3 Zagadnienie własne operatorów momentu pędu | 51 |
2.2.4 Zagadnienie własne operatora energii cząstki swobodnej | 62 |
2.2.5 Ruch cząstki w polu potencjalnym o symetrii sferycznej | 64 |
2.2.6 Atom wodoru w mechanice kwantowej | 66 |
2.3 Postulat III — o wartości średniej | 71 |
2.3.1 Interpretacja współczynników rozwinięcia funkcji w danej bazie | 73 |
2.3.2 Elementarne uwagi o kwantowym pomiarze | 75 |
2.3.3 Interpretacja funkcji własnej | 77 |
2.3.4 Reprezentacja położeniowa i reprezentacja pędowa | 78 |
2.3.5 Zagadnienie jednoczesnego pomiaru kilku wielkości fizycznych; zasada Heisenberga | 81 |
2.4 Postulat IV — o rozwoju funkcji stanu w czasie | 85 |
2.4.1 Stany zależne od czasu | 86 |
2.4.2 Charakter falowy funkcji stanu | 91 |
3 Wybrane zastosowania mechaniki kwantowej | 99 |
3.1 Rachunek zaburzeń | 99 |
3.2 Doświadczenie Sterna-Gerlacha i efekt Zeemana | 104 |
3.3 Efekt Starka | 109 |
3.4 Spin elektronu | 112 |
3.5 Układ dwóch cząstek w mechanice kwantowej | 118 |
3.6 Symetryzacja funkcji wielu cząstek. | 123 |
3.7 Zakaz Pauliego i budowa okresowego układu pierwiastków | 131 |
3.8 Model powłokowy jądra atomu | 133 |
3.9 Wzmianka o kwantowej teorii pasmowej ciał stałych | 145 |
II TRANSFORMACJE I SYMETRIE | 153 |
4 Wektory Diraca oraz ich reprezentacja w liczbie obsadzeń | 155 |
4.1 Zasada superpozycji stanów | 155 |
4.2 Zespoły czyste i mieszane | 158 |
4.3 Wektory „ket” i wektory „bra” | 160 |
4.4 Operatory | 162 |
4.5 Zagadnienie własne | 163 |
4.6 Reprezentacje macierzowe wektorów i operatorów | 167 |
4.7 Uogólnienie na przypadek widma ciągłego | 169 |
4.8 Transformacja unitarna | 170 |
4.9 „Obrazy” (bazy) Schrodingera i Heisenberga | 172 |
4.10 Równania ruchu operatora (macierzy) | 175 |
4.11 Reprezentacja liczby obsadzeń – operatory kreacji i anihilacji fermionów | 176 |
4.12 Operatory kreacji i anihilacji bozonów | 182 |
5 Symetrie a prawa zachowania | 185 |
5.1 Wstęp | 185 |
5.2 Ogólne sformułowanie zagadnienia | 186 |
5.3 Obroty a prawo zachowania momentu pędu | 187 |
5.4 Przesunięcia w zwykłej przestrzeni a prawo zachowania pędu | 191 |
5.5 Przesunięcia w czasie a prawo zachowania energii | 192 |
5.6 Transformacja inwersji przestrzeni a prawo zachowania parzystości | 193 |
6 Zastosowanie symetrii SO(3) i SU(2) w kwantowej teorii momentu pędu | 197 |
6.1 Wstęp | 197 |
6.2 Dodawanie dwóch momentów pędu; współczynniki Clebscha-Gordana | 198 |
6.3 Dodawanie trzech momentów pędu; współczynniki Racah | 199 |
6.4 Dodawanie czterech momentów pędu; współczynniki {9j} („dziewięć j”) | 203 |
6.5 Konstrukcja funkcji układu n cząstek; współczynniki Genealogiczne | 206 |
6.6 Sprzężenie spin-orbita | 210 |
6.7 Jednocząstkowy moment magnetyczny | 213 |
6.8 Sprzężenie spin-orbita w polu magnetycznym | 216 |
III ZDERZENIA, PROMIENIOWANIE GAMMA I RELATYWISTYCZNA MECHANIKA KWANTOWA | 221 |
7 Elementy teorii zderzeń | 223 |
7.1 Przekroje czynne różniczkowy i całkowity | 223 |
7.2 Przybliżenie Borna | 227 |
7.3 Metoda fal parcjalnych (cząstkowych) | 230 |
7.4 Rozpraszanie przy małych energiach wiązki | 236 |
7.5 Rozpraszanie na prostokątnej studni potencjału | 238 |
7.6 Wzmianka o macierzy rozpraszania S | 242 |
7.7 Elementy macierzy rozpraszania a przekroje czynne | 247 |
8 Elementy teorii promieniowania gamma | 251 |
8.1 Obroty pola wektorowego | 251 |
8.2 Macierze spinowe S | 254 |
8.3 Moment pędu kwantów pola elektromagnetycznego | 256 |
8.4 Konstrukcja multipoli elektrycznych i magnetycznych | 258 |
8.5 Dyskusja przejść elektromagnetycznych | 264 |
9 Elementy relatywistycznej mechaniki kwantowej | 269 |
9.1 Równanie Kleina–Gordona | 269 |
9.2 Atom wodoru w teorii Kleina–Gordona | 271 |
9.3 Równanie Diraca | 274 |
9.4 Moment magnetyczny elektronu w teorii Diraca | 276 |
9.5 Spin elektronu w teorii Diraca | 279 |
9.6 Atom wodoru w teorii Diraca | 281 |
9.7 Ruch swobodnego elektronu w teorii Diraca | 293 |
9.8 Stany elektronu o ujemnej energii | 297 |
IV KWANTOWA TEORIA POLA I INTERPRETACJA PODSTAW MECHANIKI KWANTOWEJ | 299 |
10 Elementy kwantowej teorii pola | 301 |
10.1 Pola i cząstki | 301 |
10.2 Zasada Hamiltona i równanie Eulera-Lagrange’a | 306 |
10.3 Lagrangian dla układu ciągłego | 307 |
10.4 Równanie Eulera-Lagrange’a w relatywistycznej teorii pola; pole Kleina-Gordona | 310 |
10.5 Pole Diraca | 311 |
10.6 Globalna symetria cechowania | 312 |
10.7 Lokalna symetria cechowania | 314 |
10.8 Pole elektromagnetyczne – relatywistyczna teoria z lokalną symetrią cechowania | 315 |
10.9 Pole Diraca w obecności pola elektromagnetycznego; warunek cechowania | 319 |
10.10 Kwantowa zasada wariacyjna Schwingera | 321 |
10.11 Kwantowanie pola Kleina-Gordona | 325 |
10.12 Kwantowanie pola Diraca | 328 |
10.13 Realizacja operatorów pola | 330 |
10.14 Funkcje Greena | 334 |
10.15 Funkcje Greena zależne od czasu | 338 |
10.16 Propagacja swobodnej fali i jej rozpraszanie w obszarze krótkozasięgowego potencjału | 340 |
10.17 Propagatory Feynmana | 342 |
11 Interpretacje podstaw mechaniki kwantowej | 345 |
11.1 Wstęp | 345 |
11.2 Doświadczenie dwuszczelinowe | 347 |
11.3 „Doświadczenie z bombą” | 349 |
11.4 „Kot Schrodingera” | 351 |
11.5 Interpretacja Bohra (kopenhaska) mechaniki kwantowej | 353 |
11.5.1 Pomiar układu fizycznego | 354 |
11.5.2 Zasada komplementarności | 355 |
11.5.3 Interpretacja funkcji falowej | 356 |
11.5.4 Nielokalność mechaniki kwantowej | 357 |
11.6 Inne intepretacje mechaniki kwantowej | 358 |
11.6.1 Teoria wielu światów | 358 |
11.6.2 Teoria ukrytych parametrów | 358 |
11.6.3 Interpretacja statystyczna | 359 |
11.7 Paradoks EPR (Einsteina, Podolsky’ego, Rosena) | 360 |
11.8 Wersja spinowa Bohma i Aharonowa paradoksu EPR | 362 |
11.9 Rachunek kwantowy wersji spinowej EPR z fermionami | 364 |
11.10 Rachunek kwantowy wersji spinowej EPR z fotonami | 367 |
11.11 Doświadczenie myślowe Karla Poppera i jego realizacja | 371 |
11.12 Nierówność Bella | 376 |
11.13 Modyfikacje nierówności Bella | 380 |
11.14 Doświadczenia Aspecta. | 385 |
11.15 „Granica” między kwantową a klasyczną fizyką | 388 |
11.16 Konstrukcja i detekcja mezoskopowych stanów kwantowych pojedynczego atomu (jonu) | 394 |
11.17 Kwantowa superpozycja rozróżnialnych makroskopowo stanów | 402 |
11.17.1 Przecięcie poziomów i przerwa energetyczna | 402 |
11.17.2 Podwojna jama potencjału | 404 |
11.17.3 Obwod z nadprzewodnikową interferencją kwantową („Superconductivity QUantum Interference Device –SQUID”) | 405 |
11.18 Splątanie kwantowe dwóch makroskopowych obiektów | 407 |
11.19 Grawitacja, superpozycja i doświadczenie myślowe Penrose’a | 412 |
V PRZYPISY | 417 |
Przypis I. Elementy rachunku operatorowego i macierzowego | 419 |
I.1 Przestrzeń wektorowa | 420 |
I.2 Niezależność liniowa wektorów i wymiar przestrzeni | 421 |
I.3 Iloczyn skalarny wektorów | 422 |
I.4 Operatory liniowe | 426 |
I.5 Równania własne, funkcje i wartości własne | 429 |
I.6 Operatory hermitowskie | 435 |
I.7 Rachunek macierzowy | 440 |
I.8 Operacje na macierzach | 444 |
I.9 Niezmienniczość macierzy | 448 |
I.10 Macierze w równaniach i transformacjach liniowych | 450 |
I.11 Równania charakterystyczne i pierwiastki macierzy | 454 |
I.12 Równania własne, wektory i wartości własne macierzy | 456 |
I.13 Dwa twierdzenia o macierzach hermitowskich | 459 |
I.14 Równoważność operatorów liniowych i macierzy | 461 |
Przypis II. Aksjomaty przestrzeni Hilberta | 467 |
Przypis III. Elementy macierzowe operatorów momentu pędu | 471 |
Przypis IV. Elementy teorii grup | 475 |
IV.1 Wstęp | 475 |
IV.2 Grupa symetrii hamiltonianu układu | 477 |
IV.3 Reprezentacje równoważne | 479 |
IV.4 Dodawanie reprezentacji | 480 |
IV.5 Reprezentacje przywiedlne i nieprzywiedlne | 481 |
IV.6 Iloczyn Kroneckera dwóch nieprzywiedlnych reprezentacji | 484 |
IV.7 Dwa zagadnienia zastosowań teorii grup | 486 |
IV.8 Przykład zastosowań: grupa obrotów SO(3) | 486 |
IV.9 Własności symetrii współczynników Clebscha-Gordana | 491 |
IV.10 Nieprzywiedlne operatory tensorowe | 493 |
IV.11 Twierdzenie o ortogonalności | 494 |
IV.12 Twierdzenie Wignera–Eckarta | 495 |
IV.13Warunki komutacji nieprzywiedlnych operatorów tensorowych | 498 |
IV.14 Elementy macierzowe operatorów J+1, J-1, J0 | 499 |
IV.15 Algebry Liego | 501 |
Przypis V. Współczynnik normalizacyjny antysymetrycznego wektora stanu trzech cząstek | 507 |
Przypis VI. Współczynniki Clebscha–Gordana (j1m1j2m2|jm) dla j2 = 1/2 i j2 = 1 | 509 |
Przypis VII. Kilka dowodów z rozdziału 8 | 511 |
Przypis VIII. Uzasadnienie podstawienia (9.84) | 515 |
Przypis IX. Umowne oznaczenia w relatywistycznej teorii pola | 519 |
Przypis X. Macierz gęstości | 521 |
Przypis XI. Stany koherentne oscylatora harmonicznego | 525 |
Przypis XII. Miara koherencji stanu splątanego (11.16) | 531 |
Przypis XIII. Bibliografia do rozdziału 11 | 537 |
Przypis XIV. Zbiór zadań: transformacje i symetrie | 541 |
XIV.1 Obroty pola skalarnego | 541 |
XIV.2 Transformacje i operatory infinitezymalne | 559 |
XIV.3Operatory Casimira | 571 |
XIV.4 Grupa unitarna | 593 |