从零开始读懂量子力学(精装加强版)(精)
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作者戴瑾
出版社北京大学出版社有限公司
ISBN9787301328859
出版时间2021-09
装帧精装
开本32开
定价88元
货号11520683
上书时间2024-07-03
商品详情
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作者简介
戴瑾，1985年毕业与北京大学物理系。通过李政道CUPSPEA项目赴美留学，获得德克萨斯大学奥斯汀分校物理学博士学位。期间在诺贝尔奖获得者温伯格的研究小组工作，师从于基础物理学突破奖获得者波尔钦斯基，共同创立了弦论中的D膜理论。现在任Intel公司高管。
目录
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？
1.2 微观世界是什么样子的？
1.3 卢瑟福实验和行星模型
1.4 重建现代物理的物质观
1.5 自然界的四种相互作用
第2章 量子态的可叠加性
2.1 两个量子态的随意组合
2.2 复数的复习
2.3 概率和相位
2.4 我是一片“云”的波函数
2.5 爱因斯坦和玻尔的论战
2.6 中微子振荡
2.7 量子比特
2.8 量子计算机简介
第3章 波粒二象性
3.1 自由粒子的波函数
3.2 电子的双缝干涉实验
3.3 光的波粒二象性
3.4 波粒二象性和量子力学的测量
3.5 中微子振荡的机制
第4章 不确定性原理
4.1 不同动量的粒子状态组合
4.2 位置和动量之间的不确定性原理
4.3 原子为什么这么坚硬？
4.4 压垮原子的力量
4.5 能量与时间之间的不确定性原理
第5章 量子力学的测量问题
5.1 科学和哲学
5.2 测量和波函数的坍缩
5.3 薛定谔的猫论
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
6.2 电磁场
6.3 矢量势
6.4 矢量势在量子力学中的角色
6.5 双缝干涉实验和对力的反思
6.6 规范不变性和杨-米尔斯场论
第7章 隧道效应
7.1 能够渗透的波函数
7.2 能够穿越的粒子
7.3 波函数渗透对物质世界的影响
7.4 扫描隧道显微镜
7.5 闪存背后的量子力学
第8章 什么是量子？
8.1 盒子中的粒子
8.2 振动的粒子
8.3 氢原子的能级
8.4 光谱
8.5 原子钟和计量系统
第9章 角动量和自旋
9.1 经典物理复习：角动量
9.2 量子角动量的奇怪规则
9.3 角动量和原子的能级
9.4 自旋
9.5 角动量的相加
9.6 粒子磁矩和角动量的测量
9.7 光子的自旋
9.8 核磁共振
9.9 用自旋来记忆的磁性存储器
9.10 使用光子自旋的量子通信
第10章 玻色子和费米子
10.1 全同粒子的概念？
10.2 玻色子和费米子
10.3 泡利不相容原理和原子结构
10.4 “坚强”的费米气
10.5 铁磁性的起源
10.6 玻色子和黑体辐射问题
10.7 激光原理
10.8 玻色-爱因斯坦凝聚
第11章 量子纠缠
11.1 什么是量子纠缠？
11.2 爱因斯坦的困惑
11.3 贝尔定理
11.4 量子纠缠的实验检测
11.5 重新认识量子力学
11.6 量子纠缠的应用
第12章 从原子到分子
12.1 原子能级结构的总结
12.2 离子键和共价键
12.3 元素周期表的量子解读
12.4 分子之间的相互作用
12.5 分子光谱和全球变暖
12.6 量子化学和世界复杂性
第13章 晶体里面的量子力学
13.1 能带理论
13.2 绝缘体
13.3 金属
13.4 声子
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？
14.2 p型、n型半导体和空穴
14.3 pn结
14.4 场效应管和CMOS技术
14.5 CMOS传感器和光伏发电
14.6 发光二极管
第15章 量子点与介观物理学
15.1 介观物理学简介
15.2 量子点的特性
15.3 量子走进你家——量子点电视
第16章 二维量子力学与石墨烯
16.1 石墨烯和它的结构
16.2 奇妙的石墨烯能带
16.3 石墨烯的应用
第17章 宏观量子现象——超导
17.1 超导的机制
17.2 永不消逝的电流
17.3 迈斯纳效应和磁通量的量子化
17.4 约瑟夫森结
17.5 超导计算机
第18章 量子场论简介
18.1 物质不灭的破灭
18.2 什么是场？
18.3 场的量子化与粒子的诞生
18.4 零点能的困惑和宇宙的命运
18.5 为什么粒子是一个点？
18.6 量子场论中的相互作用
18.7 对称性和量子力学
18.8 量子场论中的发散困难和重整化
第19章 引力波和引力子
19.1 从狭义到广义相对论
19.2 引力波
19.3 引力子和量子引力的困难
第20章 弦论简介
20.1 弦上奏出的粒子
20.2 弦与弦的相互作用
20.3 超弦和十维时空
第21章 再谈量子计算机
21.1 量子模拟
21.2 量子计算原理
21.3 量子计算机的硬件
结语
参考文献
内容摘要
量子力学是现代物理学的基石，推动了科学技术的快速发展。在今天，量子依然是新闻热点。
本书将为广大科技爱好者系统、严谨地介绍量子力学的基本原理和应用。读者需要熟悉高中物理和数学的相关内容，愿意学习科学的思维方式。虽然量子力学是一门有着神秘面纱、打破生活常识、颠覆人类认知的现代科学，但是读者只要愿意随着本书一起思考，就一定能够清楚地了解量子力学理论的基本概念，最终全面认识它在科学体系中的作用和对现代技术的贡献。本书的叙述方式是一边讲解科学理论，一边介绍重要的实验现象和科学原理的应用。本书在第一篇中依次讲解了状态叠加、波粒二象性、不确定性原理等基本概念；在第二篇中介绍了量子力学在凝聚态物理和基本粒子物理领域中的应用。同时，对由量子力学催生的现代电子技术，也着重做了介绍。
主编推荐
量子力学升级版，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！
精彩内容
量子力学很 , 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 , 这够了。 你只要具备以上基础并跟着本书一起思考 , 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。 (4) 量子不确定原理。 (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 (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 (括粒子物理和量子引力 )。 这部分共分 10 章 , 每章所讲内容如下。 (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 , 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！ 让我们一起走进量子力学的世界！
媒体评论
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！
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