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第七部分　量子物理基础 1

第1章　波粒二象性 1

目录 1

§1.1　黑体辐射问题　能量子假说 2

§1.2　光子　光的波粒二象性 7

§1.3　原子结构的玻尔理论 11

§1.4　实物粒子的波动性　物质波 14

本章内容提要 19

问题和习题 20

§2.1　不确定关系式 22

第2章　波函数 22

§2.2　量子态的描述　波函数 25

§2.3　量子态叠加原理 28

§2.4　平面波波函数的归一化　动量取值的概率分布 30

§2.5　表象希尔伯特空间　狄拉克符号 33

本章内容提要 36

问题和习题 38

第3章　薛定谔方程　几个特征量子现象 39

§3.1　薛定谔方程 39

§3.2　定态薛定谔方程 42

§3.3　粒子在一维无限深势阱中的运动 44

§3.4　一维线性谐振子 48

§3.5　势垒穿透 51

本章内容提要 56

问题和习题 57

第4章　力学量的算符表示　量子测量 59

§4.1　线性厄米算符 59

§4.2　力学量用线性厄米算符表示 62

§4.3　算符的对易关系　对易关系的物理意义 64

§4.4　角动量算符　角动量算符的本征值和本征函数 67

§4.5　电子自旋　泡利算符 72

§4.6　量子测量假设 76

本章内容提要 79

问题和习题 81

第5章　原子结构 83

§5.1　中心力场问题 83

§5.2　氢原子和类氢离子 86

§5.3　角动量的合成　原子能级的精细结构 91

§5.4　泡利原理　两电子自旋波函数 95

§5.5　氦原子 101

§5.6　多电子原子　原子壳层结构 104

本章内容提要 112

问题和习题 114

第八部分　高新技术的物理基础 117

第1章　固体物理和材料科学 117

§1.1　金属自由电子模型 117

§1.2　量子统计　金属比热的量子理论 122

§1.3　固体能带理论 125

§1.4　电子在周期势场中运动的薛定谔方程 129

§1.5　导体、绝缘体和半导体 132

§1.6　半导体材料和应用 135

本章内容提要 138

问题和习题 140

第2章　量子跃迁　激光 142

§2.1　与时间有关的微扰理论 142

§2.2　简谐微扰　共振跃迁 145

§2.3　光的发射和吸收 147

§2.4　激光器原理和应用 150

本章内容提要 155

问题和习题 157

§3.1　原子核的基本性质 158

第3章　核物理和核技术 158

§3.2　原子核结构 161

§3.3　放射性衰变 166

§3.4　原子核反应 170

§3.5　核能的利用 173

§3.6　核技术应用 179

本章内容提要 181

问题和习题 181

第4章　量子纠缠和量子信息学基础 183

§4.1 EPR佯谬贝尔不等式 183

§4.2　量子位、量子门和量子No-Cloning定理 187

§4.3　量子通信 192

§4.4　量子计算 197

§4.5　量子纠错 200

本章内容提要 205

问题和习题 206

参考书目 208

附录1　常用物理常数数值表 209

附录7 δ函数 210

习题参考答案 213