近代物理学进展 中文版PDF电子书下载

1量子力学基础概述&张礼 1

1.1物质的二象性，德布罗意假说及不确定关系 1

1.2量子力学态和力学量，本征函数与本征值问题 3

1.3态随时间的演化，定态 8

1.4一维问题举例：势阱，势垒，α衰变，量子相干 8

1.5角动量本征态，氢原子 13

1.6跃迁理论 15

1.7周期势，能带 17

1.8宏观水平的量子力学，约瑟夫森效应 19

1.9量子力学理论架构的发展 21

参考文献 23

2量子统计分布简介&张礼 24

2.1统计假设及玻耳兹曼因子 24

2.2量子统计分布函数 27

2.3低温下的固体比热 29

2.4玻色-爱因斯坦凝聚及液氦Ⅱ相 30

2.5自由电子气 33

2.6简并电子气的热容量 34

参考文献 35

3扫描探针显微镜&陈皓明 凌勇 36

3.1引言 36

3.2扫描隧道显微镜 39

3.3扫描探针显微镜 46

3.4单原子测量和控制 55

3.5小结 57

参考文献 57

4正电子湮没和穆斯堡尔谱学&何元金 59

4.1正电子与正电子湮没谱学 59

4.2正电子湮没技术的基本原理与实验方法 61

4.3正电子湮没技术对固体缺陷的研究 63

4.4正电子束与微孔固体的研究 65

4.5慢正电子束 67

4.6穆斯堡尔效应［13］ 69

4.7穆斯堡尔谱研究及应用 71

参考文献 73

5半导体微结构&何元金 74

5.1晶体管的发现 74

5.2半导体能带理论 75

5.3半导体微结构：量子阱与超晶格 76

5.4量子隧穿 79

5.5半导体微结构光子存储 83

5.6超晶格量子点高优值热电材料 84

参考文献 85

6团簇和纳米管&顾秉林 87

6.1引言 87

6.2团簇物理 88

6.3富勒烯（C60） 92

6.4碳纳米管研究的进展 97

参考文献 105

7超导&顾秉林 赵永刚 108

7.1引言 108

7.2零电阻特征 109

7.3磁性质：完全抗磁性和临界磁场 111

7.4其他物理性质 112

7.5伦敦方程 113

7.6 BCS理论及其预见 114

7.7金兹堡-朗道理论和磁通量子化 117

7.8约瑟夫森效应 118

7.9高Tc氧化物超导体 120

参考文献 127

8液晶物理学和生物膜泡弹性理论&谢毓章 128

8.1引言 128

8.2液晶相类别 129

8.3指向矢和形变 130

8.4单轴液晶连续体理论 131

8.5层状A相和C相，铁电液晶 134

8.6聚合物液晶 136

8.7溶致液晶 137

8.8生物膜泡弹性理论 137

8.9形状方程式的一些已知特解 139

8.10非轴对称膜泡 140

8.11倾斜手性类脂双层 141

参考文献 141

9半导体低维物理与应用&熊家炯 朱嘉麟 142

9.1半导体低维物理的开端——超晶格概念的提出与实现 142

9.2超晶格、量子阱的主要物理特性及应用 144

9.3零维系统——半导体量子点的物理特性及应用 150

9.4低维系统中的新成员——纳米环 163

9.5低维物理发展趋势与应用前景展望 166

参考文献 168

10真实材料的量子理论：计算凝聚态物理&段文晖 170

10.1引言 170

10.2密度泛函理论 171

10.3第一原理计算方法 176

10.4应用 178

参考文献 181

11量子霍尔效应&张礼 184

11.1经典霍尔效应 184

11.2电子在均匀磁场中的运动，朗道能级 184

11.3整数量子霍尔效应 185

11.4分数量子霍尔效应 189

11.5整数与分数量子霍尔效应的统一理解 191

11.6量子霍尔效应的整体相图 194

11.7磁通量子化 196

参考文献 197

12量子计算与量子信息&龙桂鲁 李岩松 198

12.1计算与物理 198

12.2量子力学的基本假定 198

12.3量子信息学 200

12.4量子计算机的基本结构 201

12.5典型量子算法 205

12.6量子计算机的实现方案 214

12.7量子通信简介 217

12.8展望 218

参考文献 219

13激光与非线性光学&张培林 吴念乐 221

13.1激光器的发明与发展 221

13.2激光的应用 224

13.3激光光谱学 226

13.4非线性光学 228

13.5超快激光的获得及应用 230

参考文献 236

14原子钟（量子频标）&赵钧 237

14.1微波频标——现今原子钟的主要形式 237

14.2微波频标的新发展 242

14.3光学频标的进展 245

14.4提高原子钟精度的意义 249

参考文献 250

15激光冷却与捕陷中性原子&李师群 251

15.1激光冷却和捕陷原子研究的意义 251

15.2激光冷却和捕陷中性原子研究的历史发展 252

15.3激光冷却原子的物理机制 254

15.4激光冷却原子的实验实现 258

15.5原子阱 261

15.6激光冷却和捕陷中性原子技术的应用 263

15.7总结 274

参考文献 274

16玻色-爱因斯坦凝聚&张礼 277

16.1序参量，相位相干性 277

16.2格罗斯-皮塔耶夫斯基方程，凝聚体的基态和集体激发态 281

16.3费什巴赫共振及其应用 285

16.4玻色-爱因斯坦凝聚实验研究和天体物理 287

16.5双阱中的凝聚体，约瑟夫森效应 289

16.6光学点阵中的冷玻色原子 292

16.7亚稳态原子的BEC 296

参考文献 297

17光子晶体导论&黄 湖 杜春光 李师群 298

17.1引言 298

17.2从电子到光子 298

17.3光子晶体的基本性质：一个简单例子 300

17.4高维光子晶体的性质 301

17.5光子晶体研究中的解析方法 302

17.6光子晶体材料的制作技术 303

17.7三维光子晶体制作的研究进展 303

17.8光子晶体的应用 306

17.9光子晶体波导器件 310

17.10共轴光子晶体光纤 310

17.11控制自发辐射 310

17.12光子晶体中量子点的自发辐射 312

17.13用于量子阱激光器的光子晶体腔 313

17.14电磁场的反常传输效应及其应用 313

17.15光子晶体材料中的量子光学效应 314

17.16光子晶体中量子辐射的进一步探索 315

17.17光子晶体中原子的量子相干效应 315

参考文献 316

18混沌与奇异吸引子&吴国祯 318

18.1何谓Sierpinski游戏 318

18.2 Sierpinski点 319

18.3 Sierpinski集合 319

18.4 Sierpinski吸引子 320

18.5分形与自相似 320

18.6本征系数的分形 321

18.7本征系数的自相似性 323

18.8本征系数分形特征的意义 323

参考文献 324

19量子力学系统的对称性&阮 东 孙洪洲 325

19.1引言 325

19.2对称性的定义 327

19.3时空间对称性与守恒律 328

19.4对称性与能级简并 330

19.5动力学对称性 331

19.6超对称性 337

附录 340

参考文献 341

20基本粒子的发现与径迹探测器&徐四大 342

20.1引言 342

20.2第一代基本粒子 342

20.3 A超子的发现与Ω超子的寻找 346

20.4多丝正比室和新粒子的发现 354

20.5硅微条探测器与顶夸克的发现 360

参考文献 364

21电子深度非弹性散射及强子结构&张礼 365

21.1强子的结构观点 365

21.2高能电子弹性散射 369

21.3深度非弹性电子散射 370

21.4夸克-部分子模型 373

21.5核子自旋之谜及其他 374

参考文献 376

22星体演化及脉冲双星引力研究&张礼 377

22.1星体演化概述 377

22.2脉冲双星的发现 381

22.3脉冲双星提供的引力研究 382

22.4引力波探测——探索宇宙的新窗口 384

22.5一个新的脉冲双星系统 385

参考文献 385

23黑洞物理学&张礼 386

23.1历史发展简介 386

23.2自由粒子在视界外的运动 390

23.3旋转的黑洞 392

23.4寻找黑洞 394

23.5黑洞物理学的其他主要问题简介 399

参考文献 401

24微波背景辐射、大爆炸和暴涨宇宙学&张礼 402

24.1哈勃定律及膨胀的宇宙 402

24.2微波背景辐射 407

24.3标准大爆炸模型 410

24.4暴涨宇宙学 416

24.5“宇宙背景辐射探索者”卫星的测量及其意义 420

24.6宇宙背景辐射探测卫星及望远镜的测量及其意义 423

参考文献 427

25弱相互作用宇称不守恒&陈泽民 428

25.1对称性和守恒定律 428

25.2空间反演不变性和宇称守恒 428

25.3弱作用宇称不守恒问题 431

25.4 CP联合变换和CPT定理 434

25.5弱作用和生物手性 435

参考文献 436

26电弱相互作用的统一&张 礼 王青 437

26.1物理学中的统一 437

26.2电磁学理论与局域规范不变性 437

26.3杨振宁-米尔斯规范场 438

26.4弱相互作用 439

26.5对称性自发破缺 440

26.6弱作用与电磁作用的统一 440

26.7电弱统一理论的推论及实验验证 445

26.8标准模型与新物理 446

26.9进一步的统一：大统一、超弦与M理论 448

参考文献 450

27夸克胶子等离子体&庄鹏飞 451

27.1引言 451

27.2夸克胶子等离子体的热力学性质 452

27.3 QCD相变 453

27.4相对论重离子碰撞 455

27.5时空演化与集体现象 458

27.6夸克胶子等离子体的信号 460

27.7讨论 463

参考文献 464

28自由电子激光&林郁正 465

28.1引言 465

28.2自由电子激光的工作原理 467

28.3自由电子激光的关键技术 471

28.4自由电子激光发展趋势 476

28.5自由电子激光的应用 480

28.6结束语 482

参考文献 483

29等离子体物理与受控核聚变&李兴中 485

29.1引言 485

29.2劳逊判据和“得失相当” 486

29.3磁约束途径 489

29.4惯性约束途径 494

29.5聚变物理——凝聚态中的核科学 496

29.6国际热核实验反应堆 498

参考文献 500