量子力學(xué)英文課件格里菲斯chapter0

WhyshouldwestudytheQuantumMechanics?WhatistheQuantumMechanics?HowtostudyQuantumMechanics?實(shí)驗(yàn)Comparisonof

Rayleigh-Jeans

lawwithWien'slaw

and

Planck'slaw,forabodyof8mKtemperature.

/wiki/Rayleigh-Jeans_lawJamesHopwoodJeans,1877-1946,UKWaltherRitz,1878-1909,SwitzerlandHewasanuclearphysicistwhobecameknownasthe"father"ofnuclearphysics.HepioneeredtheorbitaltheoryoftheatomthroughhisdiscoveryofRutherfordscatteringoffthenucleuswithhisgoldfoilexperiment.wavefunction/ket(vector)Schr?dingerequation/Heisenbergequationoperator/matrix如何正確認(rèn)識(shí)微觀粒子或微觀世界？大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子表現(xiàn)出與經(jīng)典粒子完全不一樣的特性：

（1）既具有波動(dòng)性質(zhì)（2）又具有粒子性質(zhì)微觀粒子是集波動(dòng)屬性和粒子屬性于一體的客體！微觀粒子的基本屬性就是具有波-粒二象性！但是，微觀粒子既不是經(jīng)典意義的波，也不是經(jīng)典意義的粒子！朝永振一郎Newton’smechanicsΣF=maMaxwell’selectrodynamicsEinstein’srelativityE=mc2JamesClerkMaxwell,physicist&mathematician,Scottish1831–1879

IsaacNewton,physicist,mathematician,astronomer,naturalphilosopher,English

1642-1727Albert

Einstein,physicist,Germany,Switzerland,US1921-1955

QuantumTheory

was

not

createdbyindividual,butbymanyguys!

MaxPlanck,AlbertEinstein,NielsBohr,WernerHeisenberg,LouisdeBroglie,ErwinSchr?dinger,MaxBorn,JohnvonNeumann,PaulDirac,WolfgangPauli,DavidHilbert,ClintonDavisson,EnricoFermi,JulianSchwinger,AbdusSalam,SheldonGlashow,StevenWeinberg,RichardFeynman,……PartguyofQuantumTheory’spioneers……RayleighThomsonRutherfordPlanckEinsteinBohrSchr?dingerHesienbergBornDiracdeBroglieSchwingerFeynmanDavissonFermiThefirstSolvayConference,in1911,Brussels,BelgiumNernstBrillouinSolvay

Lorentz

CuriePoincaréWien

PerrinLangevinEinsteinOnnesRutherfordJeansHerzenGoldschmidtPlanckRubens

deBroglie

1925—1927年是物理學(xué)急劇變革的年代！1925年：7月海森伯發(fā)表創(chuàng)建量子力學(xué)的第一篇論文9月玻恩、約當(dāng)認(rèn)識(shí)到需要一種矩陣力學(xué)11月玻恩、約當(dāng)、海森伯給出矩陣力學(xué)11月狄拉克提出量子代數(shù)1926年：1月薛定諤發(fā)表第一篇波動(dòng)力學(xué)論文7月玻恩發(fā)表第一篇量子力學(xué)統(tǒng)計(jì)解釋論文8月狄拉克提出波函數(shù)與粒子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的關(guān)系1927年：3月海森伯測不準(zhǔn)關(guān)系提出5月泡利矩陣提出9月玻爾提出互補(bǔ)原理1925—1927年是青年人改寫了物理學(xué)的年代！海森伯，23歲，提出矩陣力學(xué)約當(dāng)，22歲，建立矩陣力學(xué)泡利，25歲，提出泡利不相容原理狄拉克，22歲，建立表象變換，提出狄拉克方程薛定諤，37歲，提出波動(dòng)力學(xué)玻爾，40歲，提出互補(bǔ)原理，領(lǐng)導(dǎo)哥本哈根學(xué)派玻恩，45歲，提出統(tǒng)計(jì)解釋，領(lǐng)導(dǎo)哥廷根學(xué)派期望同學(xué)們：培養(yǎng)起學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣！樹立起對科學(xué)探索的創(chuàng)新精神！ABwhatisNewtonmechanics?whatisQuantummechanics?Thereisno

generalconsensusastowhatitsfundamentalprinciplesare,howitshouldbetaught,orwhatitreally“means”.

(量子理論還沒有公認(rèn)：基本原理是什么，如何教學(xué)，或其真正“意義”是什么。)Quantummechanics:1925-1927wasnotcreated---orevendefinitivelypackaged---byoneindividual.

(量子理論的創(chuàng)立、甚至是明確的包裝，都不是由一個(gè)人完成的)Itretainstothisdaysomeofthescarsofitsexhilaratingbuttraumaticyouth.(量子理論至今還存在一些令人振奮的精神創(chuàng)傷、且記憶猶新的傷處)Everycompetentphysicistcan“do”quantummechanics.

(每個(gè)有天賦的物理學(xué)家能“做”量子力學(xué))

ButthestorieswetellourselvesaboutwhatwearedoingareasvariousasthetalesofScheherazade,andalmostasimplausible.(但我們所“做”的和我們所講的這些故事，就像“舍赫拉查德的傳說”一樣變化多端，令人難以置信)OneThousandandOneNights

TalesofScheherazadeQueenScheherazade(舍赫拉查德)

tellsherstoriestoKingShahryar(山魯亞爾)

!

Quantummechanics:

nogeneralconsensuscan“do”,butcan’ttellwhatwearedoing.implausibleNielsBohr:“Ifyouarenotconfusedbyquantumphysicsthenyouhaven’treallyunderstoodit”.RichardFeynman::“IthinkIcansafelysaythatnobodyunderstandsquantummechanics”.Friendlyadvicetobeginner“Thepurposeofthisbookistoteachyouhowtodoquantummechanics.”DavidJ.Griffiths,ReedCollegeEmeritusProfessorofPhysics“Idonotbelieveonecanintelligentlydiscusswhatquantummechanicsmeansuntilonehasafirmsenseofwhatquantummechanicsdoes.”初學(xué)《量子力學(xué)》注意事項(xiàng)（1）保持一個(gè)開放的心態(tài)——勇于接受新知識(shí)和新觀念（2）養(yǎng)成經(jīng)?？偨Y(jié)、小結(jié)、梳理已學(xué)知識(shí)的習(xí)慣；使量子力學(xué)知識(shí)具有系統(tǒng)性、邏輯性、條理性（3）養(yǎng)成對課文中的知識(shí)（包括例題）要親自推導(dǎo)、演算、證明的習(xí)慣；真正理解和掌握量子力學(xué)理論、方法的本質(zhì)（4）多做習(xí)題和練習(xí)！多看不同風(fēng)格的教材！多閱讀課外書籍！《量子力學(xué)》教材TEXTBOOKSDavidJ.Griffiths大衛(wèi).J.格里菲思ForundergraduatestudentJ.J.SakuraiJ.J.櫻井ForgraduatestudentPartITheory

Chap.1TheWaveFunctionChap.2TheTime-IndependentSchrodingerEquationChap.3FormalismChap.4QuantumMechanicsinThreeDimensionsChap.5IdenticalParticlesPartIIApplications

Chap.6Time-IndependentPerturbationTheoryChap.7TheVariationalPrincipleChap.8TheWKBApproximationChap.9Time-DependentPerturbaionTheoryChap.10TheAdiabaticApproximationChap.11Scattering

Textbook1IntroductiontoQuantumMechanics

byDavidJ.GriffithsTextbook2Textbook3ModernQuantumMechanics

byJ.J.Sakurai1.FundamentalConcepts2.QuantumDynmics3.TheoryofAngularMomentum4.SymmetryinQuantumMechanics5.ApproximationMethods6.ScatteringTheory7.IdenticalParticles目的：《量子力學(xué)》教學(xué)模式教材：方法：模塊一模塊二模塊三inEnglishD.J.Griffiths,IntroductiontoQuantumMechanics.S.M.McMurry,Quantummechanics.P.Roman,AdvancedQuantumTheory-anoutlineofthefundamentalideas.J.J.Sakurai,Modernquantummechanics.R.Shankar,Principlesofquantummechanics.R.P.Feynman,TheFeynmanLecturesonPhysics,Vol.3.Cohen-Tannoudji,QuantumMechanics,Vol.1,2.L.I.Schiff,Quantummechanics.L.D.LandauandE.M.Lifshitz,QuantumMechanics.R.Robinett’sQuantummechanics:classicalresults,modernsystemsandvisualizedexamples.J.Townsend,Amodernapproachtoquantummechanics.D.Park,Introductiontoquantumtheory.P.A.M.Dirac,ThePrinciplesofQuantumMechanics.L.E.Ballentine，QuantumMechanics:AModernDevelopment.T.Haar,ProblemsinQuantumMechanics.……Bibliography周世勛：《量子力學(xué)教程》，高等教育出版社，1979.曾謹(jǐn)言：《量子力學(xué)》，科學(xué)出版社，1984.曾謹(jǐn)言，《量子力學(xué)》(I,II),《量子力學(xué)導(dǎo)論》，2003.錢伯初，《量子力學(xué)基本原理和計(jì)算方法》，甘肅人民出版社，1984.蘇汝鏗:《量子力學(xué)》,復(fù)旦大學(xué)出版社，1997.張永德：《量子力學(xué)》，科學(xué)出版社，2002.關(guān)洪：《量子力學(xué)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，1999.曾謹(jǐn)言、錢伯初：《量子力學(xué)專題分析（上,下）》，1990,1999.錢伯初、曾謹(jǐn)言：《量子力學(xué)習(xí)題精選與剖析》，科學(xué)出版社，1988.哈興林：《高等量子力學(xué)》，高等教育出版社，1999.倪光炯、陳蘇卿：《高等量子力學(xué)》，復(fù)旦大學(xué)出版社，2000.劉連壽：《理論物理基礎(chǔ)教程》，高等教育出版社，2003.汪德新：《量子力學(xué)》，科學(xué)出版社，2008.……inChineseUsefulandRelatedLinksinInternetForevenmorelinksthanyoumightknowwhattodowith,seewhatGhason“quantummechanics”.

Beware,however:thereisalotofcrapoutthere!QuantumMechanicsSimulationsandExplanations.Thisisareallycoolsightwithalotofdemonstrations.(很酷，有很多演示)QuantumMechanicsMadeSimple!Competitionwebsite.