量子力學(xué)考研指導(dǎo)與習(xí)題精析
本書(shū)第一章介紹了量子力學(xué)中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),即態(tài)矢量,算符和表象,特別地系統(tǒng)講解了算符運(yùn)算的重要方法。第二章介紹量子力學(xué)的原理和一些基本概念,對(duì)學(xué)生中常出現(xiàn)的理解錯(cuò)誤進(jìn)行了分析討論。第三章比較深入地討論了角動(dòng)量(包括自旋)相關(guān)的問(wèn)題.第四章介紹了量子力學(xué)中的可精確求解的問(wèn)題和相應(yīng)的求解方法。第五章和第六章分別討論定態(tài)微擾論和變分法,第七章和第八章分別是量子躍遷和散射理論。我們略去了歷年考試中很少見(jiàn)的WKB近似方法的介紹。
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目錄
前言
第1章 量子力學(xué)的數(shù)學(xué)工具 1
1.1 態(tài)矢量 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 例題:態(tài)矢量的性質(zhì)和運(yùn)算 1
1.2 態(tài)空間上的算符 3
1.2.1 基本概念 3
1. 2.2 算符運(yùn)算方法 4
1. 2.3 例題:直接法 5
1. 2.4 例題:作用法 7
1. 2.5 例題:參數(shù)微分法 8
1. 2.6 例題:積分變換法 10
1. 2.7 例題:待定算符法 11
1.3 表象和基底 12
1.3.1 基本概念 12
1.3.2 例題:基底的選取 14
1.3.3 例題:算符運(yùn)算的表象法 17
1.3.4 表象變換 18
1.3.5 例題:表象變換的要點(diǎn) 18
1.3.6 坐標(biāo)表象和動(dòng)量表象 21
1.3.7 例題:轉(zhuǎn)換振幅和應(yīng)用 23
1.3.8 薛定諤方程和表象 23
1.3.9 例題:薛定諤方程的表象選取 24
*1.4 薛定諤繪景和海森伯繪景 26
*1.5 直積空間 28
練習(xí)1 30
第2章 量子力學(xué)的原理 32
2.1 體系的狀態(tài) 32
2.1.1 關(guān)于狀態(tài)的基本假設(shè) 32
2.1.2 例題:波粒二象性和態(tài)疊加原理 32
2.2 物理可觀察最 36
2.2.1 關(guān)于物理口J觀察量的基本假設(shè) 36
2.2.2 例題:觀測(cè)算符和C.S.C.0. 37
2.3 量子化規(guī)則 38
2.3.1 正則對(duì)易關(guān)系 38
2.3.2 例題:構(gòu)建量子力學(xué)算符 38
2.4 力學(xué)量的測(cè)量 40
2.4.1 關(guān)于測(cè)量的基本假設(shè) 40
2.4.2 例題:力學(xué)量的可能值和平均值 41
2.4.3 例題:同時(shí)測(cè)量和反復(fù)測(cè)量 48
2.5 概率密度和概率流 5l
2.5.1 概率守恒方程 51
2.5.2 例題:概率流和應(yīng)用 51
2.6 不確定關(guān)系 55
2.6.1 海森們不確定關(guān)系 55
2.6.2 例題:海森伯不確定關(guān)系的應(yīng)用 56
2.6.3 時(shí)問(wèn)一能量不確定關(guān)系 61
2.6.4 例題:時(shí)間-能量不確定關(guān)系的應(yīng)用 63
2.7粒子體系和全同粒子體系 64
2.7.1 對(duì)稱(chēng)化假設(shè) 64
2.7.2 例題:應(yīng)用 65
練習(xí)2 68
第3章 軌道角動(dòng)量與自旋 70
3.1 角動(dòng)量的一般概念 70
3.1.1 婦動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)基底 70
3.1.2 角動(dòng)量的升降算符 71
3.1.3 例題:角動(dòng)量的矩陣表示 72
3.2 軌道角動(dòng)量和自旋角動(dòng)量 73
3.2.1 軌道角動(dòng)量 73
3.2.2 例題:軌道角動(dòng)量的計(jì)算 74
3.2.3 自旋角動(dòng)量 76
3.2.4 例題:自旋角動(dòng)量和自旋態(tài)的計(jì)算 78
3.3 角動(dòng)量算符運(yùn)算 80
3.3.1 一些常用運(yùn)算技巧 80
3.3.2 例題:技巧的應(yīng)用 81
3.3.3 角動(dòng)量的取向與旋轉(zhuǎn) 83
3.3.4 例題:應(yīng)用 83
3.3.5 角動(dòng)量的耦合 86
3.3.6 例題:耦合問(wèn)題的表象選取方法 87
3.3.7 標(biāo)準(zhǔn)基底的構(gòu)建 98
3.3.8 例題:利用升降算符構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)基底 98
練習(xí)3 104
第4章 量子力學(xué)中的若干可解問(wèn)題 106
4.1 量子力學(xué)問(wèn)題中的一些基本情況 106
4.1.1 例題:哈密頓算符的構(gòu)建 107
4.1.2 例題:保守系的狀態(tài) 107
4.1.3 例題:對(duì)稱(chēng)條件 108
4.1.4 例題:邊界條件 109
4.2 一維定態(tài)問(wèn)題 110
4.2.1 若干可解的一維定態(tài)問(wèn)題 110
4.2.2 例題:勢(shì)阱和勢(shì)壘 112
4.2.3 例題:一維諧振子 116
4.3 其他一些可解問(wèn)題 119
4.3.1 某些多維問(wèn)題,二體問(wèn)題 119
4.3.2 例題:分高變量法 120
4.3.3 中心力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 123
4.3.4 例題:徑向方程的求解 125
4.3.5 帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),自旋 130
4.3.6 例題:(無(wú)自旋)粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 131
4.3.7 例題:自旋粒子存電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 133
練習(xí)4 140
第5章 定態(tài)微擾論 143
5.1 定態(tài)微擾論 143
5.1.1 非簡(jiǎn)并微擾論 143
5.1.2 例題:非簡(jiǎn)并微擾論的應(yīng)用 144
5.1.3 簡(jiǎn)并微擾論 146
5.1.4 例題:簡(jiǎn)并微擾論的運(yùn)用 146
5.2 定態(tài)微擾計(jì)算 149
5.2.1 定態(tài)微擾計(jì)算(1) 149
5.2.2 例題:微擾論的選擇 149
5.2.3 定態(tài)微擾計(jì)算(2) 151
5.2.4 例題:對(duì)稱(chēng)性和選擇定則 151
*5.2.5 定態(tài)微擾計(jì)算(3) 154
5.2.6 例題:簡(jiǎn)并微擾中能量的二級(jí)修正 154
練習(xí)5 157
第6章 變分法 159
6.1 里茨變分法 159
6.1.1 單茨變分法的基本思想 159
6.1.2 例題:方法的應(yīng)用 159
6.2 試驗(yàn)波函數(shù)的選取 161
6.2.1 試驗(yàn)波函數(shù)的選。1) 161
6.2.2 例題:一般選取法 161
*6.2.3 試驗(yàn)波函數(shù)的選取f21 163
6.2.4 例題:特殊選取法 164
練習(xí)6 169
第7章 量子躍遷 170
7.1 哈密頓的突然改變 170
7.1.1 突然近似法 170
7.1.2 倒題:突然近似法的應(yīng)用 170
7.2 非定態(tài)問(wèn)題中的量子躍遷概率 171
7.2.1 躍遷概率 171
7.2.2 例題:二能級(jí)體系的躍遷 172
7.2.3 能量表象中的薛定諤方程 173
7.2.4 例題:應(yīng)用 174
7.2.5 躍遷概率的一階狄拉克近似 177
7.2.6 例題:非連續(xù)統(tǒng)情形 177
7.2.7 例題:連續(xù)統(tǒng)情形,費(fèi)米黃金規(guī)則的應(yīng)用 179
7.3 (電)偶極躍遷 l86
7.3.1 (電)偶極躍遷和選擇定則 186
7.3.2 例題:求解躍遷選擇定則 186
7.3.3 (電)偶極躍遷與光的吸收和輻射 189
7.3.4 例題:受激躍遷 190
練習(xí)7 196
第8章 彈性散射 199
8.1 基本概念 199
8.1.1 散射振幅和玻恩振幅 199
8.1.2 例題:玻恩振幅的導(dǎo)出 200
8.2 散射截面的計(jì)算(1) 202
8.2.1 玻恩近似法(1) 202
8.2.2 例題:玻恩振幅的應(yīng)用 202
8.2.3 玻恩近似(2):自旋投影法 205
8.2.4 例題:自旋投影玻恩近似法的應(yīng)用 205
8.3 散射截面的計(jì)算(2) 207
8.3.1 分波與相移 207
8.3.2 例題:定散射態(tài)波函數(shù) 208
8.3.3 分波法(1) 210
8.3.4 例題:分波法的應(yīng)用 211
*8.3.5 分波法(2):自旋投影法 214
*8.3.6 例題:自旋投影分波法的應(yīng)用 214
*8.4 散射截而的計(jì)算(3) 219
*8.4.1 仝同粒子的散射 219
*8.4.2 例題:應(yīng)用 220
練習(xí)8 223
練習(xí)題提示和參考答案 225
參考文獻(xiàn) 234