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工程量子力學(教育部高等學校材料類專業教學指導委員會規劃教材)

  • 作者：編者:陳小華//袁定旺//劉智驍|責編:陶艷玲
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122441027
  • 出版日期：2024/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：201
人民幣：RMB 49 元      售價：元
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內容大鋼
    《工程量子力學》力圖幫助工程類學科本科生建立量子力學基本原理與工程問題之間的聯繫，側重通過實際案例凸顯量子力學在現代科學、工程中的重要性。
    本書共6章。第1章介紹了量子論提出的歷史背景和早期發展過程，包括普朗克量子假說、愛因斯坦光量子理論、玻爾氫原子模型以及索末菲量子化條件，並介紹了量子論在現代材料科學中的應用。第2章介紹了量子力學的基本概念，包括物質的波粒二象性、狀態波函數及其物理內涵、態疊加原理以及用來描述微觀體系演化的薛定諤方程。第3章重點講解可觀測力學量算符的數學性質以及測量原理，並介紹了量子力學的矩陣表示。第4章講解了全同粒子的概念及其波函數的構建方法、電子自旋算符及其相應的波函數，並介紹了多電子體系的L－S耦合及多電子原子光譜項的描述方法。最後兩章給出了薛定諤方程的應用實例。其中第5章重點講解了無限深勢阱、線性諧振子、隧道效應和中心力場幾種理想模型，並介紹了這些模型的具體工程應用；第6章針對實際問題的複雜性，介紹了微擾論、變分法等近似求解薛定諤方程的方法。
    本書可作為高等院校材料類、電子類、化學化工類等專業的教材，也可作為高等學校理工科其他有關專業的參考書。
作者介紹
編者:陳小華//袁定旺//劉智驍|責編:陶艷玲
目錄
第1章  量子論的提出
  導讀
  1.1  黑體輻射及普朗克的量子假說
  1.2  光電效應及愛因斯坦的光子假設
  1.3  原子及分子量子論
    1.3.1  玻爾的原子模型量子論
    1.3.2  分子量子論
  1.4  材料功能特性的量子論基礎
    1.4.1  材料的電學性能
    1.4.2  材料的光學性能
    1.4.3  材料的磁學性能
    1.4.4  新材料科技中的量子論
  小知識
  拓展
  推薦閱讀資料
  參考文獻
  思考題
  習題
第2章  量子力學的建立
  導讀
  2.1  物質客體的波粒二象性
    2.1.1  德布羅意關係式與粒子的波動性
    2.1.2  電子的德布羅意波長
    2.1.3  自由粒子的德布羅意波
  2.2  狀態及狀態波函數
    2.2.1  經典粒子和經典波的雙縫實驗
    2.2.2  電子的雙縫實驗及概率波
    2.2.3  波動-粒子二重性矛盾的分析
    2.2.4  波函數的意義及其數學表示
  2.3  波函數（態）疊加原理
    2.3.1  態疊加概念
    2.3.2  態疊加的量子力學解釋
  2.4  薛定諤方程
    2.4.1  從自由粒子的波動方程到薛定諤方程
    2.4.2  定態薛定諤方程
    2.4.3  自由電子近似與材料體系中的薛定諤方程
  2.5  概率流密度和粒子數守恆定律
  小知識
  拓展
  推薦閱讀資料
  思考題
  習題
第3章  力學量算符及矩陣力學
  導讀
  3.1  算符與力學量的算符表示
    3.1.1  算符的定義及一般運算規則
    3.1.2  力學量算符的性質
  3.2  力學量算符的本征值、本征函數
    3.2.1  厄密算符的性質
    3.2.2  動量算符和角動量算符的本征態與本征值

  3.3  力學量的測量
    3.3.1  本征態中的力學量測量
    3.3.2  任意態中力學量的測量
    3.3.3  力學量的期望值——平均值
    3.3.4  不同力學量同時有確定的值的條件
  3.4  測量值的不確定性——測不準關係
  3.5  力學量隨時間的變化與守恆定律
    3.5.1  力學量隨時間的變化
    3.5.2  守恆定律
  3.6  量子力學的矩陣表示
    3.6.1  N維複線性空間
    3.6.2  狀態的狄拉克符號表示
    3.6.3  態和力學量的矩陣表示
    3.6.4  表象變換
  拓展
  推薦閱讀資料
  思考題
  習題
第4章  自旋與全同粒子
  導讀
  4.1  電子自旋假設
  4.2  電子的自旋算符和自旋函數
    4.2.1  自旋算符
    4.2.2  自旋波函數
  4.3  全同粒子
    4.3.1  全同粒子定義及特性
    4.3.2  全同粒子體系的波函數特徵——對稱和反對稱
    4.3.3  費米子和玻色子
  4.4  全同粒子體系的波函數構建——泡利原理
    4.4.1  兩個全同粒子體系
    4.4.2  N個全同粒子體系
  4.5  兩個電子體系的自旋狀態描述
    4.5.1  兩個電子的自旋波函數
    4.5.2  ^S2，^Sz在四個態中的本征值
  4.6  角動量軌道-自旋(L-S)耦合
  4.7  原子電子狀態的光譜項描述
  4.8  物質磁性與電子自旋的關係
  小知識
  拓展
  推薦閱讀資料
  參考文獻
  思考題
  習題
第5章  薛定諤方程應用（Ⅰ）
  導讀
  5.1  一維無限深勢阱（一維勢箱）
    5.1.1  薛定諤方程及其解
    5.1.2  三維勢箱中運動的粒子
    5.1.3  一維勢箱模型的應用
    5.1.4  材料納米化后能量的進一步量子化

  5.2  線性諧振子
  5.3  粒子數表象
  5.4  隧道效應
  5.5  原子的結構和性質
    5.5.1  氫原子
    5.5.2  多電子原子
  5.6  材料中的光譜分析技術
    5.6.1  分子的振動能級和轉動能級
    5.6.2  原子吸收光譜
    5.6.3  X熒光光譜
    5.6.4  X光電子能譜
    5.6.5  紅外光譜
    5.6.6  拉曼光譜
  5.7  納米材料中的量子論
  小知識
  拓展
  推薦閱讀資料
  參考文獻
  思考題
  習題
第6章  薛定諤方程應用（Ⅱ）
  導讀
  6.1  時間無關微擾理論
    6.1.1  非簡並定態微擾理論
    6.1.2  簡並定態微擾理論
    6.1.3  氫原子的一級斯塔克效應
  6.2  變分法
    6.2.1  變分法確定基態
    6.2.2  氦原子的基態
  6.3  含時間微擾理論
    6.3.1  含時微擾
    6.3.2  躍遷概率
  6.4  輻射與物質的相互作用
    6.4.1  光的發射與吸收係數
    6.4.2  選擇定則
    6.4.3  愛因斯坦A和B係數
  6.5  材料第一性原理計算
    6.5.1  多粒子體系薛定諤方程
    6.5.2  絕熱近似與單粒子近似
    6.5.3  哈特里近似
    6.5.4  哈特里-福克近似
    6.5.5  密度泛函理論
    6.5.6  科恩-沈呂九方法
    6.5.7  第一性原理計算軟體與第一性原理高通量計算平台
  拓展
  參考文獻
  思考題
  習題
附錄
  附錄Ⅰ  物理常數表

  附錄Ⅱ  量子力學常用積分公式
  附錄Ⅲ  矩陣運算
  附錄Ⅳ  梯度、散度與旋度

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