量子力学英文课件格里菲斯chapter0

WhyshouldwestudytheQuantumMechanics?WhatistheQuantumMechanics?HowtostudyQuantumMechanics?实验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)Schrödingerequation/Heisenbergequationoperator/matrix如何正确认识微观粒子或微观世界？大量的科学实验表明，微观粒子表现出与经典粒子完全不一样的特性：

（1）既具有波动性质（2）又具有粒子性质微观粒子是集波动属性和粒子属性于一体的客体！微观粒子的基本属性就是具有波-粒二象性！但是，微观粒子既不是经典意义的波，也不是经典意义的粒子！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,ErwinSchrödinger,MaxBorn,JohnvonNeumann,PaulDirac,WolfgangPauli,DavidHilbert,ClintonDavisson,EnricoFermi,JulianSchwinger,AbdusSalam,SheldonGlashow,StevenWeinberg,RichardFeynman,……PartguyofQuantumTheory’spioneers……RayleighThomsonRutherfordPlanckEinsteinBohrSchrödingerHesienbergBornDiracdeBroglieSchwingerFeynmanDavissonFermiThefirstSolvayConference,in1911,Brussels,BelgiumNernstBrillouinSolvay

Lorentz

CuriePoincaréWien

PerrinLangevinEinsteinOnnesRutherfordJeansHerzenGoldschmidtPlanckRubens

deBroglie

1925—1927年是物理学急剧变革的年代！1925年：7月海森伯发表创建量子力学的第一篇论文9月玻恩、约当认识到需要一种矩阵力学11月玻恩、约当、海森伯给出矩阵力学11月狄拉克提出量子代数1926年：1月薛定谔发表第一篇波动力学论文7月玻恩发表第一篇量子力学统计解释论文8月狄拉克提出波函数与粒子统计性质的关系1927年：3月海森伯测不准关系提出5月泡利矩阵提出9月玻尔提出互补原理1925—1927年是青年人改写了物理学的年代！海森伯，23岁，提出矩阵力学约当，22岁，建立矩阵力学泡利，25岁，提出泡利不相容原理狄拉克，22岁，建立表象变换，提出狄拉克方程薛定谔，37岁，提出波动力学玻尔，40岁，提出互补原理，领导哥本哈根学派玻恩，45岁，提出统计解释，领导哥廷根学派期望同学们：培养起学习科学知识的兴趣！树立起对科学探索的创新精神！ABwhatisNewtonmechanics?whatisQuantummechanics?Thereisno

generalconsensusastowhatitsfundamentalprinciplesare,howitshouldbetaught,orwhatitreally“means”.

(量子理论还没有公认：基本原理是什么，如何教学，或其真正“意义”是什么。)Quantummechanics:1925-1927wasnotcreated---orevendefinitivelypackaged---byoneindividual.

(量子理论的创立、甚至是明确的包装，都不是由一个人完成的)Itretainstothisdaysomeofthescarsofitsexhilaratingbuttraumaticyouth.(量子理论至今还存在一些令人振奋的精神创伤、且记忆犹新的伤处)Everycompetentphysicistcan“do”quantummechanics.

(每个有天赋的物理学家能“做”量子力学)

ButthestorieswetellourselvesaboutwhatwearedoingareasvariousasthetalesofScheherazade,andalmostasimplausible.(但我们所“做”的和我们所讲的这些故事，就像“舍赫拉查德的传说”一样变化多端，令人难以置信)OneThousandandOneNights

TalesofScheherazadeQueenScheherazade(舍赫拉查德)

tellsherstoriestoKingShahryar(山鲁亚尔)

!

Quantummechanics:

nogeneralconsensuscan“do”,butcan’ttellwhatwearedoing.implausibleNielsBohr:“Ifyouarenotconfusedbyquantumphysicsthenyouhaven’treallyunderstoodit”.RichardFeynman::“IthinkIcansafelysaythatnobodyunderstandsquantummechanics”.Friendlyadvicetobeginner“Thepurposeofthisbookistoteachyouhowtodoquantummechanics.”DavidJ.Griffiths,ReedCollegeEmeritusProfessorofPhysics“Idonotbelieveonecanintelligentlydiscusswhatquantummechanicsmeansuntilonehasafirmsenseofwhatquantummechanicsdoes.”初学《量子力学》注意事项（1）保持一个开放的心态——勇于接受新知识和新观念（2）养成经常总结、小结、梳理已学知识的习惯；使量子力学知识具有系统性、逻辑性、条理性（3）养成对课文中的知识（包括例题）要亲自推导、演算、证明的习惯；真正理解和掌握量子力学理论、方法的本质（4）多做习题和练习！多看不同风格的教材！多阅读课外书籍！《量子力学》教材TEXTBOOKSDavidJ.Griffiths大卫.J.格里菲思ForundergraduatestudentJ.J.SakuraiJ.J.樱井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：《量子力学》教学模式教材：方法：模块一模块二模块三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周世勋：《量子力学教程》，高等教育出版社，1979.曾谨言：《量子力学》，科学出版社，1984.曾谨言，《量子力学》(I,II),《量子力学导论》，2003.钱伯初，《量子力学基本原理和计算方法》，甘肃人民出版社，1984.苏汝铿:《量子力学》,复旦大学出版社，1997.张永德：《量子力学》，科学出版社，2002.关洪：《量子力学基础》，高等教育出版社，1999.曾谨言、钱伯初：《量子力学专题分析（上,下）》，1990,1999.钱伯初、曾谨言：《量子力学习题精选与剖析》，科学出版社，1988.哈兴林：《高等量子力学》，高等教育出版社，1999.倪光炯、陈苏卿：《高等量子力学》，复旦大学出版社，2000.刘连寿：《理论物理基础教程》，高等教育出版社，2003.汪德新：《量子力学》，科学出版社，2008.……inChineseUsefulandRelatedLinksinInternetForevenmorelinksthanyoumightknowwhattodowith,seewhatGhason“quantummechanics”.

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