現代物理基礎叢書·典藏版：高等量子力學 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《現代物理基礎叢書·典藏版：高等量子力學》共分八章，介紹瞭二次量子化、相對論量子理論方程、角動量、動力學的路徑積分形式、散射理論以及粒子的電磁作用等內容，此外還增加瞭在目前前沿研究中有廣泛應用價值的含時問題和相乾態，高等量子力學與大學階段的量子力學之間的關係頗似理論物理之於普通物理。高等量子力學課程的講解應著重於從原理齣發進行演繹的推理，因此《現代物理基礎叢書·典藏版：高等量子力學》力求做到全書內容相互呼應。《現代物理基礎叢書·典藏版：高等量子力學》還增加瞭一些新內容及新的講解方法，例如角動量一章就是用角動量的玻色化理論進行講解。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：高等量子力學》可用作物理類研究生的教科書或參考書，對從事物理學研究的科研人員亦有一定的參考價值。

內頁插圖

目錄

前言/序言

　　二十世紀八九十年代中國科技大學物理係的夏上達教授給高能物理專業以外的物理類研究生講授量子力學課程。在這段時間裏當他不在學校時我代為講授。在幾次講授過程中我深切地感到他對這一課程的選材很適閤這些研究生的學習要求和今後科研工作的需要，但同時也感到在此基礎上撰寫一本相應教材的迫切性。
　　高等量子力學是物理類研究生的必修專業基礎理論課程，它既是基礎理論知識的擴展和提升，又是從基礎理論到研究前沿的中間橋梁，因此，這一課程既要對固有的基礎理論作更深入的討論和講解，又需要注意培養學生提齣問題和解決問題的能力。這就要求在高等量子力學的教科書中一方麵要有固有的理論體係，另一方麵又要包含量子理論的最新進展，讓學生們認識到量子理論遠非完備，還有繼續發展的空間。本書將努力把這兩部分內容有機地融閤在一起，明確強調量子理論繼續發展的前景。
　　按照以上的撰寫目的，作者在書中力求把所有的內容組織成一個係統的並具有一定特點的理論體係——這本來就是高等量子力學這門課程應該追求的一個目標，一般地，高能物理和粒子理論專業以外的研究生在學習瞭高等量子力學課程後，若再掌握一些本研究領域的相關知識，便可直接著手他們的研究課題瞭。本書中作者盡量以探討的方式來進行講解，希望能幫助讀者從高等量子力學的學習中領悟齣可以藉鑒的思路用於他們各自的研究工作。
　　實際上，其他領域裏的研究工作中也有不少成果及結論可以為高等量子力學課程增添新的內容。另一方麵，前沿研究的發展也要求在高等量子力學教程中增加一些全新的內容。作者努力在本書中體現這樣的精神，
　　在本書的準備過程中，西南科技大學的任學藻教授提供瞭許多有力的幫助；作者和西南科技大學理學院的老師們作過不少交流和討論，從中得到許多有益的建議，在此嚮他們錶示衷心的感謝，本書成稿後，承中國科學院物理研究所的曹則賢研究員作瞭全麵係統的校訂；中國科技大學齣版社的肖嚮兵編輯和科學齣版社的錢俊編輯在本書的編輯過程中付齣瞭很多勞動，在此一並緻謝。

現代物理基礎叢書·典藏版：電動力學原理 叢書定位： 現代物理基礎叢書緻力於為物理學及相關領域的研究者、高年級本科生和研究生提供一套係統、深入且權威的理論物理學核心教材。典藏版在原有經典內容的基礎上，進行嚴謹的審校與優化，確保其前沿性與經典性的完美結閤，是構建堅實理論物理知識體係的必備參考書。 本書主題： 本捲《電動力學原理》是該叢書中的重要一環，專注於宏觀與微觀電磁現象的統一描述。全書以麥剋斯韋方程組為核心邏輯主綫，深入探討瞭從靜電學、穩恒電流到電磁波傳播、散射，乃至相對論性電動力學的全部核心內容。它不僅僅是對經典電磁學知識的復述，更是對電磁場如何作為基本作用力在自然界中發揮作用的深刻剖析。 內容結構與深度解析： 本書的結構設計嚴謹，邏輯推進層層遞進，力求覆蓋現代物理研究中對電磁場理論的全部基礎要求。 第一部分：靜電場與靜磁場基礎 本部分首先從對洛倫茲力的經典描述齣發，引入庫侖定律和畢奧-薩伐爾定律，奠定微觀粒子相互作用的基礎。在靜電學部分，詳細闡述瞭電勢的概念、泊鬆方程和拉普拉斯方程在求解復雜邊界條件問題中的應用，包括格林函數法在無限空間或特定幾何結構下電勢分布求解中的運用。對於導體和介質中的場，本書深入探討瞭邊界條件、介電常數和極化現象的微觀本質。靜磁場部分則重點分析瞭安培定律的積分形式與微分形式，並對矢量磁勢進行瞭詳盡的介紹，為理解磁場在場的理論框架中的地位做瞭鋪墊。特彆地，本書對磁介質中的磁化現象和磁場強度 $mathbf{H}$ 的引入及其物理意義給予瞭細緻的討論，區彆於更基礎教材中僅停留在唯象描述的層麵。 第二部分：時變場與麥剋斯韋方程組的統一 本部分是全書的基石。通過法拉第電磁感應定律和麥剋斯韋引入的“位移電流”概念，本書完成瞭從靜態場到動態場的過渡，建立瞭完整的麥剋斯韋方程組。這部分內容不僅停留在形式上，更強調瞭方程組在物理上的自洽性，特彆是對電荷守恒定律和能量守恒定律（坡印廷定理）的嚴格推導與物理解釋。能量流密度 $mathbf{S}$ 的引入，標誌著對電磁現象理解的質的飛躍。 第三部分：電磁波的傳播與輻射 基於麥剋斯韋方程組，本書係統地推導瞭自由空間中的電磁波方程。內容涵蓋瞭平麵波的性質，包括其橫波特性、偏振態（綫偏振、圓偏振、橢圓偏振）的數學描述與物理圖像。在介質中傳播時，本書深入探討瞭波的反射與摺射（包括菲涅爾公式的完整推導），以及波在吸收性介質中的衰減與色散現象。 輻射理論是本捲的重點和難點之一。本書詳細講解瞭“延遲勢”的概念及其在求解非均勻場源問題中的必要性。對於電偶極子輻射和磁偶極子輻射，本書給齣瞭完整的功率輻射公式和角分布，並結閤實際應用（如天綫理論的初步接觸）進行闡述。更進一步，本書引入瞭廣義相對論背景下的輻射修正（如軔緻輻射的基礎處理），為後續的粒子物理學打下基礎。 第四部分：相對論性電動力學 本部分將電磁學提升到四維時空框架下進行考察，體現瞭現代物理的統一觀。本書詳細論述瞭四維矢量和張量分析在電磁學中的應用。關鍵在於，麥剋斯韋方程組被巧妙地重寫為張量形式，展示瞭其在洛倫茲變換下形式的不變性。本書對電磁場張量 $F^{mu u}$ 的構造及其與電場、磁場的對應關係進行瞭清晰的數學闡釋。此外，本書還探討瞭電荷和電流密度構成的四流矢，以及在不同慣性係之間電場和磁場如何相互轉換（例如，一個純電場在運動參考係中如何産生磁場分量），這是理解狹義相對論效應的關鍵。 第五部分：場論中的高級主題與應用 為滿足研究生階段的需求，本書在最後部分引入瞭一些更精深的專題： 1. 拉莫爾公式的推導與應用： 討論瞭帶電粒子在電磁場中加速輻射時的能量損失，這是理解同步加速器輻射和迴鏇加速器輻射的理論基礎。 2. 散射理論基礎： 引入瞭瑞利散射（Rayleigh Scattering）和湯姆孫散射（Thomson Scattering）的理論模型，重點在於描述電磁波與物質微觀結構相互作用的截麵計算。 3. 德拜-沃勒（Debye-Waller）的初步討論： 雖然主要涉及固體物理，但本書簡要探討瞭電磁波在晶格結構中傳播的衍射效應，連接瞭電動力學與固體物理的基礎。 本書特色： 數學工具的全麵性： 引入瞭所需的所有矢量分析、復變函數和基礎的張量分析工具，並與物理問題緊密結閤，避免瞭純數學的枯燥。 物理圖像的清晰度： 強調瞭物理概念的直觀理解，例如通過場綫和勢的圖像來輔助理解復雜的積分方程。 與量子化的銜接： 書中多處暗示瞭經典電磁場理論在量子場論中的地位，例如在討論輻射時，為理解光量子的存在做瞭必要的鋪墊。 麵嚮前沿： 內容兼顧瞭經典電動力學的完整性與相對論性處理的嚴謹性，是進入粒子物理、等離子體物理、凝聚態物理等前沿領域不可或缺的理論準備。 本書旨在培養讀者運用電磁場理論解決復雜工程和基礎物理問題的能力，是構建現代物理知識體係的堅實基石。