物理化学实验(高等学校教材) (平装)

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出版者:第3版 (1992年5月1日)
作者:罗澄源
出品人:
页数:343 页
译者:
出版时间:1992年5月1日
价格:14.0
装帧:平装
isbn号码:9787040036909
丛书系列:
图书标签:
  • 物理化学
  • 化学实验
  • 高等学校教材
  • 大学教材
  • 理工科
  • 实验教学
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具体描述

《量子力学基础与应用》 引言 量子力学是现代物理学的基石,它深刻地揭示了微观世界的运行规律,颠覆了经典物理学的时空观和物质观。从原子、分子到固体材料,量子力学的概念和理论无处不在,为理解和改造自然界提供了强大的工具。本书旨在为读者提供一套系统、深入的量子力学知识体系,不仅涵盖了核心理论框架,更着重于展示其在各个科学技术领域的广泛应用。 本书内容概要 本书共分为十一章,层层递进,由浅入深地引导读者进入量子力学的奇妙世界。 第一章 绪论:经典物理学的局限与量子概念的萌芽 本章将回顾经典物理学在解释黑体辐射、光电效应、原子光谱等现象时遇到的困难。在此基础上,引入普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论、玻尔的原子模型等早期量子理论的里程碑式成果,阐述量子概念是如何诞生的,以及它为何是理解微观世界的必然选择。 第二章 波粒二象性与德布罗意假设 本章深入探讨微观粒子表现出的波粒二象性。我们将详细介绍德布罗意物质波理论,包括其数学表述和实验验证,例如电子衍射实验。同时,也会讨论康普顿散射等现象,进一步巩固波粒二象性的概念,并为后续的量子力学方程奠定基础。 第三章 量子力学的数学框架:薛定谔方程 这是本书的核心章节之一。我们将详细介绍薛定谔方程,包括其形式、意义以及如何应用于描述粒子的运动。本章将重点讲解定态薛定谔方程和含时薛定谔方程,并介绍算符、本征值、本征函数等关键概念。通过求解一些典型的势阱问题,如无限深势阱、有限深势阱和谐振子等,帮助读者掌握薛定谔方程的求解方法和量子力学基本概念的物理意义。 第四章 量子力学基本原理 本章将系统阐述量子力学的基本原理,包括: 波函数与概率幅: 解释波函数 $|psi(x,t)|^2$ 的概率密度解释,以及其归一化条件。 算符与可观测量: 介绍与可观测量相对应的厄米算符,以及算符的代数性质。 对易关系与不确定性原理: 详细阐述海森堡不确定性原理,例如位置-动量不确定性关系和能量-时间不确定性关系,并探讨其物理根源。 量子态的叠加原理: 解释量子态的叠加性,以及它如何导致量子叠加现象。 第五章 角动量量子化 本章专注于角动量在量子力学中的表现。我们将介绍轨道角动量和自旋角动量,以及它们在量子化中的特性。通过引入角动量算符及其对易关系,我们将推导出角动量量子化和磁量子化的结果。本章还将介绍球谐函数,并探讨其在描述三维空间中粒子的角向行为中的作用。 第六章 原子结构与光谱 本章将量子力学理论应用于理解原子结构。我们将深入讲解氢原子的量子力学模型,求解氢原子的薛定谔方程,并解释原子能级、电子轨道、量子数(主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数)的物理意义。此外,本章还将讨论多电子原子的近似处理方法(如斯莱特行列式、屏蔽效应),以及原子光谱的精细结构和超精细结构。 第七章 分子结构与光谱 本章将量子力学扩展到分子领域。我们将介绍分子键合的量子力学理论,包括价键理论和分子轨道理论。通过求解分子体系的薛定谔方程(例如,使用近似方法如 Born-Oppenheimer 近似),我们将解释共价键、离子键的形成,以及分子轨道能级结构。此外,本章还将讨论分子的振动光谱、转动光谱和电子光谱,阐述它们与分子结构和量子态的密切联系。 第八章 固体的量子力学 本章将量子力学应用于固体材料。我们将介绍晶体的周期性结构及其在量子力学中的表现,例如布洛赫定理和能带理论。通过能带理论,我们将解释导电性、绝缘性和半导体的物理起源,并介绍固体的磁性(顺磁性、抗磁性、铁磁性)的量子力学解释。 第九章 量子统计与凝聚态物理 本章将量子统计与凝聚态物理初步结合。我们将介绍费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计,并探讨它们在描述自由电子气体、玻色子系统(如光子、声子)时的应用。本章还将简要介绍凝聚态物理中的一些重要概念,例如超导、超流等量子现象。 第十章 量子信息与量子计算初步 随着科技的发展,量子信息和量子计算成为热门领域。本章将对量子信息的基本概念进行介绍,包括量子比特、量子叠加、量子纠缠等。我们将简要介绍量子计算的基本原理,例如量子门和量子算法,并展望量子计算在密码学、材料科学、药物研发等领域的潜在应用。 第十一章 量子力学在现代科技中的应用 本章将回顾量子力学在不同领域中的具体应用,包括: 激光技术: 解释激光的产生原理(受激辐射)及其在通信、医疗、工业等领域的应用。 半导体器件: 深入分析晶体管、二极管等半导体器件的量子力学基础。 核物理与粒子物理: 简要介绍核反应、粒子相互作用中的量子力学应用。 量子化学计算: 介绍量子化学计算方法在预测分子性质、设计新材料中的作用。 本书特色 系统性强: 结构清晰,循序渐进,构建完整的量子力学知识体系。 理论与应用并重: 不仅讲解基础理论,更注重理论在物理、化学、材料、信息等领域的广泛应用。 例题丰富: 配备大量精心设计的例题,帮助读者理解抽象概念,掌握解题技巧。 语言准确,表述严谨: 采用科学严谨的语言,确保概念的准确性和理论的可靠性。 读者对象 本书适合高等院校物理学、化学、材料科学、电子工程、应用物理等相关专业本科生、研究生阅读,也可作为相关领域研究人员的参考书。 结语 量子力学是一门充满挑战但也极其迷人的学科。掌握量子力学的基本原理,不仅是理解微观世界奥秘的关键,更是推动现代科技进步的重要驱动力。希望本书能成为您探索量子世界、激发科学灵感的有力伙伴。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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在我学习物理化学实验的过程中,这本书是我最得力的助手。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,在我遇到困难时,总是能给予我最及时的指导。书中对每一个实验的讲解都非常透彻,从实验原理到操作步骤,再到数据处理和结果分析,都考虑到了学生可能遇到的各种问题,并提供了详细的解答。我尤其喜欢书中关于实验误差分析的部分,它让我认识到,科学研究并非是完美的,而是需要不断地去克服各种不确定性。这种对科学的真实描绘,让我更加敬畏科学,也更加热爱科学。

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在我学习的众多教材中,这本书的排版和语言风格都给我留下了深刻的印象。它没有采用那种刻板、枯燥的教科书式语言,而是以一种更加生动、易于理解的方式来阐述复杂的物理化学概念。图文并茂的设计,使得抽象的原理和操作变得直观易懂。每一个实验的介绍都层次分明,逻辑清晰,从背景介绍到实验原理,再到实验步骤和注意事项,最后到数据处理和结果分析,都安排得井井有条。这种清晰的结构,极大地提高了我的学习效率,让我能够快速掌握每一个实验的核心要点,并且能够独立地完成实验操作。

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这本书的内容,我必须说,绝对是我在本科学习期间接触到的最令我印象深刻的一本教材之一。虽然我并不是一个物理化学专业的科班出身,但因为一些跨学科的研究需求,我不得不深入了解这个领域。一开始,我抱着一种“硬着头皮学”的心态翻开它,毕竟“物理化学实验”这个名字本身就带有一种挑战性。然而,这本书的叙述方式和逻辑构建,却巧妙地化解了我最初的畏难情绪。它不仅仅是罗列各种实验步骤和原理,更重要的是,它提供了一个完整的思考框架。从实验的设计理念,到数据处理的严谨性,再到结果分析的深刻性,每一个环节都被剖析得淋漓尽致。作者并没有仅仅满足于告诉你“怎么做”,而是着力于解释“为什么这么做”,这种对底层逻辑的追溯,让我真正理解了物理化学实验的精髓所在。

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我是一名对实验充满热情但又常常觉得理论与实践脱节的学生。在许多其他教材中,我常常发现理论部分讲得天花乱坠,但到了实验部分,却又变得枯燥乏味,只是简单地罗列操作步骤。这本书的出现,彻底改变了我的看法。它在介绍每一个实验之前,都会花大量的篇幅去阐述其背后的物理化学原理,并且这些原理的讲解并非是生硬的公式堆砌,而是结合了大量的实例和图示,使得抽象的概念变得具象化。更难得的是,它在描述实验操作时,并没有忽略细节,比如试剂的选择、仪器的校准、操作的规范等等,这些看似微不足道的细节,却往往是决定实验成败的关键。读这本书,我仿佛置身于一个严谨而又富有启发性的实验室,每一步操作都充满了科学的韵味。

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这本书对于我理解和掌握物理化学实验知识起到了至关重要的作用。它在介绍每一个实验时,都从最基本的概念入手,逐步深入,使得即使是初学者也能轻松理解。书中的图表和插图都非常精美,并且恰到好处地辅助了文字内容的理解,让我能够更直观地把握实验的原理和操作。我特别欣赏的是,它在讲解数据处理和图表绘制时,提供了一些实用的技巧和建议,这些技巧对于提高实验结果的准确性和可信度非常有帮助。总而言之,这是一本非常值得推荐的物理化学实验教材。

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从学习物理化学实验的角度来看,这本书提供了一个非常完整的知识体系。它不仅仅局限于少数几个经典的实验,而是涵盖了物理化学的多个重要分支,比如热力学、动力学、电化学等。每一个实验的设计都非常精巧,能够有效地帮助学生理解相关的理论知识。更重要的是,它鼓励学生主动思考,而不是被动接受。在实验的讨论部分,它会提出一些开放性的问题,引导学生去探索实验结果的深层含义,并思考实验的改进方向。这种开放式的教学模式,极大地激发了我学习的积极性和主动性。

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作为一名即将步入研究领域的毕业生,我深知实验操作能力的培养对于科研工作的重要性。这本书给我最大的启发在于,它不仅仅是教会我如何进行一个实验,更重要的是,它培养了我一种科学的研究态度和解决问题的能力。书中的实验设计,很多都涉及到了优化和改进的可能性,并鼓励读者去思考如何提高实验的效率和准确性。在数据处理方面,它详细介绍了各种统计方法和图表绘制技巧,并解释了如何根据实验结果来论证或反驳假设。这种训练,让我不再仅仅满足于拿到一个正确的结果,而是学会了如何从数据的背后挖掘出更深层次的科学信息,这对于我未来的科研之路,无疑是一笔宝贵的财富。

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我必须承认,在遇到这本书之前,我对物理化学实验的理解是比较片面的,仅仅停留在“照本宣科”的层面。然而,这本书以一种非常系统和深入的方式,为我打开了物理化学实验领域的一扇新世界的大门。它对于每一个实验的介绍,都包含了丰富的背景知识,不仅解释了实验的原理,还追溯了其发展的历史和应用前景,这使得学习过程充满了趣味性,也让我对科学的进步有了更宏观的认识。在实验操作的描述上,它细致入微,考虑到了各种可能出现的意外情况,并提供了相应的解决方案,这种“预见性”的设计,极大地降低了初学者的学习难度。

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我是一名非常注重实验的可重复性和可靠性的学生,而这本书在这方面做得尤为出色。它在描述实验方法时,非常强调操作的规范性和精确性,并且详细解释了为什么需要遵循这些规范。例如,在测量过程中,它会详细讲解如何消除系统误差和随机误差,以及如何评估测量的不确定度。在数据处理方面,它不仅介绍了基本的统计方法,还深入探讨了如何利用图表来直观地展示实验结果,并如何通过拟合曲线来获得更精确的参数。这些严谨的科学方法,让我深刻理解了科学研究的严谨性,也为我将来进行严谨的科学研究打下了坚实的基础。

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这本书最令我欣赏的一点是,它在讲解实验时,始终坚持理论与实践相结合的原则。它不会孤立地讲解实验步骤,而是将每一个实验都置于其理论背景之中,并详细解释实验结果与理论预测之间可能存在的偏差。此外,它还会探讨不同实验条件对结果的影响,以及如何通过调整实验条件来优化实验。这种深入的分析,让我不再是简单地完成实验,而是能够真正理解实验的科学内涵,并学会如何从实验数据中提取有价值的信息。这对于我培养科学思维和解决实际问题的能力,起到了至关重要的作用。

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