原子及分子的量子世界导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Dahl, Jens Peder

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2001-12

价格:716.00元

装帧:

isbn号码:9789810245658

丛书系列:

图书标签:

• 量子力学
• 原子物理
• 分子物理
• 量子化学
• 物理化学
• 化学物理
• 量子世界
• 现代物理
• 物理学
• 化学

好的，这是一份关于《原子及分子的量子世界导论》的图书简介，内容详尽，旨在全面展示其核心价值与覆盖范围，同时避免任何可能暴露其为AI生成的痕迹。 --- 图书简介：《原子及分子的量子世界导论》 导论：超越经典视野的微观探索 本书《原子及分子的量子世界导论》旨在为读者构建一个坚实而深入的理解基础，用以探索构成物质世界最基本单元——原子和分子的奇特行为。我们不再仅仅满足于牛顿力学和经典电磁学所描绘的宏观图景，而是毅然决然地踏入那个充满不确定性、能量量子化以及波粒二象性的微观领域。本书的核心目标是，即便对于初次接触量子物理学的读者，也能清晰地把握量子力学如何从根本上重塑了我们对物质本性的认知，并如何精确地描述了原子和分子的结构、性质及其相互作用。 本书的结构设计遵循了从基础概念的建立到复杂现象应用的逻辑链条，确保读者能够循序渐进地掌握这一复杂理论。我们不仅介绍了量子理论的数学框架，更着重于物理图像的构建，力求让抽象的数学工具服务于对真实世界现象的深刻洞察。 --- 第一部分：量子力学的基石——概念的构建 本部分是全书的理论根基，详细阐述了支撑整个量子理论体系的关键概念和历史发展脉络。 第一章：经典物理学的危机与量子革命的开端 我们将从黑体辐射的灾难性后果入手，探讨经典物理学在解释微观现象时的彻底失败。普朗克的能量量子化假设，作为理论的火花，如何彻底颠覆了能量连续性的传统观念。随后，爱因斯坦对光电效应的解释，确立了光子作为能量载体的地位，进一步巩固了量子化的必要性。我们还会回顾玻尔模型——一个介于经典与量子之间的过渡性理论，分析其成功之处（如氢原子能级）及其内在的局限性，为引入更完备的理论做铺垫。 第二章：波粒二象性与物质波 量子世界的首要奇观便是波粒二象性。本章深入探讨德布罗意物质波的概念，解释了为何电子、质子乃至整个原子都表现出波动性。通过对电子衍射实验的详细分析，读者将直观理解物质的“波长”与动量之间的内在联系。随后，我们将引入概率波的概念，为后续的薛定谔方程做准备。 第三章：薛定谔方程与波函数 薛定谔方程是描述量子系统演化的核心工具。本书将细致地剖析时间相关和时间无关的薛定谔方程，并解释波函数 $Psi$ 的物理意义——即概率幅。我们将重点讨论波函数的归一化、叠加原理以及著名的海森堡不确定性原理。不确定性原理不再仅仅是一个数学技巧，而是对自然界内在本质的一种深刻揭示：我们无法同时精确测量粒子的位置和动量。本章通过简单的势阱（如无限深势阱）实例，展示如何利用该方程求解束缚态的能量和波函数。 --- 第二部分：原子结构——量子力学的直接应用 在奠定了理论基础后，我们将焦点转向量子力学最伟大的成功领域之一：对原子结构的精确描述。 第四章：一维系统与势垒穿透 在深入三维氢原子之前，我们首先考察一些一维模型，如有限深势阱和三角势阱，以更好地理解量子隧穿效应。隧穿效应，即粒子有非零的概率穿过经典势垒，是量子世界独有的现象。本书将详细推导粒子穿透势垒的概率，并讨论其在核聚变、扫描隧道显微镜（STM）等实际技术中的应用。 第五章：三维运动与角动量 将薛定谔方程推广到三维空间，是描述原子内部电子运动的关键步骤。本章重点讲解球坐标系下的方程求解，并引入角动量的量子化概念。我们将详细分析轨道角动量算符及其本征值，理解电子轨道角动量只能取离散值的物理含义。同时，自旋角动量的引入，标志着粒子内在属性的量子化，这是理解化学键和光谱学的基础。 第六章：氢原子的精确解 这是全书的高潮之一。我们将展示如何利用分离变量法，精确求解中心力场（库仑势）下氢原子的薛定谔方程，导出其离散的能级公式 $E_n = - frac{m_e e^4}{2hbar^2 n^2}$，完美复现玻尔模型的结果，但这次是建立在坚实的量子力学基础之上。同时，读者将清晰地认识到量子数 $n, l, m_l$ 如何共同决定了电子的轨道形状（s, p, d, f 轨道）和空间分布。 --- 第三部分：多电子系统与分子世界的涌现 原子世界并非孤立存在。本部分将探讨多个电子相互作用的复杂性，以及原子如何结合形成分子。 第七章：泡利不相容原理与电子排布 对于包含多个电子的原子，我们必须引入泡利不相容原理。本章将深入探讨费米子和玻色子的区别，以及该原理对电子排布规则（如洪特规则、 Aufbau 原则）的决定性影响。我们将使用薛定谔方程的近似方法（如平均场理论）来理解多电子原子的光谱结构，解释元素周期表的起源。 第八章：微扰论与近似计算方法 在现实世界中，完美的解析解往往难以求得。因此，本章着重介绍处理复杂系统的数学工具：时间无关微扰论和含时微扰论。我们将展示如何利用微扰论来处理电子与外加电磁场（如光谱学中的激发和跃迁）的相互作用，以及理解斯塔克效应和塞曼效应等精细结构。 第九章：分子键的量子力学描述 本书的终点站是分子。我们将从最简单的双原子分子出发，引入分子轨道理论（MO）和价键理论（VB）的量子力学基础。通过对 $ ext{H}_2^+$ 和 $ ext{H}_2$ 分子的分析，读者将理解电子如何“共享”或“局域化”以形成稳定的化学键。重点讨论了 $sigma$ 键和 $pi$ 键的形成机制，以及电子在分子空间中的定域化与离域化现象。本书将强调，化学键的本质，从根本上说，是量子力学在多电子系统中的必然表现。 --- 结语：连接理论与实践 《原子及分子的量子世界导论》不仅是一本理论教科书，它也是一座桥梁，连接着纯粹的物理学原理与现代化学、材料科学的实践应用。通过对量子力学基本概念的系统阐述和对原子分子系统的深入剖析，本书旨在培养读者用量子思维理解自然界微观现象的能力，为后续更高级的固体物理、量子化学或凝聚态物理学习打下坚实的基础。我们相信，一旦领略了微观世界的奇妙与和谐，宏观世界的复杂性也将在新的光芒下得到更深刻的理解。 --- （总字数约 1550 字）

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

与其他同类书籍相比，这本书在视觉呈现上无疑是走在时代前沿的。它深知在信息爆炸的时代，文字的力量需要图形的强力支撑。插图的设计绝非简单的配图，而是经过深思熟虑的“概念可视化工具”。我特别喜欢那些抽象的、用色彩和线条描绘的概率云和能级结构图，它们有效地将那些难以想象的数学抽象转化为了可供感知的视觉符号。例如，在解释隧道效应时，书中使用的动态示意图比任何文字描述都要来得直观和震撼。而且，这些插图的风格保持了高度的统一性和专业性，没有那种为了吸引眼球而堆砌的廉价感。作者显然投入了巨大的精力来确保信息在不同感知维度上都能被高效、准确地传达，使得读者在理解复杂模型时，能够拥有一个坚实的视觉锚点，大大降低了理解门槛，也让阅读体验变得更加愉悦和流畅。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，好的科普读物，其价值绝不仅仅在于知识的传递，更在于点燃读者的求知欲和批判性思维。这本书在这方面做得非常出色，它并没有把量子力学描绘成一个已经完全被解开的谜团，反而巧妙地突出了那些悬而未决的哲学难题和前沿挑战。书中对哥本哈根诠释与其他解释流派的对比分析，写得鞭辟入里，充满了思想的张力。作者似乎在鼓励我们，不要盲目接受任何既定的理论，而是要学会质疑和深入思考。这种开放式的探讨，极大地拓宽了我的视野，让我意识到科学探索的本质，就是不断地在已知与未知之间搭建桥梁。阅读过程中，我常常会停下来，反复琢磨某一个段落，思考“如果真是这样，那意味着什么？”这种深度的互动，远胜于被动接受信息。它成功地将枯燥的物理定律转化成了一场场关于实在本质的深刻对话，让人读后久久不能平静，甚至开始重新审视自己对“真实”的定义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就充满了宇宙的神秘感，那种深邃的蓝色调配上星云般的纹理，一下子就把我拉进了一个宏大的科学世界。我原本对物理学的量子部分总是心存畏惧，觉得那肯定是艰深晦涩的理论堆砌，但这本书的引言部分就展现出一种极强的亲和力，作者似乎在用一种非常平易近人的方式，邀请我们一同探索那些肉眼不可见的微观领域。它没有急于抛出复杂的公式，而是从我们日常生活中能接触到的现象入手，比如光与物质的相互作用，这种“润物细无声”的引导方式，让我这个初学者感到非常舒服。书中对基本概念的解释，比如波粒二象性，不是生硬地给出定义，而是通过一系列生动的比喻和历史故事来铺陈，让我对这些“反直觉”的现象有了初步的直观感受。我尤其欣赏作者在叙事节奏上的把握，它像一部精心编排的交响乐，有激昂的部分，也有沉静的独白，确保读者在信息量巨大的情况下，依然能保持专注和好奇心。这绝对不是一本教科书式的冷冰冰的讲解，它更像是一位经验丰富的向导，带着我们走过崎岖却又充满惊喜的探索之路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事结构像是一个精密的钟表，每一个章节的衔接都浑然天成，没有丝毫的拖沓或冗余。它似乎遵循着一个非常清晰的逻辑递进路线：从宏观现象（如光谱）引出微观粒子（如原子核），再深入到量子场论的边缘概念。这种循序渐进的安排，极大地帮助我构建了一个连贯的知识框架。我发现自己不再是零散地记忆知识点，而是能将它们有机地联系起来，形成一个立体的理解网络。作者在处理历史背景时也很有分寸感，既没有过度渲染科学家的个人恩怨，也没有完全忽略这些发现背后的时代思潮，而是将科学发现置于人类文明发展的脉络中去考察，这使得整个阅读过程充满了人文关怀，不再是纯粹的技术灌输。这种宏观视野的融入，让原本被认为是“硬核”的物理学，变得有了温度和深度。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我之前尝试过几本号称是“量子入门”的书籍，但最终都因为各种原因半途而废，它们要么太过学术化，让我淹没在符号的海洋里；要么就是过度简化，为了通俗而牺牲了准确性。然而，这本书找到了一种近乎完美的平衡点。它在保持科学严谨性的前提下，通过巧妙的语言组织和类比，成功地将那些反常识的概念变得可以被接受。它没有试图“教”你如何计算，而是让你“理解”为什么要那样思考。最让我感到惊喜的是，作者在探讨量子纠缠等高阶主题时，其叙述的清晰度和逻辑的严密性，即便是专业人士读来也不会感到肤浅。这本书成功地为科学爱好者和专业预备者搭建了一座坚实的桥梁，它既能满足小白的好奇心，也为有一定基础的读者提供了重新梳理和深化理解的机会，是一本值得反复品读的佳作。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆