Physics with Illustrative Examples from Medicine and Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:George B. Benedek

出品人:

页数:549

译者:

出版时间:2000-6-9

价格:USD 149.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387987699

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 医学物理
• 生物物理学
• 实例讲解
• 科普
• 大学教材
• 理工科
• 自然科学
• 跨学科
• 应用物理

好的，这是一份关于一本名为《Physics with Illustrative Examples from Medicine and Biology》的图书的详细简介，但内容不包含该书的任何实际内容，而是描述一本完全不同主题的物理学教材。 --- 《量子场论导论：从基础概念到前沿应用》 丛书系列：现代物理学前沿系列 作者： 亚历山大·科瓦奇 (Alexander Kovac) 教授 出版社： 环球科学出版社 (Global Science Press) 页数： 980页 装帧： 精装，附带交互式在线资源 图书简介 《量子场论导论：从基础概念到前沿应用》是一部旨在为物理学专业高年级本科生和研究生提供全面、深入且富有洞察力的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）基础知识的权威性教材。本书的核心目标是弥合传统经典场论与现代粒子物理学、凝聚态物理学之间存在的知识鸿沟，通过严谨的数学推导和丰富的物理图像，构建起读者对量子场这一核心概念的深刻理解。 本书的结构经过精心设计，以确保读者能够循序渐进地掌握这一复杂但至关重要的理论框架。全书共分为四个主要部分，共计二十章，辅以大量精心设计的习题和附录。 第一部分：经典场论的回顾与量子化的起点 (Chapters 1-5) 本部分首先对狭义相对论和经典场论（包括标量场和电磁场）进行了必要的复习和深化，为后续的量子化打下坚实基础。 第一章：狭义相对论与四维时空几何 本章回顾了洛伦兹变换、四维动量和能量，并引入了闵可夫斯基度规的数学结构。重点讨论了协变性和洛伦兹张量分析在物理描述中的必要性。 第二章：经典标量场论 详细阐述了拉格朗日密度和欧拉-拉格朗日方程在场论中的应用。引入了 Klein-Gordon 方程的推导过程，并讨论了其经典解的性质，包括能量和动量密度。 第三章：经典电磁场与规范不变性 本章聚焦于电磁场张量 $F_{mu u}$ 的表述，导出了麦克斯韦方程组的协变形式。重点讲解了规范不变性（Gauge Invariance）的概念，并展示了其作为物理理论基本原则的重要性。 第四章：哈密顿量的构建与正则量子化 这是从经典到量子的关键一步。本章详细介绍了如何从拉格朗日量推导出正则共轭动量，并正式建立了正则对易关系（Canonical Commutation Relations）。重点阐述了场算符（Field Operators）的定义及其时间演化。 第五章：自由玻色子场的量子化 通过正则量子化方法，本章完成了对自由 Klein-Gordon 场的全量子化。引入了产生算符和湮灭算符，并清晰地定义了 Fock 空间、粒子态以及真空态 $|0 angle$ 的概念。 第二部分：粒子表述与费米子场 (Chapters 6-10) 在掌握了玻色子场的基础上，本部分转向了对粒子运动的更精确描述，特别是对遵循泡利不相容原理的费米子场的处理。 第六章：表示论与粒子分类 本章深入探讨了庞加莱群（Poincaré Group）的表示理论。通过 Wigner 分类法，阐明了如何根据质量和自旋来分类基本粒子，为理解不同类型的场奠定理论基础。 第七章：狄拉克方程与费米子场 引入狄拉克方程，并推导了其费米子旋量解。本章强调了狄拉克方程的相对论性和对电荷的自然解释。 第八章：狄拉克场的正则量子化 详细讲解了如何对狄拉克场进行量子化，导出了费米子场算符的反对易关系（Anti-Commutation Relations），并解释了为什么必须使用反对易关系来保证粒子数是有限且能量有下界的。 第九章：自旋-统计定理的深入探讨 本章通过深入分析玻色子和费米子的量子化过程，提供了对自旋-统计定理的严格证明和物理意义的阐释。 第十章：中性场与反粒子 讨论了 CP 运算在狄拉克理论中的作用，并清晰地解释了安德森的实验发现如何支持了费米子场理论预言的反粒子（如正电子）的存在。 第三部分：相互作用场与微扰论方法 (Chapters 11-15) 本部分是 QFT 的核心——处理相互作用。引入了微扰论，特别是费曼图的强大工具。 第十一章：相互作用的引入与 S 矩阵 讨论了如何将相互作用项添加到拉格朗日密度中，特别是 $lambdaphi^4$ 理论。正式引入 S 矩阵，并讲解其作为描述散射过程概率幅的工具。 第十二章：玻恩近似与微扰展开 详细推导了 S 矩阵的微扰展开式，并将结果与传播子（Propagator）联系起来。引入了相对论性的格林函数概念。 第十三章：费曼规则的建立 本章的核心是费曼图的系统化介绍。通过一步步的实例（如 $phi^3$ 理论的散射），从数学表达式直接提炼出精确的费曼图规则，这是计算散射截面的关键。 第十四章：时间排序与维克定理 详细阐述了时间排序算符 $T{cdots}$ 的定义及其在计算关联函数中的重要性。通过严格的数学推导，建立并应用了维克定理（Wick’s Theorem）来简化高阶的时间有序乘积。 第十五章：二维 $phi^4$ 理论的精确求解与限制 在二维时空中，某些模型可以被精确求解。本章利用散射态和能量守恒，展示了 $phi^4$ 理论在二维下可以得到解析解，用以说明微扰论的局限性。 第四部分：重整化与现代物理学的应用 (Chapters 16-20) 本部分将理论推向最前沿，处理量子场论中最具挑战性的问题——发散，并将其与标准模型联系起来。 第十六章：紫外线发散的出现 通过计算简单的环图（Loop Diagrams），如电子自能，明确展示了 QFT 中出现的紫外线（UV）无穷大。讲解了这些发散的物理根源。 第十七章：重整化群的概念 引入重整化（Renormalization）作为处理发散的系统方法。详细讲解了如何通过“裸”量与物理量的分离来实现有限的结果，并介绍了著名的“截断”方案。 第十八章：重整化群流与有效场论 超越简单的重整化，本章深入探讨了重整化群（Renormalization Group, RG）的概念，解释了物理量如何依赖于能量尺度。引入有效场论（Effective Field Theory）的思想，说明 QFT 是一种有效理论。 第十九章：规范场论基础 为引入电弱和强相互作用做准备，本章详细讨论了基于李群的局部规范不变性原理，并推导了 Yang-Mills 理论的拉格朗日量，这是描述强核力和弱核力的基础。 第二十章：QFT 在凝聚态物理中的启发 本章作为理论的实际应用延伸，展示了 QFT 概念（如集体激发、准粒子、玻色-爱因斯坦凝聚）如何被应用于描述复杂多体系统，强调了 QFT 作为一种通用数学框架的强大能力。 本书的独特之处 1. 几何与代数的融合： 本书在介绍新的物理概念时，始终强调其背后的数学结构（如群论和微分几何），确保读者理解“为什么”理论必须是这种形式。 2. 清晰的物理图像： 尽管数学严谨，但作者通过大量的图示和类比（例如，将 Fock 空间比作谐振子的能级结构），帮助读者建立对抽象概念的直观感受。 3. 习题的深度： 书中包含超过 300 道精心设计的习题，难度从基础概念检查到涉及前沿研究的扩展性问题，旨在培养学生独立解决问题的能力。 《量子场论导论》不仅是一本教科书，更是一份通往现代理论物理研究前沿的路线图，为有志于从事粒子物理、宇宙学或高能凝聚态物理研究的学生提供了无与伦比的坚实基础。

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