Elements of Quantum Electrodynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:IPST

作者:A I Akhiezer

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1959

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780706502312

丛书系列:

图书标签:

• 量子电动力学
• 量子场论
• 费曼图
• 相对论量子力学
• 电磁学
• 粒子物理
• 量子力学
• 狄拉克方程
• 重整化
• 标准模型

量子电动力学精要 简介 量子电动力学（QED）是描述光与物质相互作用的极其成功的理论，它也是物理学中最精确的理论之一。本书《量子电动力学精要》旨在为读者提供对这一深刻理论的清晰、严谨且全面的理解。我们不是简单地罗列公式，而是深入探讨其背后孕育的思想、发展的脉络以及其在现代物理学中所扮演的关键角色。 本书的出发点，是理解为什么需要引入量子理论来描述电磁现象。从经典的麦克斯韦方程组到量子力学的诞生，再到量子场论的出现，我们将追溯历史的脚步，揭示QED是如何一步步成长起来的。我们将强调相对论与量子力学的结合在构建QED中的核心作用，以及狄拉克方程如何为描述电子和其反粒子（正电子）的性质奠定基础。 本书的核心内容将围绕QED的四大基本要素展开： 1. 量子化的电磁场（光子）：我们将深入探讨光子的概念，它不仅仅是光波的粒子性表现，更是电磁相互作用的传递者。我们会详细介绍光子的产生与湮灭过程，以及其在量子场论中的数学描述，包括场算符、产生和湮灭算符等。理解光子作为一种基本粒子，以及它是如何构建出我们所观测到的电磁现象，是掌握QED的关键。 2. 量子化的带电粒子（如电子）：我们将阐述如何对电子这样的带电粒子进行量子化描述。这涉及到狄拉克旋量场的概念，以及如何理解电子的自旋、能量谱以及其与反粒子的关系。我们将详细介绍狄拉克方程的结构及其物理意义，以及如何通过其推导出电子的各种性质。 3. 相互作用的描述（光子-电子相互作用）：QED的核心在于描述光子与带电粒子之间的相互作用。我们将重点介绍这种相互作用是如何通过交换虚光子来实现的。费曼图作为一种直观且强大的工具，将贯穿全书的介绍。我们会详细解释费曼图的构成元素、如何读懂费曼图以及如何利用费曼图计算散射截面、衰变宽度等可观测物理量。从最简单的汤姆逊散射到更复杂的电子-电子散射，读者将逐步掌握利用费曼图进行计算的技巧。 4. 重整化：在计算过程中，不可避免地会遇到无穷大。本书将深刻探讨重整化技术在QED中的重要性。我们将解释发散的来源，并详细介绍如何通过引入重整化方程和重整化群来消除这些无穷大，从而得到有限且可与实验精确对比的物理结果。重整化是QED能够取得巨大成功并预测微小效应（如反常磁偶极矩）的关键所在，本书将对其进行深入的剖析。 除了上述核心内容，本书还将涵盖QED在不同物理过程中的应用，例如： 原子谱线：QED解释了原子能级的精细结构和超精细结构，其理论预言与实验测量高度一致，是QED精确性的有力证明。 粒子衰变：我们将讨论QED如何描述带电粒子的衰变过程，例如μ子的衰变。 高能粒子散射：在粒子加速器中进行的各种粒子碰撞实验，其结果都可以用QED进行精确描述。 本书旨在为物理学专业学生、研究人员以及对现代物理学有浓厚兴趣的读者提供一个坚实的基础。我们力求在严谨的数学推导与清晰的物理图像之间取得平衡，使读者在掌握量子电动力学精髓的同时，也能感受到其背后蕴含的深刻物理思想。通过本书的学习，读者将能够深刻理解微观世界的运作方式，并为进一步探索更复杂的物理理论打下坚实的基础。

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如果要与其他教材相比较，这本书最独特的一点在于它对“物理直觉”培养的重视程度。很多教材在处理散射截面或衰变率的计算时，往往会直接给出计算流程，而这本书则会花费笔墨去解释，为什么我们选择特定的微扰阶数，为什么某个过程的费曼图看起来比另一个更“容易”发生。它试图去构建一种内在的、基于物理图像的直觉判断力，而不是纯粹依赖数学的蛮力。例如，它在讲解自能修正时，会深入剖析这些修正如何反映了粒子与其自身发出的虚光子场的持续相互作用，这种对内在机制的剖析，远比单纯的数学形式推导来得深刻。这种对物理图像的强调，使得这本书的读者在面对新的、未曾遇到的物理场景时，不会感到迷茫，因为他们已经内化了一套强大的、基于电动力学基础的思维模式。它像一本武林秘籍，教的不是招式，而是内功心法，一旦掌握，举一反三便不在话下。对于任何想要真正吃透量子场论基础，而非仅仅应付考试的严肃学习者来说，这本书是不可替代的里程碑式的作品。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调，配上古朴而又充满未来感的字体，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里的时候，那种扎实的重量感和纸张的质感，让人油然而生一种对知识的敬畏。我本来是抱着试一试的心态来翻阅的，毕竟量子电动力学这个领域听起来就让人望而生畏，但这本书的排版布局非常人性化，图表的清晰度和对公式的推导过程的细致程度，远超我的预期。尤其是它对某些核心概念的处理，简直是化繁为简的艺术。比如，它在介绍费曼图时，不是简单地罗列规则，而是通过一系列精心设计的类比和历史背景的穿插，让你仿佛能亲眼看到粒子间相互作用的微观过程。我花了整整一个下午，沉浸在那些复杂的积分和张量运算中，但奇怪的是，并没有感到丝毫的疲惫，反而有一种拨云见雾的畅快感。这本书的配图，比如不同相互作用强度的粒子云的可视化，简直是教科书级别的典范，它们不仅仅是插图，更是理解抽象概念的桥梁。我特别欣赏作者在每个章节末尾设置的“思考题”，它们往往不是那种可以直接套公式的简单运算，而是需要你深入理解物理图像才能回答的深度问题，这极大地激发了我的探索欲。这本书的阅读体验，从触感到内容，都散发着一种老派经典著作的沉稳与严谨，让人感觉自己正在接触的，是物理学殿堂中最核心的秘密。

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这本书的行文风格，用一个词来形容，就是“冷峻的诗意”。它没有多余的、煽情的引言或脚注，每一个句子都像经过精密计算的数学表达式一样，简洁、准确，却又蕴含着深刻的物理洞察。比如，作者在论述电磁相互作用的规范不变性时，那种对对称性原理的推崇和敬畏，透过文字本身就扑面而来，让人感受到物理规律背后的那种终极美感。我尤其喜欢它对历史背景的引用，它不是简单的罗列时间线，而是巧妙地将关键人物（比如海森堡、泡利）在特定思想突破时的挣扎和顿悟融入到理论的构建过程中，这使得整个理论体系的建立过程充满了人性的张力和戏剧性。阅读过程中，我常常会停下来，去想象当年物理学家们在面对实验数据与现有理论的矛盾时，是抱着何种决心和智慧来构建出如此宏大且精确的理论模型的。这本书不仅仅是在传授知识，更是在传递一种科学探索的精神，一种对自然界最深层规律的执着追求。它让我体会到，真正的科学著作，其魅力不在于花哨的辞藻，而在于其内容本身所蕴含的逻辑力量和思想深度。

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这本书的实用性评估，我必须给出一个极高的评价。我是在准备一个涉及到高能物理模型的项目时接触到它的，原本以为需要花费大量时间去重新推导基础的量子场论工具，但这本书的附录部分简直是“救命稻草”。它详细地整理了各种重要的对易关系、张量代数的基础操作，甚至连如何高效地进行狄拉克矩阵的运算都有详细的指导，这对于需要快速构建模型进行数值模拟的研究者来说，无疑是极大的便利。更重要的是，书中提供的案例分析，尤其是关于低能近似下量子电动力学的应用实例，非常贴近现代物理研究的前沿。例如，对兰姆位移和反常磁矩的计算过程，它不仅给出了最终的解析解，更重要的是，它清晰地展示了如何处理无穷大的出现以及如何通过物理的、非数学的手段（即重整化）来消除这些瑕疵。这不仅仅是理论的展示，更是一套完整的、可操作的研究范式。读完这一部分，我感觉自己仿佛拥有了一套精密的“理论构建工具箱”，而不是仅仅获得了一堆死的知识点。

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说实话，我对物理学的理解一直停留在相对比较基础的层面，涉及到高阶的场论和微扰展开时，我常常会感到力不从心。但是，这本书的叙事节奏掌握得极其老道，它像一位经验丰富的老教授，耐心地牵着你的手，一步一步地从麦克斯韦方程组开始，稳健地迈入量子化的门槛。它没有一开始就抛出那些让人眼花缭乱的狄拉克海或者洛伦兹协变性这些“高冷”的概念，而是先花了相当大的篇幅来铺垫必要的数学工具，比如群论在对称性分析中的应用，这为后续内容的展开奠定了坚实的基础。我记得有一次，我在理解虚粒子和能级的重整化时卡住了很久，翻阅了市面上好几本参考书都没有得到满意的解释。而这本书中，作者用了一种非常直观的、基于路径积分的视角来重新诠释了这个问题，那种豁然开朗的感觉，至今记忆犹新。它不追求速度，只注重深度和扎实性，每一个数学步骤都有明确的物理意义支撑，读起来让人心安。这种教学方法的精妙之处在于，它让你在不知不觉中，已经掌握了处理复杂量子场论问题的思维框架，而不是仅仅记住了一堆公式的推导过程。它教会的，是“如何思考”而不是“思考什么”。

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