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出版者:高等教育出版社

作者:韩德刚

出品人:

页数:582

译者:

出版时间:2011-7

价格:49.80元

装帧:平装

isbn号码:9787040258585

丛书系列:

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• 科学
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• 北大
• 化学
• 物理化学
• 热力学
• 量子化学
• 化学动力学
• 统计热力学
• 分子结构
• 光谱学
• 电化学
• 表面化学
• 溶液化学

深入探索物质的奥秘：《量子力学导论与应用》 一部引领你穿越微观世界，理解宇宙基本构成的经典之作 书籍名称： 量子力学导论与应用 作者： [此处可设想一位著名理论物理学家的名字，例如：亚历山大·科瓦尔斯基] 出版社： [此处可设想一家权威学术出版社的名称，例如：普林斯顿大学出版社] --- 导言：古典物理学的黄昏与新时代的黎明 自牛顿力学建立以来，人类对宏观世界的理解达到了一个令人赞叹的高度。然而，在十九世纪末，当物理学家将目光投向原子和更小的尺度时，一连串令人费解的实验现象——黑体辐射的频谱、光电效应的规律、原子光谱的离散性——如同冰冷的礁石，无情地宣告了经典物理学大厦的局限性。 《量子力学导论与应用》正是在这样的历史背景下诞生。本书并非对现有热力学或化学动力学原理的简单重复，而是一次对自然界最深层规律的彻底颠覆与重构。它旨在为读者搭建一座坚实的桥梁，从宏观的经验世界，跨越到充满概率、叠加态与不确定性的微观实在之中。本书的叙事逻辑，是追随物理学思想的演进，从普朗克对能量量子化的“无奈之举”，到爱因斯坦对光子概念的引入，再到玻尔模型对原子结构的初步解释，最终汇聚于海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动方程，形成完备的、现代的量子力学框架。 第一部分：量子理论的基石——从波粒二象性到态叠加 本部分致力于打下坚实的数学和概念基础，这是理解后续复杂应用的先决条件。我们首先聚焦于量子力学的核心概念： 1. 能量的量子化与黑体辐射的解析： 详细剖析普朗克对电磁辐射能量的离散化假设如何成功解决了“紫外灾难”。我们不仅回顾了理论推导过程，更深入探讨了这对“能量连续性”这一经典直觉的根本冲击。 2. 光电效应与光子的确立： 深入解析光电效应的实验细节，阐明光的粒子性（光子）是如何解释光强度与电子发射能量之间关系的。本章还将讨论康普顿散射，用动量守恒的视角进一步巩固光子的概念。 3. 物质的波性：德布罗意假设与电子衍射： 这是量子理论的另一个支柱。本书将详细介绍物质波的概念，并用数学方法阐述波长与动量之间的关系。通过对大卫孙-革末实验的分析，直观展示电子作为波的行为。 4. 核心数学工具——线性代数与希尔伯特空间： 量子力学是一种内在具有数学抽象性的理论。因此，本书将花大量篇幅介绍狄拉克符号（Bra-Ket Notation）、算符、本征值与本征函数等必要的线性代数工具，并将其映射到抽象的希尔伯特空间，为后续的薛定谔方程建立运算基础。 5. 薛定谔方程的诞生与诠释： 本章是全书的理论核心之一。我们将从含时与不含时薛定谔方程出发，详细阐述波函数 $Psi$ 的物理意义——概率幅。我们讨论玻恩（Born）的概率诠释，以及波函数归一化的物理要求。 6. 不确定性原理的深刻内涵： 阐述海森堡不确定性原理 $Delta x Delta p geq hbar/2$ 的数学推导，并探讨其作为一种基本自然限制而非测量误差的本质。本书强调了观测行为与被观测系统之间不可分割的联系。 第二部分：一维与三维势场中的量子行为 在建立了基本框架后，本书将通过一系列标准、但至关重要的“玩具模型”来展示量子力学在解决具体问题时的威力。这些模型的解清晰地揭示了量子化现象的必然性： 1. 自由粒子与波包的演化： 分析自由粒子波函数的传播，特别是如何利用高斯波包来模拟粒子的局部化，并展示其在时间演化中的展宽现象（群速度与相速度的区别）。 2. 势垒穿透（量子隧穿效应）： 这是一个完全违背经典直觉的现象。本书将详细计算粒子在有限高势垒和方势阱中的透射系数和反射系数，并将其应用于核衰变和扫描隧道显微镜（STM）的原理分析中。 3. 一维无限深势阱： 这是量子化能量的第一个、最清晰的数学体现。求解薛定谔方程后，读者将直接看到能量本征值 $E_n$ 与量子数 $n$ 之间的平方关系，并理解零点能的由来。 4. 有限深方势阱与束缚态： 讨论比无限深势阱更接近现实的有限势阱问题，重点分析势阱宽度、深度与束缚态数量、能量之间的关系，并引入反射和透射系数的复杂数值计算方法。 5. 谐振子（量子力学中的“钟”）： 详细使用幂级数解法或升降算符方法（取决于读者对数学的熟悉程度）求解量子谐振子，并对比其能级结构 $E_n = (n + 1/2)hbaromega$ 与经典谐振子的能量分布，凸显零点能的物理重要性。 第三部分：角动量、自旋与原子结构 本部分将量子力学扩展到描述更复杂的系统，特别是原子和分子中的电子行为。 1. 三维定态薛定谔方程与球坐标系： 引入三维空间问题，并转向球坐标系，分离变量法是本章的关键技巧。 2. 角动量算符与对易关系： 详细推导角动量算符的代数结构，特别是 $[L_x, L_y] = ihbar L_z$ 等对易关系，这些关系决定了角动量的可观测性。 3. 球谐函数与轨道角动量量子化： 求解球形对称势场（如库仑势）的薛定谔方程，导出轨道角动量平方 $mathbf{L}^2$ 和 $L_z$ 的本征值，并引入量子数 $l$ 和 $m_l$，及其对应的球谐函数 $Y_{l}^{m_l}( heta, phi)$。 4. 电子的内禀属性——自旋： 介绍斯特恩-盖拉赫实验，证明电子具有一个内禀的、与轨道无关的角动量——自旋 $s=1/2$。阐述泡利不相容原理及其对多电子原子结构（如元素周期表）的决定性影响。 5. 氢原子的精确解： 结合库仑势、角动量理论和自旋，完美再现氢原子能级谱，精确解释了主量子数 $n$ 与能量的关系，并引入里德伯常数与薛定谔理论的联系。 结语：超越表象的实在论 《量子力学导论与应用》的目标，是让读者不再将量子力学视为一堆奇特的公式，而是理解它作为描述自然界最基础、最普适规律的语言。本书的视角清晰地避免了传统“物化论”的倾向，转而强调概率、信息与测量过程在构建我们所感知的物理世界中的核心作用。它为进一步涉足固体物理、量子场论、量子信息科学等前沿领域，提供了无可替代的理论基石。 本书的深度和广度，确保了它不仅是物理学专业学生的案头必备，也是任何渴望理解现代科学驱动力——微观世界本质——的严谨思考者的理想读物。

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读这本书的过程中，我最大的感受就是它极大地拓展了我的认知边界。很多过去我无法理解的自然现象，现在都有了清晰的解释。比如，我曾经对水的沸腾和结冰感到好奇，这本书就用相图和热力学原理为我揭开了它们的神秘面纱。这种“知其然，更知其所以然”的学习过程，让我觉得非常有成就感。

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我最喜欢的部分是关于量子力学在化学中的应用的章节。那种描述微观粒子行为的奇特理论，对我来说充满了挑战，但也因此充满了吸引力。从薛定谔方程到分子轨道理论，每一次对这些概念的深入理解，都让我感觉自己离揭开物质本质的奥秘又近了一步。这本书让那些看似玄妙的理论变得触手可及，我深深地感受到了科学的奇妙。

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这本《物理化学》给我带来的，不仅仅是知识的积累，更是一种思维方式的重塑。它不像一些教科书那样，只是简单地罗列公式和定义，而是更注重逻辑的严谨性和概念的深入理解。每一次阅读，都像是在进行一场智力上的探险，每一次解开一个复杂的概念，都伴随着一种豁然开朗的喜悦。我特别喜欢书中那些引人入胜的例子，它们将抽象的理论与现实生活中的现象紧密联系起来，让我能够更直观地感受到物理化学的魅力。

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我一直认为，真正的学习不仅仅是记忆，更是理解和应用。这本书在这方面做得非常出色。它提供的习题和案例分析，让我有机会将学到的理论知识付诸实践。每一次解决一个问题，都是一次对所学内容的巩固和深化。我发现，当我能够用物理化学的语言来描述和分析一个实际问题时，我的解决问题的能力也得到了极大的提升。

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这本书的封面设计，最初就给我一种厚重而又充满探索的吸引力。那种深邃的蓝色，夹杂着一些抽象的分子模型图案，似乎在诉说着科学的奥秘。翻开扉页，一股淡淡的纸墨香扑鼻而来，这种熟悉的气息总能让我感到安心，仿佛即将踏上一段未知的旅程。我是一个对世界运行的根本原理有着强烈好奇心的人，总想知道那些肉眼看不见的微观世界是如何运作的，又是如何影响我们所处宏观世界的。

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这本书的排版和设计也非常人性化。纸张的触感舒适，字体大小适中，章节之间的过渡自然流畅。即使是阅读很长一段时间，也不会感到眼睛疲劳。这种细节上的考究，无疑为我提供了更加愉悦的阅读体验，也体现了出版方对读者的尊重。

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我常常在深夜里，在柔和的台灯光下，静静地翻阅这本书。每一个公式，每一个图表，都像是通往未知领域的一把钥匙。我喜欢反复推敲那些推导过程，尝试自己去理解每一个步骤的意义。有时候，我会因为一个看似简单的概念而陷入沉思，直到真正理解它背后蕴含的深刻道理，才心满意足地继续往下读。这种沉浸式的学习体验，是其他任何形式的获取信息都无法比拟的。

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从前，我对化学的印象只停留在中学时期的元素周期表和简单的化学反应，觉得它枯燥乏味，充满了繁琐的记忆。然而，这本书彻底颠覆了我过去的认知。它让我看到了化学背后更深层次的物理原理，理解了能量、熵、相变等概念是如何支配物质转化的。读到热力学的部分，我才真正明白为什么有些反应能够自发进行，为什么有些过程会不可逆。这种对微观世界规律的洞察，让我对周围的一切都产生了全新的认识。

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这本书的叙述风格非常独特，它不像很多技术书籍那样冷冰冰地陈述事实，而是充满了人文关怀和对科学探索的热情。作者仿佛是一位经验丰富的向导，带领着我在物理化学的浩瀚海洋中航行。他善于用生动形象的语言来解释复杂的概念，避免了过于晦涩的术语，让即使是初学者也能感受到学习的乐趣。我尤其欣赏他在介绍一些重要理论时，会追溯其历史发展和科学家的贡献，这让我对科学的进步有了更深的敬意。

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总而言之，这本书不仅仅是一本关于物理化学的书，更是一扇通往科学世界的大门。它以其严谨的逻辑、深刻的见解和生动的叙述，点燃了我对科学的无尽热情。我强烈推荐给所有对自然科学感兴趣的读者，相信它一定会带给你意想不到的惊喜和收获。

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其实是北大教学的尝试手法，书本身是很不错的

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其实是北大教学的尝试手法，书本身是很不错的

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酱油科目不解释- -

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