量子力学教程(第2版) 周世勋 2009 高等教育出版社

量子力学教程(第2版) 周世勋 2009 高等教育出版社

《量子力学教程(第2版)》—— 一部严谨而充满启发的经典教材

作为一部以“「普通高等教育十一五国家级规划教材」”身份面世的经典之作,「《量子力学教程(第2版)》「由中国著名理论物理学家、教育家——「周世勋教授」执笔,由」高等教育出版社」于2009年出版(ISBN: 978-7-04-026278-0)。该教材涵盖了量子力学的诸多核心主题,并在我国高等教育中深受师生信赖。

一、教材结构与内容一览

本书系统构建了从基础理论到深入应用的完整框架结构,章节安排如次:

  1. 「绪论」:回顾经典物理的局限,阐述光的波粒二象性、玻尔原子模型和微粒波动特性,以及量子力学的历史背景和诞生逻辑。
  2. 「波函数与薛定谔方程」:提出波函数的统计诠释、态叠加原理,推导时间依赖与定态薛定谔方程,讨论粒子流密度和数守恒定律,并通过一维无限深方势阱、线性谐振子、势垒透射等具体例题进行阐释。
  3. 「力学量的算符表示」:包括动量和角动量算符、氢原子运动、厄米算符的性质、算符的对易关系及不确定性原理,并论述期望值的时间演化与守恒律。
  4. 「表象与态」:引入态空间表象、算符矩阵形式、狄拉克符号、量子态的矩阵表示及占有数表象等形式主义内容。
  5. 「微扰理论」:涵盖非简并与简并微扰理论、斯塔克效应、变分法在氦原子基态与跃迁中的应用,以及时间依赖微扰、跃迁概率与选择定则。
  6. 「散射理论」:详示碰撞过程中的截面定义、分波法在弹性散射中的应用、玻恩近似及质心系与实验室系的区别分析。
  7. 「自旋与全同粒子」:讨论电子自旋算符、塞曼效应、角动量耦合、精细结构、泡利不相容原理及氦原子的微扰计算;并包含氢分子的化学键理论(海特勒–伦敦法)。
  8. 「量子力学若干进展」:涉及朗道能级、阿哈罗诺夫–玻姆效应与贝利相位等前沿现象与现代诠释。

而每一章不仅层次清晰,而且大量配以经典例题、小结与习题,兼顾培养学生的概念理解与数学处理能力。

二、学术风格与教学价值

  • 「叙述清晰、数学严谨」:周世勋教授在注重物理直觉的同时,兼顾数学严肃性,使教材在学理推导中逻辑严密,适合培养学生的理论素养。
  • 「例题丰富、思路明确」:借助大量例题,将抽象理论具象化;并强调“解题思路”的引导作用,通过多种解法帮助学生理解与运用。
  • 「适度拓展思维空间」:章节后的练习题不仅巩固基础,还延伸至更广泛议题,拓展学生思考的深度与广度。
  • 「教材与辅导同步支持」:本书配有由倪致祥编写的《量子力学教程(第二版)学习指导》,专门引导学生把握解题核心、扩展背景知识,并启发逻辑思维与灵活运用。

三、适读对象与教育意义

  • 本书适合作为物理学、应用物理学、天文学等高等院校本科及研究生的教学教材,也相当适合对量子力学有浓厚兴趣的研究人员与学习者参考。
  • 其系统性、逻辑性与教学导向性强,非常适合引导学生从经典物理跨越到现代物理的思维范式。
  • 对于研究型、理论型方向的培养尤其有益,有助于夯实能力基础、提升理论建模与分析判断素养。

四、学界评价与影响

虽然没有特别详细的评价数据,但在豆瓣平台,该书的平均评分虽仅在 7.2–7.6 左右,但读者评价中强调“解题过程的训练帮助理解物理原理”、“数学处理能力的提升是理解量子力学的关键”。也有读者自嘲“脑袋都要直了”,但这恰恰彰显其挑战性与价值。

五、结语与推荐理由

总之,《量子力学教程(第2版)》是一部兼具「严谨性、系统性与教学导引性」的卓越教材。它在培养学生基础理论功底的同时,也启人思考、训练推导、培养求解能力。对于致力于理论物理、算法模型或物理方法研究方向的学生而言,是一部不可多得的经典教材。 如您正欲深入量子力学,不妨选用本书——它值得反复研读与思考。希望这篇书介能够为您决策提供参考,祝您的学术旅程硕果累累!

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量子力学教程(第2版)
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