中外著名《量子力学》教材之比较 联系客服

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本理论,后部分涉及更多的应用和更深刻的理论探讨。将量子力学与高等量子力学融在一本书中,但相对论量子力学体系远大于非相对论量子力学,也正因为如此,也不可能太多的涉及场的量子化的内容,有取有舍,对于能力强的读者能更方便的衔接这两部分知识,对于教师应视其课时长短、学生水平高低而有所取舍。另外作为参考,带“*”号的章节可以留在高等量子力学中讲授。

2、论述完整,问题开放。为了表述清楚量子力学的基本概念,不仅通过与经典力学对照,还就量子力学的三种不同表述形式:波动力学、矩阵力学和路径积分张开讨论,彼此等价的描述了量子力学。而且就适用范围、相互联系、各种推理做出了深入浅出的阐述。后半部分还就物理界争论比较多的隐变量理论和时下热门的量子信息、量子纠缠独立成章论述,它们分别涉及量子力学的基础问题和目前应用发展讨论最热的两个方面,虽然只是简单介绍,但极具代表性和引导性。

3、章节联系紧密。几乎每章开始都附有小序,不仅对上一章的内容有做总结,还逻辑清晰的转向之后讨论章节的内容及意义。承上启下的小序,让看起来庞大又晦涩的量子力学看起来清晰且轻松了些,提纲挈领的作用也能减少读者对量子力学理论本身很多不知从何而来的疑惑的问题。小序字数虽少,但感官效果可不小。

4、应用内容有所侧重。量子力学在一个多世纪内得到广泛的发展,在固体物理、介观物理、原子物理、表面物理、天体物理,甚至化学、生物各个领域都有广泛应用。当然任何一本好的量子力学教材不可能通过简单的罗列来展现。本书有针对性的介绍了一些重要而又有启发性的前沿内容,比如处理夸克紧闭的MIT袋模型、涉及量子力学基础的隐变量理论,这些问题现在依旧很热且未完全解决;一些实用的方法和效应,形式微扰理论、密度矩阵、跃迁矩阵和散射矩阵、扭曲波近似、超流和近似二次量子化方法、哈特里一福克近似、阿哈朗诺夫一玻姆效应、贝利相位、卡什米尔效应;以及一些基本概念和思辨,克莱因佯谬、EPR佯谬、bell不等式、对称性等内容。

5、内容讨论详细,图表盒例题相对少些,但把大部分重心放在知识内容本身的讨论上,为了简述清楚概念,推导了大量的公式,并不是单纯的为了教会读者做题,而是先弄明白理论,在通过章节后的习题练习加深,当然有的题目难度偏大,有的本身就是学术论文,读者也可以借此开拓下视野,或进一步寻找钻研的课题。 2.5 侧重方向

本书的出发点不仅仅是作为大学生的教学用书,还是作为教师和研究生科研的参考书,所以介绍了很多有针对性的前沿内容。注重对知识点本身的理解,少量的例题足以说明概念,

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而不是为了做题而罗列一堆例题习题,看起来也不至于过于繁琐。知识点的链接也很恰当。 2.6 难易程度

很好的做到了深入浅出,内容丰富,概念清晰,言简意赅。习题也不少,作者希望读者通过必要的练习,正确的计算来理解正确的概念,但有的题目难度偏大,读者也可以借此开拓下视野,或进一步寻找钻研的课题。网上也配有相关教学视频,可以结合学习,有很明显的良好效果。

2.7 该书值得商榷之处

本书知识涵盖面广,属于百科全书类型的教程,但习题难度大了一些,图表和例题似乎少了些,适当的添加有用的图表有助于其工具书的功能,比如C-G系数表,总体而言,还是很不错的量子力学教材。

三、张永德《量子力学》第二版的评价与分析

3.1 引言

本书于2002年出版后,先后获准为普通高等教育“十五”和“十一五”国家级规划教材,迄今已印刷4次。本书可与作者的《高等量子力学》一书前后相继,相互配合。本书被清华和中科大使用多年。 3.2 作者简介

张永德,理论物理学家。1959年毕业于北京大学物理系原子能系核反应专业,之后一直在核工业部从事原子能方面的国防科研工作,曾参与和领导了多次重大国防工程核物理与中子物理实验与计算工作。1981年转入中国科技大学任教。1987年提为理论物理教授。现任近代物理系理论物理专业教授、博士生导师,中国科学院等离子体物理研究所兼职研究员,全国高校量子力学研究会副理事长,维也纳原子所客座教授。合作编著了大型丛书《高等物理精编》(五卷),主编大型丛书《美国物理试题与解答》(七卷)。在国内外著名期刊上发表学术论文近60篇。和所指导的多名硕士博士研究生一起系统地创立了量子变换理论。多次主持国家自然科学基金项目和国际合作研究项目。1992年首批获国务院政府特殊津贴。 3.3 教材总体架构与内容简介

本书讲述非相对论量子力学,全书分三部分内容,1、基本内容:量子力学的物理基础、Schrodinger方程的一般讨论、一维问题、中心场束缚态问题、量子力学的表象与表示、对称性分析和应用、电子自旋角动量、束缚定态的近似求解方法;2、进一步内容:电磁作用分析和重要应用、势散射理论;3、开放系统问题:含时问题与量子跃迁、量子态描述与操控。

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适合作为物理类各专业本科生、研究生教材,并可供教师及研究人员教学科研参考,同时,书中针对不同学时,给出了三种不同的选用方案,为便于教学和自学,书中习题配有题解出版(《量子力学习题精解》,吴强,柳盛典编著)。 3.4 该书的主要特色

1、内容设计别具用心。量子力学作为一门基础性的理论课程,一般是很难有新颖的面貌更新,作者就量子力学的框架分成了三部分讨论,第一部分与传统的教材一样,注重量子力学基本原理和思想的分析理解;第二部分考虑了现实中量子力学传统经典的研究和观测途径,电磁效应和散射效应;考虑课时和难易程度,将含时微扰与定态微扰分开讨论,并与量子信息论划分在第三部分。这是作者对学时安排而做的一个独特安排,其中有许多带星号的章节,以及第三部分是选学内容。无星号的第一部分为60学时,无星号的第一、第二部分正好为一学期76学时。适量多余的讲授和讨论的内容,供有余力的学生拓展思路。

2、内容比一般教材包含有更多的应用内容,贴近现代量子论发展。深入浅出的介绍了相干态、非惯性系量子力学、AB效应、Casimir效应、量子Zero效应和量子信息等。在第二章考虑了量子力学的经典过渡;在第五章中引入了实际用途更大的非惯性系量子力学,完整理论的同时对概念也能有更深的启示,介绍了量子引力相关效应的COW实验和引力红移;在第十一章中细致分类讨论了常微扰、周期微扰、突然微扰、绝热微扰等情形。第十二章对量子信息论的物理基本做了详细的描述,就量子测量、态描述、存储、操作展开介绍。

3、条目清晰,罗列了一些假设、公理定理,排列有序,逻辑紧凑。比如总结了一维问题的四个定理,列出量子体系的五公设。表述方式采用不少数学化的定理证明,条理清晰。有些章节还将重要而有针对性的例题整理在一个小节里,方便读者。

4、内容具有开放性,不仅仅是把一套成型的理论呈现出来,而且还指出目前对问题认识的局限性,比如,Born近似的适用条件、非相对论量子力学的局限性,量子体系的逻辑自洽性讨论,同时也指明了相关文献,这样不仅有利于避免读者对量子力学的理解变成教条式理解,而且有助于读者对内容的深入理解和思想的活跃。 3.5 侧重方向

本书是一本关于非相对量子力学的教材或参考书,面向教师授课和研究生科研等用途,按课时需求提供了三种方案,便于教学和自学,对量子力学的教学注重开放性理解,不回避问题,从理论本身的逻辑自洽性与局限性,双向的展示了量子力学的思想本质,强调对基本物理体系的正确理解,然后再考虑详细的数学推导,并尽可能做到符合数理逻辑,自洽并且符合物理实际。

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3.6 难易程度

知识结构层次逻辑清晰,由易入难,内容丰富。例题和习题结合适当,并且书中习题配有题解出版(《量子力学习题精解》,吴强,柳盛典编著)。适合入门教学与自学。 3.7 该书值得商榷之处

图表相对少了点,对概念的分析讨论不够深刻、丰富,单纯的证明定理并不意味着能让读者真正掌握和理解思想的本质。

四、David J.Griffiths《Introduction to Quantum Mechanics》的评价与分析

4.1 引言

David J.Griffiths著的《Introduction to Quantum Mechanics》一书是美国许多一流理工科大学,包括麻省理工学院(MIT)和加州大学洛杉矶分校(UCLA),物理系学生的教学用书,在欧美被认为是最合适、最现代的教材之一。清华大学自2003年开始两次在物理系使用该书为教材,得到同学们的一致好评。 4.2 作者简介

David J.Griffiths,美国理论物理学家,物理教育家。自1978年以来一直在里德大学任Howard Vollum科学教授,研究领域广泛且富有成果。因其是三本被本科物理学学生高度重视的教科书的作者而广为人知和崇拜,三本分别介绍:基本粒子(出版于1987年,第二版出版2008),量子力学(出版于1995年,第二版出版2004),电动力学(出版于1981年,第三版在1999年出版)。他还获得了1997年为表彰“那些做出了卓越的学术贡献物理教育”的Robert A. Millikan奖。 4.3 教材总体架构与内容简介

全书分两部分:理论篇与应用篇。理论篇包含5章:波函数、不含时薛定谔方程、形式理论、三维空间的量子力学、全同粒子;应用篇包含6篇:定态微扰论、变分原理、WKB近似、含时微扰理论、绝热近似、散射。

本书可适用于对线性代数、复数、微积分、傅里叶变换、狄拉克函数、经典力学、电动力学基本掌握的低年级本科生,可开设为一学期或一学年的课程。 4.4 该书的主要特色

1、内容具有系统性,逻辑思路清晰,章节之间联系清晰,包含了本科量子力学最主要的内容。为将量子力学的基本原理阐述清楚,先按一般的方法讨论,而不是刚开始就用新的方法,等遇到问题时,再讨论具体的应对策略,或者干脆给出应用的定理,有助于初学者学习的一贯性和掌握整体框架。从简单的概率论和微分方程人手,直接从Schrodinger方程开

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