内容简介
第1章 量子力学的理论结构
1.1量子力学的理论结构
1.1.1运动学与动力学
1.1.2观测理论
1.1.3自由度
1.1.4表象理论
1.2量子力学的几种形式及其与经典力学的对应
1.2.1Heisenberg-Dirac形式与Poisson-Hamilton形式的对应
1.2.2Schr?dinger形式与Hamilton-Jacobi形式的对应
1.2.3Feynman形式与Lagrangian形式的对应
1.2.4Nelson的随机形式与牛顿力学形式的对应
1.3量子力学的主要应用
1.4量子力学的近期发展
第2章 对称性理论与守恒定律
2.1物理系统的对称性与守恒律
2.1.1对称性
2.1.2对称性的分类
2.1.3对称性的表述
2.1.4对称性的后果
2.1.5简并子空间的量子态按对称群不可约表示分类
2.2空间各向同性和系统的转动对称性——角动量守恒及角动量理论精要
2.2.1空间各向同性与系统的转动不变性
2.2.2转动群的不可约表示,两个角动量的耦合与C-G系数
2.2.3转动群元?(Ω)的矩阵表示——D-函数
2.2.4不可约张量算符,Wigner-Eckart定理与选择定则
2.3.1时间平移不变性与能量守恒
2.3时空平移对称性和反射对称性
2.3.2空间平移不变性与动量守恒
2.3.3空间反射不变性与宇称守恒
2.3.4时间反演不变性
2.4全同粒子系统的置换对称性与统计性守恒
2.4.1全同粒子
2.4.2置换对称性
2.4.3置换群
2.4.4分数统计
2.5量子系统?的动力学对称性
2.5.1动力学对称性的定义
2.5.2具有动力学对称性的系统的性质
2.5.3例子
2.6.3不连续的对称变换导致离散群
2.6.4晶体的平移群是一般空间平移变换群的离散子群,而晶体的点群是O(3)群的离散子+群
2.6对称性与群论
2.6.2连续的对称变换导致李群——连续可微群
2.6.1对称性导致对称群
第3章 多体理论(Ⅰ):平均场理论
3.1量子力学多体问题
3.1.1量子多体系统与量子多体问题
3.1.2量子多体理论:微观理论和等效理论
3.1.3微扰理论和非微扰理论
3.2平均场理论:最简单的非微扰理论和处理多体问题的出发点
3.2.1平均场理论的基本思想
3.2.2平均场近似:时间有关的Hartree-Fock理论(TDHF)与Hartree-Fock理论(HF)
3.2.4平均场理论的意义
3.2.3玻色子系统的平均场理论
3.3原子的平均场理论:原子的壳层结构
3.3.1原子中电子的运动,类氢原子和电子-电子之间库仑相互作用修正
3.3.2原子的平均场理论
3.3.3原子平均场理论的改进,能量密度泛函方法
3.4原子核的平均场理论:原子核的壳层结构
3.4.1原子核中核子的独立粒子运动与幻数的存在
3.4.2原子核的平均场理论:TDHT和HF近似
3.4.3原子核平均场理论的唯象形式——壳层模型
3.4.4原子核的相对论性平均场理论
3.5晶体的平均场理论:固体的能带结构
3.5.1固体的量子力学多体问题
3.5.2电子运动与原子核运动的分离:Born-Oppenheimer近似
3.5.3巡游电子运动方程的平均场近似:能带结构
3.5.4固体平均场理论的改进
3.6平均场理论的改进:密度泛函理论与局域密度近似
3.6.1量子多体系统基态的性质:能量最低、能量泛函对波函数变分极小
3.6.2Hohenberg-Kohn定理
3.6.3Kohn-Sham方程
3.6.4Exc[ρ]的局域密度近似
3.6.5Car-Parrinello的从头算分子动力学(AbInitioMolecularDynamics)(CP-AIMD)
3.6.6时间有关的Kohn-Sham方程
3.7散射与反应问题的平均场理论——光学模型
3.7.1原子碰撞和原子核碰撞问题
3.7.2光学模型
4.1多粒子系统量子态的单粒子态描述
4.1.1多粒子系统中的单粒子状态:剩余相互作用与单粒子态量子跃迁
第4章 多体理论(Ⅱ):剩余相互作用与二次量子化表象
4.1.2单粒子量子态跃迁与单粒子量子态产生、消灭算符
4.2二次量子化表象
4.2.1二次量子化表象的基本精神
4.2.2玻色系统
4.2.3费米子系统
4.2.4量子多体系统二次量子化表象的场论形式
4.3原子核的组态混合模型
4.4固体物理中的几个模型
4.4.1固体的磁性与Heisenberg模型
4.4.2电子窄带关联与Hubbard模型:金属-绝缘相变
4.4.3杂质磁性与Anderson模型
4.4.4金属的超导电性与Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)模型
5.1.1纯态与混合态
5.1.2多体系统的关联等级理论
第5章 多体理论(Ⅲ):超越平均场近似的非微扰理论:密度矩阵理论和Green函数理论
5.1纯态与混合态、多体系统的关联等级描述
5.2密度矩阵理论:多体关联密度矩阵动力学
5.2.1密度矩阵与冯·诺意曼方程
5.2.2约化密度矩阵及其运动方程
5.2.3多体关联密度矩阵动力学
5.2.4二体关联密度矩阵动力学及其应用
5.2.5两类不同自由度的约化密度矩阵
5.3Green函数理论:多体关联Green函数动力学
5.3.1一个粒子系统的Green函数
5.3.2多粒子系统的Green函数
5.3.3Green函数的运动方程:多体关联Green动力学
5.3.4基态单粒子Green函数的Lehmann谱分解
5.3.5多体系统的Green函数,二次量子化表象形式
5.4量子统计力学初步
5.4.1非平衡态统计力学
5.4.2平衡态统计力学
第6章 碰撞、散射和反应问题:光学模型与S-矩阵
6.1碰撞、散射和反应问题
6.1.1结合态问题与非结合态碰撞问题:结构问题与碰撞问题
6.1.2势场散射与光学模型
6.1.3反应过程及其特点
6.1.4处理碰撞问题的任务
6.2Lippmann-Schwinger方程
6.2.1碰撞问题的描述:反应道——内部运动与相对运动的联合描述
6.2.2Lippmann-Schwinger方程
6.2.3跃迁振幅
6.2.4反应过程的跃迁振幅
6.3光学模型和势场散射
6.3.1光学模型
6.3.2微观光学势与唯象光学势
6.3.3粒子在光学势场中的散射与吸收
6.4S-矩阵
6.4.1量子力学处理问题的三种绘景
6.4.2相互作用表象中状态随时间的演化
第7章 相对论性量子力学
7.1微观粒子的相对论性动力学
7.1.1非相对论性量子力学的特点
7.1.2相对论性量子力学的特点
7.2.2相对论性量子力学方程Klein-Gordon的建立
7.2.1薛定格方程的建立
7.2Klein-Gordon方程
7.3自由粒子的Dirac方程
7.3.1线性化
7.3.2αi,β的表示
7.3.3罗仑兹协变性
7.3.4从角动量守恒导出Dirac粒子内禀自旋为1/2
7.3.5中微子的运动方程
7.3.6Dirac方程的自由平面波解
7.4电磁场中电子的Dirac方程
7.4.1电磁场中电子的Dirac方程
7.4.2非相对论极限与电子磁矩
7.4.3中心力场下的非相对论极限:自旋轨道耦合力
7.4.4中心力场中电子运动的守恒量
7.4.5(?,j2,jz)的共同本征态
7.4.6径向方程
7.4.7氢原子光谱的精细结构
7.4.8电子与电磁场相互作用系统的拉格朗日
7.5量子场论初步:量子电动力学(QED)、量子强子动力学(QHD)与Walecka模型
7.5.1量子电动力学(QED)初步
7.5.2量子强子动力学(QuantumHadronDynamics,QHD)
第8章 量子力学的积分形式与路径积分
8.1量子力学的路径积分形式
8.1.1从薛定格微分形式到费曼的路径积分形式
8.1.2从费曼形式到薛定格形式
8.1.3相空间的路径积分形式
8.1.4费曼的路径积分形式的意义
8.2量子场论的路径积分方法
8.3统计物理中的路径积分
9.1引言
第9章 量子力学的几何相位
9.2AB效应、AS效应与磁通量子化
9.2.1AB效应
9.2.2AS效应
9.2.3磁通量子化
9.3Berry相位
9.3.1含时哈密顿量的瞬时本征值问题
9.3.2含时量子系统的时间演化
9.3.3绝热近似
9.3.4绝热Berry相位
9.3.5一个例子:自旋为1/2的粒子在转动磁场中的运动
9.3.7非绝热非周期性几何相位——Pancharatnam几何相位
9.3.6非绝热Berry相位
9.3.8几何相位的量子经典对应——Hannay角
9.4物理空间的几何效应与规范场
9.4.1物理空间
9.4.2诱导规范场
9.4.3Hilbert空间的参数空间的弯曲及其几何效应的描述
9.4.4经验与教训
第10章 非自治系统量子力学
10.1人造量子系统与非自治量子系统
10.1.1人造量子系统与量子光学系统
10.1.2非自治量子系统
10.1.3代数动力学
10.2.1动力学的诸要素
10.2代数动力学
10.2.2代数动力学及其内涵
10.3人造量子系统与量子光学系统的理论研究:代数动力学的应用
10.3.1可积系统与规则运动
10.3.2不可积系统与量子无规运动
10.4讨论与展望
10.4.1人造量子系统问题
10.4.2代数动力学方法与其他相关方法的比较
10.4.3展望
第11章 量子力学前沿问题
11.1量子Hall效应
11.5Bell定理与实验
11.4VanderWaals力与Casimir效应
11.3Josephson效应
11.2Bose-Einstein凝聚(BEC)
11.6量子态纠缠与退相干
11.7拓扑量子力学
11.8量子信息与量子通讯
11.9量子编码与量子计算
第12章 结语:量子力学问题
12.1按照系统的动力学性质进行分类
12.2按照理论认识路线进行分类
12.3按照系统的量子运动方程的可积性进行分类
12.4按照系统的非线性度进行分类
12.5按照系统的哈密顿量的时间依赖性进行分类
12.6按照系统的来源进行分类
12.7按照系统与环境的关系进行分类
附录