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阅读《高等量子力学》需要非相对论量子力学,经典电动力学和经典力学的基本知识。
内容简介
《高等量子力学》是一本介绍高等量子力学和量子电动力学的经典之作。全书脉络清晰,讲解清楚,数学推导过程详细。作者强调的是量子理论本身,对物理概念的剖析深刻且直观,同时,非常注重介绍该领域的实验结果,加深读者对理论的理解。《高等量子力学》对协变微扰理论和费曼图技巧给出了详细的解释。此外,作者能够充分利用对称性分析来讨论狄拉克波函数和量子化的狄拉克场的变换特性。
作者简介
J.J. Sakurai (1933-1982),一位杰出的物理学家。1933年生于东京,1955年毕业于美国哈佛大学,1958年在康乃尔大学获得博士学位。在康乃尔大学学习期间,独立地发现了弱相互作用的V-A(矢量减轴矢量)理论。1959年在芝加哥大学任助理教授,1964年升为正教授。1970年加入到美国加州大学洛杉矶分校物理系。曾任斯隆研究员(1962-1966),美国物理学会高级成员(1964-1982),古根海姆研究员(1975-1976),以及洪堡研究员(1981-1982)。1982年死于瑞士日内瓦。著有《高等量子力学》(1967)和《现代量子力学》(1985)。
内页插图
目录
Chapter 1 Classical Fields
1-1 Particles and fields
1-2 Discrete and continuous mechanical systems
1-3 Classical scalar fields
1-4 Classical Maxwell fields
1-5 Vector potentials in quantum mechanics
Chapter 2 The Quantum Theory of Radiation
2-1 Classical radiation field
2-2 Creation, annihilation, and number operators
2-3 Quantized radiation field
2-4 Emission and absorption of photons by atoms
2-5 Rayleigh scattering, Thomson scattering, and the Raman effect .
2-6 Radiation damping and resonance fluorescence
2-7 Dispersion relations and causality
2-8 The self-energy of a bound electron; the Lamb shift
Chapter 3 Relativistic Quantum Mechanics of Spin-~ Particles
3-1 Probability conservation in relativistic quantum mechanics
3-2 The Dirac equation
3-3 Simple solutions; nonrelativistic approximations; plane waves
3-4 Relativistic covariance
3-5 Bilinear covariants
3-6 Dirac operators in the Heisenberg representation
3-7 Zitterbewegung and negative-energy solutions
3-8 Central force problems; the hydrogen atom
3-9 Hole theory and charge conjugation
3-10 Quantization of the Dirac field
3-11 Weak interactions and parity noncon~elvation; the two-component neutrino
Chapter 4 Covariant Perturbation Theory
4-1 Natural units and dimensions
4-2 S-matrix expansion in the interaction representation
4-3 First-order processes; Mott scattering and hyperon decay CONTENTS
4-4 Two-photon annihilation and Compton scattering; the electron propagator
4-5 Feynmans space-time approach to the electron propagator
4-6 M011er scattering and the photon propagator; one-meson exchange interactions
4-7 Mass and charge renormalization; radiative corrections
Appendix A Electrodynamics in the radiation (Coulomb) gauge
Appendix B Gamma matrices
Appendix C Paulis fundamental theorem
Appendix D Formulas and rules in covariant perturbation theory
Appendix E Feynman integrals; the computations of the self-energy and the anomalous magnetic moment of the electron
Bibliography
Index
前言/序言
The book has its origin in lecture notes I prepared for the third part of a three-quarter sequence of courses in quantum mechanics required of all Ph.D. candidates in physics at the University of Chicago. Twenty years ago such a short course in "advanced
书籍简介:非线性偏微分方程理论与应用 作者:[在此处填写作者姓名,例如:张伟、李明] 出版社:[在此处填写出版社名称,例如:科学出版社、高等教育出版社] 定价:[在此处填写定价,例如:128.00元] 页码:[在此处填写页码,例如:560页] 开本:16开 --- 内容概述 本书系统地、深入地探讨了非线性偏微分方程(Nonlinear Partial Differential Equations, NPDEs)的经典理论、现代分析方法及其在物理学、工程学、生物学、金融数学等多个领域的广泛应用。全书结构严谨,从基础概念出发,逐步过渡到前沿研究课题,旨在为研究生、高年级本科生以及相关领域的科研人员提供一份全面而深入的参考资料。 本书的核心内容聚焦于解析解的存在性、唯一性、稳定性和正则性,以及数值解法的构造与误差分析。我们特别强调了几种具有代表性和重要性的非线性方程族,例如非线性波动方程、非线性扩散方程(如KdV方程、Burgers方程、Allen-Cahn方程)和椭圆型方程(如非线性泊松方程)。 章节细分与核心内容 第一部分:基础与经典理论(第1章至第3章) 第1章:偏微分方程基础回顾与泛函分析工具 本章首先回顾经典线性偏微分方程的求解技巧(傅里叶变换、拉普拉斯变换、格林函数法)。随后,引入处理非线性问题所需的关键泛函分析工具,包括Sobolev空间 ($ ext{W}^{k,p}, ext{H}^k$) 的定义、嵌入定理、紧性概念以及Lax-Milgram定理在弱解框架下的应用基础。为后续非线性问题的能量方法和固定点理论奠定数学基础。 第2章:线性与拟线性方程的弱解与正则性 重点阐述了如何定义和求解拟线性抛物型和椭圆型方程的弱解。深入讨论了关于解的先验估计,特别是熵解、粘性解的概念,这些概念对于理解激波和不连续解至关重要。本章还包含关于解的正则性提升理论的初步介绍。 第3章:非线性椭圆型方程的变分法 这是处理许多稳态问题的核心。本章详尽介绍了变分原理,特别是基于能量泛函的最小化方法。详细分析了如狄利克雷能量泛函,并应用了山路定理(Mountain Pass Theorem)、极小极大原理(Minimax Principle)来证明解的存在性,并探讨了临界点的性质。 第二部分:经典可积系统与行波解(第4章至第6章) 第4章:KdV方程与保守系统 KdV方程作为最著名的非线性色散模型,将得到重点分析。本章将深入讲解构造性的求解方法:反散射方法(Inverse Scattering Transform, IST)。详细推导了算子谱理论与演化方程之间的联系,并展示了如何通过谱数据重建孤波(Soliton)解的精确形式及其多孤波相互作用的细节。 第5章:非线性波动方程与守恒律 聚焦于形式为 $u_{tt} - Delta u = f(u)$ 的方程。本章分析了能量守恒、动量守恒等守恒律的数学结构。重点探讨了行波解的稳定性分析,特别是关于击波(Shock Wave)和膨胀波(Rarefaction Wave)的结构,并引入了熵条件来确保物理上合理的解。 第6章:耗散方程与稳态结构 本章研究如Burgers方程和非线性反应-扩散方程(如FitzHugh-Nagumo模型)。分析了耗散项(如粘性项或扩散项)如何影响解的长期行为,导致解趋于特定的稳态或周期性结构。详细讨论了不动点迭代法在逼近这些稳态解中的应用。 第三部分:现代分析工具与复杂现象(第7章至第9章) 第7章:对称性与守恒律的深化 本章引入了Noether定理在偏微分方程中的应用,用于从方程的连续对称性中导出守恒量。随后,探讨了冯·哈默尔基里(von Hamel basis)和李群理论在寻找偏微分方程的精确对称性群,并利用这些对称性来降阶或寻找新的精确解。 第8章:奇性与爆破现象分析 对于许多强非线性方程,解可能在有限时间内变得无界(爆破)。本章采用最大值原理和能量估计的技巧,严格证明了某些参数下解的有限时间爆破存在性。分析了爆破点的几何位置和爆破率,这对于理解物理系统(如等离子体或流体方程)的失稳至关重要。 第9章:数值方法与计算实现 本章侧重于将理论结果转化为可计算的模型。详细介绍了有限差分法(FDM)、有限元法(FEM)以及谱方法在求解非线性方程中的应用。特别讨论了处理非线性项时的迭代策略(如牛顿法、修正牛顿法),并分析了时间积分格式(如Crank-Nicolson、Runge-Kutta)的稳定性和收敛性。 适用读者 本书适合具备扎实数学分析基础(实分析、泛函分析初步)的研究生、博士生以及从事数学物理、应用数学、计算科学、理论化学和流体力学研究的科研人员。对物理学背景有一定了解的读者将能更深入地理解模型方程的物理意义。 本书特色 1. 方法论的深度整合: 不仅停留在方程的分类介绍,而是深入讲解了反散射、变分法、对称性分析等高级解题工具。 2. 理论与应用的紧密结合: 每个主要理论章节都附带了具体的物理模型示例,如浅水波、非线性薛定谔方程(NLSE)的简要讨论。 3. 数学严谨性: 证明过程详尽,逻辑清晰,确保读者能够掌握从假设到结论的每一步推导。 本书力求成为非线性偏微分方程领域内,从理论基石到前沿研究方法的权威参考书。