Introduction to Quantum Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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David J. Griffiths 著

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• 量子力学
• 物理学
• 量子
• 现代物理
• 大学教材
• 研究生教材
• 理论物理
• 基础物理
• 科学
• 教育

出版社： Cambridge University Press

ISBN：9781107179868

商品编码：130000070137

内容简介

This bestselling undergraduate quantum mechanics textbook is now available in a re-issued, affordable edition from Cambridge University Press. The text first teaches students how to do quantum mechanics, and then provides them with a more insightful discussion of what it means. The author avoids the temptation to include every possible relevant topic, instead presenting students with material that they can easily focus on in a complete treatment with few distractions and diversions. Fundamental principles are covered, quantum theory is presented, and special techniques are developed for attacking realistic problems. The innovative two-part coverage is entertaining and informative, organizing topics under basic theory and assembling an arsenal of approximation schemes with illustrative applications linked closely to the text.

《古典力学精要与现代物理学前沿探索》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面且深入的古典力学基础框架，并在此基础上，系统性地引导读者跨越至现代物理学的关键领域。本书的核心目标并非简单地重复已有教材中的标准内容，而是着重于构建深刻的物理直觉、掌握先进的数学工具，并聚焦于那些连接经典世界与微观奇景的桥梁性概念。全书内容被划分为四个宏大板块，层层递进，力求让读者在掌握严谨的物理学方法论的同时，感受到探索未知领域的兴奋。 --- 第一部分：拉格朗日与哈密顿力学的深度重构 本部分彻底颠覆了牛顿力学中基于力的直观描述，转而采用能量和作用量作为基本出发点，为进入更深层次的理论物理打下坚实的变分原理基础。 第一章：变分原理与欧拉-拉格朗日方程的几何意义 本章首先从最基本的变分原理（Principle of Stationary Action）出发，详细阐述了泛函微积分的核心思想。我们不再将重点放在简单的求解，而是深入挖掘拉格朗日量 $L=T-V$ 在相空间中路径选择的本质。 约束的内化： 详细讨论了完整约束（Holonomic Constraints）与非完整约束（Nonholonomic Constraints）的处理方法。特别地，引入拉格朗日乘子法，并从物理角度解释其作为广义力的角色。 坐标变换的协变性： 强调了拉格朗日量在坐标变换下保持形式不变性的重要性，引入诺特定理（Noether's Theorem）的初步概念，将其视为守恒定律的必然结果，而非仅仅是一个代数推导。 生成函数与守恒量： 重点分析了如何通过构建守恒量（Integrals of Motion）来简化运动方程的求解，特别是针对周期性坐标或速度相关的项。 第二章：哈密顿力学的结构与相空间几何 本章是通往分析力学的核心。我们将从拉格朗日量出发，通过勒让德变换（Legendre Transformation）构建哈密顿量 $H(q, p, t)$。 正则方程的推导与意义： 详细分析了哈密顿正则方程的结构，并阐明它们如何将二阶微分方程组转化为一组一阶方程，这在数值模拟和理论分析中至关重要。 相空间拓扑： 深入探讨了相空间（Phase Space）的概念。引入泊松括号（Poisson Bracket），并展示它如何揭示物理量之间的代数关系，以及时间演化算符的本质。$frac{dA}{dt} = {A, H} + frac{partial A}{partial t}$ 这一关系将被视为动力学演化的基本操作。 正则变换与辛结构： 详细讲解了正则变换（Canonical Transformations），解释了为什么某些坐标变换能够保持泊松括号的形式不变性。引入辛（Symplectic）结构的概念，将其置于几何物理的视角下，理解相空间的“体积”守恒（刘维尔定理的深层含义）。 --- 第二部分：非线性动力学与混沌的入门 古典力学并非总是线性的和可积的。本部分将注意力转向那些显示出极端敏感性和复杂行为的系统，为理解复杂系统的普遍规律做准备。 第三章：可积性与稳定性分析 可积系统的标准： 明确定义了可积系统（Integrable Systems）的判据（如$n$个相互对易的守恒量）。讨论了著名的Kevorkian-Arnold-Moser (KAM) 定理的定性思想，即微小的扰动如何破坏一个近可积系统的运动轨迹。 线性稳定性分析： 运用雅可比矩阵和特征值分析来研究定常点附近的局部稳定性。这包括对受迫振子和简单的双摆系统平衡点（鞍点、中心点、结点）的详细分类。 第四章：混沌的初探与庞加莱截面 敏感依赖性： 通过李雅普诺夫指数（Lyapunov Exponent）的概念，定量化地定义了动力学混沌。 庞加莱截面法： 介绍如何通过降低系统维度的方法（庞加莱截面）来可视化高维系统的动力学行为。展示周期性轨道的点、准周期运动的环和混沌吸引子在截面上的不同形态。 --- 第三部分：场论的先驱：连续介质与经典场论 古典力学的高级形式必然延伸到场的概念。本部分将从离散系统过渡到连续系统，为狭义相对论中的场论做铺垫。 第五章：弹性波与连续介质中的场动力学 最小作用量原理在场中的推广： 将拉格朗日量密度 $mathcal{L}$ 的概念引入，建立场量 $phi(mathbf{r}, t)$ 的运动方程，即欧拉-拉格朗日场方程。 一维弹性介质： 详细推导了一维链状模型上的微小扰动，最终得到波动方程。深入探讨了波的色散关系和群速度的概念。 诺特定理的场论形式： 再次应用诺特定理，将能量-动量张量（Stress-Energy Tensor）与物理系统的时空对称性联系起来。 --- 第四部分：通往现代物理的基石 本部分聚焦于那些在十九世纪末已显现端倪，并最终导致物理学革命的关键概念。 第六章：特殊相对论的运动学与动力学框架 本章并非简单回顾狭义相对论的实验验证，而是从洛伦兹变换（Lorentz Transformations）的数学结构出发，理解其如何保持物理定律的协变性。 四维时空的几何化： 引入闵可夫斯基度规，将时间与空间视为一个统一的四维流形。阐述四维向量（如四维位置、四维速度）的概念，及其在洛伦兹变换下的变换规律。 相对论动力学： 严格推导相对论动量和相对论能量公式，并展示它们如何自然地导出 $E=mc^2$。重点讨论四维力和相对论能量动量张量的构建，为后续的电动力学场论打下基础。 光锥结构： 通过光锥图解，直观展示因果关系在相对论中的严格限制。 第七章：经典电动力学的优雅统一 本章旨在展示麦克斯韦方程组的内在美感和其作为经典场论的典范地位。 标势与矢量势的引入： 从高斯定律和法拉第定律出发，引入电磁四维势 $A^mu = (phi/c, mathbf{A})$。 洛伦兹协变形式： 严格推导出麦克斯韦方程组在四维形式下的简洁表达，证明其固有的洛伦兹协变性。 洛伦兹力与能量守恒： 结合第四部分导出的相对论动力学框架，精确推导洛伦兹力，并从电磁场张量 $F^{mu u}$ 的视角验证能量守恒（利用该张量与相对论能量动量张量的联系）。 --- 本书的特色与受众 本书面向具备扎实微积分和基础线性代数知识的物理学本科生、研究生以及致力于理论物理深造的自学者。它强调概念的几何解释多于纯粹的代数技巧，致力于培养读者从第一性原理（如变分原理）出发构建物理理论的能力，为迈入更前沿的量子场论、广义相对论和复杂系统研究提供一个坚实、且富有洞察力的“古典”前哨站。

评分☆☆☆☆☆

这本关于量子力学的入门读物，简直是物理学爱好者的福音。我得承认，在拿起这本书之前，我对量子理论的理解还停留在一些模糊的概念上，比如薛定谔的猫和不确定性原理，仅此而已。这本书的叙述方式非常平易近人，作者似乎有一种魔力，能将那些深奥、抽象的数学概念转化为相对容易理解的图像和直觉。开篇对于波函数的引入，不像许多教材那样直接抛出复杂的偏微分方程，而是通过类比和历史背景的铺垫，让我对“概率幅”这个核心概念有了初步的认识。特别是它在介绍经典力学到量子力学过渡时的那种娓娓道来，仿佛一位经验丰富的导师，耐心地引导你穿过迷雾。我特别欣赏作者对物理图像的强调，而不是仅仅停留在公式的堆砌上。例如，在讨论势阱问题时，图表的绘制和解释非常到位，使得电子在有限空间内“束缚”的景象变得具体起来。这本书的难度控制得恰到好处，既能满足初学者的求知欲，又不会因为过于简单而显得肤浅。它成功地架起了一座桥梁，连接了高中物理的世界和前沿物理的入口，让我对接下来的深入学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

从排版和装帧来看，出版商显然是下了大工夫的。纸张的质量很好，印刷清晰，尤其是那些复杂的数学公式，每一个希腊字母、每一个上下标都排布得一丝不苟，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。这在理工科教材中是一个非常重要的加分项，因为清晰的视觉呈现直接影响到对复杂公式的理解效率。这本书的索引部分做得非常详尽，很多关键术语和定理都能快速定位，这对于查阅和回顾知识点非常方便。我特别赞赏它在附录中加入的背景知识回顾，比如线性代数中的算符、本征值和本征函数等基础概念的简要复习。对于那些可能已经遗忘了部分数学基础的读者，这相当于提供了一个及时的“知识加油站”，避免了为了一个数学工具而不得不去翻阅另一本数学教材的麻烦。总而言之，从物理体验到阅读体验，这本书都体现出一种对读者的尊重和细致入微的关怀。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的章节安排和内容深度，对于一个自学量子力学的人来说，简直是量身定做。它避开了许多老式教科书中那种上来就用狄拉克符号（bra-ket notation）吓唬人的做法，而是循序渐进地构建知识体系。我最喜欢的是它对角动量和自旋部分的处理。在处理三维空间中的角动量算符时，作者没有直接给出那些复杂的对易关系式，而是先用二维平面上的旋转作为类比，这极大地降低了理解的门槛。更重要的是，它在介绍自旋时，巧妙地将其与实验现象联系起来，比如著名的斯特恩-盖拉赫实验，这使得抽象的“内在角动量”拥有了真实的物理意义，而不是仅仅一个需要记忆的数学属性。这种以实验驱动理论构建的方式，非常符合科学的思维逻辑。此外，书中大量的例题和习题设计得极为巧妙，它们往往不是单纯的计算练习，而是引导你去思考物理情境的深层含义。我做完几个关于氢原子能级的习题后，感觉自己对薛定谔方程的物理图像理解又上了一个台阶，这比单纯背诵能级公式有效得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格可以说是清新脱俗，完全没有传统理工科教材那种冷硬、刻板的腔调。阅读起来的体验，更像是在阅读一本精心撰写的科普读物，但其内容的严谨性却丝毫不打折扣。作者在叙述过程中，时常会穿插一些量子力学发展史上的轶事或者哲学层面的探讨，这使得学习过程不再枯燥。比如，在解释测量问题时，作者对哥本哈根诠释的介绍就非常中立和全面，它清晰地阐述了“波函数坍缩”这个概念所带来的困惑和争议，而不是武断地将某一种解释奉为圭臬。这种开放性的讨论，极大地激发了我的批判性思维。我感觉自己不只是在学习如何“使用”量子力学，更是在学习如何“思考”量子力学。它让我意识到，即便是在被认为是成熟的理论中，依然存在着深刻的哲学问题等待我们去探索和解答。对于那些渴望在掌握技术技能的同时，也能进行深度思考的读者来说，这本书的价值是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的一点是，它成功地做到了“化繁为简而不失深度”。它没有为了追求所谓的“简洁”而牺牲掉必要的严谨性，也没有因为强调直观性而陷入对细节的含糊带过。例如，在引入微扰理论的部分，作者采用了定性讨论和逐步深入定量分析相结合的方式。它首先通过一个简单的、退化的情形来展示为什么需要微扰理论，然后才逐步推导出时间无关和时间依赖的微扰公式。这个过程逻辑链条清晰、衔接自然。很多教材在处理微扰理论时，公式推导过程常常让人感到跳跃和困惑，但在这本书中，每一步的数学操作都有明确的物理意义支撑。当我最终理解了如何利用它来处理像塞曼效应这样的实际物理问题时，我感到一种巨大的成就感。这本书不是那种读完一遍就束之高阁的工具书，它更像是一部伴随我成长的参考书，每一次重读，都能从不同的角度挖掘出新的理解层次，这对于任何想要真正掌握量子力学核心思想的人来说，都是一本不可或缺的经典之作。