費(fèi)恩曼物理學(xué)講義 第3卷

內(nèi)容概要

　　20世紀(jì)60年代初，美國(guó)一些理工科大學(xué)鑒于當(dāng)時(shí)的大學(xué)基礎(chǔ)物理教學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不相適應(yīng)，紛紛試行教學(xué)改革，加利福尼亞理工學(xué)院就是其中之一。該校于1961年9月至1963年5月特請(qǐng)著名物理學(xué)家費(fèi)恩曼主講一二年級(jí)的基礎(chǔ)物理課，事后又根據(jù)講課錄音編輯出版了《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義（第3卷）》。本講義共分三卷，第1卷包括力學(xué)、相對(duì)論、光學(xué)、氣體分子動(dòng)理論、熱力學(xué)、波等，第2卷主要是電磁學(xué)，第3卷是量子力學(xué)。全書(shū)內(nèi)容十分豐富，在深度和廣度上都超過(guò)了傳統(tǒng)的普通物理教材?！　‘?dāng)時(shí)美國(guó)大學(xué)物理教學(xué)改革試圖解決的一個(gè)主要問(wèn)題是基礎(chǔ)物理教學(xué)應(yīng)盡可能反映近代物理的巨大成就?！顿M(fèi)恩曼物理學(xué)講義》在基礎(chǔ)物理的水平上對(duì)20世紀(jì)物理學(xué)的兩大重要成就——相對(duì)論和量子力學(xué)——作了系統(tǒng)的介紹，對(duì)于量子力學(xué)，費(fèi)恩曼教授還特地準(zhǔn)備了一套適合大學(xué)二年級(jí)水平的講法。教學(xué)改革試圖解決的另一個(gè)問(wèn)題是按照當(dāng)前物理學(xué)工作者在各個(gè)前沿研究領(lǐng)域所使用的方式來(lái)介紹物理學(xué)的內(nèi)容。在《費(fèi)恩曼物理學(xué)講義》一書(shū)中對(duì)一些問(wèn)題的分析和處理方法反映了費(fèi)恩曼自己以及其他在前沿研究領(lǐng)域工作的物理學(xué)家所通常采用的分析和處理方法。全書(shū)對(duì)基本概念、定理和定律的講解不僅生動(dòng)清晰，通俗易懂，而且特別注重從物理上作出深刻的敘述。為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，全書(shū)還列舉了許多基本物理原理在各個(gè)方面（諸如天體物理、地球物理、生物物理等）的應(yīng)用，以及物理學(xué)的一些最新成就。由于全書(shū)是根據(jù)課堂講授的錄音整理編輯的，它在一定程度保留了費(fèi)恩曼講課的生動(dòng)活潑、引人入勝的獨(dú)特風(fēng)格?！　　顿M(fèi)恩曼物理學(xué)講義（第3卷）》從普通物理水平出發(fā)，注重物理分析，深入淺出，避免運(yùn)用高深煩瑣的數(shù)學(xué)方程，因此具有高中以上物理水平和初等微積分知識(shí)的讀者閱讀起來(lái)不會(huì)感到十分困難。至于大學(xué)物理系的師生物理工作者更能從此書(shū)中獲得教益?！　?989年，為紀(jì)念費(fèi)恩曼逝世一周年，原書(shū)編者重新出版本書(shū)，并增加了介紹費(fèi)恩曼生平的短文和新的序言。我們按照新版的原本進(jìn)行了翻譯。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國(guó)）費(fèi)恩曼 萊頓費(fèi)恩曼（R．P．Feynman）1918年生于布魯克林區(qū)，1942年在普林斯頓獲得博士學(xué)位。第二次世界大戰(zhàn)期間在洛斯阿拉莫斯，盡管當(dāng)時(shí)他還很年輕，但已在曼哈頓計(jì)劃中發(fā)揮了重要作用。以后，他在康奈爾大學(xué)和加利福尼亞理工學(xué)院任教。1965年，因他在量子電動(dòng)力學(xué)方面的工作和朝永振一郎及施溫格（J．Schwinger）同獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

書(shū)籍目錄

第1章 量子行為  1-1 原子力學(xué)  1-2 子彈的實(shí)驗(yàn)  1-3 波的實(shí)驗(yàn)  1-4 電子的實(shí)驗(yàn)  1-5 電子波的干涉  1-6 監(jiān)視電子  1-7 量子力學(xué)的基本原理  1-8 不確定性原量第2章 波動(dòng)觀點(diǎn)與粒子觀點(diǎn)的關(guān)系  2-1 概率小組振幅  2-2 位置與動(dòng)量的測(cè)量  2-3 晶體衍射  2-4 原子的大小  2-5 能級(jí)  2-6 折學(xué)含義第3章 概率振幅  3-1 振幅組合定律  3-2 雙縫干涉圖樣  3-3 在晶體上的散射  3-4 全同粒子第4章 全同粒子第5章 自旋1第6章 自旋1/2第7章 振幅對(duì)時(shí)間的依存關(guān)系第8章 哈密頓矩陣第9章 氨微波激射第10章 其他雙態(tài)系統(tǒng)第11章 再論雙態(tài)系統(tǒng)第12章 氫的超精細(xì)分裂第13章 在晶格中的傳播第14章 半導(dǎo)體第15章 獨(dú)立粒子近似第16章 振幅對(duì)位置的依存關(guān)系第17章 對(duì)稱性和守恒定律第18章 角動(dòng)量第19章 氫原子與周期表第20章 算符第21章 以典情況下的薛定諤方程：關(guān)于超導(dǎo)電性的討論會(huì)費(fèi)恩曼的結(jié)束語(yǔ)索引附錄

章節(jié)摘錄

　  第1章　量子行為　  1-1  原子力學(xué)　  “量子力學(xué)”描述物質(zhì)和光的行為的各方面細(xì)節(jié)，特別是發(fā)生在原子尺度上的事件。在微小的尺度下事物的行為與我們有著直接經(jīng)驗(yàn)的任何事物都不相同。它們既不像波動(dòng)，又不像粒子，也不像云霧，或彈子球，或懸掛在彈簧上的重物，總之不像我們?cè)?jīng)見(jiàn)過(guò)的任何東西?！? 牛頓認(rèn)為，光是由微粒構(gòu)成的，但是，之后發(fā)現(xiàn)光的行為像波動(dòng)。然而，后來(lái)（在20世紀(jì)初葉）人們發(fā)現(xiàn)，光的行為有時(shí)確實(shí)又像粒子。又譬如，在歷史上，電子起先被認(rèn)為像粒子，后來(lái)發(fā)現(xiàn)它在許多方面的性質(zhì)像波。所以，實(shí)際上它表現(xiàn)得兩者都不像?，F(xiàn)在我們不再說(shuō)它是粒子或說(shuō)它是波動(dòng)，我們說(shuō)：“它兩者都不像。”　  然而，有一點(diǎn)是幸運(yùn)的：電子的行為很像光。原子客體（電子、質(zhì)子、中子、光子等等）的量子行為都是相同的，它們都是“粒子波”，或者隨便什么你愿意稱呼的名稱。所以，我們所學(xué)的關(guān)于電子（我們將用它作為例子）的性質(zhì)也可應(yīng)用到所有的“粒子”，包括光子上?！? 在20世紀(jì)的前25年中，人們逐漸積累了有關(guān)原子與其他小尺度粒子行為的知識(shí)，知道了微小物體是如何活動(dòng)的一些線索，由此也引起了越來(lái)越多的混亂，到1926和1927年，薛定諤、海森伯與玻恩終于解決了這些問(wèn)題。他們最后對(duì)微小尺度物質(zhì)的行為作出了協(xié)調(diào)一致的描述。本章中我們將開(kāi)始研究這種描述的主要特點(diǎn)?！? 因?yàn)樵拥男袨榕c我們的日常經(jīng)驗(yàn)不同，所以很難令人習(xí)慣，而且對(duì)每個(gè)人一不管是新手，還是有經(jīng)驗(yàn)的物理學(xué)家——都顯得奇特而神秘。甚至專家們也不能以他們所希望的方式去理解原子的行為，而且這是完全有道理的，因?yàn)橐磺腥祟惖闹苯咏?jīng)驗(yàn)和所有的人類的直覺(jué)都只適用于大的物體。我們知道大物體的行為將是如何，但是在小尺度下事物的行為卻并非如此。所以我們必須用一種抽象的或想象的方式，而不是把它與我們的直接經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)的方式來(lái)學(xué)習(xí)它。　  ……

編輯推薦

在基礎(chǔ)物理的水平上，本書(shū)對(duì)20世紀(jì)物理學(xué)的兩大重要成就——相對(duì)論和量子力學(xué)作了系統(tǒng)介紹，對(duì)于量子力學(xué)，費(fèi)恩曼教授特地準(zhǔn)備了一套適合大學(xué)二年級(jí)水平的講法。書(shū)中對(duì)一些問(wèn)題的分析和處理方法，反映了作者以及其他在前沿研究領(lǐng)域工作的物理學(xué)家所通常采用的分析和處理方法。全書(shū)不僅對(duì)基本概念、定理和定律的講解生動(dòng)清晰、通俗易懂，還特別注重從物理上作出深刻敘述。本講義主要是量子力學(xué)等內(nèi)容。

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