Фейнмановские лекции по физике, том 6, Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., 2021

Фейнмановские лекции по физике, Том 6, Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., 2021.
 
   В свое время преподаватели Калифорнийского технологического университета задумались о том, как можно было бы перестроить курс физики, чтобы сделать его более занимательным и современным. Ричард Фейнман с энтузиазмом подхватил эту идею и согласился прочитать авторский двухгодичный курс лекций по обшей физике, но только один раз. Университет, для которого это событие стало историческим, организовал запись лекций, и затем команда физиков подготовила издание в трех томах, которое и поныне считается одним из лучших вводных курсов по физике.
На русском языке трехтомник печатался по частям, всего было девять выпусков. Настоящее издание состоит из 6 томов; номера выпусков, упоминаемые редактором в комментариях, указаны в выходных данных в скобках после номера тома.
В шестой том «Фейнмановских лекций по физике» включены лекции по квантовой механике.




Законы композиции амплитуд.
Когда Шредингер впервые открыл правильные законы квантовой механики, он написал уравнение, которое описывало амплитуду вероятности обнаружения частицы в различных местах. Это уравнение было очень похоже на уравнения, которые были уже известны классическим физикам, они ими пользовались, чтобы описать движение воздуха в звуковой волне, распространение света и т. д. Так что в начале развития квантовой механики большую часть времени люди занимались решением этого уравнения. Но в то же время началось (в частности, благодаря Борну и Дираку) понимание тех фундаментально новых идей, которые лежали в основе квантовой механики. По мере дальнейшего ее развития выяснилось, что в ней есть много такого, что прямо в уравнении Шредингера не содержится, — таких вещей, как спин электрона и различные релятивистские явления. Все курсы квантовой механики по традиции начинают с того же самого, повторяя путь, пройденный в историческом развитии предмета. Сперва долго изучают классическую механику, чтобы потом понять, как решается уравнение Шредингера. Затем столь же долго получают различные решения. И лишь после детального изучения этого уравнения переходят к «высшим» вопросам, таким, как спин электрона.

Сначала мы тоже считали, что лучше всего закончить эти лекции, показав, как решаются уравнения классической физики в различных сложных случаях, таких, как описание звуковых волн в замкнутом пространстве, типы электромагнитного излучения в цилиндрических полостях и т. д. Таков был первоначальный план этого курса. Но затем мы решили отказаться от этого плана и вместо этого дать введение в квантовую механику. Мы пришли к заключению, что то, что обычно именуют «высшими» разделами квантовой механики, на самом деле совсем простая вещь. Нужная для этого математика чрезвычайно проста — требуются лишь несложные алгебраические операции, никаких дифференциальных уравнений не нужно (или в крайнем случае нужны самые простые). Проблема только в том, чтобы перепрыгнуть через одно препятствие: усвоить, что мы больше не имеем права детально описывать поведение частиц в пространстве. И вот этим-то мы и собираемся заняться: рассказать вам о том, что обычно называют «высшими» разделами квантовой механики. Но уверяю вас, это самые что ни на есть простые (в полном смысле этого слова), но в то же время самые фундаментальные ее части. Честно говоря, это педагогический эксперимент, и, насколько нам известно, он никогда раньше не ставился.

Оглавление.
Выпуск 8.
От редактора.
Предисловие.
Глава 1. Амплитуды вероятности.
§1. Законы композиции амплитуд.
§2. Картина интерференции от двух щелей.
§3. Рассеяние на кристалле.
§4. Тождественные частицы.
Глава 2. Тождественные частицы.
§1. Бозе-частицы и ферми-частицы.
§2. Состояния с двумя бозе-частицами.
§3. Состояния с n бозе-частицами.
§4. Излучение и поглощение фотонов.
§5. Спектр абсолютно черного тела.
§6. Жидкий гелий.
§7. Принцип запрета.
Глава 3. Спин единица.
§1. Фильтровка атомов при помощи прибора Штерна — Герлаха.
§2. Опыты с профильтрованными атомами.
§3. Последовательно соединенные фильтры Штерна — Герлаха.
§4. Базисные состояния.
§5. Интерферирующие амплитуды.
§6. Механика квантовой механики.
§7. Преобразование к другому базису.
§8. Другие случаи.
Глава 4. Спин одна вторая.
§1. Преобразование амплитуд.
§2. Преобразование к повернутой системе координат.
§3. Повороты вокруг оси z.
§4. Повороты на 180° и на 90° вокруг оси у.
§5. Повороты вокруг оси х.
§6. Произвольные повороты.
Глава 5. Зависимость амплитуд от времени.
§1. Покоящиеся атомы; стационарные состояния
§2. Равномерное движение.
§3. Потенциальная энергия; сохранение энергии.
§4. Силы; классический предел.
§5. «Прецессия» частицы со спином 1/2.
Глава 6. Гамильтонова матрица.
§1. Амплитуды и векторы.
§2. Разложение векторов состояний.
§3. Каковы базисные состояния мира?.
§4. Как состояния меняются во времени.
§5. Гамильтонова матрица.
§6. Молекула аммиака
Глава 7. Аммиачный мазер.
§1. Состояния молекулы аммиака.
§2. Молекула в статическом электрическом поле.
§3. Переходы в поле, зависящем от времени.
§4. Переходы при резонансе.
§5. Переходы вне резонанса.
§6. Поглощение света.
Глава 8. Другие системы с двумя состояниями.
§1. Молекулярный ион водорода.
§2. Ядерные силы.
§3. Молекула водорода.
§4. Молекула бензола.
§5. Красители.
§6. Гамильтониан частицы со спином 1/2 в магнитном поле.
§7. Вращающийся электрон в магнитном поле.
Глава 9. Еще системы с двумя состояниями.
§1. Спиновые матрицы Паули.
§2. Спиновые матрицы как операторы.
§3. Решение уравнений для двух состояний.
§4. Состояния поляризации фотона.
§5. Нейтральный К-мезон.
§6. Обобщение на системы с N состояниями.
Глава 10. Сверхтонкое расщепление в водороде.
§1. Базисные состояния для системы двух частиц со спином 1/2.
§2. Гамильтониан основного состояния водорода
§3. Уровни энергии.
§4. Зеемановское расщепление.
§5. Состояния в магнитном поле.
§6. Проекционная матрица для спина 1.
Выпуск 9.
Глава 11. Распространение в кристаллической решетке.
§1. Состояния электрона в одномерной решетке.
§2. Состояния определенной энергии.
§3. Состояния, зависящие от времени.
§4. Электрон в трехмерной решетке.
§5. Другие состояния в решетке.
§6. Рассеяние на нерегулярностях решетки.
§7. Захват нерегулярностями решетки.
§8. Амплитуды рассеяния и связанные состояния.
Глава 12. Полупроводники.
§1. Электроны и дырки в полупроводниках.
§2. Примесные полупроводники.
§3. Эффект Холла.
§4. Переходы между полупроводниками.
§5. Выпрямление на полупроводниковом переходе.
§6. Транзистор.
Глава 13. Приближение независимых частиц.
§1. Спиновые волны.
§2. Две спиновые волны.
§3. Независимые частицы.
§4. Молекула бензола.
§5. Еще немного органической химии.
§6. Другие применения приближения.
Глава 14. Зависимость амплитуд от места.
§1. Как меняются амплитуды вдоль прямой.
§2. Волновая функция.
§3. Состояния с определенным импульсом.
§4. Нормировка состояний с определенной координатой X.
§5. Уравнение Шредингера.
§6. Квантованные уровни энергии.
Глава 15. Симметрия и законы сохранения.
§1. Симметрия.
§2. Симметрия и ее сохранение.
§3. Законы сохранения.
§4. Поляризованный свет.
§5. Распад.
§6. Сводка матриц поворота.
Глава 16. Момент количества движения.
§1. Электрическое дипольное излучение.
§2. Рассеяние света.
§3. Аннигиляция позитрония.
§4. Матрица поворота для произвольного спина.
§5. Измерение ядерного спина.
§6. Сложение моментов количества движения.
Добавление 1. Вывод матрицы поворота.
Добавление 2. Сохранение четности при испускании фотона.
Глава 17. Атом водорода и периодическая таблица.
§1. Уравнение Шредингера для атома водорода.  
§2. Сферически симметричные решения.
§3. Состояния с угловой зависимостью.
§4. Общее решение для водорода.
§5. Волновые функции водорода.
§6. Периодическая таблица.
Глава 18. Операторы.
§1. Операции и операторы.
§2. Средние энергии.
§3. Средняя энергия атома.
§4. Оператор места.
§5. Оператор импульса.
§6. Момент количества движения.
§7. Изменение средних со временем.
Глава 19. Уравнение Шредингера в классическом контексте. Семинар по сверхпроводимости.
§1. Уравнение Шредингера в магнитном поле.  
§2. Уравнение непрерывности для вероятностей.  
§3. Два рода импульсов.
§4. Смысл волновой функции.
§5. Сверхпроводимость.
§6. Явление Мейсснера.
§7. Квантование потока.
§8. Динамика сверхпроводимости.
§9. Переходы Джозефсона.
Эпилог.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Фейнман :: Лейтон :: Сэндс :: квантовая механика