В учебном пособии излагаются основные идеи квантовой механики на примере одноэлектронной атомной системы и оптического спектра атома водорода. Полно обсуждены оптико-механическая аналогия и классические волны действия.
Пособие предназначено студентам младших курсов технических вузов и университетов, изучающим курс общей физики, а также всем, интересующимся основами квантовой физики.
Волновая квантовая механика.
В 1926-27 гг. одновременно возникли две разные квантовые механики. Одну из них развил Шредингер, и она получила название волновой квантовой механики. Другую развил Гейзенберг на несколько месяцев раньше Шредингера, и его теория получила название операторной квантовой механики (долгое время, впрочем и теперь, ее неудачно называют «матричной» квантовой механикой, как ее назвал сам Гейзенберг). Шредингер уже в первых работах доказал математическую эквивалентность обеих квантовых механик, несмотря на их внешнее существенное математическое различие.
Изучение квантовой механики мы начнем с изучения волновой механики Шредингера.
Для того, чтобы объяснить суть этой волновой квантовой механики, следуя Шредингеру, начнем с рассмотрения вариационных принципов — принципа Ферма геометрической оптики и оптического вариационного принципа Гамильтона, приводящего к уравнению для эйконала. После этого перейдем к изложению вариационного принципа Мопертюи классической механики материальной точки, движущейся в заданном потенциальном поле сил, и механического вариационного принципа Гамильтона, приводящего к уравнению Гамильтона-Якоби для волн действия.
ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Введение.
Глава 1. Волновая квантовая механика.
A. Геометрическая оптика.
1.1. Волны геометрической оптики и принцип Гюйгенса.
1.2. Принцип Ферма.
1.3. Уравнение эйконала.
1.4. Оптический принцип Гамильтона.
1.5. Оптико-механическая аналогия.
B. Механика материальной частицы в потенциальном ноле сил
1.6. Принцип Мопертюи.
1.7. Механический принцип Гамильтона.
1.8. Волны действия.
C. Вывод уравнения Шредингера.
1.9. Приближение коротких волн в теории Френеля.
1.10. Уравнение Шредингера и вывод из него уравнения Гамильтона-Якоби.
D. Примеры решения уравнения Шредингера.
1.11. Решение уравнения Шредингера для сферической прямоугольной ямы.
1.12. Решение уравнения Шредингера для одномерного осциллятора.
Глава 2. Операторная квантовая механика.
А. Операторы физических величин.
2.1. Функции состояний и операторы физических величин.
2.2. Измерение значения физической величины.
B. Примеры решения операторных задач.
2.3. Нахождение энергетического спектра квантового одномерного гармонического оператора.
2.4. Нахождение собственных значений операторов квадрата квантового углового момента и его проекции на ось.
C. Вероятностная интерпретация волновой функции. Соотношение неопределенностей.
2.5. Вероятностный физический смысл волновой функции.
2.6. Средние значения и неопределенности физических величин в состояниях квантовой системы.
2.7. Соотношение неопределенностей.
2.8. Физический смысл соотношения неопределенностей.
2.9. Копенгагенская интерпретация квантовой механики.
Глава 3. Квантовая теория атома водорода.
A. Решение нерелятивистского уравнения Шредингера для атома водорода без учета спина электрона.
3.1. Стационарные состояния нерелятивистского атома водорода.
3.2. Интегралы движения и квантовые числа нерелятивистского атома водорода.
3.3. Сравнение с экспериментом.
3.4. Поправка на конечность массы ядра и допплеровское уширение спектральной линии.
B. Релятивистские эффекты. Тонкое и сверхтонкое взаимодействие. Мультиплетная структура спектральных линий.
3.5. Спиновый момент импульса электрона.
3.6. Построение новых полных волновых функций s- и p-состояний атома с учетом спина.
3.7. Тонкая и сверхтонкая структура линий спектра атома водорода.
C. Индуцированные и спонтанные квантовые переходы.
3.8. Индуцированные электромагнитные квантовые переходы.
3.9. Спонтанные электромагнитные квантовые переходы атома.
D. Атом водорода в слабом магнитном поле. Примеры расчета зеемановских мультиплетов.
3.10. Атом водорода в слабом однородном постоянном внешнем магнитном поле.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Основы квантовой механики, Толмачев В.В., Федотов А.А., Федотова С.В., 2019 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу, если она есть в продаже, и похожие книги по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить книги
Скачать - pdf - Яндекс.Диск.
Дата публикации:
Теги: учебник по физике :: физика :: Толмачев :: Федотов :: Федотова :: механика :: атом :: ядро
Смотрите также учебники, книги и учебные материалы:
Предыдущие статьи:
