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同学们 大家好
现在我们开始
清华大学物理系
幕课课程
量子力学的教学
这门课 分上下两个部分
两个学期讲完
首先 一个问题是
我们为什么要学习量子力学
我想有一句话回答得最准确
那就是
量子力学是迄今为止
被实验验证得最精确的物理理论
物理学是一门实验科学
物理理论的正确与否
需要通过实验的检验
而在这个问题上
量子力学的表现
是最令人满意的
我可以举一个这样的例子
那就是
电子磁矩的测量
这个磁矩
用一个g因子来表达
它的粗略的值是2
但是实际的值和这个值有所差别
实验来测量(g-2)/2
得到的结果是
0.00115965218073
后面括号的28
是最后两位数字的误差
我们看到
如果从小数点开始算起
它的后面一共有14位
如果从有效数字的角度来看
它的有效数字是12位
那么 量子力学对这个值的
理论计算的结果又如何呢
这里说到的是
量子力学的比较高级的
发展阶段
叫做量子电动力学
我们在量子电动力学
理论里面
可以计算这个值
它和实验值
只在小数点后边的
第12位上
或者说是
有效数字的第10位上
和实验值有所差别
这是达到了非常高的精度
是其它的自然科学
未曾达到过的
此外
如果说从量子力学的
地位而言
我们应该说
量子力学是现代物理学
和现代高新技术的理论基础
现代物理学包括了
比如原子分子物理
粒子物理 凝聚态物理
光学等等
那么
它们的理论基础
都是量子力学
现在我们在日常生活当中
也应用了许多高新技术
比如说
半导体技术
X射线技术
核能技术等等
这些高新技术的理论基础
也是量子力学
所以
学习量子力学
对了解现代科学和技术
具有非常重要的意义
那么
我们学习量子力学
需要注意些什么呢
这里最重要的一点就是
要理解量子力学
在很多地方
不同于经典力学
我们可以说出
主要的三个方面
第一
量子力学
是一个几率性的理论
这是因为
对于量子现象的观察
和对于经典现象的观察
结果很不相同
比如说
对于一个给定的系统
用给定的方法
测量给定的物理量
在经典现象中
只能得到唯一的
确定的结果
而量子力学中
这个结果却是几率性的
我们没有办法
对于一次实验的结果
做出准确的预言
第二
量子力学
是一个相对性的理论
这主要指的是
对于一个给定的系统
用不同的方法去观察它
你会得出不同的图像
这一点也是和经典力学
完全不同的
由于
量子现象的几率性和相对性
我们在理解
量子现象的规律
也就是量子力学理论的时候
必须更多地
借助于自己的思维
在这个时候
我们很难从日常的经验当中
来体会量子的规律
所以说
量子力学
是一个思辨性的理论
这样的不同就使得
学习量子力学
有了一定的困难
希望大家
在以后的学习过程当中
逐渐地适应
-引言
--引言
-1.1 普朗克的光量子假说
-1.2 玻尔的原子结构模型
-1.3 德布罗意的物质波假说
-第一章 量子力学的历史渊源--第1周作业
-2.1波函数
-第二章 波函数与薛定谔方程--第2周作业
-2.2 薛定谔方程
-第二章 波函数与薛定谔方程--第3周作业
-3.1一维运动问题的一般分析
-第三章 一维势场中的粒子--第4周作业
-3.2 方势阱
-3.3 δ函数势阱
-第三章 一维势场中的粒子--第5周作业
-3.4 线性谐振子
-3.5 一维散射问题
-第三章 一维势场中的粒子--第6周作业
-*3.6 δ势的穿透
-*3.7 周期性势场中的能带结构
--第三章 一维势场中的粒子--第7周作业
-4.1 算符及其运算
-第四章 力学量用算符表示--第8周作业
-4.2 厄密算符的主要性质
-第四章 力学量用算符表示--第9周作业
-4.3 动量本征函数的归一化
-4.4 角动量算符的本征值和本征态
-第四章 力学量用算符表示--第10周作业
-5.1 量子力学中的守恒量
-5.2 对称性与守恒量
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第11周作业
-5.3 全同粒子系统波函数的交换对称性
-*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第12周作业
-6.1 中心力场中粒子运动的一般性质
-*6.2 球无限深势阱
-第六章 中心力场--第13周作业
-6.3 三维各向同性谐振子
-6.4 氢原子和类氢离子
-7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程
-*7.2 朗道能级
-*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应