Jaké jsou dobré zdroje pro učení kvantové mechaniky, zejména pro začátečníky, diletanty a zájemce o samoučení? Např. knihy, videa a další média.

Nejlepší odpověď

První knihou o QM, kterou jsem kdy četl, byla „Primer kvantové mechaniky“ od DTGillespie (http://www.amazon.com/quantum-mechanics-primer-Introduction-Non-relativistic/dp/0470299126/ref=sr\_1\_1?ie=UTF8&qid=1294850847&sr=8-1).

Ačkoli je to nyní docela staré (1974), myslím si, že je to stále jeden z nejlepších startovacích textů v QM. Nepředpokládá se už nic o část čtenáře než znalost základní středoškolské algebry, počet jedné proměnné, základní pravděpodobnost a statistika a komplexní čísla (i když tyto oblasti reviduje pro čtenáře, kteří mohou být trochu rezaví). Rozvíjí základní koncepční a matematické formalismus nerelativistického QM, ve velmi jasném a přístupném stylu, s mnoha zpracovanými příklady a cvičeními, pokrývající následující klíčová témata:

  • Vlastní čísla a vlastní vektory
  • Hilbertův prostor vektorová alegbra
  • vlnové funkce
  • pozorovatelné kvantum a operátory
  • kvantová teorie měření
  • kodaňská interpretace
  • Heisenberg Nejistý Princip Princip
  • Schrodingerova rovnice

Vyvrcholí diskusí o modelu 1-rozměrného čtvercového potenciálového vrtu atomu vodíku. Je to opravdu krásný malý klenot knihy a ve skutečnosti mě inspiroval k přesunu zaměření mého zájmu o fyziku z relativity a astrofyky na kvantovou mechaniku a fyziku částic.

Rovněž se vyhýbá běžné chybě jiných údajně „úvodní“ texty v QM, které studenta okamžitě ponoří do matoucího žargonu, abstraktního matematického formalismu a turgidních, suchých jako toast, věty odolných expozic, které téměř vypadají, že je mají vypnout QM na celý život!

Naštěstí se zdá, že nejsem sám ve velké úctě, v níž držím tuto knihu; zářící chvála ostatních recenzentů na výše uvedeném odkazu potvrzuje můj názor na to: o)

Jakmile se pochopíte základní pojmy a matematické nástroje nerelativistického QM, které Gillespie vyvíjí, samozřejmě buďte připraveni na další krok, což znamená pokročilejší texty, které uvádějí tak důležitá témata, jako je kvantově-mechanická rotace a moment hybnosti a související matematická mašinérie (která může být pro začínajícího zastrašující), a připravit čtenáře na reálné aplikace QM jako je atomová a jaderná fyzika. Existuje samozřejmě mnoho textů zabývajících se těmito tématy; některé jsou dobré, ale mnohé jsou hrozné a je lepší se jim vyhnout. Z těch dobrých se mi obzvlášť líbí „Přednášky o kvantové teorii“ od Christophera Ishama (http://www.amazon.com/Lectures-Quantum-Theory-Mathematical-Foundations/dp/1860940013/ref=sr\_1\_1?ie=UTF8&s=books&qid=1294853306&sr=8-1-spell). Posouvá Gillespieho výklad základního koncepčního rámce QM na další úroveň a připravuje čtenáře na pokročilejší témata, i když jeho důraz má tendenci klást více na abstraktní teoretické aspekty QM než na jeho praktické aplikace, takže je ne pro každého.

Dalším dobrým úvodním textem, se kterým jsem se v poslední době setkal, je „Quantum Mechanics Demystified“ Davida McMahona (http://www.amazon.com/Quantum-Mechanics-Demystified-David-McMahon/dp/0071455469/ref=sr\_1\_1?ie=UTF8&s=books&qid=1294853489&sr=1-1). Začíná to téměř stejná úroveň jako Gillespie, a pokrývá mnoho témat, která Gillespie ne, včetně spinu a momentu hybnosti a některých jejich aplikací. Jeho síla spočívá v tom, že nabízí četné zpracované příklady a spoustu cvičení, takže máte opravdu šanci dosáhnout sebevědomí a znalostí v matematické mašinérii QM. Jedinou lehkou kritikou této knihy však je, že korektura se zdá být místy trochu nedbalá a v některých rovnicích jsou některé těžko zjistitelné překlepy. mohl zakopnout a zmást neopatrný nováček, takže je pravděpodobně nejlepší přečíst si tuto knihu ve spojení s jiným textem, abyste mohli porovnávat a kontrolovat vše, co vypadá podezřele.

Jakmile získáte nerelativistické QM, budete připraven na relativistické QM, což znamená kvantovou teorii pole. Opět existuje několik dobrých úvodních textů k tomuto tématu, ale spousta opravdu strašných. Kvantová teorie pole může být pro nováčka dost obtížná (ve skutečnosti se kvůli její koncepční abstrakci a hustému matematickému jazyku považuje za nejobtížnější předmět celé fyziky), aniž by měla další překážku špatného psaní a děsivé sazby. překonat! Naštěstí série „… Demystified“ obsahuje svazky o relativitě, teorii kvantového pole a teorii strun (mám všechny čtyři, včetně té na QM) a pravděpodobně byste si mohli udělat mnohem horší, než si je koupit jako levný, přístupný úvodní texty do každého z těchto oborů, pokud je to směr, kterým se má vaše studium ubírat. Jakmile si je přečtete, měli byste být dobře připraveni zvládnout pokročilejší klasické texty o těchto tématech od autorů „velkých jmen“ (např. Misner, Wheeler & Thorne, Penrose, Hawking, Kaku, Witten).

Ach, a pokud se chcete dostat k teorii kvantového pole, jedna kniha, kterou byste si měli na začátku opravdu přečíst, je „Feynmanova práce“ od Richarda Feynmana (http://www.amazon.com/Feynmans-Thesis-Approach-Quantum-Theory/dp/9812563806/ref=sr\_1\_1?s=books&ie=UTF8&qid=1294855895&sr=1-1 Jedná se o dotisk disertační práce velkého amerického fyzika Richarda Feynmana (Nobelova cena za kvantovou elektrodynamiku, 1965), ve které poprvé rozvinul svůj „časoprostorový přístup“ k QFT a Feynmanovu cestu integrální formalismus, což je nyní standardní matematický formalismus v QFT a částicové fyzice. Nejde tedy jen o klíčovou práci z hlediska historie QFT, ale jeden z nejdůležitějších matematických formalizmů se naučíte od člověka, který to vlastně vynalezl! Superb Před zakoupením jakékoli jiné knihy na QM bych vám ale doporučil začít s Gillespie!: o)

Odpovědět

Ok, dovolte mi přiznat, že budu nekonvenční! Přečtěte si toto, pokud věříte přísloví „Jdi na pána“.

Nejprve existují dvě kvantové mechaniky.

1. Stará kvantová mechanika s (1900–1924)

2. Nová kvantová mechanika (dosud 1924)

Pro starou kvantovou teorii mohu doporučit tři dobré zdroje.

  1. Atomová struktura a spektrální linie Arnolda Sommerfelda (kniha, která se naučili průkopníci společnosti Quantum, včetně Maxe Borna, Heisenberga atd.)
  2. Zdroje kvantové mechaniky od Van der Waerdena. (Toto je sbírka 17 originálních článků průkopníků společnosti Quantum. To zahrnuje také 5 originálních článků v Moderní kvantová mechanika)
  3. D.ter Haar Stará kvantová teorie. (Jednoduchá, krátká a přesná expozice původních článků Staré kvantové teorie od raných zakladatelů Kvantové teorie)

Nyní se vracíme k Nové kvantové teorii, mnoho lidí hovoří o Hilbert Spaces, Dirac Notations bez dokonce porozumění Debroglieho vlnám, nebo dokonce „nevědí, co je to fázová vlna nebo proč je přes omezení světla větší než rychlost světla.

První moderní QM začal Debroglieho papírem o vlnové mechanice následovaným Heisenbergem“ Papír a následné řešení jak Heisenbergovou maticovou mechanikou, tak Schrodingerovou vlnovou mechanikou (podívejte se na historii, abyste se dozvěděli o hořkém profesionálním boji mezi těmito dvěma a o tom, jak nakonec Schrodinger dokázal navždy srovnávat obě formy jako rovnocenné).

Takže nejprve si přečtěte

1. Debroglie Paper English Translation (O teorii Quanta – vynikající práce, kterou často považuji za rovnocennou i s některými z nejlepších Einsteinových článků, protože je tak pedagogická a komplexní) ( 80 stránek)

https : //www.google.com/url? sa = t

2. Pokud to není snadné, přečtěte si knihu Debroglie o Úvod do Wave Mechanics (250 stránek)

Nyní byste už věděli, co je Wave Mechanics.

3. Dále si přečtěte Hiesenbergovy fyzikální principy kvantové mechaniky, abyste se dozvěděli o Heisenbergově principu nejistoty (200 stránek). (Přečtěte si bezplatný Hiesenbergův 1927 papír-anglický překlad (40 stránek) z webových stránek NASA, který vyfoukne celou mysl rozdělením kroku kvantového problému krok za krokem. Víte někdy, jaký je problém při měření prostoru, času nebo čehokoli jiného v kvantovém světě ve srovnání s klasickým světem? Přečtěte si toto a zjistěte).

https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19840008978

4. Nyní, když máte pozadí, jste připraveni číst tu nejzajímavější část operačního QM! Vítejte v Diracu “ s Principy kvantové mechaniky. (Elegance neomezená). Mnoho PPL hovoří o Diracově zápisu do podprsenky, aniž by vědělo, co to znamená. Přečtěte si to od původního autora. Mým oblíbeným je jeho elegantní dvoustránkový derivát Positronu z relativistické kvantové mechaniky) (300 stran)

Nyní byste si zamilovali Diracovu Eleganci, ale dejte si pozor, než se pustíte do problematických Diracových poznámek, které jsou matematicky nepřesné navzdory své eleganci.

5. Takže si přečtěte knihu Matematických základů kvantové mechaniky Johna Von Nuemana, abyste získali konečný přísný matematický dotek. (Velmi zajímavá kniha se 100 procentní pedagogikou, ale předpokládejte před přečtením toho o QM něco víte. Skutečná klasika.) (přibližně 450 stránek)

6. Nyní se jedná o klasiku, takže se aktualizujte v knize Shankars Principles of Quantum Mechanics. (Přibližně 650 stran)

Jedna kniha, která umožní přístup k úplnému začátečníkovi, bude Arthur Beiser Concepts of Modern Physics, což je vysokoškolská kniha s jednoduchým a snadným přístupem, ale pozor, možná budete muset nahlédnout do klasických knih zmíněných výše.

Další dobrou intermediální knihou bude Townsendova kniha „Moderní přístup k kvantové mechanice“, která dává kompozitní expozice dvou velkých klasiků, Feynmans Lecture Volume 3 a JJSakurais Modern Quantum mechanics. Mechanika Spin a Matrix zpracovaná v této knize s výjimečnou lehkostí a porozuměním.

Přečtěte si tolik výzkumných prací cítit kvantovou fyziku ve své krvi.Podle mých osobních zkušeností nikdy nebudete moci srovnávat pohled, který získáte z původních článků a monografií (jako od autorů jako Pauli, deBroglie, Dirac a dalších) z jakýchkoli učebnic kdekoli. Když čtete článek poprvé, neočekávejte, že z něj v prvním čtení získáte všechny věci. Dokončete článek jednou a znovu si je přečtěte třikrát, abyste získali záblesk intuice a vhledu, který od nikoho jiného než mistři (původní autoři).

7. Některá pokročilejší témata zahrnují Bellovy nerovnosti, které lze číst z John Bell Bells Speakable and Unspeakable in Quantum mechanics (sbírka Belliných originálních článků). Ale abyste pochopili tohoto pevnějšího, musíte si přečíst knihu Kvantové teorie Davida Bohma, abyste věděli o teorii skrytých proměnných.

8. Další dobrá kniha, která se dozvíte o Feynmanových integrálech cest, by byla od Feynmana pece Kvantová mechanika a integrály cest, mnohými oslavované jako nejlepší zdroj informací o formulaci cestových integrálů kvantové mechaniky.

9. V neposlední řadě musíte vědět o teorii mnoha světů Hugha Everetta, která lze se dozvědět z Bryceovy knihy DeWitt o tom samém. Budete to potřebovat, abyste věděli více o mě problém měření v kvantové mechanice, který zmátl větší mozky minulého století, včetně Einsteina. Zde uvidíme, jak je proces měření popsaný v kvantové mechanice neúplný, protože nastavení nezahrnuje pozorovatele jako součást nastavení.

PS By Nyní byste se stali profesionálem v QM. Učte se z nedávných výzkumných prací a dalších článků v časopisech. Tato odpověď předpokládá, že znáte dost klasické mechaniky. Pokud ne, přečtěte si knihu Corneliuse Lanczose „Variační principy mechaniky“ a vyhněte se Goldsteinovi pokud neučíte na zkoušku nebo zkoušky.

Příjemné čtení !!!

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *