По курсу теоретической физики

«Квантовая механика для бакалавров»

Настоящее учебное пособие написано на основе обработки лекций по курсу теоретической физики (квантовая механика) для бакалавров, читавшемуся в течение ряда лет студентам радиофизического факультета ННГУ. Необходимость написания нового учебного пособия по квантовой теории обусловлена её всё возрастающей ролью в различных областях науки и техники.

В 1900 году произошло открытие, которое перевернуло наши представления об окружающем нас мире, существенно повлияло на темп и характер развития человеческой цивилизации. Речь идёт об открытии кванта действия М.Планком (гипотеза дискретности), которое положено в основу современной физической картины мира. Современная физическая теория является принципиально квантовой и включает в себя как предельный случай классическую. В настоящее время имеется ряд прекрасных учебников по нерелятивистской квантовой механике. В тоже время релятивистская квантовая теория полей излагается в монографиях и трудах, не доступных для физиков-бакалавров на первой стадии изучения квантовой теории.

Современные приложения квантовой теории настоятельно требуют единого взгляда на релятивистскую и нерелятивистскую квантовую теорию. Цель данного пособия дать единый аксиоматический подход к изучению квантовой теории как релятивистских так и нерелятивистских систем. В основе квантовой теории имеется минимальное число принципов-постулатов, которые не могут быть доказаны в рамках существующей теории.

Пособие состоит из двух частей. В первой части изложены общие положения современной квантовой теории. Применение полевого операторного метода в квантовой теории гармонических колебаний и волн направлено на наиболее важные приложения в квантовой теории колебаний кристаллической решётки, квантовой теории электромагнитного поля. Близкий операторный метод применяется при построении общей теории квантового момента, включающей одновременно спиновый и орбитальный моменты. Завершается первая часть описанием электрона с учётом его спина. Дан вывод уравнения Паули и на его основе проведено обобщение на релятивистскую область, изложена теория Дирака.

Во второй части пособия рассматриваются преобразования симметрии, их следствия и ряд приложений. Уделено большое внимание теореме Блоха, необходимой для физики кристаллических тел. На основе принципа тождественности частиц излагается метод вторичного квантования для ферми и бозе систем. Метод возмущений демонстрируется на задачах из физики твердого тела и квантовой радиофизики.

Предисловие.

Настоящее учебное пособие написано на основе обработки лекций по курсу теоретической физики (квантовая механика) для бакалавров, читавшемуся в течение ряда лет студентам радиофизического факультета ННГУ. Необходимость написания нового учебного пособия по квантовой теории обусловлена её всё возрастающей ролью в различных областях науки и техники.

В 1900 году произошло открытие, которое перевернуло наши представления об окружающем нас мире, существенно повлияло на темп и характер развития человеческой цивилизации. Речь идёт об открытии кванта действия М.Планком (гипотеза дискретности), которое положено в основу современной физической картины мира. Современная физическая теория является принципиально квантовой и включает в себя как предельный случай классическую. В настоящее время имеется ряд прекрасных учебников по нерелятивистской квантовой механике. В тоже время релятивистская квантовая теория полей излагается в монографиях и трудах, не доступных для физиков-бакалавров на первой стадии изучения квантовой теории.

Современные приложения квантовой теории настоятельно требуют единого взгляда на релятивистскую и нерелятивистскую квантовую теорию. Цель данного пособия дать единый аксиоматический подход к изучению квантовой теории как релятивистских так и нерелятивистских систем. В основе квантовой теории имеется минимальное число принципов-постулатов, которые не могут быть доказаны в рамках существующей теории.

Пособие состоит из двух частей. В первой части изложены общие положения современной квантовой теории. Применение полевого операторного метода в квантовой теории гармонических колебаний и волн направлено на наиболее важные приложения в квантовой теории колебаний кристаллической решётки, квантовой теории электромагнитного поля. Близкий операторный метод применяется при построении общей теории квантового момента, включающей одновременно спиновый и орбитальный моменты. Завершается первая часть описанием электрона с учётом его спина. Дан вывод уравнения Паули и на его основе проведено обобщение на релятивистскую область, изложена теория Дирака.

Во второй части пособия рассматриваются преобразования симметрии, их следствия и ряд приложений. Уделено большое внимание теореме Блоха, необходимой для физики кристаллических тел. На основе принципа тождественности частиц излагается метод вторичного квантования для ферми и бозе систем. Метод возмущений демонстрируется на задачах из физики твердого тела и квантовой радиофизики.