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怎麼自學量子物理

發布時間:2022-09-11 17:12:30

1. 怎樣才能使一個物理小白學會量子力學

“量子”概念經常出現在我們的生活中。媒體報道中經常能夠見到量子通信、量子計算;電影中經常出現量子糾纏、量子傳輸;廣告中也經常出現這量子、那量子。對於絕大多數人來說並沒有接受過量子力學的課程學習,如今若是不理解一些量子概念似乎要跟不上時代了,對於要為自己充點量子力學知識的“物理小白”們該看哪些量子力學方面的書籍呢?


目前讀手機的人越來越多,讀書的人越來越少。自媒體的崛起豐富了人們的學習方式,不過我個人不建議物理小白們通過自媒體去了解量子力學的基本概念。自媒體魚龍混雜,有不少自媒體為博取眼球動不動就拿量子概念胡說八道,一些無良商家也動不動給自己的商品貼上“量子”標簽以顯得高大上。要學習量子力學,建議從面向青少年的關於量子的科普讀物開始,一點點地深入理解量子世界。

2. 如何自學高等物理學.如量子物理

在假定你有良好的數學和力學,原子物理學的情況下:
1.看相關歷史,推薦曹天元的《量子物理學史話》
2.較淺的教材,feynman物理學講義第三卷
3.周世勛的量子力學
4.曾謹言的量子力學
5.朗道的量子力學
6.Sakurai的Advanced Quantum Mechanics
這些夠你看的了,看完你就水平極高了

3. 如何初學量子力學

我回答過類似的問題,直接拿過來給你看好了
1、光的量子化,
光的傳播不能用經典的粒子和波來理解,表現在光子具有波粒二象性,運動類似電磁波的傳輸,但是又具有粒子的能量動量特性(例如在能及躍遷過程)
2、測不準原理,
可以完全從數學角度來理解,對於一個波,你肯定不能說這個波在空間的那個點,也不能說這個波的動量是什麼值(坐標理解為位置,動量理解為波矢),如果學過傅里葉變換就更好講了,對於傅里葉變換,總存在一個變換極限,這個變換極限和測不準原理是對應的。
3、波包的塌縮,
量子力學描述粒子都可以用波包,波包在測量前是一個概率波,測量以後就塌縮了,這是量子力學和經典力學的本質差別。對應就是統計裡面的統計量二重性。
4、隧穿理論,
經典力學裡面粒子處在勢井中是不會出來的,但是量子力學裡面,在勢井力動能可以為負,所以就會從勢井裡面躍遷出來,這叫做隧傳理論。
最基本的就是這些內容,單純從數學或者從物理都可以來理解,美國cal-tech有個搞實驗的大神沒學過量子論照樣可以全部實現所有量子力學的實驗結果,所以沒有必要糾結於公式

4. 怎麼自學量子力學

學量子力學最好的方法就是用右腦,多思考多聯想,不要陷入數學。

學好量子力學需要做到兩件事:

  1. 掌握描述量子力學時用到的數學工具。

  2. 2. 理解用量子力學描述物理系統的思想方法。

  3. 學好量子力學需要掌握的數學工具如下:

  4. 1. 一些基本的數學分析知識,包括基礎的實變函數,復變函數,常微分和偏微分方程等。這些我認為任何理科的高等數學或者數學分析課程都會涵蓋。

  5. 2. 對一些基本的特殊函數的了解,如球諧函數,貝塞爾函數等。這些在物理系本科所開的數學物理方法課程中會有介紹,當然自行查閱亦無不可。

  6. 3. 對於線性代數基礎概念比較好的理解,包括線性空間,子空間,正交,基,矩陣和線性變換,本徵值和本徵向量。尤其要建立起矩陣就是變換,和本徵向量轉化為基的概念,因為這是描述量子力學的基礎。這些概念在本科的線性代數課程中也應該清晰明了的建立起來。

  7. 4. 最好有一點群論的基礎,對理解對稱性會有幫助。

  8. 以上是關於學習量子力學需要掌握的數學工具,因為看起來是你的難點,所以我多花了一點筆墨。在掌握了這些基本的數學工具後,學習量子力學就是一個理解其物理思想,即用算符和態描述物理系統的方法的過程。對此 有幾點建議:

  9. 1. 找一本好的教材。如果你是物理科班出身,我不曾謹言的量子力學教程(更加不他的習題集),不程檀生的現代量子力學教程;Sakurai的Modern Quantum Mechanics,尤其是前三章,直接從量子力學的思考方式出發,導出一系列物理量的思維軌跡非常精彩。

  10. 2. 關注算符和物理量的推導,尤其是角動量。

  11. 3. 一定要做習題。

  12. 4.在學習量子力學的過程中,你會遇到無窮無盡的形而上的困惑,或者自己無法理解的概念。我的建議是少思考些哲學,多關注下量子力學是怎樣用來描述某個特定的物理體系,從而解決這個體系下的實際問題。歸根到底,量子力學不是一種哲學,而是我們描述世界的一種方法。

5. 量子力學具體怎麼學習

學量子力學最好的方法就是用右腦,多思考多聯想,不要陷入數學。
學好量子力學需要做到兩件事:
1. 掌握描述量子力學時用到的數學工具。
2. 理解用量子力學描述物理系統的思想方法。
學好量子力學需要掌握的數學工具如下:
1. 一些基本的數學分析知識,包括基礎的實變函數,復變函數,常微分和偏微分方程等。這些任何理科的高等數學或者數學分析課程都會涵蓋。
2. 對一些基本的特殊函數的了解,如球諧函數,貝塞爾函數等。這些在物理系本科所開的數學物理方法課程中會有介紹,當然自行查閱亦無不可。
3. 對於線性代數基礎概念比較好的理解,包括線性空間,子空間,正交,基,矩陣和線性變換,本徵值和本徵向量。尤其要建立起矩陣就是變換,和本徵向量轉化為基的概念,因為這是描述量子力學的基礎。這些概念在本科的線性代數課程中也應該清晰明了的建立起來。
4. 最好有一點群論的基礎,對理解對稱性會有幫助。
以上是關於學習量子力學需要掌握的數學工具,在掌握了這些基本的數學工具後,學習量子力學就是一個理解其物理思想,即用算符和態描述物理系統的方法的過程。對此 有幾點建議:
1. 找一本好的教材。如果你是物理科班出身,我不推薦曾謹言的量子力學教程(更加不推薦他的習題集),不推薦程檀生的現代量子力學教程;推薦Sakurai的Modern Quantum Mechanics,尤其是前三章,直接從量子力學的思考方式出發,導出一系列物理量的思維軌跡非常精彩。
2. 關注算符和物理量的推導,尤其是角動量。
3. 一定要做習題。
4.在學習量子力學的過程中,會遇到無窮無盡的形而上的困惑,或者自己無法理解的概念。少思考些哲學,多關注下量子力學是怎樣用來描述某個特定的物理體系,從而解決這個體系下的實際問題。歸根到底,量子力學不是一種哲學,而是我們描述世界的一種方法。
本回答由科學教育分類達人 顧鳳祥推薦
14 評論 分享 舉報
carreragtr
2007-12-03
下面這是我對量子的體會:
首先送給你一句話,是美國現代最有名的物理學家之一費曼說過:「有人說世界上只有三個人能懂得相對論,那麼對於量子力學,我敢肯定地說,沒有有人會懂」, 這也是我開始學習量子力學時候老師給我們講的,量子力學的特點就是他的抽象和矛盾。從一開始的基本原理到基本實驗事實:單電子的雙縫干涉(聽起來就不合邏輯,但是事實就是如此),所以任何學習量子力學的人,不應該把精力放在如何更好的從邏輯上去理解量子力學,因為其本身就是不可以用邏輯解釋的,我們應該去接受那些看似不可思議的假設和實驗事實,然後以此為前提是用邏輯推導和數學技巧去解決實際問題,這才是學習量子力學的要務!
量子力學主要有三種數學體系:波動力學、矩陣力學和路徑積分,我們通常在前面幾章會更多的使用到波動力學理論,是以振動理論為基礎的,所以可以看微分方程的書籍獲得所需要的理論基礎;矩陣力學是海森堡建立的,起初他自己也不知道這個的物理含義,直到人們提出了希爾伯特空間,把算符和波函數都放在這個空間里才理解了量子力學的矩陣描述,所以線性代數對於矩陣力學的理解至關重要! 對於最後一個由費曼一手建立的解釋,屬於邊緣理論,一般書里不會講的,除非你很感興趣可以看一下曾謹言的量子力學第二卷裡面有述及。
對於教材,你可以先從導論看起,培養自己的興趣,興趣很重要,因為量子力學的難度和抽象程度足以讓所有不熱愛它的人望而卻步,只有你喜歡他,你才能夠抱著一種輕松的心態去面對這些艱澀難懂的概念理論!切記! 導論我推薦一本國外人寫的 名字忘記了 書名就是量子力學導論。然後課本你可以看復旦蘇汝鏗的《量子力學》比較詳細的一本書,對你打下基礎有利!
補充一下,一定要學好狄拉克符號!這個東西不僅有助於讓你事半功倍的表達量子力學關系式,還有助於你更好的理解量子力學!!最後祝你好運 :)

6. 量子力學怎麼學習

  1. 學量子力學最好的方法就是用右腦,多思考多聯想,不要陷入數學。

  2. 學好量子力學需要做到兩件事:
    1. 掌握描述量子力學時用到的數學工具。
    2. 理解用量子力學描述物理系統的思想方法。

  3. 學好量子力學需要掌握的數學工具如下:
    1. 一些基本的數學分析知識,包括基礎的實變函數,復變函數,常微分和偏微分方程等。這些我認為任何理科的高等數學或者數學分析課程都會涵蓋。
    2. 對一些基本的特殊函數的了解,如球諧函數,貝塞爾函數等。這些在物理系本科所開的數學物理方法課程中會有介紹,當然自行查閱亦無不可。
    3. 對於線性代數基礎概念比較好的理解,包括線性空間,子空間,正交,基,矩陣和線性變換,本徵值和本徵向量。尤其要建立起矩陣就是變換,和本徵向量轉化為基的概念,因為這是描述量子力學的基礎。這些概念在本科的線性代數課程中也應該清晰明了的建立起來。
    4. 最好有一點群論的基礎,對理解對稱性會有幫助。

  4. 以上是關於學習量子力學需要掌握的數學工具,因為看起來是你的難點,所以我多花了一點筆墨。在掌握了這些基本的數學工具後,學習量子力學就是一個理解其物理思想,即用算符和態描述物理系統的方法的過程。對此 有幾點建議:
    1. 找一本好的教材。如果你是物理科班出身,我不推薦曾謹言的量子力學教程(更加不推薦他的習題集),不推薦程檀生的現代量子力學教程;推薦Sakurai的Modern Quantum Mechanics,尤其是前三章,直接從量子力學的思考方式出發,導出一系列物理量的思維軌跡非常精彩。
    2. 關注算符和物理量的推導,尤其是角動量。
    3. 一定要做習題。
    4.在學習量子力學的過程中,你會遇到無窮無盡的形而上的困惑,或者自己無法理解的概念。我的建議是少思考些哲學,多關注下量子力學是怎樣用來描述某個特定的物理體系,從而解決這個體系下的實際問題。歸根到底,量子力學不是一種哲學,而是我們描述世界的一種方法。

7. 我想自學完整的量子力學,我該怎麼學

要想學習量子力學,首先要明確目的。如果不是從事物理相關工作研究,只是興趣,那還不如看看科普書籍或者舊量子論的內容。如果有需要系統學習量子力學,那麼你首先要做一些數學准備。微積分是必須的,而且要熟練,至少要有多元微積分的水平。然後是線性代數,矩陣在量子力學裡面很常見。然後是數學物理方法,包括復變函數論(至少熟練掌握高中競賽的復數內容,尤其是歐拉公式)和偏微分方程(常微分方程在微積分里會學到)。到這里量子力學必備的數學基礎齊全了。再准備一本權威的量子力學教材。曾謹言、周世勛、錢伯初等老師寫的量子力學教材都非常不錯,值得一看。大體內容有舊量子論、薛定諤方程與波函數、一維問題、算符與表象理論、力學量隨時間的演進、中心力場、自旋、微擾論與變分法、量子躍遷、散射、多粒子體系等。豐富多彩。學完量子力學你會掌握更多數學方法,尤其是狄拉克搞出的那一套。這是量子力學比較基本的內容,看懂原理配合書後習題肯定沒問題了。一般學生到這里也差不多了。後續還有一門高等量子力學,是研究生課程。研究相對論量子力學等內容,和狄拉克有很大關系。研究生階段還有量子光學等課程。

8. 如何自學量子力學

自學量子力學並不難,最主要是靠堅持。網上有大量的量子力學教程,好比如嗶哩嗶哩裡面就有很多教學課程,而且很多是免費的。

9. 萌新怎麼學量子物理

這個題目距離我第一次看到已經很久了,不過當初我還沒資格回答這個問題,現在也許有了一點資格。
首先我是非物理專業的,也沒有旁聽過物理系的課。
所以以下是一份詳盡的學習指南,學習預設起點是你念過高中。
首先,高數和線代是沒的說的,高數的教材很多,都還行。線代嚴重推薦《linear algebra done right》這本書有中文譯本,人民郵電出版社《線性代數應該這樣學》。這本書完爆同濟的線代教材,學完之後你會對向量空間,本徵值和運算元等有足夠的了解,而這些正是你學量子時最需要的線代的知識。至於同濟的,似乎完全忽略這些內容。。。PS:這本書的答案你可以在網上輕松找到,雖然是英文的,但是數學詞彙都很簡單。
然後是普通物理。推薦新概念物理教程以及其配套的答案(既然是自學,我怎麼可能推薦給你沒有答案的書,沒有答案的自學是喪心病狂啊。。。添一句吧,本人對普通物理的光學和原子物理沒太大興趣,所以沒怎麼學,所以如果你真的只想學量子的話,嗯,我可以偷偷告訴你:跳過這兩本。)
接下來是四大力學了,如果只是單純的學習量子力學,那麼你應該可以不用先學統計物理。
理論力學推薦國內的金尚年的(因為有答案啊!而且書本身確實蠻好),但是除此之外我還要力薦給你朗道十冊的第一卷,非常薄,但不要小看它,我覺得完全可以用這「本書的價值超過同等質量的黃金」來形容。小小的一本書,看完之後的那種通透感真是無以言喻的。況且這本書里的題目作者也都給出了答案。
然後數學物理方法和電動力學都要開始學習了,這兩門課說實在的就美感而言我覺得不如其它三大力學。
先說數學物理方法,我嘗試的去自學了名氣很大的梁昆淼的書,然後沒看下去,實在是太不好看了。所以我這里推薦給你的是一本英文書:Mathematical methods for physics and engineering. 作者是Riley。這本書世界圖書出版公司有引入,不過好像亞馬遜什麼的都買不著了,孔夫子二手網好像有,或者你能在你們學校圖書館找到。這本書真的 非常非常非常 適合自學。不僅寫的好,而且有答案!實際上你完全可以用這一本書來學習本科階段物理專業需要的所有數學(包括高數和線代,不過線代我還是偏愛前面提到的那本,因為很嚴謹,很有數學味,我看完後才意識到我之前學的數學基本可以說幼稚的可笑。)很抱歉這本書沒有中文譯本,額,興許哪天我會把它翻譯過來(做白日夢中。。)。但是既然想學物理學好英語是前提,沒有英語的物理是走不遠的。
然後說電動力學,強烈推薦格里菲斯的電動力學導論,世圖一樣有引入,還是英文的。這本書非常適合自學,講解非常的詳細,作者本身也很詼諧,經常能逗你一笑,而且網上還是能找到答案!(我要給所有提供答案的物理書撒花!!)不過得吐槽一句:題目好多,剛開始認真做,到後來就開始犯懶了,這本書我到現在最後幾章都沒看完。所以自學物理智商什麼的才不是最重要的,最重要的是你的一份熱愛和堅持。
總結一下上面兩門課程,它們真的非常非常繁瑣,你會解拉普拉斯方程解到把自己惡心到,這種時候試著提醒一下自己物理的美吧。
接下來就是量子力學的時刻啦!第一次學量子必然是格里菲斯的量子力學概論(這本書既有影印的,也有翻譯的,當然啦,網上還是能找到答案的)作者在這本書的序言就提到了:這本書是先讓你學會 做 量子力學,而不是 想 量子力學。作者也考慮到了這個部分,因此在第一章就提到了對於量子力學的三個解釋,你需要做的就是承認一些基本假設,然後學會怎麼解題目。其實我自己最後幾章也看的很散漫,不能算認真看完,格里菲斯這傢伙的書的題目真的好多啊,哭。。

當然啦,也許你比我有能耐多了,認真地搞定了概論,按理接下來我就沒什麼資格再推薦了。但是前不久科學出版社 狄拉克的《量子力學原理》我剛剛入手,大家的書自然心癢難耐,最近一直研讀中,雖然只看到三分之一,但真的非常非常推薦這本書(我看到一小半的時候忍不住在封面寫下:微言大義四個大字,嗯,就是腦殘花痴的感覺)。通過它你會看到一個物理理論究竟是如何剛開始從實驗現象出發,然後做出一些基本假設,同時為了描述你的物理理論,如何去構建你需要的數學結構(沒錯,就是線性代數!),接下來再賦予數學對象以物理意義,然後進行推導。這個過程真心的太美了!其中每一步都非常嚴謹,每一塊磚頭你都清晰可見,直至整棟大廈的建造完成。而這一切的宏偉其實卻又只是建立在幾個基礎的假設之上。等到了這一步,我想你的三觀已經和開頭高中畢業的級別不一樣了,你可以嘗試去用量子理論去解釋身邊的現象,至於自己思考,其實我覺得沒有太多自己思考的成分,因為大多數時候都是你在努力思考那些物理學家的想法,而一旦想明白就會有一種佛家大徹大悟的快感。

10. 普通人學習量子力學,應該如何簡單的入門

我認為對於普通人來說最簡單的入門辦法就是能夠在一些網站上搜索一些視頻資源來觀看,因為在這種情況之下是有專門的人進行講解的,而且這些都是來自全國各地優秀的人才。在我們學習量子力學的時候,其實是感覺非常難的,但是在這些老師的講解之下,我們會通俗的理解,所有的知識點基本上是沒有任何的阻礙的,只需要帶著腦子思考,就能夠獲得一個很好的知識體系。

量子力學即使對於我來說是非常重要的,因為生活當中的很多現象都是可以利用量子力學來進行解釋的,這也是很多人在沒事的時候就學習量子力學的原因,反正我最近也一直在學量子力學,我認為這些理論還是非常有趣的,並且可以調動我的大腦去思考這些知識點。

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