Advanced Quantum Mechanics: Materials and Photons

ویرایش: 2 
نویسندگان: Rainer Dick (auth.)  
سری: Graduate Texts in Physics 
ISBN (شابک) : 9783319256740, 9783319256757 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2016 
تعداد صفحات: 694 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 7 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 33,000



در این ویرایش دوم به روز شده و توسعه یافته از یک کتاب درسی با استقبال خوب و ارزشمند، پروفسور دیک بر اهمیت مکانیک کوانتومی پیشرفته برای علم مواد و تمام تکنیک‌های تجربی که از جذب، گسیل یا پراکندگی فوتون استفاده می‌کنند، تأکید می‌کند. جنبه‌های مهم مکانیک کوانتومی مقدماتی در هفت فصل اول پوشش داده شده است تا این موضوع برای مخاطبان گسترده‌ای قابل دسترسی باشد. بنابراین مکانیک کوانتومی پیشرفته، مواد و فوتون می‌تواند برای دوره‌های پیشرفته کارشناسی و دوره‌های مقدماتی فارغ‌التحصیل که برای دانشجویانی با پیشینه‌های تحصیلی متنوع از علوم طبیعی یا مهندسی هدف قرار می‌گیرد، استفاده شود. برای تقویت این جنبه فراگیر در دسترسی هرچه بیشتر به موضوع، ضمائم A و B نیز مقدماتی بر مکانیک لاگرانژی و فرمول کوواریانت الکترودینامیک ارائه می‌کنند.

این ویرایش دوم شامل ۶۲ مسئله جدید و همچنین بخش‌های گسترده‌شده در زمینه‌های کوانتومی نسبیتی و کاربردهای الکترودینامیک کوانتومی است. سایر ویژگی های خاص شامل مقدمه ای بر نظریه میدان لاگرانژی و بحث یکپارچه از دامنه های انتقال با حالت های اولیه یا نهایی گسسته یا پیوسته است. هنگامی که دانش آموزان درک درستی از مکانیک کوانتومی پایه و نظریه میدان کلاسیک به دست آوردند، کوانتیزاسیون میدان متعارف آسان است. علاوه بر این، بحث ادغام شده از انتقال a

به طور طبیعی به مفاهیم احتمالات انتقال، نرخ فروپاشی، سطح مقطع جذب و مقاطع پراکندگی منجر می‌شود که برای تمام تکنیک‌های تجربی که از پروب‌های فوتون استفاده می‌کنند، مهم هستند.

</ p>

کوانتیزاسیون ابتدا برای میدان شرودینگر قبل از نسبیتی ماکسول، کلاین-گوردون و میدان های دیراک کوانتیزه می شوند. تئوری میدان کوانتیزه شرودینگر نه تنها برای فیزیک ماده متراکم و علم مواد مهم است، بلکه ساده‌ترین راه را برای کوانتیزه‌سازی میدان عمومی فراهم می‌کند و بنابراین برای دانشجویان علاقه‌مند به فیزیک هسته‌ای و ذرات نیز مفید است. کوانتیزاسیون میدان ماکسول در گیج کولن انجام می شود. این روش مناسب و عملاً مفیدترین روش کوانتیزه کردن در فیزیک ماده متراکم، شیمی، و علم مواد است زیرا به طور طبیعی اثرات برهمکنش های کولن، برهمکنش های تبادلی و پراکندگی فوتون را از هم جدا می کند. ضمائم حاوی مطالب اضافی هستند که معمولاً در کتاب‌های درسی مکانیک کوانتومی استاندارد یافت نمی‌شوند، از جمله اثبات کاملی برای توابع ویژه مسائل تک بعدی استورم-لیوویل، لگاریتم‌های ماتریس‌ها و توابع گرین در ابعاد مختلف.

< /p>

In this updated and expanded second edition of a well-received and invaluable textbook, Prof. Dick emphasizes the importance of advanced quantum mechanics for materials science and all experimental techniques which employ photon absorption, emission, or scattering. Important aspects of introductory quantum mechanics are covered in the first seven chapters to make the subject self-contained and accessible for a wide audience. Advanced Quantum Mechanics, Materials and Photons can therefore be used for advanced undergraduate courses and introductory graduate courses which are targeted towards students with diverse academic backgrounds from the Natural Sciences or Engineering. To enhance this inclusive aspect of making the subject as accessible as possible Appendices A and B also provide introductions to Lagrangian mechanics and the covariant formulation of electrodynamics.

This second edition includes an additional 62 new problems as well as expanded sections on relativistic quantum fields and applications of quantum electrodynamics. Other special features include an introduction to Lagrangian field theory and an integrated discussion of transition amplitudes with discrete or continuous initial or final states. Once students have acquired an understanding of basic quantum mechanics and classical field theory, canonical field quantization is easy. Furthermore, the integrated discussion of transition a

mplitudes naturally leads to the notions of transition probabilities, decay rates, absorption cross sections and scattering cross sections, which are important for all experimental techniques that use photon probes.

Quantization is first discussed for the Schrödinger field before the relativistic Maxwell, Klein-Gordon and Dirac fields are quantized. Quantized Schrödinger field theory is not only important for condensed matter physics and materials science, but also provides the easiest avenue to general field quantization and is therefore also useful for students with an interest in nuclear and particle physics. The quantization of the Maxwell field is performed in Coulomb gauge. This is the appropriate and practically most useful quantization procedure in condensed matter physics, chemistry, and materials science because it naturally separates the effects of Coulomb interactions, exchange interactions, and photon scattering. The appendices contain additional material that is usually not found in standard quantum mechanics textbooks, including a completeness proof for eigenfunctions of one-dimensional Sturm-Liouville problems, logarithms of matrices, and Green’s functions in different dimensions.

Front Matter....Pages i-xix
The Need for Quantum Mechanics....Pages 1-24
Self-adjoint Operators and Eigenfunction Expansions....Pages 25-35
Simple Model Systems....Pages 37-61
Notions from Linear Algebra and Bra-Ket Notation....Pages 63-83
Formal Developments....Pages 85-101
Harmonic Oscillators and Coherent States....Pages 103-120
Central Forces in Quantum Mechanics....Pages 121-156
Spin and Addition of Angular Momentum Type Operators....Pages 157-169
Stationary Perturbations in Quantum Mechanics....Pages 171-183
Quantum Aspects of Materials I....Pages 185-205
Scattering Off Potentials....Pages 207-225
The Density of States....Pages 227-239
Time-dependent Perturbations in Quantum Mechanics....Pages 241-282
Path Integrals in Quantum Mechanics....Pages 283-300
Coupling to Electromagnetic Fields....Pages 301-319
Principles of Lagrangian Field Theory....Pages 321-332
Non-relativistic Quantum Field Theory....Pages 333-382
Quantization of the Maxwell Field: Photons....Pages 383-429
Quantum Aspects of Materials II....Pages 431-475
Dimensional Effects in Low-dimensional Systems....Pages 477-493
Relativistic Quantum Fields....Pages 495-544
Applications of Spinor QED....Pages 545-576
Back Matter....Pages 577-692