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文军 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030553201

商品编码：28129608346

包装：平装

出版时间：2017-12-01

基本信息

书名：量子力学原理及其应用

定价：98.00元

作者：文军

出版社：科学出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030553201

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

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商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书依据初学者的思维模式和认知特点，循序渐进地阐述了非相对论量子力学的基本原理及其在原子、分子与低维物理中的应用，主要内容包括量子力学的建立，薛定谔方程及一维势场问题，表象理论，角动量理论，中心力场以及带电粒子在电磁场中的运动，量子力学中的近似方法，量子力学与原子、分子及量子阱。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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跨越经典：流体力学与计算模拟的深度探索 图书名称： 流体动力学基础与先进数值方法 图书简介： 本书旨在为物理学、工程学、数学及相关交叉学科的研究人员、高年级本科生和研究生提供一套系统且深入的流体力学理论框架，并重点阐述当代理论如何与先进的计算模拟技术相结合，以解决复杂流动难题。我们摒弃了对基础量子力学概念的任何引用或讨论，将全部篇幅聚焦于宏观尺度的物质运动规律——流体动力学。 第一部分：流体力学的基本公设与连续介质模型 本部分首先奠定流体力学的理论基石。我们将从物质的连续介质假设出发，详尽推导控制流体运动的 Navier-Stokes 方程组。这不仅包括质量守恒（连续性方程），还涵盖了动量守恒（牛顿第二定律在流体元上的应用）以及能量守恒（热力学第一定律在流动系统中的体现）。我们特别关注本构关系——特别是牛顿流体和非牛顿流体的粘性应力张量描述，并探讨了在不同物理条件下（如不可压缩流动、等温流动）对方程组的简化与适用性分析。 深入探讨了流场的拓扑学特征，如涡度（Vorticity）和流线（Streamline）的概念，并引入了流函数和速度势函数，用于分析特定几何边界下的二维无旋流动，如翼型周围的潜在流理论。 第二部分：经典解析解与边界层理论的精妙 虽然现代研究高度依赖数值方法，但对经典解析解的掌握是理解流动物理本质的关键。本章详细剖析了 Poiseuille 流、Couette 流等层流的精确解，展示了压力梯度、粘性剪切力如何共同决定速度剖面。 随后，我们将焦点转向复杂流动中最具挑战性的领域之一：边界层理论。基于 Prandtl 的近似，本书详尽推导了沿平板的 Blasius 方程，并运用相似解法求解。分析了边界层内的速度廓线特性，探讨了转捩（Transition）现象——从平滑的层流到紊乱的湍流的过渡机制。我们对分离现象进行了深入探讨，包括压强梯度对边界层发展的影响，以及如何利用此理论预测物体表面的阻力与升力。 第三部分：湍流——从统计描述到结构分析 湍流是流体力学中尚未完全解决的“世纪难题”。本书将从雷诺平均 Navier-Stokes (RANS) 方程出发，系统介绍湍流的统计描述方法。湍流脉动、平均速度场、Reynolds 应力张量等核心概念将被清晰界定。 重点介绍几种主流的湍流模型：零方程模型（如经验公式）、单方程模型（如 Spalart-Allmaras 模型）、以及双方程模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ SST 模型）。每一模型的物理基础、适用范围、优缺点将在详细的数学推导后给出严格的评价，旨在指导研究者根据实际物理场景选择最恰当的建模工具。 此外，我们也将触及涡旋动力学在湍流结构中的作用，例如涉及大涡模拟（LES）的基本思想，即通过亚网格尺度模型来处理未被直接解析的最小尺度涡流。 第四部分：计算流体力学（CFD）的核心算法 本部分完全脱离解析方法，转向现代工程和科学研究不可或缺的计算工具。我们将深入剖析求解 Navier-Stokes 方程组的数值离散技术。 详细讨论了有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）在处理对流-扩散方程中的具体实现。特别强调 FVM 在守恒性（Conservation）方面的优势，这是 CFD 求解器构建的基石。 针对速度-压力耦合问题，本书详述了 SIMPLE 算法族（SIMPLE, SIMPLER, PISO）的迭代策略，解释了如何通过压力修正方程来消除因速度和压力场离散化引入的非物理耦合效应。对于高马赫数（高可压缩性）流动，将介绍基于黎曼求解器（如 Roe 或 AUSM 格式）的基于通量的守恒格式，及其在激波捕捉方面的能力。 第五部分：先进计算技术与应用案例 本书的最后一部分关注前沿计算方法的集成与实际工程应用。 1. 网格生成与质量评估： 讨论结构化、非结构化网格的生成技术，以及网格敏感性分析（Grid Convergence Index, GCI）的重要性，以确保数值结果的可靠性。 2. 瞬态流动模拟： 探讨时间推进方法的选择（显式与隐式方法），以及如何精确模拟非定常问题，例如涡旋脱落（Von Kármán vortex street）的周期性行为。 3. 多物理场耦合： 简要介绍流固耦合（FSI）的基本框架，以及如何将流体求解器与其他领域（如传热学、化学反应动力学）的求解器连接起来，以模拟更接近实际的复杂工程系统。 通过这五个部分的系统阐述，本书力求使读者不仅掌握流体动力学的基本原理和经典理论，更能熟练运用现代计算工具，对从管道流动、空气动力学到海洋波浪等广泛的物理现象进行精确的建模、求解与分析。本书中的所有示例和练习均基于经典的宏观流体力学范畴，不涉及任何关于微观粒子行为或量子态的讨论。

评分☆☆☆☆☆

这本《量子力学原理及其应用》简直是理论物理爱好者的福音！我花了整整一周的时间沉浸其中，感觉自己的世界观又被颠覆了一次。书里对薛定谔方程的推导过程，讲得细致入微，即便是初次接触量子力学的读者，也能感受到作者的匠心独运。特别是关于波函数的物理意义那一段，作者没有停留在公式的堆砌，而是通过大量的类比和生动的图示，将抽象的概念具象化，让我对概率诠释有了前所未有的清晰认识。更值得称赞的是，书中对于不确定性原理的探讨，不仅仅是停留在海森堡的著名不等式上，还深入挖掘了其在测量过程中的哲学意义，那种对物理本质的追问，实在令人拍案叫绝。阅读过程中，我多次停下来，回味那些精妙的论述，那种思维被拉伸的感觉，只有真正深入理解物理学前沿的人才能体会。这本书的排版和插图设计也极为考究，让人在长时间的阅读中也不会感到枯燥乏味，完全是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

我是一个工程背景出身的人，起初对这本书的期望只是能理解一些基本的量子计算概念。然而，阅读完关于量子信息和纠缠理论的部分后，我对“信息”本身的理解都发生了根本性的变化。作者在讲解贝尔不等式和EPR佯谬时，简直像一个优秀的辩论家，层层递进，剥去了所有模糊的修饰，直击问题的核心——非定域实在性。书中对量子纠错码的介绍，不仅罗列了算法，更重要的是解释了它们背后的物理动机，让我明白了为什么特定的编码方案能抵抗环境的噪声。这种将纯粹的数学工具与实际的物理约束相结合的叙事方式，极大地激发了我对未来量子技术的想象力。它不只是一本教科书，更像是一份对未来计算范式的深刻预言。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的后半部分，尤其涉及量子场论的入门章节，简直是一次智力上的极限挑战。它并没有像很多入门教材那样，为了迎合大众而过度简化，而是大胆地触及了量子电动力学（QED）的初步框架。作者在处理费曼图的引入时，那种逻辑上的严谨性和数学上的精确性，让我不得不佩服。每一个符号、每一步变换，都仿佛经过了千锤百炼，力求无懈可击。我记得有一处关于自旋-统计定理的论述，作者用了一种非常新颖的视角，将狭义相对论的洛伦兹协变性与量子场论的对易关系紧密联系起来，这种跨领域的深度融合，展现了作者深厚的学术功底。对于那些已经掌握了基础量子力学，渴望迈入更深层次物理殿堂的进阶学习者来说，这本书无疑提供了一把坚实的钥匙，尽管攀登过程充满荆棘，但登顶后的视野绝对是无与伦比的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常具有个人特色，它不像某些官方教材那样冷冰冰，反而充满了一种老派物理学家的浪漫情怀。尤其是作者在引言和结论中穿插的那些关于科学探索精神的感悟，读来令人心潮澎湃。我特别喜欢其中关于“哥本哈根诠释的争议与演变”那一节。作者没有简单地接受主流观点，而是细致梳理了玻尔、爱因斯坦等巨匠之间那些充满火花的思想碰撞。这种历史的厚重感和学术争鸣的活力，让冰冷的物理定律仿佛拥有了生命。我感觉自己不是在阅读一本技术手册，而是在参与一场跨越世纪的思想对话，跟随先驱者们一同在未知的迷雾中摸索前行。对于那些看重学科人文精神的读者来说，这本书的价值是无法用公式量化的。

评分☆☆☆☆☆

从实用性的角度来看，这本书的习题设计堪称一绝，它们完美地平衡了理论的深度和实践的可操作性。不同于那种只有标准答案的死板练习，这里的每一道题似乎都在引导读者去“创造性”地解决问题。我特别提一下关于散射理论应用的那些练习题，它们不仅要求你计算截面，还要求你分析不同势场下波函数的渐近行为，这对于培养物理直觉至关重要。完成这些习题后，我感觉自己对微扰论的掌握程度提高了一个台阶，那种“举一反三”的能力得到了极大的锻炼。它不是那种读完一遍就能束之高阁的书，更像是一个需要长期伴随、反复钻研的“工具箱”，每一次重翻，总能发现新的理解层次和尚未注意到的细节。