好书推荐:凝聚态物质中的统计力学及其应用
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好书推荐:凝聚态物质中的统计力学及其应用 发布于:2017/06/07
    所谓“凝聚态”,是指由大量粒子组成,并且粒子间有很强相互作用的系统。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质。固态和液态是最常见的凝聚态。低温下的超流态,超导态,玻色-爱因斯坦凝聚态,磁介质中的铁磁态,反铁磁态等,也都是凝聚态。
  本书是由两位在此领域中有颇多成果的意大利著名专家根据这方面的最新进展所写的一本新的教科书性质的专著,它包括了热动力学,统计力学和多体问题的经典课题和这方面的最新进展。
  19世纪末,开尔文公爵发表著名的演说,其中提到以经典力学、经典热力学和经典电磁理论为基础的物理学大厦已经建成,后人只需要做些小修小补的工作。然而在明亮的物理学天空中飘着两朵乌云,其中之一便是黑体辐射问题。实验发现黑体辐射无法用连续能量的观点来处理,这对经典的物理学提出了巨大的挑战。为解决这一问题,一个崭新的学科——量子力学应运而生。它是由普朗克最先提出,由爱因斯坦、波尔、薛定谔、狄拉克等天才的物理学家们发展完善,是公认的20世纪物理学最伟大的突破之一。本书回顾了量子力学的发展历史,介绍了量子力学的基本知识,是一本优秀的量子力学教材。
  全书共12章,分4个部分。第一部分 量子力学的提出与建立,包括第1章。分析了经典物理学对处理黑体辐射、光电效应和康普顿散射的困难,介绍海森堡不确定性原理、波尔对应原理、含时的与定态的薛定谔方程、物理实际对薛定谔方程解的限制、本征波函数与本征值、波函数的完备性、叠加原理、互补原理以及相位的概念。最后明確了量子力学的几个基本假设,强调了薛定谔方程本质上是一种假设。第二部分 使用薛定谔波动方程处理量子力学问题,包括2-7章:2.求解一维无限深势阱;3.自由粒子;4.线性谐振子;5.一维半无限有限高势垒;6.势垒隧穿处理α粒子衰变;7.一维有限深势阱等模型的薛定谔方程的解。介绍球坐标空间,引入分离变量法,求解了氢原子的薛定谔方程。第三部分 使用海森堡矩阵力学处理量子力学问题,包括第8-10章:8.介绍角动量理论和自旋算符理论;9.介绍微扰理论;10.定态一级微扰和二级微扰,并成功应用于解释Stark效应。最后介绍含时微扰,给出了费米黄金规则公式。第四部分 弹性散射理论,含第11-12章:11.并以刚球散射和方势阱散射模型为例,求解散射振幅与微分截面;12.介绍狄拉克发展的酉算子和酉变换。
  本书内容简单,利于理解,适合作为物理系本科生的专业教材。与常见的量子力学教材相比,本书有两个优势,一是求解的数学过程完整且准确,可以帮助读者建立坚实的数学基础;二是在每一章的前言部分,都有对量子力学发展历史的介绍,其中对当时的物理学家们的言行描写尤为生动,妙趣横生。如果读者阅读英文有困难,也可以参考北大曾谨言教授编写的《量子力学》,两本书内容相近,可以互为辅助。
  本书内容涉及2个领域:热力学和经典统计力学,其中包括平均场近似,波动和对于临界现象的重整化群方法。作者将上述理论应用于量子统计力学方面的主要课题,如正规的Feimi和Luttinger液体,超流和超导。最后,他们探索了经典的动力学和量子动力学,Anderson局部化,量子干涉和无序的Feimi液体。
  全书共包括21章和14个附录,每章后都附有习题,内容为:1.热动力学:简要概述;2.动力学;3.从Boltzmann到BoltzmannGibbs;4.更多的系统;5.热动力极限及其稳定性;6.密度矩阵和量子统计力学;7.量子气体;8.平均场理论和临界现象;9.第二量子化和HartreeFock逼近;10. 量子系统中的线性反应和波动耗散定理:平衡态和小扰动;11.无序系统中的布朗运动和迁移;12.Feimi液体;13.二阶相变的Landau理论;14.临界现象的LandauWilson模型;15.超流和超导;16.尺度理论;17.重整化群方法;18.热Dreen函数;19.Feini液体的微观基础;20.Luttinger液体;21.无序的电子系统中的量子干涉;附录A.中心极限定理;附录B.Euler 伽马函数的一些有用的性质;附录C.Yang和Lee的第二定理的证明;附录D.量子气体的最可能的分布;附录E.FeimiDirac和BoseEinstein积分;附录F.均匀磁场中的Feimi气体:Landau抗磁性;附录G.Ising模型和气体-格子模型;附录H.离散的Matsubara频率的和;附录I.两种液流的流体动力学:一些提示;附录J.超导理论中的Cooper问题;附录K..超导波动现象;附录L.TomonagaLuttinger模型确切解的抗磁性方面;附录M.无序的Fermi液体理论的细节;附录N.习题解答。
  本书适于理工科大学物理系的大学生、研究生、教师和理论物理、材料物理、超流和超导以及相变问题的研究者参考。
  冯贝叶,研究员
  (中国科学院应用数学研究所)来源:国外科技新书评介  
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