第 1篇 量子力學(xué)的基本原理 第１章? 物質(zhì)內(nèi)部是虛空的 1.1　什么是微觀世界？003 1.2　微觀世界是什么樣子的？ 003 1.3　盧瑟福實(shí)驗(yàn)和行星模型 004 1.4　重建現(xiàn)代物理的物質(zhì)觀 007 1.5　自然界的四種相互作用 008 第２章? 量子態(tài)的可疊加性 2.1　兩個(gè)量子態(tài)的隨意組合 013 2.2　復(fù)數(shù)的復(fù)習(xí) 015 2.3　概率和相位 015 2.4　我是一片“云”的波函數(shù) 017 2.5　愛因斯坦和玻爾的論戰(zhàn) 018 2.6　中微子振蕩 019 2.7　量子比特 021 2.8　量子計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介 022 第３章? 波粒二象性 3.1　自由粒子的波函數(shù) 029 3.2　電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 031 3.3　光的波粒二象性 034 3.4　波粒二象性和量子力學(xué)的測(cè)量 036 3.5　中微子振蕩的機(jī)制 038 第４章? 不確定性原理 4.1　不同動(dòng)量的粒子狀態(tài)組合 041 4.2　位置和動(dòng)量之間的不確定性原理 043 4.3　原子為什么這么堅(jiān)硬？ 046 4.4　壓垮原子的力量 047 4.5　能量與時(shí)間之間的不確定性原理 047 第５章? 量子力學(xué)的測(cè)量問題 5.1　科學(xué)和哲學(xué) 052 5.2　測(cè)量和波函數(shù)的坍縮 053 5.3　薛定諤的貓論 054 第６章　帶電粒子和電磁場(chǎng)的相互作用 6.1　從牛頓定律到薛定諤方程 058 6.2　電磁場(chǎng) 059 6.3　矢量勢(shì) 061 6.4　矢量勢(shì)在量子力學(xué)中的角色 063 6.5　雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和對(duì)力的反思 066 6.6　規(guī)范不變性和楊 - 米爾斯場(chǎng)論 068 第７章　隧道效應(yīng) 7.1　能夠滲透的波函數(shù) 071 7.2　能夠穿越的粒子 073 7.3　波函數(shù)滲透對(duì)物質(zhì)世界的影響 075 7.4　掃描隧道顯微鏡 076 7.5　閃存背后的量子力學(xué) 078 第８章? 什么是量子？ 8.1　盒子中的粒子 085 8.2　振動(dòng)的粒子 088 8.3　氫原子的能級(jí) 091 8.4　光譜 093 8.5　原子鐘和計(jì)量系統(tǒng) 095 第９章? 角動(dòng)量和自旋 9.1　經(jīng)典物理復(fù)習(xí)：角動(dòng)量 102 9.2　量子角動(dòng)量的奇怪規(guī)則 104 9.3　角動(dòng)量和原子的能級(jí) 106 9.4　自旋 108 9.5　角動(dòng)量的相加 109 9.6　粒子磁矩和角動(dòng)量的測(cè)量 110 9.7　光子的自旋 113 9.8　核磁共振 115 9.9　用自旋來記憶的磁性存儲(chǔ)器 117 9.10　使用光子自旋的量子通信 120 第 10 章? 玻色子和費(fèi)米子 10.1　全同粒子的概念？ 128 10.2　玻色子和費(fèi)米子 129 10.3　泡利不相容原理和原子結(jié)構(gòu) 131 10.4　“堅(jiān)強(qiáng)”的費(fèi)米氣 134 10.5　鐵磁性的起源 136 10.6　玻色子和黑體輻射問題 138　 10.7　激光原理 141 10.8　玻色 - 愛因斯坦凝聚 144 第 11 章? 量子糾纏 11.1　什么是量子糾纏？ 150 11.2　愛因斯坦的困惑 151 11.3　貝爾定理 154 11.4　量子糾纏的實(shí)驗(yàn)檢測(cè) 158 11.5　重新認(rèn)識(shí)量子力學(xué) 160 11.6　量子糾纏的應(yīng)用 162 第 12 章　從原子到分子 12.1　原子能級(jí)結(jié)構(gòu)的總結(jié) 167 12.2　離子鍵和共價(jià)鍵 170 12.3　元素周期表的量子解讀 173 12.4　分子之間的相互作用 175 12.5　分子光譜和全球變暖 178 12.6　量子化學(xué)和世界復(fù)雜性 180 第 13 章　晶體里面的量子力學(xué) 13.1　能帶理論 184 13.2　絕緣體 187 13.3　金屬 189 13.4　聲子 192 第2 篇 量子力學(xué)對(duì)物質(zhì)世界的解釋 第 14 章　半導(dǎo)體的量子物理 14.1　什么是半導(dǎo)體？ 196 14.2　p 型、n 型半導(dǎo)體和空穴 198 14.3　pn 結(jié) 202 14.4　場(chǎng)效應(yīng)管和 CMOS 技術(shù) 204 14.5　CMOS 傳感器和光伏發(fā)電 209 14.6　發(fā)光二極管 212 第 15 章　量子點(diǎn)與介觀物理學(xué) 15.1　介觀物理學(xué)簡(jiǎn)介 218 15.2　量子點(diǎn)的特性 219 15.3　量子走進(jìn)你家——量子點(diǎn)電視 221 第 16 章　二維量子力學(xué)與石墨烯 16.1　石墨烯和它的結(jié)構(gòu) 230 　　 16.2　奇妙的石墨烯能帶 234 16.3　石墨烯的應(yīng)用 237 第 17 章　宏觀量子現(xiàn)象——超導(dǎo) 17.1　超導(dǎo)的機(jī)制 240 17.2　永不消逝的電流 243 17.3　邁斯納效應(yīng)和磁通量的量子化 245 17.4　約瑟夫森結(jié) 252 17.5　超導(dǎo)計(jì)算機(jī) 254 第 18 章　量子場(chǎng)論簡(jiǎn)介 18.1　物質(zhì)不滅的破滅 258 18.2　什么是場(chǎng)？ 260 18.3　場(chǎng)的量子化與粒子的誕生 261 18.4　零點(diǎn)能的困惑和宇宙的命運(yùn) 263 18.5　為什么粒子是一個(gè)點(diǎn)？ 266 18.6　量子場(chǎng)論中的相互作用 268 18.7　對(duì)稱性和量子力學(xué) 270 18.8　量子場(chǎng)論中的發(fā)散困難和重整化 276 第 19 章　引力波和引力子 19.1　從狹義到廣義相對(duì)論 283 19.2　引力波 287 19.3　引力子和量子引力的困難 292 第 20 章　弦論簡(jiǎn)介 20.1　弦上奏出的粒子 295 20.2　弦與弦的相互作用 297 20.3　超弦和十維時(shí)空 299 第 21 章　再談量子計(jì)算機(jī) 21.1　量子模擬 303 　　 21.2　量子計(jì)算原理 306 21.3　量子計(jì)算機(jī)的硬件 312 結(jié)? 語(yǔ) 320 參考文獻(xiàn) 321