介绍一本富于创新的教学参考书--<量子力学表象与变换论>

我们向教与学量子力学的各位同行介绍由中国科学技术大学范洪义教授写的<量子力学表象与变换论>,此书由上海科学技术出版社1997年出版,商务印书馆印刷,逾43万字.它可以作为物理类专业本科生及研究生学习量子力学,特别是学习狄拉克的<量子力学原理>的参考书.该书是物理学前沿丛书中的一本,已被上海科学技术出版社评为优秀图书一等奖.     

物理教学必须与现代物理知识及其发展动态相结合

 几十年来,物理学的教学内容一直局限在经典物理和近代物理部分,近代物理部分也只涉及狭义相对论和量子力学的基本概念、基本原理。以上的内容只相当于本世纪20年代或30年代以前的物理学成就。而科学技术一直以前所未有的速度和规模发展着,在过去几十年,物理学本身在深度和广度上取得了辉煌的成果。     

角动量问题浅析

大学物理教学中,一些基本概念的讲授不仅对于物理概念本身的深化十分重要,而且对于现代物理学思想的把握和对后续课程的学习也具有十分重要的作用.通过讨论角动量及其在宇称变换下的性质,我们介绍了轴矢量的概念,并在量子力学层次对宇称变换进行了分析,将量子力学层次的态函数和场算符进行了分类,同时说明了在基本粒子物理研究当中对复合粒子进行分类时一个重要的量子数——宇称.     

复杂网络思想方法在大学物理教学中的应用

复杂网络是近年来复杂性研究的热点领域,与物理学的发展有密切的联系.让学生了解该领域的基本概念、方法及其与物理之间的关系大有裨益.本文对复杂网络中的一些基本概念和思想进行了简要介绍,并利用复杂网络的基本概念和思想对物理教学中两个较复杂的典型问题进行了分析.     

新书推荐——《神奇的粒子世界》

20世纪见证了物理学无与伦比的进步。在这个世纪的前半叶,基础物理由量子力学及爱因斯坦的相对论和引力理论所主导。而在后半叶,人类目击了基本粒子物理学的异军突起。在中国,尽管粒子物理学家已在实验和理论方面开展了许多工作,并且在世界粒子物理学领域占有了一席之地,但对于     

暢谈大学物理教学内容现代化

一、实践 大学物理教学现代化,现在是教师们讨论的热门话题。有的杂志,例如《大学物理》还发表了许多文章进行讨论。笔者对此问题有一些想法,也曾经有一些做法。兹简述如下。 物理教学要现代化,其理由是不言自明的。它是教育现代化的一个具体体现。大学物理教学的现代化包括教学内容的现代化与教学方法的现代化,比较起来,前者当然更根本一些。 物理教学内容要现代化,首先要增添现代物理学发展的新成就,包括实验和理论。几十年来,物理学中已有了“近代物理”部分。但一般讲来,其内容多止于量子力学基本概念,包括波粒二象性,不确定性原理,势阱中的粒子等。粒子的介绍一般也只止于核子和电子。关于宇宙除了介绍一点宇宙射线外,可以说毫无触及。这些内容也就只相当于本世纪20或30年代的物理学的成就。从那时以来,不论是小到粒子,大到宇宙,中间涉及分子,原子及凝聚态,都有了长足的发展。这些发展应该有重点地引进到物理教学中来。在     

在现代物理学里感觉到老庄思想的光芒

相对论和量子力学是在本世纪建立起来的物理学理论,是现代物理学的两大基础.由于它们所涉及的多半是我们日常生活经验之外的自然规律,所以其中有些概念很难用我们日常生活中的直观感觉去理解.最近读到关洪教授的新著《量子力学的基本概念》一书[1],看到他引用老子的话来阐明量子力学,感到很有意思.我在近年来的教学中,也常引用庄子的话来阐明狭义相对论.现将这两个例子写出,以就教于读者.一 关洪教授在《量子力学的基本概念》一书中所讲的如下: “道.可道.非常道. 名.可名.非常名.” 篇首所引语录,是《老子》里开宗明义的两句话.近读汤川秀…     

从单摆到混沌

 普通物理教学,从概念、内容到方法,传统上都是以经典物理学为主体的.本世纪以来,相对论和量子力学的建立,成为近代物理学不可缺少的基础.普通物理课程的现代化,必然要涉及如何处理相对论和量子力学的问题.     

高能物理学de发展及其展望

 高能物理学、亦称粒子物理学,是在原子、原子核和宇宙线的研究中诞生的.在原子的研究中发现了电子和光子,建立了量子力学和量子电动力学.量子电动力学是一种最简单的量子规范场论.以后提出的量子非阿贝耳规范场论是当前粒子物理基本理论的基础.在原子核的研究中发现了质子和中子,并且发现:除了二十世纪以前发现的万有引力相互作用和电磁相互作用以外,自然界还存在着另外两种基本相互作用:强相互作用和弱相互作用.     

著名物理学家谈超弦

 爱德华·威特恩(Edward Witten)是普林斯顿高等研究所教授.他对粒子物理理论和量子场论,特别是量子色动力学和高维理论,做过很多重要贡献,后来转而研究超弦.他是超弦理论最直言不讳的鼓吹者.问:超弦理论所讨论的最本质问题是什么?答:二十世纪物理学有二大柱石.第一个是广义相对论,即爱因斯坦的引力理论.第二个是量子力学,它是关于微观领域一切现象的理论,也就是说,是关于原子、分子和基本粒子的理论.现代物理学的基本问题是这两大柱石互不相容.如果你企图把引力和量子力学结合在一起,你就会发现,你得到的是从数学观点来看毫无意义的东西.     

狄拉克与相对论量子力学

以20世纪20年代物理学发展所遇到的困难为科学背景,从3个方面阐述了狄拉克相对论量子力学形成的过程及其深刻的物理内涵;作为完全相对论量子理论中的一种单粒子理论,狄拉克方程的建立又进一步推动了量子电动力学和量子场论等新理论的建立与发展.     

高能物理学de发展及其展望

高能物理学、亦称粒子物理学,是在原子、原子核和宇宙线的研究中诞生的.在原子的研究中发现了电子和光子,建立了量子力学和量子电动力学.量子电动力学是一种最简单的量子规范场论.以后提出的量子非阿贝耳规范场论是当前粒子物理基本理论的基础.在原子核的研究中发现了质子和中子,并且发现:除了二十世纪以前发现的万有引力相互作用和电磁相互作用以外,自然界还存在着另外两种基本相互作用:强相互作用和弱相互作用.这四种基本相互作用的强度可以用下列四个无量纲常数表达:     

学习凝聚态物理学的一本好书——“Basic Notions in Condensed Matter Phsics”(P.W. Anderson,The Benjamin/Cummings Pulishing Company,Inc.,Menlo Park,California,1984)

安德森(P·W·Anderson)为国际知名的凝聚态物理学家,1977年诺贝尔奖金物理学奖获得者.他在凝聚态理论的广泛领域内作出了许多贡献,诸如无序体系理论、磁性杂质的电子理论、软模相变理论、约瑟夫森效应、超流He3理论、电导的标度律等,方面之广与贡献之大,都是令人惊异的.他也和理论上的先驱者(L·D·Landan)相似,不仅在许多具体问题上做出了独创性的工作,而且也致于基本物理概念的提炼、澄清、发展和深化,从而对凝聚态物理学的一体化作出重要贡献。《凝聚态物理学的基本概念》这本书就是这方面的见证.书中对凝聚态物理学的许多基本概念,…     

Hobson文科物理教材选载导读——怎样才能提高一个国家的人民的科学素质

美国阿肯色大学的退休物理学教授阿特.霍布森(Art Hobson)从上世纪70年代开始开设一门以提高学生的科学素养为目的的文科物理课程,并编写了教科书《Physics Concepts and Connections》.他的课程很受欢迎,这本书也极有特色,现在已出了第4版,在130多所美国大学中使用.由于这本书和他提倡在物理教学中联系社会问题,2006年美国物理教师协会(AAPT)授予他密立根奖(AAPT的最高奖之一).新版的中译本不久将由高等教育出版社出版.(由北京大学秦克诚、刘培森、周国荣先生翻译)这本书的主要特点是:1)强调科学的认知过程,一切知识来自实践并最终由实验检验,特别是"我们怎么知道"一栏尤见特色,反对一切迷信和伪科学;2)不用数学的概念式教学,除E=mc2外书中没有数学公式;3)教给学生最新的物理学,如对量子力学的非局域性、粒子物理学中的大统一、弦假说、超对称、希格斯场等最新概念的介绍;4)讲授物理学的社会联系,对与物理学有关的社会问题的讨论遍布全书,在介绍了有关的物理学原理之后紧接着讨论.这本书的许多内容是别的物理教材中找不到的.为了让读者先睹为快,让更多的老师们更快地了解国外文科物理教学情况,本刊从下期起将选载本书的一些有特色的章节.本期先刊登霍布森教授的《怎样才能提高一个国家的人民的科学素质》一文,作为以后选载的导读.     

德布罗意的生平和贡献──纪念德布罗意诞生一百周年

Ｌ·德布岁意是２０世纪２０年代为量子力学的创建作出杰出贡献的物理大师之一．他创导了粒子具有波性的学术思想，从而导至波动力学的建立．他是迄今因学位论文而获得诺贝尔奖金的唯一的一位物理学家．在５０年代，仙重举批判量子力学哥本哈根学派旗帜，再次提出双重解理论，创导了非线性量子力学．     

中外量子力学教材中有关“波函数的统计诠释”论述的区别与思考

量子力学理论作为近代物理学的重要基础理论之一,其发展对人类的影响产生极重要的作用.本文通过对4本国内外著名量子力学教材的介绍,具体就波函数的统计诠释这一基本概念的讲解展开分析,讨论了不同教材的讲解思路和教学讨论深广度的区别及特色,从而明确了国内外教材某些知识点的优势和侧重点.     

新书《物理学基本概念和基本定律溯源》预告

新书《物理学基本概念和基本定律溯源》预告本书是大学物理教学参考书。全书以一系列论文式的专题组成其独特的体系。每篇论文构成一个独立的主题，陈述某一物理概念是怎样形成的，某一物理定律是怎样得来的，或者某一物理理论是怎样建立的。全书所选的１４个专题均是高等...     

相干态的性质与若干应用

相干态是近代物理学中的一个重要概念,它最初是由薛定格于1926年提出的[1].他指出,需要在一个给定位势下找一个遵循经典粒子运动规律的量子力学态.对于谐振子位势,他找到了这样的量子态.薛定格的这一物理思想直到六十年代才由Glauber[2]加以理论上的发展和给予实际上的应用,Glauber系统地建立起量子力学的相干态表象,证明了谐振子相干态是消灭算符的本征态,是使测不准关系取极小的态(即最接近于经典情况).在实际应用方面,Glauber首先用相干态来研究激光辐射场,当激发度足够高,激光分布趋近于相干态的统计律(泊松分布).Glauber还证明一个经…     

粒子物理学展望

粒子物理学又称高能物理学或基本粒子物理学,它研究比原子更深层次的微观世界中物质的结构,和在很高能量下这些物质如何相互转化.它是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一。 粒子物理学的发展经历了三个阶段。 一、第一阶段(1897—1937) 在这个阶段认识的基本粒子有光子、电子、质子、中微子和中子.光子是构成电磁场的基本单元,而中微子是为了保证原子核在作β衰变中能量和动量守恒的一种理论上假设存在的粒子。它们作为最小的结构基石,构成了当时人们认识的整个微观世界。 在这个阶段,理论上最大的进展是量子力学的建立。 将量子力学…     

詹姆斯·霍普伍德·金斯——学术研究与教学研究完美结合的典范

詹姆斯·霍普伍德·金斯是物理学史上把学术研究与教学研究完美结合的杰出范例.他在物理学众多学科硕果累累,为提高理论物理学科的教学水准,精心编著出版多本经典教材.本文通过物理学史展示他的研究风格和学术转型特点,希望能给物理学人带来有益的启示.