首页 研学 量子力学如何学习? 学习量子力学需要具备什么知识?

量子力学如何学习? 学习量子力学需要具备什么知识?

一、量子力学如何学习?

要想学习量子力学,首先要明确目的。如果不是从事物理相关工作研究,只是兴趣,那还不如看看科普书籍或者旧量子论的内容。

如果有需要系统学习量子力学,那么你首先要做一些数学准备。微积分是必须的,而且要熟练,至少要有多元微积分的水平。

然后是线性代数,矩阵在量子力学里面很常见。

然后是数学物理方法,包括复变函数论(至少熟练掌握高中竞赛的复数内容,尤其是欧拉公式)和偏微分方程(常微分方程在微积分里会学到)。到这里量子力学必备的数学基础齐全了。再准备一本权威的量子力学教材。曾谨言、周世勋、钱伯初等老师写的量子力学教材都非常不错,值得一看。

大体内容有旧量子论、薛定谔方程与波函数、一维问题、算符与表象理论、力学量随时间的演进、中心力场、自旋、微扰论与变分法、量子跃迁、散射、多粒子体系等。丰富多彩。

学完量子力学你会掌握更多数学方法,尤其是狄拉克搞出的那一套。

这是量子力学比较基本的内容,看懂原理配合书后习题肯定没问题了。

一般学生到这里也差不多了。

后续还有一门高等量子力学,是研究生课程。

研究相对论量子力学等内容,和狄拉克有很大关系。研究生阶段还有量子光学等课程。

二、学习量子力学需要具备什么知识?

  量子力学大体分为两类,一种是以薛定鄂方程(波函数能量方程)为代表的微分解析类,另一种是以海森保为代表的矩阵力学,无论哪种,本质都是相同的.显然需要的数学知识有:数学分析(微积分),代数学(矩阵论),数学物理方程(微分方程),复变函数等.量子力学的学习数学是基础,也要融会哲学知识,初学重在深刻改变对微观世界的认识观和思想,这是前提条件,很重要.   

三、如何初学量子力学?

学量子力学最好的方法就是用右脑,多思考多联想,不要陷入数学。

学好量子力学需要做到两件事:1. 掌握描述量子力学时用到的数学工具。2. 理解用量子力学描述物理系统的思想方法。

学好量子力学需要掌握的数学工具如下:1. 一些基本的数学分析知识,包括基础的实变函数,复变函数,常微分和偏微分方程等。这些我认为任何理科的高等数学或者数学分析课程都会涵盖。2. 对一些基本的特殊函数的了解,如球谐函数,贝塞尔函数等。这些在物理系本科所开的数学物理方法课程中会有介绍,当然自行查阅亦无不可。3. 对于线性代数基础概念比较好的理解,包括线性空间,子空间,正交,基,矩阵和线性变换,本征值和本征向量。尤其要建立起矩阵就是变换,和本征向量转化为基的概念,因为这是描述量子力学的基础。这些概念在本科的线性代数课程中也应该清晰明了的建立起来。4. 最好有一点群论的基础,对理解对称性会有帮助。

以上是关于学习量子力学需要掌握的数学工具,因为看起来是你的难点,所以我多花了一点笔墨。在掌握了这些基本的数学工具后,学习量子力学就是一个理解其物理思想,即用算符和态描述物理系统的方法的过程。对此 有几点建议:1. 找一本好的教材。如果你是物理科班出身,我不推荐曾谨言的量子力学教程(更加不推荐他的习题集),不推荐程檀生的现代量子力学教程;推荐Sakurai的Modern Quantum Mechanics,尤其是前三章,直接从量子力学的思考方式出发,导出一系列物理量的思维轨迹非常精彩。2. 关注算符和物理量的推导,尤其是角动量。3. 一定要做习题。4.在学习量子力学的过程中,你会遇到无穷无尽的形而上的困惑,或者自己无法理解的概念。我的建议是少思考些哲学,多关注下量子力学是怎样用来描述某个特定的物理体系,从而解决这个体系下的实际问题。归根到底,量子力学不是一种哲学,而是我们描述世界的一种方法。

四、学习量子力学要学哪门专业?

首先,我觉得你应该真正学习过量子力学之后再去想将来是否从事物理学或者所谓量子力学研究的问题。

如果你努力的话,大三开始之前你就可以学习完一般985物理系水平的量子力学,到时候再做决定也不迟。

另外,量子力学已经是一门相当完备的学科了,没有多少可以去“研究”的地方了。如果你感兴趣的话,我认为你应该去关注量子光学、量子信息/计算、原子分子物理这样的领域,这些领域正在蓬勃发展。

然后,你们化学里也许许多需要用量子力学的领域,比如计算化学,你也可以去关注一下。

五、高中物理学习量子力学吗?

量子力学的难点存在于两个方面,其一为数学,量子力学的学习需要有大学数学为基础,高中基础显然不足;其二为量子力学的理解,这一点比数学更难,因为量子力学与人们日常的经验不同,有独特的思想体系,因此不经讲解(严格说不经过好的讲解)难以入门。除极个别人外(不能排除存在有极个别的天才),应该是无法自学的。如果真想学,在网上找一下量子力学课程的视频,听两节试一下,

六、量子力学就业前景如何?

学量子力学专业就业前景不错。

量子力学(Quantum Mechanics),为物理学理论,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

七、量子力学中如何理解能量?

量子力学一般是讨论哈密顿量,尽管哈密顿量定义是能量,不过在量子力学中的哈密顿量其实解释为你的探测器探测出的能量的读数。通过确立哈密顿量来建立薛定谔方程,求解薛定谔方程我们能得到一个能谱表达式。然后能谱的意义在于该系统的所有可能的能级都表示出来,并且还可以得到系统处于哪个能级的概率。

而对于一个有限的区域,要把波函数进行箱归一化。

八、奇点如何应用量子力学?

严谨且严格说来,量子力学是不可能应用于“奇点”的。所谓奇点,仅是一种科学假想猜测,也是一种数学模型的极端演译结果,它和终极弦理论一样永远得不到现象观测

九、量子力学矩阵元素如何对应?

矩阵是数学工具,用矩阵的形式表达量子力学理论。

在现代量子力学模型中,描述电子层的量子数称为主量子数(principal quantum

number)或量子数n,n的取值为正整数1、2、3、4、5、6、7,对应符号为K、L、M、N、O、P、Q。对氢原子来说,n一定,其运动状态的能量一定。一般而言:n越大,电子层的能量越高。

从第一到第七周期的所有元素中,人们共发现4个能级,分别命名为s,p,d,f。从理论上说,在第八周期将会出现第五个能级

十、量子力学如何帮助解释宇宙起源?

根据爱因斯坦的量子学说,宇宙中大多物质以及人的灵魂都是由量子构成的,而量子力学可以解释宇宙中的文明和威力发展史。