مجله علمی تفریحی بیبیس
0

دانلود کتاب مکانیک کوانتومی ابتدایی – با مسائل و راه حل ها

  • عنوان کتاب: Elementary Quantum Mechanics – With Problems and Solutions
  • نویسنده: Stephen Wiggins
  • حوزه: مکانیک کوانتومی
  • سال انتشار: 2025
  • تعداد صفحه: 268
  • زبان اصلی: انگلیسی
  • نوع فایل: pdf
  • حجم فایل: 4.13 مگابایت

این کتاب از یک دوره یک ترم مکانیک کوانتومی در دانشکده ریاضیات دانشگاه بریستول بیرون آمده است. من چندین بار این دوره را تدریس کرده‌ام، اما این کتاب از یادداشت‌های قبلی مارتین سیبر، نوآ لیندن و توبی کوبیت بسیار سود می‌برد. از اینکه مطالب خود را با من به اشتراک گذاشته اند سپاسگزارم. مجموعه گسترده ای از مشکلات و راه حل ها برای این کتاب وجود دارد. بسیاری از مشکلات مربوط به خود من است و برخی از آنها را در امتحانات دوره استفاده کرده ام. من بدون شک در انتخاب مسائل خود تحت تأثیر دروس گذشته خود در مکانیک کوانتومی قرار گرفته ام و برخی از این منابع در کتاب ذکر شده است، کتاب برای دانشجویان کارشناسی ریاضی در نظر گرفته شده است. به طور کلی، این بدان معناست که دانش‌آموزان پیش‌زمینه‌ای در زمینه فیزیک برای درک مسائل پیرامون منشأ و توسعه مکانیک کوانتومی ندارند. یک نکته که من سعی می کنم بر آن تأکید کنم این است که چگونه ریاضیات جدید باید به موازات فیزیک کوانتوم توسعه یابد. در واقع، «تفکر مکانیکی کوانتومی» تأثیر شگرفی بر تفکر ریاضی داشته است. یک مثال اخیر از این مقاله مروری جذاب در مورد تجزیه و تحلیل پایداری خطی در مکانیک سیالات است. من امیدوارم که این دانش آموزان را وسوسه کند تا بیشتر زمینه فیزیکی را به تنهایی با مراجع تکمیلی در سطح مناسبی که من ارائه می دهم، مطالعه کنند. در مورد پیش نیازها، من سعی کرده ام کتاب را تا حد امکان خودکفا کنم. مقدار جبر خطی مورد نیاز خیلی فراتر از سطح محاسبه مقادیر ویژه و بردارهای ویژه ماتریس های 2×2 (با ورودی های پیچیده) نیست. معادله شرودینگر یک معادله دیفرانسیل جزئی خطی است اما من فقط توابع انرژی پتانسیل را در نظر می‌گیرم که مستقل از زمان هستند. بنابراین می توان آن را با استفاده از جداسازی متغیرها تحلیل کرد. این یک بار انجام می شود و می توان زمینه لازم را در چارچوب این محاسبه ایجاد کرد. در نتیجه، فقط معادلات دیفرانسیل معمولی خطی ساده مورد نیاز است که تقریباً همه دانش‌آموزان قبلاً آن را دیده‌اند. من این درس را هم در انگلستان و هم در آمریکا به دانشجویان سال دوم، سوم و چهارم ریاضی تدریس کرده ام و پیش نیازها مشکلی نبوده است. طبق تجربه من، مطالب این کتاب را می توان در دوازده هفته پوشش داد. در حالی که این کتاب در زمان من در شهر بریستول، بریتانیا ایجاد شد، من آن را در چند ماه گذشته در طول اقامتم در آکادمی نیروی دریایی ایالات متحده در آناپولیس، مریلند تکمیل کردم. در این مدت از این کتاب در تدریس درس SM421 مکانیک کوانتومی ابتدایی که دانش‌آموزان سال سوم و چهارم ریاضی حضور داشتند استفاده کرده‌ام. آن دسته از میانی‌ها، آنجلا فنگ، نیکو گونزالس- رید، جک جودی، گیب کیچ، جیمز مک‌آتی، ایوت آیالا، کوهن برونر، لوک گاسپر، مایا کسنر، امیلی رز کوسانوویچ، جورج مین، ویل نگوین، و تیگان فلین، برای پرسش‌های بسیار مفید و به‌ویژه در پاسخگویی به پرسش‌هایشان مفید بودند. و شرکت پر جنب و جوش در کلاس بهار 2024 زمان چالش برانگیزی برای من بود و من از پروفسور کوین مک ایلهانی از بخش فیزیک آکادمی نیروی دریایی برای پوشش سخنرانی های من در نیمه دوم دوره بسیار سپاسگزارم.

This book has grown out of a one term course on quantum mechanics in the School of Mathematics at the University of Bristol. I have taught this course several times, but this book benefits immensely from the previous notes of Martin Sieber, Noah Linden, and Toby Cubitt. I am grateful that they have shared their materials with me. There is an extensive set of problems and solutions for this book. Many of the problems are my own, and some I have used in exams for the course. I have undoubtedly been influenced in my choice of problems by my own past courses in quantum mechanics, and some of those sources are mentioned in the book, The book is intended for mathematics undergraduates. Generally, this means that the students do not have the background in physics to appreciate the issues surrounding the origin and development of quantum mechanics. One point that I try to emphasize is how new mathematics had to be developed in parallel with the quantum physics. In fact, ”quantum mechanical thinking” has had a tremendous influence on mathematical thinking. A recent example of this is the fascinating review paper on linear stability analysis in fluid mechanics.1 I hope that this tempts the students to study much of the physical background on their own with the supplemental references at the appropriate level that I give. Concerning prerequisites, I have tried to make the book as self-contained as possible. The amount of linear algebra required is not much beyond the level of computing the eigenvalues and eigenvectors of 2×2 matrices (with complex entries). The Schr¨odinger equation is a linear partial differential equation but I only consider potential energy functions that are independent of time. Therefore it can be analyzed using separation of variables. This is done once, and the necessary background can be developed in the context of this calculation. Consequently, only simple linear ordinary differential equations are required, which almost all students have seen before. I have taught this course in both the UK and the US to second, third, and fourth year mathematics students and prerequisites have not been an issue. In my experience, the material in this book can be covered in twelve weeks. While this book originated during my time in the city of Bristol, United Kingdom, I have completed it in the past few months during my stay at the United States Naval Academy in Annapolis, Maryland. During this time I have used the book in teaching the course SM421, Elementary Quantum Mechanics, which was attended by third and fourth year students in mathematics. That class of midshipmen, Angela Feng, Nico Gonzalez- Reed, Jack Judy, Gabe Kitsch, James McAtee, Ivette Ayala, Cohen Bruner, Luke Gasper, Maya Kessner, Emily Rose Kosanovich, George Main, Will Nguyen, and Teagan Flinn, were particularly inquisitive and helpful in asking questions and I am grateful for all of their input and lively class participation. Spring of 2024 was a particularly challenging time for me and I am very grateful to Prof Kevin McIlhany of the department of physics at the Naval Academy for covering my lectures in the latter half of the course.

این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:

Download: Elementary Quantum Mechanics – With Problems and Solutions

نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاه شما توهین آمیز باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیشتر بخوانید

X
آموزش ساز ویولن کانال واتساپ