中外著名《量子力学》教材之比较

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1、中外著名《量子力学》教材之比较涂成厚（南开大学物理科学学院博士、副教授）[内容摘要]分别选择了中外著名大学使用的3本经典量子力学教材，逐一介绍了各自的内容与特点。在此基础上，对中外著名量子力学教材进行了比对分析，找出了它们的共同点和各自的特色。另外，以“不确定性原理”为例，具体比较了经典知识点在论述方式上的区别。[关键词]中外著名大学；量子力学；经典教材；比较分析量子力学（QuantumMechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、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了现代物理学的

2、理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。随着国内高等教育的不断发展，作为物理学重要课程的量子力学得到越来越多的重视，国内外著名大学都开设此课程。为了对国内物理高等教育提供量子力学教学的方面的参考，我们在广泛调研和充分比较的基础上，专门选取了六本国内外著名教材进行对比，从中分析出国内量子力学教学近些年的成长，以及与国际水平的差异与不足，从而有的放矢的优化和改善国内教学资源。国内三本著名量子力学教材分别是：曾谨言的《量子力学》第四版、苏汝铿的《量子力学》第二版和张永德的《量子力学》第二版；国外三

3、本著名量子力学教材分别是：DavidJ.Griffiths的《IntroductiontoQuantumMechanics》、A.P.FrenchandEdwinF.Taylor的《AnIntroductiontoQuantumPhysics》和RobertEisbergandRobertResnick的《QuantumPhysicsofAtoms,Molecules,Solids,Nuclei,andParticles》。这六本书都已在国内外使用多年，并拥有广大读者，是极具代表性的量子力学教材。我们首先将由国内到国外教材的顺序逐本展开评价与分析，尤其是讨

4、论各自的内容特色、侧重点和不足；之后选取一个经典的知识点——不确定性原理，来考察不同教材对此问题的具体讲解，进一步明确各本教材的特点；最后再对国内外教材进行相互对比和评价。一、曾谨言《量子力学》第四版的评价与分析1.1引言《量子力学》是作者根据多年在北京大学物理系教学与科研工作的经验而写成，20世纪80年代初出版以来，深受读者欢迎，多次再版重印。《量子力学（卷2）》第二版（1990）做了大幅度修订与增补，分两卷出版，卷Ⅰ可作为本科生教材或主要参考书，卷Ⅱ则作为研究生的教学参考书；32第三版（特别是卷Ⅱ）的内容，做了很大的修订，把近20年来量子力学（实验与理

5、论）的主要的新进展系统介绍给读者；第四版内容又做了修订。1.2作者简介曾谨言，理论物理学家，物理教育家。在量子力学教学和教材建设、提高中国量子力学教学水平和培养人才等方面作出了重要贡献；对于量子体系的动力学对称性及其与经典力学的关系、新型多粒子纠缠态的构成、原子核转动惯量的微观机制、转动谱规律、核电荷半径变化规律等方面都作出了贡献。1.3教材总体架构与内容简介　　卷I内容包括：量子力学的诞生、波函数与Schrodinger方程、一维定态问题、力学量用算符表达、力学量随时间的演化与对称性、中心力场、粒子在电磁场中的运动、表象变换与量子力学的矩阵形式、自旋、力

6、学量本征值的代数解法、束缚定态微扰论、量子跃迁、散射理论、其他近似方法。为帮助读者更深入掌握有关内容，书中安排了适当的例题、练习题和思考题。每一章还选入了适量的习题，供读者选用。卷Ⅱ主要包括：量子态的描述、量子力学与经典力学的关系、二次量子化、路径积分、量子力学中的相位、角动量理论、量子体系的对称性、氢原子与谐振子的动力学对称性、时间反演、相对论量子力学、辐射场的量子化及其与物质的相互作用，为便于读者学习《量子力学（卷2）》，书后附有分析力学简要回顾以及群与群表示理论简介。1.4该书的主要特色1、系统庞大，内容丰富，章节之间联系清晰。从历史发展的角度先讲述

7、量子力学诞生前人们所遇到的困惑开始，再引入量子论，自然建立的量子力学就能容易被读者接受，避免读者产生量子力学是从天上掉下的困惑不解；之后在引进波函数的统计解释及薛定谔方程，这样人们自然可以讨论其表述、定态与非定态、低维与高维、微扰与非微扰等问题，最后讨论与实验紧密相关的量子跃迁和散射理论。从原理到实验，一套完整系统的量子力学图像清晰展现在读者面前，其中不断穿插着矩阵表述、对称性、自旋等重要概念。2、内容极其充实，从基本原理到各个学科的应用发展，其知识结构成分支状延伸，可以用一个大树形容其内容丰富。对于知识点的讲解讨论非常详细，覆盖面也广，比如本书在描述量子

8、力学图像时，不仅用薛定谔图像描述，还用海森堡图像与相互作用图像相互