本書是量子力學奠基人保羅•狄拉克作品。主要內容包括：態疊加原理、動力學變量與可觀測量、表象理論、量子條件、運動方程、初等應用、微擾理論、碰撞問題、含多個同類粒子的系統、輻射理論、電子的相對論理論和量子電動力學。
本書作為量子力學領域的知名經典著作，即可以作為教材使用，也是該領域十分重要的參考書。
第4 版前言
與第3 版相比, 本版主要的變化在于重寫了“量子電動力學” 這一章. 第3 版中量子電動力學描述帶電粒子在電磁場中的運動, 與經典電動力學有著密切的相似性. 這一理論中帶電粒子的數目守恒, 因而不能推廣至允許帶電粒子數目變化的情況.
如今高能物理中經常出現帶電粒子的產生與湮滅. 因此, 要求帶電粒子數目守恒的量子電動力學脫離了物理現實. 于是, 我用包含了正負電子對的產生與湮滅的量子電動力學作為替代. 這需要放棄與經典電子理論的任何相似性. 電子的經典概念似乎不再是物理學中有效的模型, 只適用于那些局限于低能現象的基本理論.
P. A. M. 狄拉克
劍橋大學圣約翰學院
1957 年5 月11 日
第4 版修訂版注記
借這次機會修訂了第12 章(“量子電動力學”) 部分內容并增加了兩節: 解釋､應用.
P. A. M. 狄拉克
劍橋大學圣約翰學院
1967 年5 月26 日
目錄
第4 版前言iii
第1 版前言v
譯者序vii
1 態疊加原理1
1.1 量子理論的必要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 光子的偏振. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 光子的干涉. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 疊加與不確定性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5 原理的數學表述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 左矢量和右矢量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2 動力學變量與可觀測量17
2.1 線性算符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 共軛關系. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 本征值和本征矢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 可觀測量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.5 可觀測量的函數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.6 普遍的物理解釋. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.7 對易與相容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3 表象理論47
3.1 基矢量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2 函數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3 基矢量的性質. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4 線性算符的表象. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.5 概率幅. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.6 關于可觀測量函數的定理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.7 符號的發展. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4 量子條件77
4.1 泊松括號. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.2 薛定諤表象. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.3 動量表象. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.4 海森伯不確定度原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.5 平移算符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.6 幺正變換. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5 運動方程103
5.1 運動方程的薛定諤形式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.2 運動方程的海森伯形式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.3 定態. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.4 自由粒子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.5 波包的運動. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.6 作用量原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.7 吉布斯系綜. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6 初等應用131
6.1 諧振子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.2 角動量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.3 角動量的性質. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.4 電子的自旋. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.5 中心力場中的運動. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.6 氫原子能級. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.7 選擇定則. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.8 氫原子的塞曼效應. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
7 微擾理論167
7.1 概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.2 微擾引起的能級變化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
7.3 引起躍遷的微擾. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7.4 應用于輻射. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.5 獨立于時間的微擾引起的躍遷. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.6 反常塞曼效應. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
8 碰撞問題185
8.1 概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
8.2 散射系數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
8.3 動量表象中的解. . . . . .
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