张朝阳的物理课 第三卷

互联网教父张朝阳根据兴趣学习的典范带你领略不一样的物理风景

《张朝阳的物理课》作为火爆 的\"烧脑”在线课程，以高密度知识输出带动科学学习热潮。本书聚焦于量子力学领域，研算现代科技与宇宙奇观背后的物理根基。从原子核到遥不可及的白矮星，从原子分子的构造细节到物质状态变换的宏观规律，从双单摆的经典案例过渡到核磁共振的现代前沿科技……本书对我们存在的世界进行了深入剖析，不仅能够帮助读者用物理思维解密物质结构，还能培养读者用严谨的数理语言描述自然的能力。相比前两卷，第三卷是该系列的进阶之作，内容 加丰富。通过对量子力学物理图像及数学方法的研算，帮助读者逐步走向当代物理学前沿，对于培养严谨的科学思维模式和提升逻辑推理能力有显著帮助。

张朝阳，搜狐创始人、董事局 兼首席执行官、物理学博士。1986年毕业于清华大学物理系，同年考取李政道奖学金（CUSPEA）并赴美留学，1993年年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究工作。1996年持风险资金，回国创立爱特信公司，并于1998年推出“搜狐”产品，同时将公司 名为搜狐公司。

01
波包及其演化
如何完整描述一个微观粒子
——从偏微分方程角度回顾薛定谔方程·3
微观粒子能被视为一个质点吗
——δ波包与高斯波包的演化·10
势场中的粒子会消失或者突然跃迁吗
——含势能的薛定谔方程、测量公设与定态·20
运动的波包如何演化（上）
——运动的波包及其两类速度的定义·29
运动的波包如何演化（下）
——高斯波包的严格解及其反射·38


02
量子隧穿
效应与α衰变
量子力学如何理解电流
——浅谈量子力学中的概率密度与概率流·47
氢原子的轨道磁矩
——量子力学对原子磁矩的解释·54
波函数的反射
——量子力学中的“穿墙术”·58
量子隧穿效应
——原子核alpha衰变现象背后的物理规律·63
03
粒子的散射
中心力场下粒子的散射（上）
——量子散射问题与散射截面·73
中心力场下粒子的散射（中）
——分波法·79
中心力场下粒子的散射（下）
——刚球势的散射截面·87




04
自旋及二能级系统
线性代数如何帮助我们理解量子力学
——态矢、算符与矩阵力学·95
微观粒子的磁矩是量子化的吗（上）
——斯特恩-盖拉赫实验·102
微观粒子的磁矩是量子化的吗（下）
——任意方向的自旋分量及其演化·109
简单的量子体系是什么
——二能级系统的态空间·116
受扰动的二能级系统如何演化
——矩阵对角化与拉比振荡·123



05
核磁共振 核磁共振是如何实现的
——周期性圆磁场驱动下的自旋系统·135



06
再访谐振子 为何谐振子能量是分立的
——一维谐振子的波函数与截断条件·149
可以用代数方法求解谐振子吗
——一维谐振子的升降算符·159
三维谐振子的能量本征态是简并的吗
——三维谐振子的态空间与能谱·167
如何求解相互作用的谐振子
——耦合谐振子的模式分解·172
07
晶体的晶格
与比热
什么是谐振子链
——格点傅里叶变换与集体模式·183
谐振子链可以被量子化吗
——一维“晶体”及其能谱·191
什么是声子
——升降算符与集体激发·199
声子如何影响晶体的比热
——固体比热的爱因斯坦模型与德拜模型·208


08
电子气体的
简并压与
白矮星 零温电子气体也存在压强吗
——分析电子气体的简并压·221
如何估算白矮星中心处的压强
——流体静平衡方程的应用·229
一颗太阳质量的白矮星有多大
——估算白矮星的半径·237


09
电气气体的
相对论修正
与钱德拉塞
卡极限 相对论性粒子的量子力学是怎样的
——克莱因-戈尔登方程·245
零温电子气体为什么有相对论效应
——分析相对论性电子气体的简并压·254
白矮星的质量上限是多少
——估算钱德拉塞卡极限·262



1０
氢原子基态能级的相对论 相对论效应会怎么影响氢原子基态能级
——浅谈量子力学中的微扰论·271


1１
奥本海默近似与化学键
怎么理解双原子分子的比热阶梯
——初探玻恩-奥本海默近似与变分法·281
化学键的本质是什么
——玻恩-奥本海默近似与变分法的应用·288



1２
用变分法计算氦原子的能级 氦原子的基态能量怎么求
——变分法的进一步应用·299


1３
分析力学与
双单摆 拉格朗日力学
——不出现受力分析的力学问题求解·311
从天体到弹簧摆
——单质点运动的拉格朗日力学处理·319
耦合双摆
——拉格朗日力学对多质点系统的处理·323
从拉格朗日力学到哈密顿力学
——带电粒子在电磁场中的运动·329