Notes on the Quantum Theory of Angular Momentum pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Dover Pubns

作者:Feenberg, Eugene/ Pake, George Edward

出品人:

页数:57

译者:

出版时间:1999-7

价格:$ 11.24

装帧:Pap

isbn号码:9780486409238

丛书系列:

图书标签:

量子力学
角动量
量子理论
物理学
数学物理
自旋
角动量算符
量子态
对称性
物理学教材

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具体描述

Informative review considers the development of fundamental commutation relations for angular momentum components and vector operators. Additional topics include the computation and application of matrix elements of scalar, vector, and tensor operators for deriving useful relations in the theory of magnetic moments, electric quadruple moments, and dipole transition probabilities.

好的，这是一份针对一本名为《Notes on the Quantum Theory of Angular Momentum》的图书内容简介，但其中不包含该书的实际内容，而是围绕一个虚构的、与之主题相关但内容不同的新书的详细介绍。 --- 书名：深入理解经典电磁学的场论基础 (Foundations of Field Theory in Classical Electromagnetism) 作者： [虚构作者姓名] 出版社： [虚构出版社名称] 页数：约 650 页装帧：精装定价： [虚构价格] --- 内容简介：深入理解经典电磁学的场论基础一、概述与定位《深入理解经典电磁学的场论基础》是一本旨在为高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供对麦克斯韦方程组背后深层数学结构和物理图像进行全面而严谨探讨的专著。本书的核心目标是超越传统电磁学教材中对“场”的直观描述，深入挖掘场的张量性质、微分几何基础，以及其在不同参考系下的协变性。本书摒弃了将经典电磁学视为纯粹实验现象总结的观点，而是将其定位为狭义相对论早期、最成功的应用之一。通过这种视角，读者将能够清晰地看到电场和磁场如何不可避免地统一为一个单一的四维电磁场张量，从而为学习量子场论（QFT）中的更复杂结构奠定坚实的、完全经典的先决条件。本书的结构设计强调逻辑的连贯性和数学的严谨性，力求在保持物理洞察力的同时，不牺牲对数学工具（如矢量分析的高级应用、格林函数法、以及基础的张量代数）的精确性。二、核心章节详述全书共分为七个主要部分，层层递进：第一部分：经典场论的几何回顾 (Geometric Recapitulation of Classical Field Theory) 本部分首先对电磁学进行了高阶的数学重述。它不满足于仅仅陈述洛伦兹力定律和麦克斯韦方程组，而是立即引入了空间微分算子在三维欧几里得空间中的张量表示。重点分析了散度和旋度的几何意义——即场的源密度和环流强度——并引入了微分形式 (Differential Forms) 的概念作为描述电磁场的首要工具。读者将学习如何使用楔积和外微分来简洁地表达法拉第定律和安培定律，为后续的协变表述做准备。第二部分：相对论的必然性：场张量的构建 (Relativity's Imperative: Construction of the Field Tensor) 这是全书的理论核心之一。本部分严格基于狭义相对论的两个基本假设（光速不变和物理定律在惯性系中形式不变），推导出电场和磁场必须合并为一个反对称的二阶张量 $mathbf{F}^{mu u}$。通过详尽的洛伦兹变换矩阵演算，本书展示了电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{B}$ 如何在不同参考系间“混合”——例如，一个纯电场在高速运动的参考系中会产生一个感应磁场。本章详细推导了洛伦兹力定律在张量形式下的表达，并展示了这种张量形式如何自动满足相对论的能量和动量守恒定律（即麦克斯韦方程组的洛伦兹协变形式）。第三部分：静电势与电磁标势的规范不变性 (Gauge Invariance of Potentials and the Electromagnetic Scalar) 本部分深入探讨了电磁势——标量势 $phi$ 和矢量势 $mathbf{A}$——的作用。我们不再仅仅将它们视为方便的计算工具，而是将其视为描述场的规范自由度 (Gauge Freedom) 的体现。本书详细分析了洛伦兹规范和库仑规范的选择如何影响势的表达，并着重讨论了电磁场张量 $mathbf{F}^{mu u}$ 与势 $mathbf{A}^{mu}$ 之间的内在联系 ($mathbf{F}^{mu u} = partial^mu mathbf{A}^ u - partial^ u mathbf{A}^mu$)。通过分析规范变换 $mathbf{A}^mu ightarrow mathbf{A}^mu + partial^mu Lambda$，读者将领悟规范不变性在物理理论中的深远意义，并为量子场论中的规范对称性打下坚实的基础。第四部分：波动方程的推广与格林函数方法 (Propagation Equations and the Green's Function Approach) 在非源区域，电磁场服从四维时空的波动方程。本部分侧重于求解这种场方程，特别是当源项存在时。我们引入了达朗贝尔算子 ($Box$) 的概念，并详细推导了其格林函数（即基本解）。这部分内容将电磁学与波动物理、乃至更一般的偏微分方程理论紧密联系起来。我们分析了推迟势 (Retarded Potentials) 的物理意义——即场的变化不能瞬间传播——并展示了格林函数法如何提供一个普适的框架来计算任何给定源分布产生的电磁场。第五部分：能量、动量与庞廷矢量 (Energy, Momentum, and the Poynting Vector Revisited) 本部分重新审视了麦克斯韦应力张量 $mathbf{T}^{mu u}$。本书强调，麦克斯韦应力张量不仅描述了电磁场传递的能量密度和能量流（庞廷矢量 $mathbf{S}$），它也是场动量密度的来源。通过对 $mathbf{T}^{mu u}$ 的张量分量进行分解和分析，读者将直观地理解电磁能量和动量如何在空间中分布和传输，以及它们如何与物质相互作用。这一部分将能量和动量流置于严格的四维框架下进行考察。第六部分：磁流体动力学与介质中的场论 (Field Theory in Media and Magnetohydrodynamics) 经典电磁学在介质中的处理常常依赖于宏观参数（如介电常数 $epsilon$ 和磁导率 $mu$）。本部分探讨了在更微观的层面上，这些宏观描述是如何产生的。我们将引入位移场 $mathbf{D}$ 和磁场强度 $mathbf{H}$，并从基本粒子响应的角度审视它们与 $mathbf{E}$ 和 $mathbf{B}$ 的关系。特别地，在磁流体动力学（MHD）的背景下，我们探讨了导电流体运动如何影响场的演化，展示了如何将电磁学方程与流体力学方程耦合，形成一个复杂的、自洽的经典场论系统。第七部分：场的积分定理与拓扑学启示 (Integral Theorems and Topological Insights) 最后一部分将视野从局部微分方程扩展到全局积分定理。我们详细考察了高斯定理、斯托克斯定理在电磁学中的应用，并将其推广到流形上的积分形式。虽然本书严格限制在经典电磁学框架内，但本章的讨论巧妙地引入了对“拓扑荷”的初步思考，例如磁单极子（尽管在经典电磁学中无法产生）在方程组中可能引发的数学结构上的不完备性，从而为读者对更前沿物理学的探索留下开放性的思考空间。三、适用读者群本书特别适合那些已经掌握了标准微积分、线性代数和基础电动力学（如 Griffiths 或 Jackson 前半部分内容）的学生和研究人员。它非常适合作为研究生高级电磁学课程的教材或参考书，尤其适用于对理论物理、数学物理或需要深入理解场论数学基础的研究生。四、本书的特色 1. 强调协变性：从始至终使用张量和微分形式，确保读者对相对论不变性的理解是内化而非死记硬背的。 2. 严格的数学推导：避免使用“直观上”的论证，所有关键结果均基于严谨的数学演算。 3. 结构逻辑清晰：理论的引入是循序渐进的，从基础的几何回顾过渡到相对论的必然性，再到势的规范自由度，构建了一个坚不可摧的经典场论框架。