第 1篇 量子力学的基本原理 第１章? 物质内部是虚空的 1.1　什么是微观世界？003 1.2　微观世界是什么样子的？ 003 1.3　卢瑟福实验和行星模型 004 1.4　重建现代物理的物质观 007 1.5　自然界的四种相互作用 008 第２章? 量子态的可叠加性 2.1　两个量子态的随意组合 013 2.2　复数的复习 015 2.3　概率和相位 015 2.4　我是一片“云”的波函数 017 2.5　爱因斯坦和玻尔的论战 018 2.6　中微子振荡 019 2.7　量子比特 021 2.8　量子计算机简介 022 第３章? 波粒二象性 3.1　自由粒子的波函数 029 3.2　电子的双缝干涉实验 031 3.3　光的波粒二象性 034 3.4　波粒二象性和量子力学的测量 036 3.5　中微子振荡的机制 038 第４章? 不确定性原理 4.1　不同动量的粒子状态组合 041 4.2　位置和动量之间的不确定性原理 043 4.3　原子为什么这么坚硬？ 046 4.4　压垮原子的力量 047 4.5　能量与时间之间的不确定性原理 047 第５章? 量子力学的测量问题 5.1　科学和哲学 052 5.2　测量和波函数的坍缩 053 5.3　薛定谔的猫论 054 第６章　带电粒子和电磁场的相互作用 6.1　从牛顿定律到薛定谔方程 058 6.2　电磁场 059 6.3　矢量势 061 6.4　矢量势在量子力学中的角色 063 6.5　双缝干涉实验和对力的反思 066 6.6　规范不变性和杨 - 米尔斯场论 068 第７章　隧道效应 7.1　能够渗透的波函数 071 7.2　能够穿越的粒子 073 7.3　波函数渗透对物质世界的影响 075 7.4　扫描隧道显微镜 076 7.5　闪存背后的量子力学 078 第８章? 什么是量子？ 8.1　盒子中的粒子 085 8.2　振动的粒子 088 8.3　氢原子的能级 091 8.4　光谱 093 8.5　原子钟和计量系统 095 第９章? 角动量和自旋 9.1　经典物理复习：角动量 102 9.2　量子角动量的奇怪规则 104 9.3　角动量和原子的能级 106 9.4　自旋 108 9.5　角动量的相加 109 9.6　粒子磁矩和角动量的测量 110 9.7　光子的自旋 113 9.8　核磁共振 115 9.9　用自旋来记忆的磁性存储器 117 9.10　使用光子自旋的量子通信 120 第 10 章? 玻色子和费米子 10.1　全同粒子的概念？ 128 10.2　玻色子和费米子 129 10.3　泡利不相容原理和原子结构 131 10.4　“坚强”的费米气 134 10.5　铁磁性的起源 136 10.6　玻色子和黑体辐射问题 138　 10.7　激光原理 141 10.8　玻色 - 爱因斯坦凝聚 144 第 11 章? 量子纠缠 11.1　什么是量子纠缠？ 150 11.2　爱因斯坦的困惑 151 11.3　贝尔定理 154 11.4　量子纠缠的实验检测 158 11.5　重新认识量子力学 160 11.6　量子纠缠的应用 162 第 12 章　从原子到分子 12.1　原子能级结构的总结 167 12.2　离子键和共价键 170 12.3　元素周期表的量子解读 173 12.4　分子之间的相互作用 175 12.5　分子光谱和全球变暖 178 12.6　量子化学和世界复杂性 180 第 13 章　晶体里面的量子力学 13.1　能带理论 184 13.2　绝缘体 187 13.3　金属 189 13.4　声子 192 第2 篇 量子力学对物质世界的解释 第 14 章　半导体的量子物理 14.1　什么是半导体？ 196 14.2　p 型、n 型半导体和空穴 198 14.3　pn 结 202 14.4　场效应管和 CMOS 技术 204 14.5　CMOS 传感器和光伏发电 209 14.6　发光二极管 212 第 15 章　量子点与介观物理学 15.1　介观物理学简介 218 15.2　量子点的特性 219 15.3　量子走进你家——量子点电视 221 第 16 章　二维量子力学与石墨烯 16.1　石墨烯和它的结构 230 　　 16.2　奇妙的石墨烯能带 234 16.3　石墨烯的应用 237 第 17 章　宏观量子现象——超导 17.1　超导的机制 240 17.2　永不消逝的电流 243 17.3　迈斯纳效应和磁通量的量子化 245 17.4　约瑟夫森结 252 17.5　超导计算机 254 第 18 章　量子场论简介 18.1　物质不灭的破灭 258 18.2　什么是场？ 260 18.3　场的量子化与粒子的诞生 261 18.4　零点能的困惑和宇宙的命运 263 18.5　为什么粒子是一个点？ 266 18.6　量子场论中的相互作用 268 18.7　对称性和量子力学 270 18.8　量子场论中的发散困难和重整化 276 第 19 章　引力波和引力子 19.1　从狭义到广义相对论 283 19.2　引力波 287 19.3　引力子和量子引力的困难 292 第 20 章　弦论简介 20.1　弦上奏出的粒子 295 20.2　弦与弦的相互作用 297 20.3　超弦和十维时空 299 第 21 章　再谈量子计算机 21.1　量子模拟 303 　　 21.2　量子计算原理 306 21.3　量子计算机的硬件 312 结? 语 320 参考文献 321

戴瑾，1985年毕业与北京大学物理系。通过李政道CUPSPEA项目赴美留学，获得德克萨斯大学奥斯汀分校物理学博士学位。期间在诺贝尔奖获得者温伯格的研究小组工作，师从于基础物理学突破奖获得者波尔钦斯基，共同创立了弦论中的D膜理论。现在任Intel公司高管。

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