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양자역학
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| Publication Date | 2023/02/20 |
| Pages/Weight/Size | 188*257*30mm |
| ISBN | 9791160736267 |
Description
공리와 직관의 충돌을 넘어 양자역학 이해하기
이 책은 현대물리학 과정을 학습한 학부 상급생, 혹은 대학원생을 대상으로 하였으나 두 부류를 구분하지 않았다. 필자에게 학부생이란 처음 읽는 독자, 대학원생이란 두 번째 읽는 독자를 의마할 뿐이다. 이 책은 가장 낮은 수준에서 양자역학의 개념들을 정리한 부분을 포함하여 여러모로 학부생을 염두에 두었으나, 책의 내용을 다 이해했다면 대학원의 양자역학 교과과정에서 더 배워야 할 내용은 없다. 바로 실험실로 가거나 양자장론 혹은 다체장론을 공부하는데 아무런 문제가 없을 것이다.
이 책은 현대물리학 과정을 학습한 학부 상급생, 혹은 대학원생을 대상으로 하였으나 두 부류를 구분하지 않았다. 필자에게 학부생이란 처음 읽는 독자, 대학원생이란 두 번째 읽는 독자를 의마할 뿐이다. 이 책은 가장 낮은 수준에서 양자역학의 개념들을 정리한 부분을 포함하여 여러모로 학부생을 염두에 두었으나, 책의 내용을 다 이해했다면 대학원의 양자역학 교과과정에서 더 배워야 할 내용은 없다. 바로 실험실로 가거나 양자장론 혹은 다체장론을 공부하는데 아무런 문제가 없을 것이다.
Contents
머리말
제I부 양자물리학의 기본 개념
1 양자물리 개념의 전개과정
1.1 빛의 입자성
1.1.1 빛의 본질에 대한 논의의 짧은 역사
1.1.2 흑체복사
1.1.3 플랑크의 발견
1.1.4 아인슈타인의 광자
1.1.5 컴프톤 산란
1.2 원자의 구조와 고전양자론
1.2.1 전자와 핵의 발견
1.2.2 보어모형: 고전 양자이론
1.2.3 대응원리: 에너지 준위와 궤도
1.3 전자의 파동성
1.3.1 드브로이 물질파
1.3.2 물질파의 회절과 불확정성원리
1.3.3 파동주머니와 군속도
1.4 슈뢰딩거 방정식의 출현
1.5 확률밀도와 확률흐름
2 간단한 1차원 계들의 양자역학
2.1 상자에 갇힌 전자
2.2 느슨한 상자의 구속문제
2.3 산란 문제
2.4 퍼텐셜 장벽과 터넬링 효과
2.5 조화 진동자
2.5.1 조화진동자의 사다리 연산자해법
2.5.2 조화진동자의 급수 해법
3 간단한 계: 입자와 대칭성
3.1 입자물리학의 간단한 역사
3.2 디랙 방정식과 반입자
3.2.1 디랙의 정공이론과 반입자
3.3 메존과 뮤온의 발견
3.4 대칭성과 보존원리
3.4.1 기묘도의 발견
3.4.2 패리티 깨짐
3.5 팔정도?
3.6 대칭성과 맥스웰 이론의 확장들
3.6.1 전자기약작용
3.6.2 대통일이론
3.6.3 우주론
3.6.4 주의 사항
제II부 양자물리학의 정식화
4 양자역학의 구조
4.1 선형대수학 요약
4.2 양자역학의 정식화
4.2.1 양자현상: 입자-파동의 이중성
4.3 양자역학의 공리들
4.4 중첩의 원리와 슈뢰딩거의 고양이
4.4.1 슈뢰딩거 고양이
4.4.2 버키볼 간섭실험
4.4.3 고양이 문제의 분석
4.4.4 고양이 문제 더 생각하기
4.4.5 간략히 한 고양이문제
4.5 양자역학 공리 요약
5 자기장 안에 있는 전자
5.1 전자기장과 전자기 퍼텐셜
5.2 양자화와 게이지 원리
5.3 자장안의 하전입자
5.3.1 란다우 게이지
5.3.2 대칭 게이지?
5.4 정수 양자홀 효과
5.5 아하로노프-봄 효과
5.6 자기홀극
6 대칭성
6.1 연속적 대칭성과 보존량: 뇌터정리
6.1.1 보존량과 픽쳐
6.1.2 정준변환과 양자역학?
6.1.3 병진대칭
6.1.4 회전변환과 각운동량
6.2 이산 대칭성
6.2.1 공간역전
6.2.2 시간역전
7 각운동량
7.1 각운동량의 양자화와 스핀
7.2 스핀1/2
7.3 각운동량의 합
7.3.1 클렙쉬-고르돈 계수
7.4 텐서 연산자와 위그너-에카르트 정리
8 수소 원자
8.1 3차원의 구 대칭성을 가진 계에서의 슈뢰딩거 방정식
8.2 수소 원자의 스펙트럼 (E 〈 0)
8.2.1 수소 원자의 일반적 파동함수?
8.2.2 수소 원자의 스펙트럼 정리
8.2.3 자기장안의 원자와 스핀
8.2.4 수소 원자의 O(4) 대칭성과 스펙트럼의 겹침
8.3 양성자 주위를 지나가는 전자의 스펙트럼 (E 〉 0)
9 스핀
9.1 자기장안의 스핀
9.2 스피너와 텐서?
9.3 시간역전과 크레이머스 정리?
9.3.1 크레이머 정리
9.3.2 스핀이 있는계의 시간역전 연산자
10 디랙의 방정식
10.1 클라인-고르돈의 방정식과 그 문제점들
10.2 디랙의 방정식
10.2.1 보존량
10.2.2 자유입자해와 반입자
10.2.3 클라인의 패러독스?
10.3 전자와 전자기장의 결합
10.4 디랙방정식의 대칭성
10.4.1 상대론적 공변성?
10.4.2 패리티
10.4.3 시간역전
10.4.4 전하켤레변환과 마요라나 페르미온
10.4.5 바일 페르미온 (Weyl Fermion)
11 얽힘과 양자정보?
11.1 얽힘: enganglement
11.1.1 EPR 패러독스
11.1.2 벨의 부등식
11.1.3 벨의 부등식: CHSH 버젼
11.1.4 벨의 부등식: 세 입자간의 얽힘
11.1.5 벨의 부등식: 오리지널 버젼
11.1.6 복사불가의 정리
11.2 얽힘 이용하기
11.2.1 CHSH 게임
11.2.2 밀집 코우딩 (Dense coding)
11.2.3 양자 전송
11.3 밀도 행렬 (density matrix)
11.4 축소 밀도행렬
11.4.1 엔트로피
12 섭동이론
12.1 시간무관 섭동론
12.1.1 겹침이 없는 경우
12.1.2 겹침이 있는 경우
12.2 수소 원자의 미세구조
12.2.1 상대론적 효과
12.2.2 스핀-궤도 결합
12.3 변분원리
12.4 WKB 근사법
12.4.1 WKB근사의 정의와 해
12.4.2 에어리 함수를 사용한 WKB해 이어 붙이기
12.4.3 속박상태와 보어-좀머펠트 양자화
13 시간에 따라 변하는 물리계
13.1 라비 진동
13.2 자발적 방출
13.2.1 아인슈타인 계수 B12 의 계산
13.2.2 선택의 규칙
13.3 광자와 원자의 결합
13.3.1 결맞음 상태
13.3.2 제인스-커밍스 모델
13.3.3 양자 환생
13.4 갑작 근사와 느림근사
13.4.1 갑작근사
13.4.2 느림 근사와 기하학적 위상
13.5 베리위상
13.5.1 베리곡률
13.5.2 두 준위계
13.5.3 베리 위상으로서의 아하로노프-봄 효과
14 산란
14.1 1차원의 문제
14.1.1 산란행렬
14.2 3차원에서의 산란
14.2.1 각분해 산란단면적
14.2.2 부분파 해석
14.3 보른 근사
제III부 다체의 양자역학
15 기본적 다체: 원자
15.1 파울리 배타원리
15.2 전자간의 반발력과 스크리닝
15.3 훈트의 규칙
15.4 주기율표
15.4.1 불활성기체의 이해
15.4.2 전자배열과 훈트규칙
15.5 분자
15.5.1 이온결합
15.5.2 공유결합
15.5.3 수소결합
15.5.4 반데르발스 결합
15.5.5 분자의 회전과 진동
15.6 원자핵
15.6.1 간단한 핵의 모형
15.6.2 핵의 붕괴와 방사능
15.6.3
15.6.4 별은 어떻게 빛나는가?
16 양자 통계물리학
16.1 열역학과 그의 원자론적 해석
16.1.1 온도와 열, 열역학 제1법칙
16.1.2 카르노 기관과 열역학 제2법칙
16.1.3 엔트로피 개념의 발견
16.1.4 볼츠만과 열역학의 통계적 해석
16.2 양자 통계물리학입문
16.2.1 맥스웰-볼츠만 고전 통계
16.2.2 보즈-아인슈타인 통계
16.2.3 페르미-디랙 통계
16.2.4 보즈-아인슈타인 응축
16.2.5 초유체
17 결정격자 안의 전자
17.1 결정을 이루는 기전들
17.2 옴의 법칙과 드루드 모델
17.3 에너지띠 이론
17.3.1 도체와 부도체
17.3.2 주기적 퍼넨셜에서의 파동함수
17.3.3 전자파동의 회절과 에너지띠의 이해
17.3.4 반도체
17.4 레이저
18 초전도체
18.1 마이스너 효과와 런던 방정식
18.2 대칭성의 자발적 깨짐과 힉스기전?
18.3 쿠퍼 쌍
18.4 죠셉슨 접합
18.5 고온 초전도체
19 위상부도
19.1 가장자리 모드: 재키브-레비의 해
19.2 위상부도체의 위상수
19.2.1 양자홀 효과에서의 위상수
19.3 시간역전대칭성과 Z2 위상부도체
19.4 위상부도체의 실험적 구현
19.5 다른 대칭성이 있을 때의 위상수
19.6 위상 초전도체와 마요라나 페르미온
맺음말 21세기의 물리학: 강상관계의 새로
들어가기
제I부 양자물리학의 기본 개념
1 양자물리 개념의 전개과정
1.1 빛의 입자성
1.1.1 빛의 본질에 대한 논의의 짧은 역사
1.1.2 흑체복사
1.1.3 플랑크의 발견
1.1.4 아인슈타인의 광자
1.1.5 컴프톤 산란
1.2 원자의 구조와 고전양자론
1.2.1 전자와 핵의 발견
1.2.2 보어모형: 고전 양자이론
1.2.3 대응원리: 에너지 준위와 궤도
1.3 전자의 파동성
1.3.1 드브로이 물질파
1.3.2 물질파의 회절과 불확정성원리
1.3.3 파동주머니와 군속도
1.4 슈뢰딩거 방정식의 출현
1.5 확률밀도와 확률흐름
2 간단한 1차원 계들의 양자역학
2.1 상자에 갇힌 전자
2.2 느슨한 상자의 구속문제
2.3 산란 문제
2.4 퍼텐셜 장벽과 터넬링 효과
2.5 조화 진동자
2.5.1 조화진동자의 사다리 연산자해법
2.5.2 조화진동자의 급수 해법
3 간단한 계: 입자와 대칭성
3.1 입자물리학의 간단한 역사
3.2 디랙 방정식과 반입자
3.2.1 디랙의 정공이론과 반입자
3.3 메존과 뮤온의 발견
3.4 대칭성과 보존원리
3.4.1 기묘도의 발견
3.4.2 패리티 깨짐
3.5 팔정도?
3.6 대칭성과 맥스웰 이론의 확장들
3.6.1 전자기약작용
3.6.2 대통일이론
3.6.3 우주론
3.6.4 주의 사항
제II부 양자물리학의 정식화
4 양자역학의 구조
4.1 선형대수학 요약
4.2 양자역학의 정식화
4.2.1 양자현상: 입자-파동의 이중성
4.3 양자역학의 공리들
4.4 중첩의 원리와 슈뢰딩거의 고양이
4.4.1 슈뢰딩거 고양이
4.4.2 버키볼 간섭실험
4.4.3 고양이 문제의 분석
4.4.4 고양이 문제 더 생각하기
4.4.5 간략히 한 고양이문제
4.5 양자역학 공리 요약
5 자기장 안에 있는 전자
5.1 전자기장과 전자기 퍼텐셜
5.2 양자화와 게이지 원리
5.3 자장안의 하전입자
5.3.1 란다우 게이지
5.3.2 대칭 게이지?
5.4 정수 양자홀 효과
5.5 아하로노프-봄 효과
5.6 자기홀극
6 대칭성
6.1 연속적 대칭성과 보존량: 뇌터정리
6.1.1 보존량과 픽쳐
6.1.2 정준변환과 양자역학?
6.1.3 병진대칭
6.1.4 회전변환과 각운동량
6.2 이산 대칭성
6.2.1 공간역전
6.2.2 시간역전
7 각운동량
7.1 각운동량의 양자화와 스핀
7.2 스핀1/2
7.3 각운동량의 합
7.3.1 클렙쉬-고르돈 계수
7.4 텐서 연산자와 위그너-에카르트 정리
8 수소 원자
8.1 3차원의 구 대칭성을 가진 계에서의 슈뢰딩거 방정식
8.2 수소 원자의 스펙트럼 (E 〈 0)
8.2.1 수소 원자의 일반적 파동함수?
8.2.2 수소 원자의 스펙트럼 정리
8.2.3 자기장안의 원자와 스핀
8.2.4 수소 원자의 O(4) 대칭성과 스펙트럼의 겹침
8.3 양성자 주위를 지나가는 전자의 스펙트럼 (E 〉 0)
9 스핀
9.1 자기장안의 스핀
9.2 스피너와 텐서?
9.3 시간역전과 크레이머스 정리?
9.3.1 크레이머 정리
9.3.2 스핀이 있는계의 시간역전 연산자
10 디랙의 방정식
10.1 클라인-고르돈의 방정식과 그 문제점들
10.2 디랙의 방정식
10.2.1 보존량
10.2.2 자유입자해와 반입자
10.2.3 클라인의 패러독스?
10.3 전자와 전자기장의 결합
10.4 디랙방정식의 대칭성
10.4.1 상대론적 공변성?
10.4.2 패리티
10.4.3 시간역전
10.4.4 전하켤레변환과 마요라나 페르미온
10.4.5 바일 페르미온 (Weyl Fermion)
11 얽힘과 양자정보?
11.1 얽힘: enganglement
11.1.1 EPR 패러독스
11.1.2 벨의 부등식
11.1.3 벨의 부등식: CHSH 버젼
11.1.4 벨의 부등식: 세 입자간의 얽힘
11.1.5 벨의 부등식: 오리지널 버젼
11.1.6 복사불가의 정리
11.2 얽힘 이용하기
11.2.1 CHSH 게임
11.2.2 밀집 코우딩 (Dense coding)
11.2.3 양자 전송
11.3 밀도 행렬 (density matrix)
11.4 축소 밀도행렬
11.4.1 엔트로피
12 섭동이론
12.1 시간무관 섭동론
12.1.1 겹침이 없는 경우
12.1.2 겹침이 있는 경우
12.2 수소 원자의 미세구조
12.2.1 상대론적 효과
12.2.2 스핀-궤도 결합
12.3 변분원리
12.4 WKB 근사법
12.4.1 WKB근사의 정의와 해
12.4.2 에어리 함수를 사용한 WKB해 이어 붙이기
12.4.3 속박상태와 보어-좀머펠트 양자화
13 시간에 따라 변하는 물리계
13.1 라비 진동
13.2 자발적 방출
13.2.1 아인슈타인 계수 B12 의 계산
13.2.2 선택의 규칙
13.3 광자와 원자의 결합
13.3.1 결맞음 상태
13.3.2 제인스-커밍스 모델
13.3.3 양자 환생
13.4 갑작 근사와 느림근사
13.4.1 갑작근사
13.4.2 느림 근사와 기하학적 위상
13.5 베리위상
13.5.1 베리곡률
13.5.2 두 준위계
13.5.3 베리 위상으로서의 아하로노프-봄 효과
14 산란
14.1 1차원의 문제
14.1.1 산란행렬
14.2 3차원에서의 산란
14.2.1 각분해 산란단면적
14.2.2 부분파 해석
14.3 보른 근사
제III부 다체의 양자역학
15 기본적 다체: 원자
15.1 파울리 배타원리
15.2 전자간의 반발력과 스크리닝
15.3 훈트의 규칙
15.4 주기율표
15.4.1 불활성기체의 이해
15.4.2 전자배열과 훈트규칙
15.5 분자
15.5.1 이온결합
15.5.2 공유결합
15.5.3 수소결합
15.5.4 반데르발스 결합
15.5.5 분자의 회전과 진동
15.6 원자핵
15.6.1 간단한 핵의 모형
15.6.2 핵의 붕괴와 방사능
15.6.3
15.6.4 별은 어떻게 빛나는가?
16 양자 통계물리학
16.1 열역학과 그의 원자론적 해석
16.1.1 온도와 열, 열역학 제1법칙
16.1.2 카르노 기관과 열역학 제2법칙
16.1.3 엔트로피 개념의 발견
16.1.4 볼츠만과 열역학의 통계적 해석
16.2 양자 통계물리학입문
16.2.1 맥스웰-볼츠만 고전 통계
16.2.2 보즈-아인슈타인 통계
16.2.3 페르미-디랙 통계
16.2.4 보즈-아인슈타인 응축
16.2.5 초유체
17 결정격자 안의 전자
17.1 결정을 이루는 기전들
17.2 옴의 법칙과 드루드 모델
17.3 에너지띠 이론
17.3.1 도체와 부도체
17.3.2 주기적 퍼넨셜에서의 파동함수
17.3.3 전자파동의 회절과 에너지띠의 이해
17.3.4 반도체
17.4 레이저
18 초전도체
18.1 마이스너 효과와 런던 방정식
18.2 대칭성의 자발적 깨짐과 힉스기전?
18.3 쿠퍼 쌍
18.4 죠셉슨 접합
18.5 고온 초전도체
19 위상부도
19.1 가장자리 모드: 재키브-레비의 해
19.2 위상부도체의 위상수
19.2.1 양자홀 효과에서의 위상수
19.3 시간역전대칭성과 Z2 위상부도체
19.4 위상부도체의 실험적 구현
19.5 다른 대칭성이 있을 때의 위상수
19.6 위상 초전도체와 마요라나 페르미온
맺음말 21세기의 물리학: 강상관계의 새로
들어가기