Feynmana wykłady z fizyki. Tom 3. Mechanika kwantowa

Słynny podręcznik, pierwotnie przeznaczony dla studentów Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego, następnie przekształcony przez współpracowników autora, Roberta B. Leightona i Matthew Sandsa, w najbardziej niezwykły podręcznik fizyki, jaki został kiedykolwiek napisany. Jego oryginalność polega nie tylko na nietradycyjnym doborze materiału i niekonwencjonalnym porządku jego wyłożenia. Począwszy od praw Newtona, przez szczególną teorię względności, optykę, mechanikę statystyczną i termodynamikę wykłady te są pomnikiem jasności wykładu oraz głębokiej intuicji i gruntownej znajomości zagadnienia. Autor ukazuje fizykę niejako in statu nascendi, wciąga czytelnika w odkrywanie prawidłowości rządzących przyrodą. Na kartach książki Feynmana fizyka przestaje być zbiorem praw o bloczkach, dźwigniach i pryzmatach, a staje się tym, czym jest w rzeczywistości – fascynującą opowieścią o pięknie praw przyrody.
Ta książka to rodzaj podstawowego przewodnika po fizyce dla studentów fizyki i dziedzin pokrewnych, nauczycieli i pracowników naukowych, dla wszystkich interesujących się fizyką.
Obecne, nowe wydanie milenijne oferuje lepszą typografię, rysunki, skorowidze oraz poprawki autoryzowane przez Kalifornijski Instytut Technologiczny (szczegóły można znaleźć na stronie www.feynmanlectures.info). Richard P. Feynman był profesorem fizyki w Kalifornijskim Instytucie Technologicznym od 1951 do 1988 roku. W 1965 roku otrzymał Nagrodę Nobla za wkład w rozwój elektrodynamiki kwantowej. Dzięki swoim popularnym książkom stał się jedną z najbardziej lubianych postaci XX stulecia.
Robert B. Leighton był fizykiem i astronomem, cenionym wykładowcą i autorem podręczników, wieloletnim profesorem Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego.
Matthew Sands był profesorem Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego, zastępcą dyrektora Stanford Accelerator Center i prorektorem do spraw nauki Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz. Stanął na czele programu reform studiów licencjackich w Kalifornijskim Instytucie Technologicznym i doprowadził do powstania Feynmana wykładów z fizyki.

Spis treści

O Richardzie P. Feynmanie XI Przedmowa do Nowego wydania milenijnego XIII Wspomnienie o wykładach Feynmana XIV Historia erraty XV Jak powstało to Nowe wydanie milenijne XVII Podziękowania XVIII Przedmowa Feynmana XXI Słowo wstępne XXV Od wydawnictwa (do wydań z lat 1968, 2001, 2007) XXIX Od wydawnictwa do Nowego wydania milenijnego XXXI 3. Amplitudy prawdopodobieństwa 1 3.1 Prawa składania amplitud 1 3.2 Obraz interferencyjny dla układu dwóch szczelin 7 3.3 Rozpraszanie na krysztale 10 3.4 Cząstki identyczne 13 4. Cząstki identyczne 18 4.1 Dwa rodzaje cząstek – bozony i fermiony 18 4.2 Stany z dwoma bozonami 21 4.3 Stany z n bozonami 25 4.4 Emisja i absorpcja fotonów 27 4.5 Widmo ciała doskonale czarnego 29 4.6 Ciekły hel 33 4.7 Zakaz Pauliego 34 5. Spin 1 39 5.1 Filtrowanie atomów za pomocą urządzenia Sterna–Gerlacha 39 5.2 Doświadczenia z filtrowanymi atomami 44 5.3 Trzy filtry Sterna–Gerlacha ustawione jeden za drugim 47 5.4 Stany bazy 48 5.5 Interferencja amplitud 51 5.6 Podstawowe metody mechaniki kwantowej 55 5.7 Przejście do innej bazy 58 5.8 Inne sytuacje 60 6. Spin 1/2 62 6.1 Transformacje amplitud 62 6.2 Transformacja do obróconego układu współrzędnych 65 6.3 Obroty wokół osi z 69 6.4 Obroty o 180° i 90° wokół osi y 73 6.5 Obroty wokół osi x 76 6.6 Dowolne obroty 77 7. Zależność amplitud od czasu 80 7.1 Atomy w spoczynku; stany stacjonarne 80 7.2 Ruch jednostajny 84 7.3 Energia potencjalna; zachowanie energii 87 7.4 Siły; granica klasyczna 91 7.5 „Precesja” cząstki o spinie 1/2 93 8. Hamiltonian 97 8.1 Amplitudy i wektory 97 8.2 Rozkład wektorów stanu 100 8.3 Jakie są stany bazy świata? 103 8.4 Jak stany zmieniają się w czasie? 106 8.5 Hamiltonian 110 8.6 Cząsteczka amoniaku 112 9. Cząsteczka amoniaku 117 9.1 Stany cząsteczki amoniaku 117 9.2 Cząsteczka w statycznym polu elektrycznym 122 9.3 Przejścia w polu zależnym od czasu 127 9.4 Przejścia przy rezonansie 130 9.5 Przejścia poza rezonansem 133 9.6 Absorpcja światła 134 10. Inne układy o dwóch stanach 137 10.1 Jon cząsteczki wodoru 137 10.2 Siły jądrowe 144 10.3 Cząsteczka wodoru 147 10.4 Cząsteczka benzenu 150 10.5 Barwniki 152 10.6 Hamiltonian cząstki o spinie 1/2 w polu magnetycznym 153 10.7 Elektron wirujący w polu magnetycznym 156 11. W dalszym ciągu układy o dwóch stanach 161 11.1 Macierze spinowe Pauliego 161 11.2 Macierze spinowe jako operatory 167 11.3 Rozwiązanie równań dla dwóch stanów 170 11.4 Stany polaryzacyjne fotonu 172 11.5 Neutralny mezon K 176 11.6 Uogólnienie na układ o N stanach 185 12. Rozszczepienie nadsubtelne w wodorze 190 12.1 Stany bazy układu dwóch cząstek o spinie 1/2 190 12.2 Hamiltonian stanu podstawowego atomu wodoru 193 12.3 Poziomy energetyczne 199 12.4 Rozszczepienie zeemanowskie 201 12.5 Stany w polu magnetycznym 205 12.6 Macierz transformacji dla spinu 1 208 13. Propagacja w sieci krystalicznej 212 13.1 Stany elektronu w sieci jednowymiarowej 212 13.2 Stany o określonej energii 216 13.3 Stany zależne od czasu 220 13.4 Elektron w sieci trójwymiarowej 221 13.5 Inne stany w sieci krystalicznej 223 13.6 Rozpraszanie na nieregularnościach sieci 225 13.7 Pułapkowanie na niedoskonałościach sieci 228 13.8 Amplitudy rozpraszania i stany związane 229 14. Półprzewodniki 231 14.1 Elektrony i dziury w ciele stałym 231 14.2 Półprzewodniki domieszkowane 235 14.3 Zjawisko Halla 239 14.4 Złącza półprzewodnikowe 241 14.5 Prostujące własności złącza półprzewodnikowego 244 14.6 Tranzystor 246 15. Przybliżenie cząstek niezależnych 249 15.1 Fale spinowe 249 15.2 Dwie fale spinowe 254 15.3 Cząstki niezależne 256 15.4 Cząsteczka benzenu 258 15.5 Jeszcze trochę chemii organicznej 262 15.6 Inne przybliżenia 266 16. Zależność amplitudy od położenia 268 16.1 Zmiany amplitudy wzdłuż prostej 268 16.2 Funkcja falowa 274 16.3 Stany o określonym pędzie 277 16.4 Normalizacja stanów o określonym położeniu x 280 16.5 Równanie Schrödingera 283 16.6 Skwantowane poziomy energetyczne 287 17. Symetria i zasady zachowania 290 17.1 Symetria 290 17.2 Symetria i jej zachowanie 293 17.3 Prawa zachowania 298 17.4 Światło spolaryzowane 303 17.5 Rozpad ?⁰ 305 17.6 Macierze obrotu 310 18. Moment pędu 312 18.1 Elektryczne promieniowanie dipolowe 312 18.2 Rozpraszanie światła 315 18.3 Anihilacja pozytonium 318 18.4 Macierze obrotu dla dowolnego spinu 324 18.5 Pomiar spinu jadra 329 18.6 Składanie momentów pędu 331 18.7 Uzupełnienie 1. Wyprowadzenie wzoru na elementy macierzy obrotu 338 18.8 Uzupełnienie 2. Zachowanie parzystości w procesie emisji fotonu 341 19. Atom wodoru i układ okresowy pierwiastków 343 19.1 Równanie Schrödingera dla atomu wodoru 343 19.2 Rozwiązania kulistosymetryczne 345 19.3 Stany z zależnością kątowa 350 19.4 Ogólne rozwiązanie dla wodoru 355 19.5 Funkcje falowe dla wodoru 359 19.6 Układ okresowy pierwiastków 361 20. Operatory 368 20.1 Operacje i operatory 368 20.2 Wartości średnie energii 372 20.3 Średnia energia atomu 375 20.4 Operator położenia 378 20.5 Operator pędu 380 20.6 Moment pędu 386 20.7 Zależność wartości średnich od czasu 388 21. Równanie Schrödingera w kontekście klasycznym, seminarium poświęcone nadprzewodnictwu 392 21.1 Równanie Schrödingera w polu magnetycznym 392 21.2 Równanie ciągłości dla prawdopodobieństwa 396 21.3 Dwa rodzaje pędu 398 21.4 Znaczenie funkcji falowej 399 21.5 Nadprzewodnictwo 401 21.6 Efekt Meissnera 403 21.7 Kwantyzacja strumienia 406 21.8 Dynamika nadprzewodnictwa 409 21.9 Złącze Josephsona 412 Epilog 418 Wykaz oznaczeń 419 Skorowidz nazwisk 423 Skorowidz rzeczowy 425