Ich interessiere mich sehr für Quantentheorie und möchte so viel wie möglich darüber lernen. Ich habe ein paar Tutorials befolgt und ein paar Bücher gelesen, aber keines hat mich vollständig zufrieden gestellt. Ich suche nach Einführungen für Anfänger, die nicht stark von linearer Algebra oder Analysis abhängen oder die eine sanfte Einführung in die erforderliche Mathematik bieten, während sie mitmachen.
Was sind gute Einführungsleitfäden in QM in dieser Richtung?
Einführung in die Quantenmechanik von David Griffiths , jeden Tag! Nehmen Sie dieses Buch einfach einmal zur Hand und versuchen Sie es zu lesen. Da Sie keine Vorkenntnisse haben, ist dies das Buch, mit dem Sie beginnen können. Es richtet sich an Studierende, die über ein solides Grundwissen in Analysis verfügen, setzt darüber hinaus aber nur sehr wenig Hintergrundmaterial voraus: Viel Lineare Algebra wird in einer im Wesentlichen abgeschlossenen Weise eingeführt.
Außerdem enthält es alle wesentlichen Grundlagen und Beispiele wie den harmonischen Oszillator, das Wasserstoffatom usw. Die zweite Hälfte des Buches ist der Störungstheorie gewidmet. Für Erstsemester oder Studenten im zweiten Jahr ist dies ein ziemlich guter Ort, um mit dem Lernen über QM zu beginnen, obwohl einige der anderen Antworten auf diese Frage Bücher vorschlagen, die etwas weiter gehen oder auf einer strengeren Ebene vorgehen.
Für die Quantenmechanik ist das Original immer noch das Beste:
Es ist klar, es ist knapp und es ist umfassend. Alle anderen Bücher beziehen den größten Teil ihres Materials aus dieser Quelle.
Für eine grundlegende kurze Einführung in die Quantenmechanik ist unschlagbar:
Dies ist sehr gut und intuitiv und ergänzt die restlichen Bücher.
ist schwer auf gute Übungen und mathematische Werkzeuge. L&L umfasst Themen, die sonst nirgendwo behandelt werden. Die Standardbücher für Studenten über Quantenmechanik sind im Vergleich dazu nicht sehr gut und sollten nicht verwendet werden.
Ein Buch, das ein Minimum an Analysis oder kontinuierlicher Mathematik erfordert, ist
Dies konzentriert sich auf moderne Forschung und diskrete Systeme in der Quantencomputing. Wenn Sie sich nicht mit Analysis auskennen, lernen Sie es, aber vielleicht finden Sie dieses Buch am zugänglichsten. Es ist aber lang.
Über fortgeschrittene Quantenmechanik gibt es gute Bücher von Gottfried und von Sakurai. Berezins Buch ist auch ein großer Klassiker.
Für das Pfadintegral können Sie Feynman und Hibbs lesen, aber ich mag Feynmans Artikel Reviews of Modern Physics von 1948 mehr. Es gibt auch ein gutes Buch, das das Pfadintegral behandelt:
Die Originalquelle für das fermionische Pfadintegral ist meiner Meinung nach immer noch die beste:
Wenn Sie sich davon überzeugen wollen, dass die Quantenmechanik notwendig ist, sollten Sie die historische Entwicklung rekapitulieren. Dafür ist folgende Quelle gut:
Sie können auch die Wikipedia-Seite zur alten Quantentheorie für eine skizzenhafte Zusammenfassung lesen und sich dann die Seite zur Matrizenmechanik ansehen . Dies erklärt die Intuition, die Heisenberg über Matrixelemente hatte, etwas, das weder in Diracs Buch noch sonst wo steht. Heisenbergs Argumentation findet sich bis zu einem gewissen Grad auch in den ersten Kapiteln dieses Buches:
Dieses Buch ist auch aus anderen Gründen sehr interessant.
OK. Zuerst brauchen Sie etwas Trost in Linearer Algebra. Besuchen Sie die MIT Open Courseware-Site und sehen Sie sich die Vorlesung Lineare Algebra (Videos) von Strang an. Diese sind großartig.
Sehen Sie sich als Nächstes die „Theoretical Minimum“-Videos von Leonard Susskind an. Sie stellen das theoretische Minimum dar, das Sie über die Quantenmechanik wissen müssen. (dh der Titel des Videokurses ist theoretisches Minimum, aber es ist tatsächlich ein Kurs über Quantenmechanik. Susskind ist ein großartiger Lehrer und die Videos sind großartig. Sie können auf itunes und You Tube darauf zugreifen. Suchen Sie nach Susskind-Vorlesungen über Quantenmechanik aus Stanford. Sie sind gerade (vor ein paar Wochen) veröffentlicht worden.
Schließlich ist der gewünschte Text Principles of Quantum Mechanics von Shankar. Er ist auch ein großartiger Lehrer. Er hat einige Videovorträge über allgemeine Physik, aber er hat keinen Videovortrag über Quantenmechanik. Trotzdem ist sein Buch ein großartiges Buch zum Lernen. Es kostet ungefähr 70 US-Dollar, aber wenn Sie herumgoogeln (mit PDF in Ihrer Google-Suche), können Sie Glück haben.
Wenn Sie nicht bereit sind, die lineare Algebra zu lernen, auf der die gesamte Theorie der Quantenmechanik basiert, dann werden Sie wirklich nicht viel Glück haben, die Art von Lehrbuch zu finden, das Sie suchen. Es klingt für mich so, als ob Sie ein Lehrbuch wollen, das Sie stattdessen in das einführt, was "moderne Physik" genannt wird. Die meisten Texte zur „modernen Physik“ behandeln quantenmechanische Konzepte, bleiben aber meist im Land der Algebra. Die meisten Lehrbücher, die in den Antworten empfohlen werden, die vor meinen gepostet wurden, sind randvoll mit Kalkül.
Zu lernen, wie man Matrizen und Vektoren multipliziert, ist überhaupt nicht schwer – man kann es in einem Wiki, auf YouTube oder der Khan Academy lernen. Sobald Sie wissen, wie das geht, empfehle ich dringend die ersten paar Kapitel des folgenden Lehrbuchs:
"Quantum Mechanics: A Paradigms Approach" von David H. McIntyre
Ich habe dieses Buch verwendet, als ich das letzte Mal Quantenmechanik unterrichtete, und die Schüler mochten es wirklich sehr. Sie können sich anhand dieses Buches selbst „echte“ Quantenmechanik beibringen, indem Sie die Dirac-Braket-Notation verwenden, die in der realen Physikforschung und in der Quanteninformationstheorie verwendet wird.
Sobald Sie Kalkül gelernt haben, können Sie jedes der anderen Bücher angehen, die von anderen Antworten empfohlen werden, aber mein persönlicher Favorit – der Sie auf eine Abschlussarbeit in Quantentheorie vorbereiten würde – ist
"Ein moderner Ansatz zur Quantenmechanik" , von John S. Townsend.
Ich habe den Text von Griffiths aufgrund seiner Popularität und der traditionellen Betonung der Wellenfunktion verwendet. Allerdings haben meine Schüler nicht so viel aus dem Text der Griffiths mitgenommen wie aus den beiden, die ich oben erwähnt habe. Darüber hinaus bin ich jetzt davon überzeugt, dass Studenten besser damit bedient sind, den State-Vector-Ansatz zu lernen, anstatt sich nur auf die Wellenfunktion zu konzentrieren, da sie es ihnen ermöglichen, aktuelle Artikel über Durchbrüche in der QM-Forschung zu lesen. Mit Wellenfunktionen können Sie nicht viel anfangen, wenn es in Ihrem Experiment um Teilchenspins oder um Photonenpolarisationen geht.
Ich bin ein großer Fan von Albert Messiah, 'Quantum Mechanics', jetzt erhältlich (zwei Bände zu einem gebunden) in einem robusten Taschenbuch von Dover zu vernünftigen Preisen.
Ich weiß nicht, warum das aus der Mode gekommen ist – die Leute beschweren sich, dass es sich zu sehr an der Kernphysik orientiert. Nun, ich bin ein physikalischer Biochemiker, der zum Magnetresonanz-Jock wurde, und ich finde es hervorragend an meine Bedürfnisse angepasst.
Das Problem dabei ist, dass es keine einfachen guten Bücher gibt. Das Thema ist an sich schwer. Frühere Antwortende zitierten Landau und Dirac; Landau ist ein weiterer Favorit von mir, aber härter als Granit – Dirac ist brillant, aber legendär für den Schwierigkeitsgrad. Das Lesen von Dirac ist wie der Versuch, eine steile Marmorwand zu erklimmen – es gibt nicht viele Tritte und Haltegriffe. Landau gibt (zumindest) oft einen guten physikalischen Grund an, warum das und das so sein sollte, bevor er anfängt, Gleichungen zu schreiben. Seien Sie bereit, viel Zeit damit zu verbringen, über seine Bedeutung nachzudenken.
Viel Glück.
Ein Buch zum Selbststudium, das Sie von der einführenden QM zur Grundstufe bringt, ist Claude Cohen-Tannoudjis Quantenmechanik-Lehrbuch, das aus zwei Bänden besteht. Es hat einen sehr hohen Preis, aber es verdient es. Es hat alle herrlichen Details im Inneren! ( Das Buch von Shankar ist auch großartig und liegt auf der gleichen Ebene und behandelt auch Pfadintegrale. Das Buch von Griffiths ist nur einführend, obwohl es auch einige Kapitel enthält, die andere Bücher auf der gleichen Ebene nicht haben.)
Eines zur Einführung in die elementare QM ist Zettilis Quantum Mechanics: Concepts and Applications . Es enthält auch viele Übungen und viele gelöste Probleme.
Um das in den obigen Büchern erworbene Wissen zu beherrschen, wird ein Problemlösungsbuch empfohlen (beide Amazon-Links):
Diese Bücher begleiten Sie von diesem Level bis zum PhD-Level. Sehr nützliche Bücher. Und abgesehen davon, dass Sie sie nur verwenden, um die Dinge zu meistern, die Sie in den oben genannten Büchern gelernt haben, werden Sie feststellen, dass sie sehr nützlich sind, um Dinge aus fortgeschritteneren Lehrbüchern (Absolventen und fortgeschrittene Studenten) zu meistern.
Ich denke, vielleicht könnten Sie mit all den oben genannten Buchempfehlungen auch versuchen, einen richtigen Online-Quantenmechanikkurs zu belegen. Ich kenne zwei so ausgezeichnete Kurse, die von Interesse sein könnten.
Quantenphysik von V. Balakrishnan . Der Ausbilder führt in alle Grundlagen der linearen Algebra ein, die Sie benötigen, aber Sie müssen sehr hart an sich selbst arbeiten, da er auch viele andere ausgefallene Mathematik einführt, die Sie möglicherweise benötigen (zum Beispiel wird er über L^2-Räume sprechen .) Ich kenne kein geeignetes Buch, das zum Kurs passt (Andere könnten das empfehlen)
HINWEIS: Ich habe R.Shankars Buch "Principal's of Quantum Mechanics" ausgecheckt. Es passt ziemlich gut zu dem oben genannten Online-Kurs.
Quantenphysik von JJ Binney . Dies ist auch ein sehr schöner Einführungskurs für Studenten im Grundstudium in Oxford. Dies könnte etwas sein, das Ihnen sehr helfen wird. Das zum Kurs gehörige Buch des gleichen Autors ist hier ebenfalls kostenlos erhältlich .
Obwohl es online jede Menge Vorlesungsunterlagen gibt. Ich fand das sehr nützlich.
Der QM-Kurs von Alan Adams am MIT ist sehr, sehr beeindruckend. Meiner Meinung nach ist er der beste Lehrer. Das Beste daran ist, dass er die Schüler dazu inspiriert, Fragen zu stellen, und die MIT-Studenten stellen so viele gute Fragen, das hilft auch der Person, die das tut sieht sich die Videovorträge an. Auf der Website finden Sie auch Bücher, die zum Kurs passen. http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-04-quantum-physics-i-spring-2013/
Für den Anfang können Sie mit Quantum Mechanics for Engineers - Leon van Dommelen beginnen, das kostenlos auf der Website des Autors verfügbar ist:
http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/quantum/style_a/index.html
Lassen wir den Autor selbst sprechen:
Hier finden Sie die gleiche Geschichte, die Physiker ihren eigenen Studenten erzählen. Der Unterschied besteht darin, dass dieses Buch viel einfacher zu lesen und zu verstehen ist als vergleichbare Texte. Die Quantenmechanik ist von Natur aus mathematisch, und dieses Buch erklärt sie vollständig. Aber die Mathematik wird nur insoweit abgedeckt, als sie einen Einblick in die Quantenmechanik gibt. Dies ist kein Buch, um Ihre Fähigkeiten in cleveren mathematischen Manipulationen zu entwickeln, die absolut nichts mit physikalischem Verständnis zu tun haben. Sie können bereits viele andere Texte dieser Art finden, wenn das Ihr Ziel ist.
Ich würde "Quantenphysik von Atomen, Molekülen, Festkörpern, Kernen und Teilchen" von Robert Martin Eisberg, Robert Resnick vorschlagen, wenn Sie ohne komplizierte Mathematik ein sehr gutes Verständnis haben möchten. Mit Schwerpunkt auf Anwendungen diskutierten die Autoren alle Themen mit physikalischer Einsicht, ohne viel mehr Mathematik (müssen aber einige grundlegende Berechnungen beherrschen). Das Buch erklärt Ihnen, wie die Mikrospkoik-Welt funktioniert.
Quantenmechanik in einfacher Matrixform: [Amazon-Link]
In diesem Buch findet sich kein Kalkül. Alle Konzepte der Linearen Algebra werden eingeführt. Leider bedeutet dies, dass Sie auf Dinge wie die Schrödinger-Gleichung nicht stoßen werden. Sie werden ein viel besseres Verständnis der Quantenmechanik als PBS haben (was ist ein Quantenzustand, wie können Sie Zustände hinzufügen, Wahrscheinlichkeit in Quantenmechanik usw.). Leicht und günstig!
Sie können auch zwei einfachere, sehr kurze Bücher von Valerio Scarani (hauptsächlich für Gymnasiasten) ausprobieren.
Alle drei Bücher sind modern: Anstatt (ansonsten freie) Teilchen in einer Kiste und das Bohrsche Atom zu betonen, betonen sie Ein-Teilchen-Interferenz, Verschränkung, lokalen Realismus, Quantenteleportation. Dr. Becks Buch beschreibt Quantenoptik-Labore, die seine Studenten wirklich durchgeführt haben, um Einzelphotoneninterferenzen, Verletzungen des lokalen Realismus usw. zu testen.
Ein weiteres modernes Buch ist
Es hat ungefähr den Schwierigkeitsgrad von Mark Becks Buch, ist aber viel billiger, wenn man es gebraucht kauft. Ähnlich sind die Bücher von Valerio Scarani
Beachten Sie, dass alle oben genannten Autoren bekannte Professoren und/oder Forscher sind.
Viele Empfehlungen wurden bereits ausgesprochen. Ich möchte nur Prinzipien der Quantenmechanik von Ramamurti Shankar empfehlen .
Ich mag dieses Buch, weil es mit der gesamten notwendigen Algebra beginnt, dann in die Operatorformulierung des klassischen Bedarfs in Quanten und dann in die Quanten geht.
Ich würde es jemandem, der in linearer Algebra nicht besonders gut ist und sich auf der Vorstufe befindet, Griffiths vorziehen. Danach geht es Griffiths gut.
Wenn Sie neu dabei sind, beginnen Sie mit University Physics von Young und Freedman. Der Grund dafür ist, dass dieses Buch die Konzepte ohne die strenge Mathematik behandelt.
Studieren Sie die folgenden Kapitel:
Kapitel 38 Photonen: Lichtwellen, die sich wie Teilchen verhalten Kapitel 39 Teilchen, die sich wie Wellen verhalten Kapitel 40 Quantenmechanik Kapitel 41 Atomstruktur
Die Kapitel 38 und 39 geben Ihnen Hintergrundinformationen zur frühen Quantentheorie. Kapitel 40 und 41 behandeln die Quantenmechanik.
Sie können auch Feynman Lectures Volume 3 lesen, um die Konzepte ohne schwere Mathematik zu verstehen.
Wenn Sie tiefer graben wollen, müssen Sie lineare/Matrix-Algebra und Analysis studieren. Lesen Sie anschließend Introduction to Quantum Mechanics von David Griffiths oder Richard Liboff.
Dann, wenn Sie mehr wollen, lesen Sie Modern Quantum Mechanics von JJ Sakurai.
So schlage ich vor, dass Sie es tun. Quantenmechanik ist leider eines der schwierigeren Physikfächer. Sie müssen Ihr Wissen aus einfacheren Texten aufbauen, sonst verlieren Sie sich.
Auch das Anschauen von Vorlesungen ist eine Option. Stanford und Oxford haben ihre QM-Vorträge in Youtube hochgeladen. Andererseits muss man sich in Analysis und linearer Algebra auskennen, um mit den Vorlesungen mithalten zu können.
Prost!
Berti
Feynmans Six Easy Pieces ist eine hervorragende Einführung in die Quantenmechanik. Für eine gründlichere Analyse (und einige philosophische Überlegungen) empfehle ich The Dancing Wu Li Masters von Gary Zukav. Für eine leicht verständliche Diskussion über die Verrücktheit der Quantenmechanik ist Fred Kuttner und Bruce Rosenblums Quantum Enigma: Physics Encounters Consciousness hervorragend geeignet.
Hier ist eine Amazon-Liste , die ich mit einigen Büchern zusammengestellt habe, die ich hilfreich fand.
Eine Einführung in die Quantenmechanik von Gillespie ist gut. Ist nur 125 Seiten lang. Es beginnt damit, die grundlegenden mathematischen Werkzeuge von Grund auf zu behandeln: Wahrscheinlichkeit, komplexe Zahlen, Vektoren, Operatoren im Hilbert-Raum und eine Überprüfung der klassischen Mechanik einschließlich der Hamilton-Formulierung. Geht dann die Postulate der Quantenmechanik mit einfacher, aber genauer Mathematik durch. Es verwendet eine Notation, die sich leicht von der Dirac-Braket-Notation unterscheidet, aber im Wesentlichen die gleiche ist, vielleicht besser lesbar für Neulinge. Die größte Stärke ist, dass es keine Vorkenntnisse voraussetzt, sondern grundlegende Analysis, und dennoch ein vernünftiges Verständnis des grundlegenden Formalismus und seiner Bedeutung vermittelt.
Ich denke, es ist ein perfekter Begleiter für andere Bücher, wie Griffith oder Shankar.
Dies ist eine Überprüfung https://doi.org/10.1119/1.1987211
Die Quantenmechanik ist ein ziemlich konzeptreiches Fach, das man nicht aus einem einzigen Buch lernen kann. In dieser Antwort stelle ich also eine Liste der Bücher zu diesem Thema zur Verfügung, die ich für das Verständnis der Quantenwelt als nützlich empfunden habe.
Es gibt ein ausgezeichnetes Buch mit dem Titel „The Road to Reality“ von Roger Penrose. Es ist eine interessante Mischung, die in einer unterhaltsamen, lockeren und zugänglichen Weise geschrieben ist, mit brillanten und aufschlussreichen Beschreibungen von einem echten Meister des Handwerks. An der Mathematik wird jedoch nicht gespart. Wenn Sie es ernst meinen mit der Erforschung der Quantenmechanik und der Grundlagenphysik im Allgemeinen, ist dies ein großartiger Ort, um nachzusehen. Es ist eine lustige, wenn auch nicht so einfache Fahrt.
Es ist ein sehr gutes Buch und leicht verständlich. Es hat schöne Notationen und ist sehr formell. Der Autor möchte jede Aussage so allgemein wie möglich schreiben (was normalerweise in fortgeschrittenen umfassenden Büchern zu sehen ist, aber nicht in einführenden Büchern). Es sieht so aus, als ob dieses Buch als Alternative zu Griffiths Buch für UGs immer beliebter wird. Wie Griffiths enthält es viele Übungen und viele gelöste Probleme.
Das beliebteste einführende QM-Lehrbuch. Gut für intuitives Verständnis für Anfänger. Sie kennen dieses Buch wahrscheinlich bereits, daher werde ich nicht viel darüber diskutieren.
Dieses Buch ist ziemlich rigoros, fühlt sich aber dennoch wie ein sehr intuitiver pädagogischer Ansatz an. Es ist im Gegensatz zu den beiden oben genannten für Studenten geschrieben, aber es ist immer noch sehr gut lesbar für UGs.
Dieses Buch ist auf einem ähnlichen Niveau wie Shankar. Ist aber etwas kleiner, daher sind die Erklärungen etwas kürzer. Es ist immer noch ein sehr gutes Buch.
Hinweis : Die letzten beiden Bücher behandeln auch die Einführung in die relativistische Quantenmechanik.
Wenn Sie mehr tun wollen als "nur rechnen" (wie entweder Feynman oder N. David Mermin einmal gesagt haben könnten, als sie nach dem Ursprung des berühmten Zitats suchten ), ist eine der besten Möglichkeiten, Ihre Einsicht in die Quantenphysik zu konkretisieren, IMO, die aktuelles, kurzes und sehr gut lesbares „Beyond Weird – Why everything you think you know about Quantum Physics is different“ von Philip Ball (Herausgeber der Zeitschrift Nature). Sogar einige Professoren der theoretischen Physik haben zugegeben, dass es das Buch war, von dem sie wünschten, sie hätten es selbst geschrieben.
Er kommt mit den kniffligen Fragen zurecht, die immer auftauchen, wenn man anfängt, sich durch das Thema zu arbeiten, und ich fand ihn besonders gut in Bezug auf Dekohärenz und das Messproblem.
Er hat offensichtlich lange Zeit intensiv über das Thema nachgedacht, und seine redaktionelle Erfahrung verschafft ihm den entscheidenden Vorteil, wenn es darum geht, Schwierigkeiten zu erklären, die Taschenrechner ohne einen zweiten Gedanken zu beschönigen.
Ich denke, es ist eine großartige Ergänzung zu jedem Einführungskurs in QM und sollte auf der Leseliste stehen.
Es ist auf Kindle erhältlich (in den USA billiger als in Großbritannien, jetzt am 01.01.19) https://www.amazon.com/Philip-Ball/e/B001H6P9SO/ref=sr_tc_2_0?qid=1546371784&sr=1-2- ent
Emilio Pisanty