费恩曼量子力学读后感

费恩曼量子力学读后感 读费恩曼量子力学讲义的一些收获 班级:****** 学号:1******* 姓名:*振宇 介绍费恩曼的讲义之前先简要介绍下费恩曼。 理查德?菲利普?费恩曼(Richard Phillips Feynman)(1918年5月11日—1988年2月15日)， 美国著名理论物理学家，1965年，因在量子电动力 学方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。 费恩曼不 只是一位科学界的名人，他还是一位传奇的人物， 在教学方面的非凡能力为费恩曼的传奇增添了色 彩。纽约时报这样描绘他:“理论物理学家和马戏 场门口招揽观众的吆喝者的不可思议的组合，他会 运用全身运动和声音的效果”。这是这本书序言部 分对费恩曼的介绍。 费恩曼讲授量子力学的思路把传统的量子力学的教学顺序完全倒过来了，他一开头就介绍量子力学最基本、最普遍的特征，从概率幅和量子态的概念切入，讲它们的叠加、分解和干涉，并用非常普遍但有点抽象的狄拉克符号来描述它们。 其中还有不少精巧的思想实验。 费恩曼的量子力学我没读完，勉强算是看了一半吧，看完这一半虽然能看懂的不多，但还是有一些收获。如果我之前不曾知道费恩曼这个人，不知道这是一位大师写的书，我会觉得这本书就是一个无聊的人在说一些无聊的话;既然知道了这是大师写的东西，我觉得是我没怎么看懂。因为这是一本公认的好书，作者对量子力学的理解那自然是相当深刻，写的越简单可能背后隐藏的物理内涵越丰富，而我只是抓住了一些表面的东西就来写这个读后感，语言自然捉襟见肘，希望老师多多体谅。 翻遍全书，没见几个大公式，复杂的也几乎没有，估计全书的公式加起来也没井老师书上公式的三分之一。井老师的教材，包括国内的大部分量子力学教材，一开始就是不确定关系、薛定谔方程什么的;而这本书却不是这样，正如前面讲的，传统的量子力学的教学顺序完全倒过来了。前三分之一几乎不见公式，有的只是一位老师在讲课，试图用最简单的语言将量子力学描述出来，应该说他成功了，但我却没理解多少。像读小说似的看了大概有一半的内容，感觉这本书不太适合应试教育，这本书对我们加深对量子力学的理解很有帮助，但对解题就没有太大益处了。如果我先学的是这本书，然后让我去看井老师的书，那估计真是一种折磨。 本书的一个特点就是思想实验，这让我想起了爱因斯坦的相对论的假想实验以及伽利略的大船实验。书的开头用几个干涉实验给我们引入了量子力学的几个基本原理。一开始是子弹的干涉实验，既有趣又让人能看到一些东西: 图1 子弹的 干涉实验 如图1，我们有一挺机枪射出一连串子弹，而且它发射的子弹在相当大的角度内散开。在机枪的前方有一堵用铁架板制成的墙，墙上开两个孔，其大小正好能允许一颗子弹穿过，墙后面有一个接收子弹的接收器，可以计数出单位时间内到达距中心线处的子弹数。我们可以得到小孔1和2分别开放时子弹到达距中x P心线处的概率和，两个小孔都开放时子弹到达距中心线处的概率为xx1P2 。 P,P，P1212 接着是水波干涉实验(如图2): 图2 水波 干涉实验 这里有一个浅水槽，一个水波遇到一堵带两个小孔的墙，在墙和吸收器之间 x产生干涉，吸收器可以探测到不同II处的波的强度，和分别是1孔和2孔独12 I立存在时的波强，为二者的干涉波强。可以看出水波干涉和子弹干涉的不同12 ,点了，前者产生干涉，后者没有干涉。若两个水波有一个相位差，则I,I，I，2I,I,cos,。 121212 由一系列的思想实验(当然有些已经有人做过证明是对的，没人做过的从理论上分析也是没问题的)，费恩曼书中提出了量子力学的几个基本原理: ,,? 在理想实验中事件的概率由一个复数的绝对值平方给出，称为概率 2振幅，若用P表示概率，则P=; , ? 当一个事件可以按几种不同的方式发生时，该事件的概率振幅等于各种方式分别考虑时的概率振幅只和。此时出现干涉: ,,,,，,12 2,,，P,,12, ? 如果完成一个实验，此实验能够确定实际上发生的是哪一种方式的话，则该事件的概率等于按各个不同方式发生的概率只和。此时干涉消失，即 。 P,P，P12 对比井老师的书，这本书的原理少了薛定谔方程和算符化规则，而且该书将薛定谔放到第十六章讲，于是我是一个心急呀，前面能跳就跳，一路小跑最后甚至开挂直接跳到薛定谔方程的部分，但是开挂总是会有各种bug，到是到了薛定谔方程这边来了，但是发现里面的推导看不太懂，没有前面的积累还是不行呀。费恩曼推导薛定谔方程的方法和以前见过的用波函数推导的方法有所不同，用到了狄拉克符号，也就是左矢右矢的算符化规则。关于狄拉克符号，本书第三章就引入了: 如图所示是电子的干涉实验，我们把“从s来的粒子到达x的振幅”记为 ，其中两个括号是与“振幅”相当的记号，竖线右边的表达式表示初始状，x|s， 态，左边的表达式表示末状态。于是就有了后面各类复杂或简单的假想实验，有了狄拉克符号，这些实验就可以比较直观地表示出来，比如双缝干涉实验: 图3 电子 的双缝干 涉 ,令表示电子通过小孔1到达x的振幅，即 1 ,,，x|1，，1|s， 1 ,同理，令代表电子经小孔2到达x的振幅 2 ,,，x|2，，2|s， 2 于是在x处发现电子的概率就是: 22P,,，,,，x|1，，1|s，，，x|2，，2|s， 12 这本书里还有一个比较有意思的假想实验是施特恩-盖拉赫实验描述，费恩曼用自己创造的符号将这个实验很清晰地描述出来，就像用狄拉克符号表示振幅一样，费恩曼是这样描述的: ,0,,我们知道，处于l=1状态的原子，轨道角动量的分量可取，磁矩LZ e,e,,0，在磁场方向分量为，因而在磁场中会分裂为三条。施特恩-盖拉2m2m 赫实验中进入第一台装置的某种自旋为1的原子有三种，这三种本来是混在一起的，经过装置后由于角动量量子化就被分开了,如图4所示 图4 在施特恩-盖拉赫实验中，自旋为1的原子 束被分成三份 ，,, ,,0,,我们用一个符号表示这个装置: ,,,,,S 这就是费恩曼自己发明的用于教学的一个符号，如果我们想让装置通过的原子有不同的取向，就用挡板挡住其中的一束或几束粒子，比如我们想让第一条射线通过，就在下面两条射线边加上挡板: ，，,,,, ,,,,, 0|0,,,, ,,,,,|,,,,,S 这样一来，就可以表示各种复杂的施特恩-盖拉赫实验装置的组合了。 这种符号对于这章问题的描述是非常有益的，它能让我们很直观地了解整个物理过程，对于我们理解自旋和角动量量子化有一定的帮助。 网上有人这样评价费恩曼的物理教材:“《费恩曼物理学讲义》从普通物理水 平出发,注重物理分析,深入浅出,避免运用高深烦琐的数学方程,因此具有高以上物理水平和初等微积分知识的读者阅读起来不会感到十分困难.至于大学物理系的师生和物理工作者更能从此书中获得教益”。看了前几章后发现确实没用到多少数学公式，什么汉克尔，欧拉，拉格朗日在我看到的这部分书里还没出现过。不过缺少了数学方程的物理还真有点不习惯，费恩曼一直在用很通俗的语言介绍他的一套思想，应该说我是看懂并接受了其中一部分，要说把他的那一套东西基本看懂，估计还要长时间的积累吧。