理論飛秒物理:強激光場中的原子和分子:atoms and molecules in str pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[德] 格羅斯曼（F.Grossmann） 著

圖書標籤:

• 飛秒物理
• 強激光場
• 原子物理
• 分子物理
• 非綫性光學
• 光與物質相互作用
• 量子電動力學
• 光譜學
• 激光物理
• 理論物理

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301226872

商品編碼：29677537258

包裝：平裝

齣版時間：2013-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	理論飛秒物理:強激光場中的原子和分子:atoms and molecules in strong laser fields	作者	格羅斯曼（F.Grossmann）
定價	39.00元	齣版社	北京大學齣版社
ISBN	9787301226872	齣版日期	2013-07-01
字數		頁碼	214
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.359Kg

內容簡介

《中外物理學精品書係·引進係列·理論飛秒物理：強激光場中的原子和分子（影印版）（英文）》內容豐富，涵蓋麵廣，可讀性強，其中既有對我國傳統物理學發展的梳理和總結，也有對正在蓬勃發展的物理學前沿的全麵展示；既引進和介紹瞭世界物理學研究的發展動態，也麵嚮國際主流領域傳播中國物理的專著。可以說，“中外物理學精品書係”力圖完整呈現近現代世界和中國物理科學發展的全貌，是一部目前為數不多的兼具學術價值和閱讀樂趣的經典物理叢書。

作者簡介

目錄

Part I Prerequisites 1 A Short Introductioto Laser Physics 1.1 The EinsteiCoefficients 1.2 Fundamentals of the Laser 1.2.1 Elementary Laser Theory 1.2.2 Realizatioof the Laser Principle 1.3 Pulsed Lasers 1.3.1 Frequency Comb 1.3.2 Carrier Envelope Phase 1.3.3 Husimi Representatioof Laser Pulses 1.A Some GaussiaIntegrals References 2 Time-Dependent Quantum Theory 2.1 The Time-Dependent Schrodinger Equation 2.1.1 Introduction 2.1.2 Time-EvolutioOperator 2.1.3 Spectral Information 2.1.4 Analytical Solutions for Wavepackets 2.2 Analytical Approaches 2.2.1 Feynman's Path Integral 2.2.2 Semiclassical Approximation 2.2.3 Time-Dependent PerturbatioTheory 2.2.4 Magnus Expansion 2.2.5 Time-Dependent Hartree Method 2.2.6 Quantum-Classical Methods 2.2.7 Floquet Theory 2.3 Numerical Methods 2.3.1 Orthogonal Basis Expansion 2.3.2 Split-Operator FFT Method 2.3.3 Alternative Methods of Time-Evolutio 2.3.4 Semiclassical Initial Value Representations 2.A The Royal Road to the Path Integral 2.B Variational Calculus 2.C Stability Matrix 2.D From the HK- to the VVG-Propagator References Part II Applications 3 Field Matter Coupling and Two-Level Systems 3.1 Light Matter Interaction 3.1.1 Minimal Coupling 3.1.2 Length Gauge 3.1.3 Kramers-Henneberger Transformatio 3.1.4 Volkov Wavepacket 3.2 Analytically Solvable Two-Level Problems 3.2.1 Dipole Matrix Element 3.2.2 Rabi Oscillations Induced by a Constant Perturbation 3.2.3 Time-Dependent Perturbations 3.2.4 Exactly Solvable Time-Dependent Cases 3.A Generalized Parity Transformation 3.B Two-Level System iaIncoherent Field References 4 Single ElectroAtoms iStrong Laser Fields 4.1 The HydrogeAtom 4.1.1 HydrogeiThree Dimensions 4.1.2 The One-Dimensional Coulomb Problem 4.2 Field Induced Ionization 4.2.1 Tunnel Ionizatio 4.2.2 MultiphotoIonization 4.2.3 ATI ithe Coulomb Potential 4.2.4 StabilizatioiVery Strong Fields 4.2.5 Atoms Driveby HCP 4.3 High Harmonic Generatio 4.3.1 Three-Step Model 4.3.2 Odd Harmonics Rule 4.3.3 Semiclassical Explanatioof the Plateau 4.3.4 Cutoff and Odd Harmonics Revisited 4.A More oAtomic Units …… References References Index

編輯推薦

文摘

序言

Part I Prerequisites 1 A Short Introductioto Laser Physics 1.1 The EinsteiCoefficients 1.2 Fundamentals of the Laser 1.2.1 Elementary Laser Theory 1.2.2 Realizatioof the Laser Principle 1.3 Pulsed Lasers 1.3.1 Frequency Comb 1.3.2 Carrier Envelope Phase 1.3.3 Husimi Representatioof Laser Pulses 1.A Some GaussiaIntegrals References 2 Time-Dependent Quantum Theory 2.1 The Time-Dependent Schrodinger Equation 2.1.1 Introduction 2.1.2 Time-EvolutioOperator 2.1.3 Spectral Information 2.1.4 Analytical Solutions for Wavepackets 2.2 Analytical Approaches 2.2.1 Feynman's Path Integral 2.2.2 Semiclassical Approximation 2.2.3 Time-Dependent PerturbatioTheory 2.2.4 Magnus Expansion 2.2.5 Time-Dependent Hartree Method 2.2.6 Quantum-Classical Methods 2.2.7 Floquet Theory 2.3 Numerical Methods 2.3.1 Orthogonal Basis Expansion 2.3.2 Split-Operator FFT Method 2.3.3 Alternative Methods of Time-Evolutio 2.3.4 Semiclassical Initial Value Representations 2.A The Royal Road to the Path Integral 2.B Variational Calculus 2.C Stability Matrix 2.D From the HK- to the VVG-Propagator References Part II Applications 3 Field Matter Coupling and Two-Level Systems 3.1 Light Matter Interaction 3.1.1 Minimal Coupling 3.1.2 Length Gauge 3.1.3 Kramers-Henneberger Transformatio 3.1.4 Volkov Wavepacket 3.2 Analytically Solvable Two-Level Problems 3.2.1 Dipole Matrix Element 3.2.2 Rabi Oscillations Induced by a Constant Perturbation 3.2.3 Time-Dependent Perturbations 3.2.4 Exactly Solvable Time-Dependent Cases 3.A Generalized Parity Transformation 3.B Two-Level System iaIncoherent Field References 4 Single ElectroAtoms iStrong Laser Fields 4.1 The HydrogeAtom 4.1.1 HydrogeiThree Dimensions 4.1.2 The One-Dimensional Coulomb Problem 4.2 Field Induced Ionization 4.2.1 Tunnel Ionizatio 4.2.2 MultiphotoIonization 4.2.3 ATI ithe Coulomb Potential 4.2.4 StabilizatioiVery Strong Fields 4.2.5 Atoms Driveby HCP 4.3 High Harmonic Generatio 4.3.1 Three-Step Model 4.3.2 Odd Harmonics Rule 4.3.3 Semiclassical Explanatioof the Plateau 4.3.4 Cutoff and Odd Harmonics Revisited 4.A More oAtomic Units …… References References Index

《量子織錦：探索微觀世界的無限可能》 在這部引人入勝的著作中，我們踏上瞭一段穿越物質最深層奧秘的旅程。本書旨在為讀者揭示一個宏大而精妙的宇宙——一個由原子和分子構成的微觀世界，以及支配它們行為的深刻原理。不同於直接探討特定物理現象，本書將聚焦於構建我們理解這一切的基礎框架，引領讀者深入洞察量子力學如何編織齣我們所見的現實。 第一章：量子基石——波粒二象性與疊加態 我們的探索始於量子世界的基石：波粒二象性。我們將細緻地剖析，為何在微觀尺度下，粒子不再是簡單的點狀實體，而是展現齣波動的特性；同時，波動的能量也能集中為離散的粒子。這並非抽象的哲學思辨，而是基於大量實驗觀測得齣的結論。通過深入理解例如雙縫乾涉實驗，我們將直觀地感受到這種奇特的性質，並認識到經典物理學的局限性。 緊隨其後，我們將引入量子疊加態的概念。在一個量子係統中，粒子可以同時處於多種可能狀態的組閤之中，直到測量行為將其“坍縮”到某一個確定的狀態。我們將通過類比和簡化模型，闡釋這一反直覺但至關重要的原理。理解疊加態，是理解量子計算、量子通信等前沿技術的基礎。我們將討論，在一個粒子同時擁有兩種“自鏇”狀態（例如嚮上和嚮下）的可能性下，其行為將如何與經典粒子截然不同。 第二章：量子糾纏——超越時空的奇妙聯係 量子糾纏，被愛因斯坦稱為“幽靈般的超距作用”，是量子世界中最令人費解也最迷人的現象之一。本書將詳細闡述，當兩個或多個粒子發生糾纏後，它們的狀態將緊密關聯，無論它們相距多遠。對其中一個粒子的測量，會瞬時地影響另一個粒子的狀態，這種聯係似乎違背瞭我們對時空和因果律的直覺認知。 我們將探討糾纏的産生機製，以及它在信息傳遞和計算方麵的巨大潛力。通過分析貝爾不等式的違背，我們將看到糾纏如何證明量子世界的非局域性，徹底顛覆我們對宇宙運作方式的傳統觀念。本書將循序漸進地解析，為何糾纏態下的粒子對，即使相隔宇宙兩端，也仿佛心靈相通，一個狀態的改變立刻就能反映在另一個粒子上，這種聯係的同步性是經典物理學無法解釋的。 第三章：量子隧穿——突破經典障礙 在經典物理學中，一個物體要越過一個能量壁壘，必須擁有足夠的能量來剋服它。然而，在量子世界裏，粒子卻展現齣一種令人驚嘆的能力——量子隧穿。即使粒子能量低於勢壘的高度，它仍有一定概率“穿過”這個壁壘，齣現在另一側。 我們將深入分析量子隧穿的數學描述，並通過實例，如放射性衰變和掃描隧道顯微鏡的工作原理，來展現這一現象的實際應用。理解量子隧穿，不僅有助於我們掌握核物理和半導體器件等領域的關鍵技術，更能讓我們重新審視“可能性”在微觀尺度上的真正含義。我們將用形象的比喻來描繪，想象一個球在一個山丘前，如果能量不足，它應該被彈迴來，但量子粒子卻有可能“挖個洞”或者“瞬間移動”過去，這是一種完全打破經典思維的現象。 第四章：不確定性原理——認識世界的內在邊界 海森堡不確定性原理，是量子力學最著名的原理之一，它揭示瞭微觀世界固有的不確定性。簡而言之，我們無法同時精確地測量一個粒子的某些成對的物理量，例如位置和動量。測量其中一個量越精確，另一個量的不確定性就越大。 本書將詳細探討不確定性原理的數學形式，並分析其深刻的哲學含義。這並非由於測量儀器的局限，而是物質本身的內在屬性。我們將討論，這種內在的不確定性如何深刻地影響著我們對原子結構、化學鍵形成等現象的理解。我們將解釋，為什麼“知道”粒子的確切位置，就意味著“不知道”它的動量，反之亦然，這種限製是宇宙本身的規則，而非技術問題。 第五章：量子躍遷與能量量子化——原子世界的規則 原子和分子之所以能夠穩定存在，並展現齣豐富多彩的化學性質，其根源在於量子力學所揭示的能量量子化和量子躍遷。在量子世界裏，原子中的電子並非在任意軌道上運動，而是隻能占據分立的能量級。當電子從一個能級跳躍到另一個能級時，就會吸收或放齣特定能量的光子，從而産生我們觀測到的原子光譜。 我們將深入剖析原子光譜的形成機製，以及它如何成為區分不同元素的“指紋”。理解能量量子化，是掌握原子物理、分子物理以及光譜學等領域的基礎。我們將展示，原子內部的電子不是隨意地在軌道上奔跑，而是隻能存在於特定的“樓層”，每層樓都有一個固定的能量值，從一層樓跳到另一層樓時，必須吸收或放齣固定能量的光子，就像樓梯一樣，隻能停留在颱階上。 第六章：量子場論——萬物統一的語言 為瞭更全麵地描述微觀粒子及其相互作用，量子場論應運而生。本書將帶領讀者初步瞭解量子場論的基本思想，即宇宙的基本構成不是孤立的粒子，而是彌漫在時空中的量子場。粒子則是這些場的激發態。 我們將探討量子場論如何統一瞭物質粒子（如電子、誇剋）和傳遞相互作用的力載體（如光子、膠子），並為理解基本粒子物理學和宇宙的起源提供瞭一個強大的理論框架。我們將簡要介紹量子電動力學（QED）和量子色動力學（QCD）等重要理論，為讀者打開通往更廣闊的物理學世界的大門。我們將描繪一個更加宏觀的圖景，整個宇宙是由許許多多看不見的“場”構成的，粒子就像是這些“場”上的漣漪或波動，而粒子之間的相互作用，就是這些“場”之間的互動。 第七章：量子信息與未來——計算、通信與傳感的新紀元 本書的最後一章，我們將目光投嚮量子力學在現代科技中的前沿應用。量子信息科學，以量子比特（qubit）為基本單元，展現齣超越經典計算的巨大潛力。量子計算機能夠解決經典計算機無法企及的復雜問題，例如藥物設計、材料科學以及密碼破解。 同時，量子通信利用量子糾纏的特性，能夠實現理論上不可竊聽的安全通信。量子傳感則利用量子係統的靈敏性，能夠實現前所未有的高精度測量。我們將展望量子技術如何重塑我們的未來，並激發讀者對科學探索的熱情。我們將勾勒齣，一旦我們掌握瞭量子世界的這些“遊戲規則”，將能建造齣比現在強大無數倍的計算機，實現絕對安全的通信，甚至製造齣能夠探測極其微弱信號的超級傳感器。 結語 《量子織錦：探索微觀世界的無限可能》是一次關於理解宇宙本質的思維探險。本書並非一本填鴨式的教科書，而是一次引導讀者主動思考、感受量子世界奇妙之處的旅程。通過深入淺齣的講解和引人入勝的論述，本書旨在激發讀者對科學的濃厚興趣，並為理解更深層次的物理學理論打下堅實的基礎。我們希望，閱讀本書的每一個人，都能在閱讀過程中，逐漸撥開迷霧，領略到那個由概率、疊加與糾纏構成的、充滿無限可能性的微觀宇宙的壯麗圖景。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵上“理論飛秒物理”幾個字，加上“強激光場中的原子和分子”這樣的副標題，光是看名字就讓人覺得一股高深的學問撲麵而來。我本身是做實驗的，平時接觸到的大多是具體的實驗裝置和測量數據，對於理論推導和模型建立，一直以來都是敬而遠之。但飛秒激光，尤其是在原子和分子層麵的相互作用，一直是激發我好奇心的領域。我總覺得，那些光怪陸離的實驗現象背後，一定有著嚴謹的理論框架在支撐。可惜的是，我接觸到的很多文獻，要麼是過於偏重實驗結果的呈現，要麼是充斥著我難以理解的數學符號和抽象概念。我希望這本書能像一座橋梁，能夠連接起我現有的實驗知識和那些“高屋建瓴”的理論，讓我能夠更深刻地理解那些用飛秒激光“敲”齣來的原子和分子的“心事”。我特彆想知道，那些超短的光脈衝是如何“瞬間”改變物質結構的？是什麼樣的理論模型能夠精確預測這些過程？這本書有沒有可能用更直觀的方式，比如類比或者圖示，來解釋一些復雜的理論概念，讓像我這樣的實驗人員也能“窺其堂奧”，而不是被冰冷的公式勸退。畢竟，理論的魅力就在於它的普適性和解釋力，如果能用它來指導我的實驗設計，發現新的研究方嚮，那將是極大的收獲。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初涉激光科學領域的年輕研究者，我希望這本書能夠成為我的“敲門磚”。我深知理論的重要性，尤其是在麵對飛秒激光這種前沿領域時，沒有紮實的理論基礎，很容易在浩瀚的文獻和實驗數據中迷失方嚮。我特彆期待書中能夠提供一些關於“強激光場”和“原子分子”相互作用的“基礎概念”的清晰闡述。比如，什麼是“強激光場”？它和普通的激光有什麼本質區彆？書中會不會從最基本的麥剋斯韋方程和量子力學原理齣發，解釋強激光場是如何對原子和分子産生影響的？我希望它能循序漸進，從簡單模型入手，逐漸過渡到更復雜的體係。此外，我對於“理論”的理解，不僅僅是數學公式的堆砌，更重要的是能夠從中提煉齣清晰的物理圖像和思想。書中能否通過一些形象的比喻或者簡化的模型，來解釋一些抽象的理論概念，讓像我這樣的新手能夠快速抓住問題的核心？我希望這本書能夠幫助我建立起對這個領域的基本認知框架，為我後續更深入的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對基礎物理學理論非常感興趣的學生，雖然我目前接觸到的物理知識還不是非常深入，但我對瞭解“物質如何響應超短、超強光脈衝”這個問題一直充滿熱情。這本書的名字讓我覺得它可能涵蓋瞭我一直以來想弄明白的許多問題。我尤其想知道，當激光場的強度達到“強”的範疇時，傳統的綫性光學理論為什麼就不適用瞭？書中會詳細講解原子和分子在這樣的強場下，會發生哪些“經典”的物理概念不再適用的現象，比如電離、隧穿、高次諧波産生等等。我更關心的是，是什麼樣的理論框架能夠成功地描述這些非綫性過程？是薛定諤方程的數值求解？還是基於微擾理論的擴展？有沒有可能在書中找到一些關於這些理論方法背後思想的闡述，而不僅僅是復雜的數學公式？我對“飛秒”這個時間尺度也感到非常著迷，它意味著我們正在觀察物質在極短時間內的“瞬息萬變”。我希望這本書能夠揭示在這個時間尺度下，原子和分子是如何進行能量交換和結構演化的，甚至可能涉及相乾性、量子糾纏等更深層次的量子力學概念。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本好的理論書籍，不應該隻是知識的搬運工，更應該是一位能夠啓發思考的引路人。我拿到這本書，首先吸引我的就是“強激光場”和“原子分子”的組閤。我一直在思考，當光與物質的相互作用達到如此極緻的程度時，會發生哪些我們意想不到的事情？這本書是否能夠提供一些關於這些“非尋常”現象的理論解釋？例如，書中會不會討論一些經典的物理概念在強激光場下的局限性，以及如何通過更先進的理論模型來剋服這些局限？我非常期待書中能夠探討一些“前沿”或者“有爭議”的理論問題，能夠激發起我進一步的思考和討論。而且，“原子和分子”作為微觀世界的基本單元，它們在強激光場作用下的行為，無疑是理解物質基本性質的關鍵。這本書能否提供一些關於如何用理論來“操控”原子和分子的信息？比如，如何設計激光脈衝來實現特定的原子或分子的激發、解離、或者甚至創造齣某種新的量子態？我希望它能為我提供一些理論上的“工具箱”，讓我能夠站在巨人的肩膀上，去探索更廣闊的科學世界。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書的時候，我抱著一種“姑且試試看”的心態。我之前嘗試過閱讀一些關於量子動力學方麵的教材，但往往因為數學推導過於繁復，或者物理圖像不夠清晰，最終都淺嘗輒止。這次我尤其關注的是書中對於“強激光場”的描述。我總覺得，強激光場的非綫性效應是導緻許多奇特現象的根源，而這本書能不能深入淺齣地解釋這些非綫性效應是如何産生的，以及它們在原子和分子體係中會引發哪些獨特的動力學過程？我希望書中不僅僅是給齣公式，而是能夠提供一些關於物理圖像的構建，比如激光場是如何“拉扯”電子的，或者如何“激發”分子內部的振動和轉動。此外，對於“原子和分子”這兩個具體的對象，我希望能看到它們在強激光場作用下的“個性化”錶現。畢竟，不同的原子和分子，其電子結構和內部自由度都有所不同，那麼它們與強激光場的相互作用也應該呈現齣不同的特點。書中能否提供一些具體的例子，比如對於氫原子、氦原子，或者一些簡單的多原子分子，在強激光場作用下的典型動力學行為？這樣，我就可以將理論的抽象概念與具體的物理實體聯係起來，加深理解。