斯坦福大学公开课《量子力学》深入探讨了量子理论的基础概念和数学工具,涵盖了从量子比特实验到海森堡不确定性原理的广泛内容。以下是对各集内容的简要概述:
第1集 量子比特实验与狄拉克符号
量子与经典理论的差异:通过系统状态的例子,表明量子理论与经典理论在逻辑和数学上的不同。
量子比特实验:讨论了如何进行量子比特实验,描述了量子力学中的数学符号系统,包括态空间、复数共轭向量空间和狄拉克符号。
第2集 复数向量空间里的正交态
测量自旋实验:主要讲解了测量自旋的实验,包括系统的态空间、与运算、或运算。
复数向量空间:介绍了复数向量空间中的左矢、右矢和正交性。
自旋实验的数学描述:用复数向量空间描述了自旋实验,并进行了答疑。
第3集 线性算符
测量自旋实验:继续讨论了测量自旋的实验,包括系统的态空间、与运算、或运算。
复数向量空间:介绍了复数向量空间中的左矢、右矢和正交性。
自旋实验的数学描述:用复数向量空间描述了自旋实验,并进行了答疑。
第4集 含时薛定谔方程与观测量的期望值
原理复习:先复习了前几集的原理。
含时薛定谔方程:初步介绍了含时薛定谔方程。
期望值求法:讲解了期望值的求法,讨论了对易子与泊松括号的相似性质。
第5集 含时薛定谔方程
哈密顿算子:引入哈密顿算子,详细介绍了含时薛定谔方程。
期望值计算:计算了期望值随时间的变化。
简单薛定谔方程求解:求解简单的薛定谔方程,并应用到单个自旋体系中,计算了σ算子的期望值。
第6集 纠缠态
自旋发射能量概率回顾:回顾了上节磁场中自旋发射能量的概率。
复合系统:介绍了两个独立的自旋构成的复合系统。
纠缠态:发现描述两个子系统只需4个实参,而复合系统有6个实参,说明有些状态不是独立的,它们是纠缠态,并计算了复合系统的纠缠态的期望值。
第7集 密度矩阵
自旋发射能量概率回顾:回顾了上节磁场中自旋发射能量的概率。
复合系统:介绍了两个独立的自旋构成的复合系统。
纠缠态:发现描述两个子系统只需4个实参,而复合系统有6个实参,说明有些状态不是独立的,它们是纠缠态,并计算了复合系统的纠缠态的期望值。
第8集 连续体系的量子力学
自旋发射能量概率回顾:回顾了上节磁场中自旋发射能量的概率。
复合系统:介绍了两个独立的自旋构成的复合系统。
纠缠态:发现描述两个子系统只需4个实参,而复合系统有6个实参,说明有些状态不是独立的,它们是纠缠态,并计算了复合系统的纠缠态的期望值。
第9集 位置与动量波函数的变换
自旋发射能量概率回顾:回顾了上节磁场中自旋发射能量的概率。
复合系统:介绍了两个独立的自旋构成的复合系统。
纠缠态:发现描述两个子系统只需4个实参,而复合系统有6个实参,说明有些状态不是独立的,它们是纠缠态,并计算了复合系统的纠缠态的期望值。
第10集 海森堡不确定性原理 经典极限
海森堡不确定性原理:推导了海森堡不确定性原理。
经典系统描述:用量子力学描述经典系统,并指出量子力学的适用范围。
斯坦福大学公开课《量子力学》通过系统的讲解,帮助学生理解量子理论的基本概念和数学工具,包括量子比特实验、狄拉克符号、复数向量空间、薛定谔方程、纠缠态、密度矩阵以及海森堡不确定性原理等。这些内容不仅为深入研究量子力学打下了坚实的基础,也展示了量子力学在现代物理学中的重要地位。
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