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如何用线性代数理解量子力学?

zhao_admin10个月前 (08-11)数学课件62

量子力学“生活”在希尔伯特空间中,希尔伯特空间“只是”无限维矢量空间,因此矢量实际上是函数。那么,量子力学的数学在希尔伯特空间中几乎是“仅”线性算子。

量子力学线性代数

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波函数矢量图

线性算子矩阵

本征态本征向量

物理系统希尔伯特空间

物理可观察的厄米矩阵

第一步是微积分。真的只是熟悉所有功能的集成和差异化。从那里开始,对微分方程的一点了解可以走很长一段路。知道这一点可以帮助您解决一些基本问题。托马斯的《先验先验》是一本很好的演算书。然后是一些不错的数学物理书籍,涵盖了从线性代数到复杂分析的许多不同主题。我不是特别喜欢这本书,但我使用的是玛丽·博阿斯(Mary Boas)的“物理科学中的数学方法”。

方形对称矩阵(或更复杂的埃尔米特矩阵)表示量子力学系统的可观测值。它们的特征值代表理想实验中可能的观测值。有一个正交特征值的基础,它允许您将任何状态向量写为基础向量的线性组合(叠加)。内部乘积的平方绝对值定义概率。然后,需要矩阵函数,特别是矩阵指数函数,它可以提供系统的动力学特性,在n级系统的情况下,还需要Schroedinger方程的显式解。

因此,您需要学习足够的知识,才能对这些概念有很好的了解:矩阵,转置,共轭转置,线性组合,基数,特征值,特征向量,内积,矩阵幂级数,矩阵指数。Wikipedia很好地总结了有关每个主题的文章,以帮助您进行概述。您可以跳过其他内容,并在需要时重新使用它。

在分析中,您需要具有常数系数的线性微分方程组(它们与矩阵指数有关)和傅立叶变换。后者涉及3个方面的集成,但是再次重申,您可以跳过很多内容,并在需要时返回到已跳过的内容。

量子力学是否符合现实情况,有何科学依据?

为人处事之道,动一动皆是,哭笑都是,讲埸面都是。人生活的的一切行为都是在为人处理事务。正规的讲,仁义礼智信忠孝贞洁慈悲,包括了所有的行为规范。六个字,我为人,人为我。

这个我不懂

要想学量子力学需要哪些数学功底

我是学物理的,不说理解,就说你要看懂,需要学数学物理方法。起码你要知道分离变量法解微分方程,还有球谐函数,贝塞尔函数等一些特殊函数,这之后你就可以开始看量子力学了。

量子力学的数学基础

微积分,线代。
少量最基本的概率知识。
最基本的一点矢量计算,连差乘还不会可不行。
这些已经是压缩到极限了吧。
最好稍微学一点数学物理方法,会解些数理方程,解谐振子,氢原子,都用的到,当然这个不是十分必要,直接记结论也不是不可以。

看你考哪了。不同学校差别很大。能搞到真题最好。考试嘛,总有迹可寻。

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