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書籍詳細

  量子電磁気学

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関根松夫 東工大助教授 理博 著

発行年月日:1996/11/25 , 判 型: A5,  ページ数:236頁

ISBN:978-4-339-00665-0,  定 価:3,024円 (本体2,800円+税)

ジャンル:

量子電磁気学は特殊相対性理論と量子力学を2大柱として発展してきた。本書は古典電磁気学,前期量子論から相対論的量子力学に至る広い範囲を網羅している。また,半導体デバイス,レーザなどの工学面への応用にも言及している。

【目次】

1. 古典電磁気学と量子論
1.1 クーロンの法則
  1.1.1 電荷のクーロンの法則
  1.1.2 磁荷のクーロンの法則
  1.1.3 万有引力の法則
1. 古典電磁気学と量子論
1.1 クーロンの法則
  1.1.1 電荷のクーロンの法則
  1.1.2 磁荷のクーロンの法則
  1.1.3 万有引力の法則
  1.1.4 ファインマンダイヤグラム
  1.1.5 電磁波と重力波
1.2 光子の発見
  1.2.1 プランク定数hの発見
  1.2.2 黒体放射
  1.2.3 レイリー・ジーンズの公式
  1.2.4 ウィーンの公式
  1.2.5 プランクの公式
  1.2.6 エネルギー量子の意味
  1.2.7 プランクの公式の宇宙論への応用
1.3 光電効果
  1.3.1 光電効果の実験
  1.3.2 光電効果の実験結果
  1.3.3 光電効果からプランク定数hの算出
1.4 コンプトン効果
  1.4.1 コンプトン散乱
  1.4.2 コンプトン散乱の実験結果
  1.4.3 コンプトン散乱のファインマンダイヤグラム
1.5 電子対創生
1.6 水素原子と量子論
  1.6.1 古典電磁気学による水素原子模型
  1.6.2 ボーアの量子論による水素原子模型
  1.6.3 フランク・ヘルツの実験
  1.6.4 ゾンマーフェルトの水素原子模型
  1.6.5 ド・ブロイの物質波
練習問題1
2. 量子力学の基礎
2.1 光の粒子性と電子の波動性の2重性
  2.1.1 電子の波動性
  2.1.2 シュレーディンガー方程式
  2.1.3 シュレーディンガー方程式の意味
2.2 波動関数と演算子
  2.2.1 ブラとケット記号
  2.2.2 線形演算子
  2.2.3 エルミート演算子
2.3 交換関係と不確定性原理
  2.3.1 電子ビームの干渉による不確定性原理
  2.3.2 位置と運動量の交換関係
  2.3.3 ハイゼンベルクの不確定性原理の導出
  2.3.4 時間とエネルギーの不確定性原理
  2.3.5 不確定性原理の中間子への応用
2.4 シュレーディンガー表示,ハイゼンベルク表示,相互作用表示
  2.4.1 シュレーディンガー表示
  2.4.2 ハイゼンベルク表示
  2.4.3 相互作用表示
2.5 角運動量とスピン
  2.5.1 軌道角運動量
  2.5.2 スピン角運動量存在の実験
  2.5.3 スピン角運動量
  2.5.4 磁気モーメント
2.6 フェルミ粒子とボース粒子
  2.6.1 フェルミオンとボソンの波動関数
練習問題2
3. 量子力学と量子化
3.1 調和振動子
  3.1.1 ボーア・ゾンマーフェルトの量子条件による調和振動子の量子化
  3.1.2 シュレーディンガー方程式による調和振動子の量子化
3.2 生成演算子と消滅演算子
  3.2.1 ボソンの生成演算子と消滅演算子
  3.2.2 フェルミオンの生成演算子と消滅演算子
  3.2.3 生成演算子と消滅演算子を用いたファインマンダイヤグラム
3.3 水素原子のエネルギー準位の量子化
  3.3.1 極座標と角運動量
  3.3.2 ルジャンドル演算子
  3.3.3 シュレーディンガー方程式による水素原子のエネルギー準位の計算
練習問題3
4. 古典電磁場と量子力学
4.1 マウスウェルの方程式
  4.1.1 ファラデーの電磁誘導の法則
  4.1.2 拡張されたアンペールの法則
  4.1.3 電束密度に関するガウスの法則
  4.1.4 磁束密度に関するガウスの法則
  4.1.5 スカラのこう配,ベクトルの回転,発散
4.2 電磁波
  4.2.1 電磁波の発生
  4.2.2 電磁波の波動方程式
  4.2.3 平面波
  4.2.4 波動方程式の解法
4.3 電磁波の粒子性
  4.3.1 光子の導出
  4.3.2 調和振動子の集まりとしての電磁場
  4.3.3 電磁場とハイゼンベルクの運動方程式
練習問題4
5. 相対論的電磁気学
5.1 マクスウェルの方程式の共変性
  5.1.1 ガリレイ変換
  5.1.2 ローレンツ変換
  5.1.3 光円すい
  5.1.4 計量マトリックス
5.2 電磁場のポテンシャル
  5.2.1 スカラポテンシャルとベクトルポテンシャル
  5.2.2 アハラノフ・ボーム効果
  5.2.3 ローレンツゲージ
  5.2.4 クーロンゲージ
5.3 電磁場のエネルギー保存則と運動量保存則
  5.3.1 電磁場のエネルギー保存則
  5.3.2 電磁場の運動量保存則
5.4 マクスウェルの方程式のテンソル表現
  5.4.1 電磁場の共変性
  5.4.2 電磁場のテンソル表現
5.5 電磁場の変分原理
  5.5.1 ラグランジュ形式
  5.5.2 ラグランジュ形式によるマウスウェルの方程式の導出
  5.5.3 ハミルトン形式
  5.5.4 ハミルトン形式によるマクスウェルの方程式の導出
練習問題5
6. 相対論的量子力学
6.1 ディラック方程式
  6.1.1 連続の式
  6.1.2 クライン・ゴルドン方程式
  6.1.3 ディラック方程式の導出
  6.1.4 ディラック方程式の解
  6.1.5 ディラック方程式のスピン角運動量
  6.1.6 ディラック方程式と磁気モーメント
6.2 ディラック方程式の水素原子模型への応用
  6.2.1 中心力場での運動
  6.2.2 ディラック方程式による水素原子のエネルギー準位の計算
6.3 場の量子論
  6.3.1 正準交換関係と場の理論
  6.3.2 ディラックの■関数
  6.3.3 シュレーディンガー方程式の第2量子化
  6.3.4 クライン・ゴルドン方程式の第2量子化
  6.3.5 ディラック方程式の第2量子化
練習問題6
7. 量子電磁気学とその応用
7.1 電磁場の量子化
  7.1.1 空洞内での電磁場の量子化
  7.1.2 電磁波の平面波展開による電磁場の量子化
  7.1.3 ハミルトン形式による電磁場の量子化
7.2 電子と光子との相互作用によるファインマンダイヤグラム
  7.2.1 電子と陽電子の平面波の解
  7.2.2 光子の平面波の解
  7.2.3 ファインマンダイヤグラムの規則
  7.2.4 ファインマンダイヤグラムを用いたコンプトン散乱
  7.2.5 電子電磁気学とくりこみ理論
7.3 ファインマンダイヤグラムのレーザへの応用
  7.3.1 レーザの原理
  7.3.2 第2量子化による光子の吸収・放出
  7.3.3 光子の吸収・放出の確率
  7.3.4 電磁波の誘導放出と重力波の誘導放出
7.4 ファインマンダイヤグラムの超伝導への応用
  7.4.1 超伝導の発見
  7.4.2 超伝導の原理
  7.4.3 超伝導の応用
  7.4.4 ジョセフソン素子
  7.4.5 ファインマンダイヤグラムとBCS理論
練習問題7
参考文献
練習問題の略解
索引

在庫は時期によりまして変動することがございますので、ご了承ください。