جان دیوید جکسون ۲۰۲۳
John David Jackson 2023

**کتابی منحصربه‌فرد در سطح تحصیلات تکمیلی در زمینه مکانیک کوانتومی، اثر جان دیوید جکسون، نویسنده کتاب مشهور *الکترودینامیک کلاسیک***

*درس‌هایی در مکانیک کوانتومی* مستقیماً از یادداشت‌های دقیق و مجموعه‌های مسائل جان دیوید جکسون گرفته شده است. ویرایش این اثر را رابرت ان. کان، همکار و دانشجوی سابق او، بر عهده داشته که دقت کرده است سبک منحصربه‌فرد جکسون را حفظ کند. این کتاب درسی به دلیل مسائل ابتکاری خود که بر کاربردهای واقعی متمرکز هستند، قابل توجه است؛ بسیاری از این مسائل به داده‌های منتشر شده در جداول و شکل‌های همراه کتاب می‌پردازند. برای مسائلی که برای درک مطالب حیاتی هستند و به مهم‌ترین نتایج فیزیکی منجر می‌شوند، راه‌حل ارائه شده است.

به طور کلی، متن جامع و قابل فهم است؛ مشتقات و محاسبات با مراحل کاملاً توضیح داده شده ارائه می‌شوند. بیش از ۱۲۰ شکل، اصول اساسی، دستگاه‌های آزمایشگاهی و داده‌ها را به تصویر می‌کشند.

در *درس‌هایی در مکانیک کوانتومی*، خوانندگان به بررسی تفصیلی موارد زیر خواهند پرداخت:

* مکانیک موجی دوبروی و شرودینگر، معادله کلاین-گوردون و تقریب غیر نسبیتی آن، جریان احتمال ذره آزاد، مقادیر انتظاری.
* معادله شرودینگر در فضای تکانه، گسترش بسته‌موج ذره آزاد در زمان، ماتریس چگالی، مسئله مقدار ویژه اشتورم-لیوویل.
* فرمول WKB برای حالات مقید، مثال WKB با پتانسیل قانون توانی، نرمال‌سازی توابع موج حالت مقید WKB، نفوذ مانع با WKB.
* دوران‌ها و تکانه زاویه‌ای، نمایش‌ها، توابع d ویگنر، جمع تکانه‌های زاویه‌ای، قضیه ویگنر-اکارت.
* نظریه اختلال مستقل از زمان، اثر استارک، اثر زیمان، اثر پاشن-بک، نظریه اختلال وابسته به زمان، قانون طلایی فرمی.
* ساختار اتمی، هلیوم، ساختار چندتایی، جفت‌شدن راسل-ساندرز، برهم‌کنش اسپین-مدار، مدل توماس-فرمی، تقریب هارتری-فاک.
* دامنه پراکندگی، تقریب بورن، در نظر گرفتن ساختار داخلی، پراکندگی ناکشسان، قضیه اپتیکی، معیار اعتبار تقریب بورن، تحلیل موج جزئی، تقریب ایکونال، رزونانس.
* الکترومغناطیس نیمه‌کلاسیک و کوانتومی، اثر آهارونوف-بوهم، فرمول‌بندی لاگرانژی و هامیلتونی، ناوردایی پیمانه‌ای، کوانتیزه‌سازی میدان الکترومغناطیسی، حالات همدوس.
* گسیل و جذب تابش، گذارهای دوقطبی، قواعد گزینش، بررسی وایسکوف-ویگنر از پهنای خط و جابه‌جایی تراز، جابه‌جایی لمب.
* مکانیک کوانتومی نسبیتی، معادله کلاین-گوردون، معادله دیراک، کاهش دو-مؤلفه‌ای، نظریه حفره، تبدیل فولدی-ووتیسن، ناوردایی لورنتس، تقارن‌های گسسته، پراکندگی کامپتون غیر نسبیتی و نسبیتی.

Unique graduate-level textbook on quantum mechanics by John David Jackson, author of the renowned Classical Electrodynamics

A Course in Quantum Mechanics is drawn directly from J. D. Jackson’s detailed lecture notes and problem sets. It is edited by his colleague and former student Robert N. Cahn, who has taken care to preserve Jackson’s unique style. The textbook is notable for its original problems focused on real applications, with many addressing published data in accompanying tables and figures. Solutions are provided for problems that are critical for understanding the material and that lead to the most important physical consequences.

Overall, the text is comprehensive and comprehensible; derivations and calculations come with clearly explained steps. More than 120 figures illustrate underlying principles, experimental apparatus, and data.

In A Course in Quantum Mechanics readers will find detailed treatments of:

• Wave mechanics of de Broglie and Schrödinger, the Klein-Gordon equation and its non-relativistic approximation, free particle probability current, expectation values.
• Schrödinger equation in momentum space, spread in time of a free-particle wave packet, density matrix, Sturm-Liouville eigenvalue problem.
• WKB formula for bound states, example of WKB with a power law potential, normalization of WKB bound state wave functions, barrier penetration with WKB.
• Rotations and angular momentum, representations, Wigner d-functions, addition of angular momenta, the Wigner-Eckart theorem.
• Time-independent perturbation theory, Stark, Zeeman, Paschen-Back effects, time-dependent perturbation theory, Fermi’s Golden Rule.
• Atomic structure, helium, multiplet structure, Russell-Saunders coupling, spin-orbit interaction, Thomas-Fermi model, Hartree-Fock approximation.
• Scattering amplitude, Born approximation, allowing internal structure, inelastic scattering, optical theorem, validity criterion for the Born approximation, partial wave analysis, eikonal approximation, resonance.
• Semi-classical and quantum electromagnetism, Aharonov-Bohm effect, Lagrangian and Hamiltonian formulations, gauge invariance, quantization of the electromagnetic field, coherent states.
• Emission and absorption of radiation, dipole transitions, selection rules, Weisskopf-Wigner treatment of line breadth and level shift, Lamb shift.
• Relativistic quantum mechanics, Klein-Gordon equation, Dirac equation, two-component reduction, hole theory, Foldy-Wouthuysen transformation, Lorentz covariance, discrete symmetries, non-relativistic and relativistic Compton scattering.