现代量子光学基础(英文影印版)(英文影印版)(研究生前沿教材书系)(Modern Foundations of Quantum Optics)
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品牌: 维特拉
基本信息·出版社：复旦大学出版社
·页码：221 页
·出版日期：2006年
·ISBN：7309052056
·条形码：9787309052053
·包装版本：1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：英语
·丛书名：研究生前沿教材书系
·外文书名：Modern Foundations of Quantum Optics
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内容简介《现代量子光学基础》是作者根据自己从2001年到2004年连续三年给Leeds大学物理系高年级学生讲授量子光学的讲稿整理而成的。这也是迄今为止对量子光学阐述得最全面、最新颖的教科书。通过干涉现象阐述光的本性是全书的核心。《现代量子光学基础》由11章内容和5套练习及解答构成，分别就经典、旧量子论、半经典和完全量子力学四个层面阐述光与物质的相互作用、激光的原理和应用、场的量子化以及量子光学的最新进展等等。《现代量子光学基础》就激光冷却、玻色凝结、量子信息和传输等最新进展作了简单易懂的介绍，难怪剑桥大学的ArturEkert教授作出了极高的评价:“我很难想到作者会用如此高超的办法，把量子光学的那些最新的有趣的研究领域融入到量子光学的概念、方法和应用之中。很显然，这是一本既透彻、又新鲜的教科书，这也是一本写得特别清晰、充满激情和细致认真的书。作者把自己深厚的学术功底、透彻的论证推理和简明易懂的表述风格和创造性的演绎融合在一起。我相信《现代量子光学基础》一书，一定会引起包括初学者和专家在内的广大读者的关注。”
作者简介VlatkoVedral
英国Leeds大学终身教授，量子信息科学研究室主任。
1971年出生，英籍南斯拉夫裔科学家。1995年取得ImperialCollegeofScience，TechnologyandMedicine的理论物理学士学位，1998年在导师PeterL.Knight爵士的指导下，取得该校物理学博士学位，论文题目是“纠缠态的量子信息论”。同年进牛津大学从事博士后研究。2001年至2003年为牛津大学Keble学院的高级讲师、帝国理工学院高级讲师兼量子物理学科审稿人。主讲量子力学、光学、数学、热力学、统计力学、电磁学等多门课程，同时给博士后研究班开设《量子计算和量子光学》讲座。这期间还到奥地利的维也纳大学、加拿大的Waterloo大学、新加坡大学、维也纳的Schr⒐dinger研究所、美国的普林斯顿大学做访问教授。他是Nature，Phys.Rev.，Proc.Roy.Soc.，J.Mod.Opt.等杂志的审稿人，也是英国皇家协会、奥地利科学基金会以及其他国际基金会的评审人，还是博士论文和研究人员职称资格的评审人。在短短的6年时间里，培养博士10名，发表量子光学、量子信息和量子物理的学术论文90多篇，单独出版教材2本，合作出版著作3本。到世界各地讲学100次，并经常接受媒体访谈，已成为英国学术界一颗耀眼的新星。
编辑推荐这本教材是作者根据自己从2001年到2004年连续三年给Leeds大学物理系高年级学生讲授量子光学的讲稿整理而成的。这也是迄今为止对量子光学阐述得最全面、最新颖的教科书。通过干涉现象阐述光的本性是全书的核心。全书由11章内容和5套练习及解答构成，分别就经典、旧量子论、半经典和完全量子力学四个层面阐述光与物质的相互作用、激光的原理和应用、场的量子化以及量子光学的最新进展等等。本书就激光冷却、玻色凝结、量子信息和传输等最新进展作了简单易懂的介绍，难怪剑桥大学的ArturEkert教授作出了极高的评价:“我很难想到作者会用如此高超的办法，把量子光学的那些最新的有趣的研究领域融入到量子光学的概念、方法和应用之中。很显然，这是一本既透彻、又新鲜的教科书，这也是一本写得特别清晰、充满激情和细致认真的书。作者把自己深厚的学术功底、透彻的论证推理和简明易懂的表述风格和创造性的演绎融合在一起。我相信《现代量子光学基础》一书，一定会引起包括初学者和专家在内的广大读者的关注。”
目录
Preface
Acknowledgements
1.FromGeometrytotheQuantum
2.IntroductiontoLasers
2.1NormalModesinaCavity
2.2BasicPropertiesofLasers
3.PropertiesofLight:BlackbodyRadiation
3.1Planck'sQuantumDerivation
3.2TheProperDerivationofPlanck'sFormula
3.3FluctuationsofLight
3.4Maxwell'sLucifer
4.InteractionofLightwithMatterI
4.1StimulatedandSpontaneousEmission
4.2OpticalExcitationofTwoLevelAtoms
43Life-TimeandAmplification
5.BasicOpticalProcesses—StillClassical
5.1InterferenceandCoherence
5.2LightPressure
5.3OpticalAbsorption
5.4Amplification:ThreeLevelSystems
5.5ClassicalTreatmentofAtom-LightInteraction
5.5.1Dipoleradiation
5.5.2Radiationdamping
5.6SpectralLines
6.MoreDetailedPrinciplesofLaser
6.1BasicTheory:ClassicalElectrodynamics
6.2Mode-Locking
6.3Non-linearOptics
6.4PhaseMatching
6.4.1Rigorousderivation
6.4.2Heuristicderivation
6.5MultiphotonProcesses
7.InteractionsofLightwithMatterII
7.1VectorSpaces
7.2DiracFormalism
7.3TimeDependentPerturbationTheory
7.4AlternativeDerivationofPerturbation
7.5TheWigner-WeisskopfTheory
7.5.1Constantperturbation
7.5.2Harmonicperturbation
7.6Digression:EntropyandtheSecondLaw
7.7Einstein'sBCoefficient
7.8MultiphotonProcessesRevisited
8.TwoLevelSystems
8.1OperatorMatrixAlgebra
8.2TwoLevelSystems:RabiModel
8.3OtherIssueswithTwoLevelSystems
8.4TheBerryPhase
8.4.1Paralleltransport
8.4.2TheBlochsphere
8.4.3Implementation
8.4.4Generalizationofthephase
8.5GaugePrinciple
9.FieldQuantization
9.1QuantumHarmonicOscillator
9.2WhatArePhotons?
9.3BlackbodySpectrumfromPhotons
9.4QuantumFluctuationsandZeroPointEnergy
9.5CoherentStates
9.6CompositeSystems—TensorProductSpaces
9.6.1Beamsplitters
9.6.2Generationofcoherentstates
9.7BosonicNatureofLight
9.8Polarization:TheQuantumDescription
9.8.1Unpolarizedlight—mixedstates
10.InteractionofLightwithMatterIII
10.1FullyQuantizedTreatment
10.2Jaynes-CummingsModel
10.3SpontaneousEmission—AtLast
10.4TheLambShift
10.5ParametricDownConversion
10.6QuantumMeasurement:ABriefDiscussion
11.SomeRecentApplicationsofQuantumOptics
11.1LaserCooling
11.1.1Bose-Einsteincondensation
11.2QuantumInformationProcessing
11.2.1Quantumteleportation
12.ClosingLines
13.ProblemsandSolutions
13.1ProblemandSolutions1
13.1.1Problemset1
13.1.2Solutions1
13.2ProblemandSolutions2
13.2.1Problemset2
13.2.2Solutions2
13.3ProblemsandSolutions3
13.3.1Problemset3
13.3.2Solutions3
13.4ProblemsandSolutions4
13.4.1Problemset4
13.4.2Solutions4
13.5ProblemsandSolutions5
13.5.1Problemset5
13.5.2Solutions5
Bibliography
Index
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序言这本书是根据我于2001年到2004年三年间连续给伦敦帝国理工学院讲课的讲稿写成的。我已根据正式出版物的要求对讲稿作了必要的梳理，与此同时，我又根据三、四年级物理本科生选修课的要求，尽可能保持原讲稿的精神和风格不变。教程是由26次讲演及3次专题报告组成的。3次专题讲演包括了量子光学最近期的进展和实际应用。我把重点放在腔体中量子电动力学（QED）Rabi振荡实验、原子的玻色ˉ爱因斯坦凝结的成就以及量子传输等专题上。这些新成就，有些已经颁发了最近几年的诺贝尔奖，这充分说明量子光学是一门极为重要而活跃的值得学习的学科。
读者将了解到，除了现代应用之外，我将尽量采用原汁原味的方式来讲述很多课题，并且时刻牢记现代的进展和理论解释。当然，我的讲稿也包括许多规范的理论推导，这些推导在很多其他的教科书中也可以找到，而且这些书中有些推导还相当仔细。我则有意既不写得过于细节，也不拘泥于学科的完整表述。专题的选取，多少反映了我个人的偏好以及我的研究兴趣和专长。例如，我选择了麦克斯韦妖这一课题，讨论光的波粒二象性如何违背热力学第二定律。我还讨论量子力学中的相位概念、动力学相与几何相的差别以及度规原理背后的某些极为基本的概念，以及如何从薛定谔方程导出电磁学等等。这些附加的专题，在通常的教科书中是不包括在内的，这说明量子光学并不是一门孤立的学科，同物理学的其他相关领域的联系是非常密切的。参插着这些专题，也有利于避免阐述过程中的单调乏味之感。我要向学生表明，即使对于导介性的教学而言，也能对学科做到生动而兴趣盎然的讲述，只有这样，方能使学生从一开始便能积极参与其中。讲稿的写作次序大体上是循着历史发展的脉络，有时符合教学法，但常常又不循规蹈矩。更多采用的写作次序不是遵循从简单到复杂的常规之道，因此常常表现出与历史发展不相一致。本书的逻辑展开遵循着我们理解的光与物质相互作用的不同等级——量子光学是我们所理解的最复杂的课题。粗略地讲，讲课笔记中分为四个层次:经典的、旧量子论、半经典的和完全量子力学的。我的意图是采用技术上和概念上带有挑战性的实例来阐述多少带有传统性的专题。例如，我在一开始就以单光子来介绍Mach-Zehnder干涉仪并以此不仅说明光子的行为既像粒子，同时又像波，而且也指出能够利用这种行为说明经典物理学难以想像的行动规则——比如说无相互作用的测量。本书中包括了5套习题和解答。这些题目来源于用来检查学生对所阐述内容的理解的3份考卷，通过解题对深刻理解一门学科常常是十分关键的。
本书终止于场论方法开始适用之处。这也许多少会使人产生一些误解，量子光学属于完全量子场论的最低一级近似。根据我的教学经验，学习量子光学首先是理解量子场论，而不是理解通常的二次量子化形式的最好方法。
最后，我感到在伦敦帝国理工学院同学生打交道十分有趣，他们不但教给我学科知识，还使我懂得如何教学。我希望你会像我乐于教学那样，乐于阅读我的这本讲课笔记。
文摘插图：
