內容介紹
20世紀60年代初，美國一些理工科大學鑒於當時的大學基礎物理教學與現代科學技術的發展不相適應，紛紛試行教學改革，加利福尼亞理工學院就是其中之一。該校於1961年9月至1963年5月特請著名物理學家費恩曼主講一二年級的基礎物理課，事後又根據講課錄音編輯出版了《費恩曼物理學講義》。本講義共分三卷，第1卷包括力學、相對論、光學、氣體分子動理論、熱力學、波等，第2卷主要是電磁學，第3卷是量子力學。全書內容十分豐富，在深度和廣度上都超過了傳統的普通物理教材。當時美國大學物理教學改革試圖解決的一個主要問題是基礎物理教學應儘可能反映近代物理的巨大成就。《費恩曼物理學講義》在基礎物理的水平上對20世紀物理學的兩大重要成就——相對論和量子力學——作了系統的介紹，對於量子力學，費恩曼教授還特地準備了一套適合大學二年級水平的講法。教學改革試圖解決的另一個問題是按照當前物理學工作者在各個前沿研究領域所使用的方式來介紹物理學的內容。在《費恩曼物理學講義》一書中對一些問題的分析和處理方法反映了費恩曼自己以及其他在前沿研究領域工作的物理學家所通常採用的分析和處理方法。全書對基本概念、定理和定律的講解不僅生動清晰，通俗易懂，而且特別注重從物理上作出深刻的敘述。為了擴大學生的知識面，全書還列舉了許多基本物理原理在各個方面(諸如天體物理、地球物理、生物物理等)的套用，以及物理學的一些最新成就。由於全書是根據課堂講授的錄音整理編輯的，它在一定程度保留了費恩曼講課的生動活潑、引人入勝的獨特風格。
《費恩曼物理學講義》從普通物理水平出發，注重物理分析，深入淺出，避免運用高深煩瑣的數學方程，因此具有高中以上物理水平和初等微積分知識的讀者閱讀起來不會感到十分困難。至於大學物理系的師生物理工作者更能從此書中獲得教益。
1989年，為紀念費恩曼逝世一周年，原書編者重新出版本書，並增加了介紹費恩曼生平的短文和新的序言。我們按照新版的原本進行了翻譯。
作者介紹
費恩曼（R．P．Feynman）1918年生於布魯克林區，1942年在普林斯頓獲得博士學位。第二次世界大戰期間在洛斯阿拉莫斯，儘管當時他還很年輕，但已在曼哈頓計畫中發揮了重要作用。以後，他在康奈爾大學和加利福尼亞理工學院任教。1965年，因他在量子電動力學方面的工作和朝永振一郎及施溫格（J．Schwinger）同獲諾貝爾物理學獎。費因曼博士獲得諾貝爾獎是由於成功地解決了量子電動力學理論問題，他也創立了說是液氦中起流動性現象的數學理論。此後，他和蓋爾曼（M.Gell-Mann）在B衰變等弱相互作用領域內做出了奠基性的工作。在以後的幾年裡，他在夸克理論的發展中起了關鍵性的作用，提出了他的高能質子碰撞過程的部分子模型。
除了這些成就之外，費恩曼博士將新的基本計算技術及記號法引時物理學，首先是無處不在的費恩曼圖，在近代科學歷史中，它比任何其他數學形式描述都更大地改變了對基本物理過程形成概念及進行計算的方法。
費恩曼是一位卓越的教育家。在他區得的許多獎項中，他對1972年獲得的奧斯特教學獎章特別感到自豪。在1963年第一次出版的《費恩曼物理學講義》被《科學叛國人》雜誌的一位評論員描寫為“咬不動但富於營養並且津津有味。25年後它仍是教師和最好的初學學生的指導書”。為了使外行的公眾增加對物理學的了解，費恩曼博士寫了《物理定律和量子電動力學的性質：光和物質的奇特理論》。他還是許多高級出版物的作者，這些都成為研究人員和學生的經典參考書和教科書。
費恩曼是一個活躍的公眾人物。他在挑戰者號調查委員會裡的工作是從所周知的，特別是他的著名的O型環對寒冷的敏感性的演示，這是一個優美的實驗，除了一杯冰水以外其他什麼也不需要。費恩曼博士1960年在加利福尼亞州課程促進會中的工作卻很少人知道，他在會上抨擊了教材的平庸。
僅僅羅列費恩曼的科學和教育成就並沒有恰當抓信這個人的本質。即使是他 最最技術性的出版物的讀者都知識道，費恩曼活躍的多面的人格在他所有的工作中都閃閃發光。除了作為物理學家，在各種不同的場合下他變成不同的人物：有進是無線電修理工，有時是鎖具收藏家，藝術家、舞蹈家、邦戈（bongo）鼓手，甚至瑪雅象形文字的解釋者。對他的世界人們永遠好奇，他是一個典型的經驗主義者。
費恩曼於1998年2月15日在洛杉磯逝世。
作品目錄
第1章 量子行為§1-1 原子力學.
§1-2 子彈的實驗
§1-3 波的實驗
§1-4 電子的實驗
§1-5 電子波的干涉
§1-6 監視電子
§1-7 量子力學的基本原理
§1-8 不確定性原理
第2章 波動觀點與粒子觀點的關係
§2-1 機率波振幅
§2-2 位置與動量的測量
§2-3 晶體衍射
§2-4 原子的大小
§2-5 能級
§2-6 哲學含義
第3章 機率振幅
§3-1 振幅組合定律
§3-2 縫干涉圖樣
§3-3 在晶體上的散射
.§3-4 全同粒子
第4章 全同粒子
§4-1 玻色子和費米子
§4-2 兩個玻色子的狀態
§4-3 n個玻色於的狀態
§4-4 光子的吸收和發射
§4-5 黑體光譜
§4-6 液氦
§4-7 不相容原理
第5章 自旋1
§5-1 用施特恩-格拉赫裝置過濾原子
§5-2 過攄原子的實驗
§5-3 串聯施特恩-格拉赫過濾器
§5-4 基礎態
§5-5 干涉的振幅
§5-6 量子力學的處理方法
§5-7 變換到不同的基
§5-8 其他情況
第6章 自旋重 1／2
§6-1 變換振幅
§6-2 變換到轉動坐標系
§6-3 繞z軸的轉動
§6-4 繞y軸轉動180°和90°
§6-5 繞x軸的轉動
§6-6 任意的旋轉
第7章 振幅對時間的依存關係
§7-1 靜止的原子；定態
§7-2 勻速運動
§7-3 勢能；能量守恆
§7-4 力；經典極限
§7-5 自旋1／2粒子的“進動”
第8章 哈密頓矩陣
§8-1 振幅與矢量
§8-2 態矢量的分解
§8-3 世界的基礎態是什麼?
§8-4 狀態怎樣隨時間而變
§8-5 哈密頓矩陣
§8-6 氨分子
第9章 氨微波激射器
§9-1 氨分子的狀態
§9-2 靜電場中的分子
§9-3 在隨時間變化的場中的躍遷
§9-4 共振躍遷
§9-5 偏離共振的躍遷
§9-6 光的吸收
第10章 其他雙態系統
§10-1 氫離子
§10-2 核力
§10-3 氫分子
§10-4 苯分子
§10-5 染料
§10-6 磁場中自旋1／2粒子的哈密頓函式
§10-7 磁場中自旋的電子
第11章 再論雙態系統
§11-l 泡利自旋矩陣
§11-2 作為算符的自旋矩陣
§11-3 雙態方程的解
§11-4 光子的偏振態
§11-5 中性k介子
§11-6 對n態系統的推廣
第12章 氫的超精細分裂..
§12-1 由兩個自旋1／2粒子組成的系統的基礎態
§12-2 氫基態的哈密頓算符
§12-3 能級
§12-4 塞曼分裂
§12-5 在磁場中的態
§12-6 自旋1粒子的投影矩陣
第13章 在晶格中的傳播
§13-1 電子在一維晶格中的狀態
§13-2 確定能量的狀態
§13-3 與時間有關的狀態
§13-4 三維晶格中的電子
§13-5 晶格中的其他狀態
§13-6 在不完整的晶格上的散射
§13-7 被晶格的不完整性陷獲
§13-8 散射振幅和束縛態
第14章 半導體
§14-1 半導體中的電子和空穴
§14-2 摻雜的半導體
§14-3 霍爾效應
§14-4 半導體結
§14-5 半導體結的整流
§14-6 電晶體
第15章 獨立粒子近似
§15-1 自旋波
§15-2 雙自旋波
§15-3 獨立粒子
§15-4 苯分子
§15-5 其他有機化學分子
§15-6 近似方法的其他套用
第16章 振幅對位置的依存關係
§16-1 一維情形的振幅
§16-2 波函式
§16-3 具有確定動量的態
§16-4 對j的態的歸一化
§16-5 薛丁格方程
§16-6 量子化能級
第17章 對稱性和守恆定律
§17-1 對稱性
§17-2 對稱與守恆
§17-3 守恆定律
§17-4 偏振光
§17-5 a*的衰變
§17-6 轉動矩陣摘要
第18章 角動量
§18-1 電偶極子
§18-2 光散射
§18-3 電子偶素的湮沒
§18-4 任意自旋的轉動矩陣
§18-5 核自旋的測量
§18-6 角動量的合成
附註l：轉動矩陣的推導
附註2：光子發射中的宇稱守恆
第19章 氫原子與周期表
§19-1 氫原子的薛丁格方程
§19-2 球對稱解
§19-3 具有角度依賴關係的狀態
§19-4 氫原子的一般解
§19-5 氫原子波函式
§19-6 周期表
第20章 算符
§20-1 操作與算符
§20-2 平均台皂量
§20-3 原子的平均能量
§20-4 位置算符
§20-5 動量算符
§20-6 角動量
§20-7 平均值隨時間的變化
第21章 經典情況下的薛丁格方程：關於超導電性的討論會
§21-1 磁場中的薛丁格方程
§21-2 機率的連續性方程
§21-3 兩類動量
§21-4 波函式的意義
§21-5 超導電性
§21-6 邁斯納效應
§21-7 通量的量子化
§21-8 超導動力學
§21-9 約瑟夫森結...
費恩曼的結束語
索 引
附 錄
