Математика для квантовой механики [дубликат]

Какую математику мне следует изучать, если я хочу получить базовое представление о квантовой механике и особенно уметь использовать уравнение Шредингера.

Возможный дубликат: physics.stackexchange.com/q/5014/2451 , physics.stackexchange.com/q/16814/2451 и ссылки в них.
Вы должны понимать дифференциальные уравнения в частных производных. Если вы понимаете это, я бы рекомендовал начать с вводной книги по квантовой механике и поискать математику, которую вы не знаете, по ходу дела.

Ответы (3)

Хороший кусок формализма в квантовой механике включает широкое использование линейной алгебры. Например, если оператор задан в матричной форме, вы должны знать, как вычислять собственные значения и собственные векторы. Понимание теории групп полезно, но не обязательно на базовом уровне. Это дает вам лучшее понимание формализма для спина, случайного вырождения в атоме водорода и т. д. Ряды и преобразования Фурье должны быть у вас под рукой. Очень часто приходится часто переключаться между представлениями импульсного пространства и реального пространства. Вам следует ознакомиться с различными представлениями дельта-функции Дирака и изучить все приемы, связанные с вычислением интегралов Гаусса.

То, что я описал выше, — это инструменты, которые обычно используются для решения самых разных задач. Однако некоторые математические инструменты могут использоваться только в конкретных примерах. Для практических целей уравнение Шредингера решается в так называемом позиционном базисе. В этом случае ваше уравнение на собственные значения, как правило, является дифференциальным уравнением в частных производных (УЧП). Вы должны научиться решать хотя бы самые простые УЧП. Вы также должны изучить ряд решений дифференциальных уравнений. Специальные функции, такие как полиномы Лежандра, Лагерра, Эйри и т. д., могут быть полезны в некоторых задачах.

+1 для линейной алгебры и УЧП. Анализ Фурье является хорошим связующим звеном между линейной алгеброй и уравнениями в частных производных. Я бы настоятельно рекомендовал изучить анализ Фурье, так как он также дает вам еще один способ вывести принцип неопределенности Гейзенберга.

Вы должны изучить оператор и вычисления. Вы также должны иметь представление о работе с матрицами.

Перед тем, как углубиться в теорию PDE, специальные функции и весь этот материал, процитированный другими людьми: что касается того, что я понял, вы хотите понять уравнение Шредингера, а не решать его в странных случаях. Я скажу вам то, что я считаю важным, чтобы начать понимать:

  • комплексные числа
  • линейная алгебра и исчисление

  • комплексные гильбертовы пространства и скалярные произведения

  • операторы в гильбертовых пространствах
  • преобразования Фурье
  • обозначение Дирака

Есть много книг об этом. Большинство основных книг по QM охватывают по крайней мере что-то о гильбертовых пространствах, операторах и обозначениях Дирака.