Настоящая книга написана одним из ведущих зарубежных физиков-теоретиков Гансом Бете. Она содержит подробное изложение приближённых расчётных методов, постоянно применяемых в квантовой теории атомов и молекул. Знакомство с этими методами совершенно необходимо физику-теоретику и полезно экспериментатору при интерпретации опытных данных.

Книгу можно рекомендовать студентам старших курсов — физикам (в качестве дополнительного пособия по курсу квантовой механики), а также аспирантам и научным работникам — физикам и химикам.

Один из выдающихся мастеров современной теоретической физики, Ганс Бете, прочитал недавно курс лекций по квантовой механике. В результате появилась эта весьма своеобразная книга, названная автором «Intermediate Quantum Mechanics» (буквально «Квантовая механика на промежуточном уровне»). На самом деле она представляет собой учебник по приближённым методам квантовой теории атомов и молекул. Квантовая механика как таковая считается здесь известной и ставится, по существу, только один вопрос: как фактически решать уравнения квантовой механики в различных конкретных случаях? Хорошо известно, что подавляющее большинство задач квантовой теории атома и молекулы пока что можно решать только приближённо, и личный опыт исследователя здесь весьма важен. Опыт Бете — вычислителя в этохм смысле громаден. С конца двадцатых годов и вплоть до последнего времени он вычислял едва ли не всё, что вообще можно вычислять в атомной механике. По этой причине книга, им написанная, вызывает естественный интерес. Как и следовало ожидать, книга написана в стиле, присущем всем работам Бете. Читатель не найдёт здесь, например, почти ничего об интерпретации квантовой механики. Зато можно найти подробное «рецептурное» описание многих и многих вычислительных приёмов, излагаемых так, как их только и можно изучать — на примере конкретных задач, разбираемых до конца. В этом отношении настоящая книга, будучи совершенно независимой, естественно примыкает к хорошо известному у нас труду того же автора «Квантовая механика простейших систем», М., 1935 г. (имеется также новое издание: Г. Бете, Э. Солпитер, Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами, М., 1960 г.). Как правило, все расчёты здесь доводятся до чисел и тщательно сопоставляются с экспериментальными данными. Это обстоятельство делает отдельные части книги интересными и для экспериментаторов. Что же касается теоретиков, особенно начинающих, то для них эта работа Г. Бете будет хорошим — и пока уникальным — дополнением к стандартным курсам квантовой механики.

Можно надеяться, что книга окажется столь же полезной студентам старших курсов, аспирантам и научным работникам, как и другие изданные у нас ранее труды Г. Бете по квантовой механике (цитированные выше), по теории атомного ядра и электронной теории металлов.

Перевод выполнен П. Е. Зильберманом (предисловие, гл. 1—7), Н. С. Рытовой (гл. 8—11), А. Г. Мироновым (гл. 12—17) и В. Л. Гуревичем (гл. 18—21).

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
В. Бонч-Бруевич

Эта книга задумана как учебник для студентов старших курсов — теоретиков и экспериментаторов, — изучающих «второй концентр» квантовой механики. Предполагается, что читатель знаком с основами квантовой механики в объёме первых восьми глав «Квантовой механики» Шиффа или в объёме всей книги Мерцбахера. Я считаю, что за общим изложением теории в том виде, как оно дано в упомянутых книгах, должны следовать применения её к задачам, в которых качественная сторона вопроса уже известна и понятна (это особенно относится к строению атома и к атомным столкновениям). Тем самым полнота и обоснованность теории станет наиболее очевидной. После этого студент будет лучше подготовлен к изучению ядерной физики, где неизвестны силы, или физики твёрдого тела, где используются аппроксимации, законность которых не всегда очевидна. Я делал упор на связь с экспериментом и на физическую картину, а не на формальные выводы теории. Некоторые современные книги слишком много внимания уделяют формальной стороне дела.

В распоряжении читателей имеется ряд хороших книг, написанных на том же уровне, что и настоящая книга; к числу их откосятся, например, монографии Кондона и Шортли, Слэтера, Мотта и Месси и Гайтлера. Эти книги, однако, рассчитаны главным образом на специалистов или по крайней мере студентов, желающих специализироваться в данной конкретной области квантовой механики. Первый том книги Слэтера, по-моему, недостаточно полон для студента-физика, в то время как второй — содержит слишком много.

Настоящая книга рассчитана на то, чтобы дать студенту-физику достаточно знаний по крайней мере в одной области, именно в теории строения атома, чтобы в дальнейшем он мог разобраться в различных схемах связи в атомах, ядрах и элементарных частицах. Книга даёт ему рабочие знания коэффициентов Клебша-Гордана. Она даёт также детальное знакомство с вычислением вероятностей оптических переходов, включая численные расчёты.

К сожалению, эта книга неполна, ибо практически не содержит теории столкновений. Дело в том, что книга возникла из обычного лекционного курса, занимающего один семестр. Необходимо было произвести отбор материала. Большинство преподавателей хотели, чтобы теории столкновений было уделено гораздо больше внимания, чем это сделано в данной книге. Однако имеется книга Шиффа, где теория столкновений изложена значительно более подробно, чем теория строения атома.

Во второй и третьей частях книги рассматривается релятивистское волновое уравнение и даётся введение в теорию поля. Эти части можно рассматривать как семестровый курс для физиков-экспериментаторов, специализирующихся в данной области. Материал излагается в той же последовательности, как и в книге Шиффа. Трактовка теории поля остаётся близкой к классической статье Ферми. Автор пытался избежать тех усложнений (как в аппарате, так и в идеях), которые не являются абсолютно необходимыми.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Г. Бете
Итака, Нью-Йорк
январь 1964 г.

Книги на ту же тему

1. Курс квантовой механики для химиков, Мелёшина А. М., 1974
2. Квазиклассическое приближение в квантовой механике, Толмачёв В. В., 1980
3. Метод фазовых функций в квантовой механике. — 2-е изд., испр. и доп., Бабиков В. В., 1976
4. Статистическая структура квантовой механики и скрытые параметры, Холево А. С., 1985
5. Что такое квантовая механика?, Компанеец А. С., 1977
6. Вопросы причинности в квантовой механике, Терлецкий Я. П., Гусев А. А., ред., 1955
7. Лекции по физике, Юкава X., 1981
8. Загадки микромира, Манько В. И., 1968
9. Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники. — 2-е изд., доп., Мартинес-Дуарт Д. М., Мартин-Палма Р. Д., Агулло-Руеда Ф., 2009
10. Эволюция физики, Эйнштейн А., Инфельд Л., 1948
11. В поисках. Физики и квантовая теория, Клайн Б., 1971
12. Сфероидальные и кулоновские сфероидальные функции, Комаров И. В., Пономарев Л. И., Славянов С. Ю., 1976