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相対論的量子力学 (量子力学選書) 単行本 – 2012/10/25

川村嘉春 (著)

4.6 28個の評価

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「相対論的量子力学」とは「特殊相対性理論」と「量子力学」が融合された理論で、1928年に提案されたディラック方程式を基礎方程式とする。したがって、「特殊相対性理論」と「量子力学」を学んだ方が本書の主な対象であるが、これらに関する基本的な概念と知識を付録に記載したので、大学の下級生でも意欲のある学生ならば、自主学習や自主ゼミを通して読みこなせる構成になっている。
第 I 部では、相対論的量子力学の構造と特徴について学ぶ。具体的には、ディラック方程式を導出し、そのローレンツ変換性、解の性質、非相対論的極限、水素原子のエネルギー準位、負エネルギー解の解釈について考察する。
第 II 部では、相対論的量子力学の検証について学ぶ。具体的には、電子・陽電子などの荷電粒子と光子の絡んださまざまな過程(クーロンポテンシャルによる散乱、コンプトン散乱、電子・電子散乱、電子・陽電子散乱)に関する散乱断面積を導出し、高次の量子補正について考察する。

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本の長さ

353ページ
言語

日本語
出版社

裳華房
発売日

2012/10/25
寸法

15.6 x 2.3 x 21.8 cm
ISBN-10

4785325100
ISBN-13

978-4785325107
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著者について

信州大学教授、学術博士。1961年滋賀県生まれ。名古屋大学理学部卒業、金沢大学大学院自然科学研究科博士課程修了。信州大学助手、同助教授を経て現職。専門は素粒子物理学。主な著書に『理解する力学』(裳華房)などがある。

登録情報

出版社 ‏ : ‎ 裳華房 (2012/10/25)
発売日 ‏ : ‎ 2012/10/25
言語 ‏ : ‎ 日本語
単行本 ‏ : ‎ 353ページ
ISBN-10 ‏ : ‎ 4785325100
ISBN-13 ‏ : ‎ 978-4785325107
寸法 ‏ : ‎ 15.6 x 2.3 x 21.8 cm

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特に付録が素晴らしい

2019年6月3日に日本でレビュー済み

Amazonで購入

要点が明快に書かれていました。
しかし、本文に書かれているものを読んだだけでは、それを「完全に」理解することは無理だと思います。しかし、それは議論の煩雑さを避けてくれているためと感じます。そして、これに関しては、付録と合わせて読む事で、補える部分が多かったです。付録によって更に先の内容に関しても踏み込めるようになっています。
とゆうのも、付録は本書の1/3以上ほどを占めるほどの充実した内容です。
「本書に書かれている内容の背景には一体何があったのか」、「更に理解を深めるには何を勉強すれば良いのか」、「この先には何があるのか」等が非常に端的に書かれていると思いました。

11人のお客様がこれが役に立ったと考えています

役に立った

幕僚長銀次

懇切丁寧に書かれており、独学でも学べると思う

2022年10月31日に日本でレビュー済み

量子力学の教科書は多いが、相対論的量子力学に的を絞った日本語で書かれた教科書は少ないように思う。
量子力学選書の「場の量子論」をやる前の段階で同じシリーズの相対論的量子力学でも読んでみようかなと思って、一度通読した。
第一部は計算を手で追ったが、第二部は流し読みに甘んじた。付録は興味のある部分だけ読んだ。

全体として記述がとても丁寧で、途中式の変形でわからなくなるところは「ほとんど」ない。
そこはとてもありがたく、私のような理解力の浅い物理学徒には大変助かる所存である。
相対論的量子力学というこの本に手を出すのだから、最低限特殊相対性理論と量子力学の知識は必要で、必然的に数学の知識（微分積分と行列力学、複素関数、フーリエ変換も）はないと読めないと思う。
付録には特殊相対性理論と量子力学のまとめが載っているが、ほんとうに概要のまとめなので、上記の二分野を知らずに本書に手を出すのは無謀だと思う。

ある程度の物理の知識がある人ならば、途中で詰まることなく読みこなせることができて、独学でも十分理解可能であると思われる。
ただし、第二部は計算計算アンド計算であり、またところどころ本書では説明しきれていない計算理論が登場したりするので、その物理的背景をつかめず、「計算できるのはわかるけど、結局何をやっているのだ？？」となることが多々あった。まるで理論物理学の論文を読んで言うかのような気分である。
式の羅列と実験結果との比較を見せるのはいいのだが、もう少し物理的説明が欲しかったと思う。
だが、物理という学問もこのあたりまでくれば、目に見えないし感じられもしない現象を扱うのだから、数式が煩雑になり、数式でしか説明できなくなるのは仕方ないのかな。。。とも思う。

場の量子論や素粒子物理学を学ぶ前の段階で一度目を通しておく価値は十分あると思う。

8人のお客様がこれが役に立ったと考えています

役に立った

スギさん

先人達の思考の経緯が学べる良書

2019年9月16日に日本でレビュー済み

　投稿者は電子工学学部で半導体物性を学び、企業で半導体素子の研究・設計・開発に従事した後、ITエンジニアに転じ、現在は業務改革コンサルとなっている54歳男性である。50代になり時間的に余裕ができたので、学生時代に学び残した物理について独学で学んでいる。相対論については学部の講義も受けていないので、まず、ベル出版の「一般相対性理論を一歩一歩数式で理解する」で学んだ後、相対論的な量子力学を学ぼうと思い、学生時代に小出昭一郎先生の「量子力学Ⅰ・Ⅱ」で勉強したこともあり、同じ出版社の本書を選んだ。
　本書の学習の流れとして、「ディラック方程式が、どの様にして考案されたか」、「ディラック方程式の相対論的・量子論的正当性」、「γ行列とスピノルの関連」、「負エネルギー解と空孔理論」、「水素原子への適用によるエネルギー分裂の導出」という前半部で相対論的量子力学の構造が学べるのであるが、本書のクライマックスは第Ⅱ部の「相対論的量子力学の検証」にある。このパートの散乱理論への相対論的量子力学の適用により、仁科芳雄先生や朝永先生・ファインマン先生らの思索の経緯を学べるという点で、本書は物理教育的に優れたものであると感じた。特に非相対論的にラムシフトを求める（砂川先生の教科書参照）と何ともしっくりこない近似が入らざるを得ないのであるが、相対論的な補正を適用すると非常にエレガントに計算できる事に感銘を受けた。
　星が4つの理由は、ところどころに数式の算出が省略されている点と筆者独特の言い回しに分かりにくい場合がある事にある。前者は、ほぼほぼ、自力で数式を導出したが、未だに(6.22)〜(6.25)、(6.48)、(14.32)〜(14.33)、(15.17)は導出に辿り着かず、(15.25)は自分の導出結果が若干異なっている。特に第6章:水素原子の部分の数式導出は、もう少し丁寧にしないと、レビューアーの声にある様に挫折につながるので、改訂版では、数式導出の充実化を期待したい。言い回しの具体的な例は、高次補正ーその１ーの「この手続きは、・・・等価である」が代表的である。学生の査読により、より分り易い表現への見直しを期待したい。
　最後に、本書のミンコフスキー計量テンソルは、一般的な定義と符号反転されている事に注意されたい。物理的な結論は、どちらでも変わらないのであるが、４元運動量の反変テンソルと共変テンソルを時間（エネルギー）ではなく、空間で区別するという意味では、こちらの方が便利である。ベクトルポテンシャルなど他の物理量の表現も同様である。
　本編は学び終わったので、付録に目を通した後、次は続編の「場の量子論」に進むこととする。

18人のお客様がこれが役に立ったと考えています

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どら犬

独学可能な教科書

2022年9月19日に日本でレビュー済み

現在社会人ですが、趣味で大学の物理を学び直し中です。場の量子論の理解を目標にしており、その前段階として相対論的量子力学を学ぼうとこの教科書を購入しました。
他の方も書いてあるとおり、計算はわりと丁寧に記述されておりで、独学可能な教科書だと思います。ただ個人的な理解度は60%程度で、すべての計算を追えた訳ではないです。また、計算についての説明を重視した結果、物理的な解釈についての記述は乏しいように感じました。
それでも、スピン軌道相互作用や反粒子、ファインマン図、くりこみ等について自分で計算を追うことができたことにはかなり満足しています。
今後は量子力学選書シリーズの場の量子論も勉強しようと思います。

5人のお客様がこれが役に立ったと考えています

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本≒人生

学部レベルの前提知識で独学可能

2018年9月27日に日本でレビュー済み

式の展開はこれ以上ないというほど丁寧。学部レベルの理解と前提知識で独学が可能な、ありがたい教科書である。

最後の２章＝高次補正はやや難易度が高い。

付録については、復習的なＢ，Ｃは、やはりこれだけでは苦しい。量子力学、特殊相対論、電磁気学、群論は前提知識として、それぞれ別書で学んでおいた方が良い。

発展的な付録Ｄ，Ｅ，Ｆは、深い理解はおぼつかないが、超対称性理論やD次元ミンコフスキー空間など、より先端の理論に触れられてワクワクする。

致命的な誤植がないのも、物理学の本としては本当に珍しい。

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コンプトン散乱

計算の説明が素晴らしい

2019年9月25日に日本でレビュー済み

理論全体を理解してないときに、とりあえず、実際にコンプトン散乱の計算だけやってみました。
その際、この本は解り易く丁寧に説明されているので、凄く参考になりました。
コンプトン散乱の計算が理解できたら、だんだん全体も理解できるようになり助かりました。
特に、１１章からの計算の部分が、素晴らしいと思います。
付録の「曲がった時空におけるスピノル」の部分も将来の夢を与えて貰えて素晴らしいです。

4人のお客様がこれが役に立ったと考えています

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Rys1024

前半がわかりにくい

2018年12月21日に日本でレビュー済み

前半の説明の多くがGreinerのRelativistic Quantum Mechanicsの焼き直しであり、しかも引用元よりも説明を省いているのでかえってわかりにくくなっている。水素原子の章も不満である。非相対論的量子力学と違い軌道角運動量はディラックハミルトニアンの良い量子数ではないが、そういった説明は見当たらない。それでも球面調和関数で解を構成できることもまた説明が必要な点であると思うのだが、もちろんない。結果として他の本も参照しないとよくわからない内容になってしまっている。付録は参考になる点が多かった。

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カスタマー

難しい

2019年3月30日に日本でレビュー済み

私は学部レベルの量子力学を学び終え、特殊相対性理論については1か月程度で軽く学んだあとに初めて相対論的量子力学をこの本で独学し始めましたが、60ページあたりで断念しました。教科書の独学は得意なほうだったのですが・・・　同じシリーズの場の量子論のほうが相対論的量子力学の入門には良いように思います。

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