Nguyễn Hoàng Hải

Cơ học lượng tử: từ nguyên lí đến nguyên tử

Cơ học lượng tử: Từ nguyên lí đến nguyên tử

Nguyễn Hoàng Hải, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2022

ISBN 978-604-369-781-0

Biên mục trên xuất bản phẩm của Thư viện Quốc gia Việt Nam

530.12 – dc23 DHH0023p-CIP

Quantum mechanics: from principles to atoms

Nguyễn Hoang Hai, Vietnam National University Hanoi press, 2022

Lời nói đầu

...Cuốn sách gồm 10 chương. Chương 1 trình bày vị trí của cơ học lượng tử phi tương đối tính trong bản đồ của vật lí hiện đại và các thí nghiệm vật lí là tiền đề để lí thuyết này ra đời. Chương 2 đến chương 3 trình bày mô hình nguyên tử cổ điển và giả thuyết về lưỡng tính sóng hạt của vật thể vi mô. Chương 4 cho thấy việc sử dụng phương trình Schr ̈odinger cho các hệ vật lí đơn giản để minh hoạ các tính chất đặc biệt của thế giới vi mô như sự lượng tử hoá, sự xuyên ngầm,... Chương 5 giải bài toán của nguyên tử hydro để tìm trị riêng và hàm sóng của điện tử. Các orbital của điện tử được thể hiện dưới dạng mặt cắt cho thấy hình dạng và kích thước cùng với câu lệnh bằng LATEX để vẽ các mặt cắt này. Chương 6 hệ thống hoá các cơ sở và tiên đề của cơ học lượng tử trước khi áp dụng các phép tính gần đúng. Chương này cũng trình bày về tính đầy đủ thông qua tranh luận Bohr–Einstein, bất đẳng thức Bell và các thí nghiệm chứng minh tính đầy đủ. Đặc biệt, với bạn đọc quan tâm đến khía cạnh triết học của cơ học lượng tử thì chương 6 trình bày các kết quả mới về thí nghiệm hai khe, giao thoa kế Mach–Zehnder và các cách giải thích dựa trên các quan điểm khác nhau về thực tại mà cho đến giờ vẫn chưa có hồi kết. Chương 7 trình bày các công thức cho mômen động lượng của điện tử và giới thiệu spin của điện tử. Chương 8 giới thiệu các phép tính gần đúng là lí thuyết nhiễu loạn, biến phân, WKB để xây dựng các công thức toán học cho cấu trúc tinh tế, cấu trúc siêu tinh tế, năng lượng của nguyên tử He ở trạng thái cơ bản. Chương 9 trình bày cơ học lượng tử áp dụng cho hệ nhiều hạt, trong đó trình bày kĩ phương pháp Roothan–Hartree–Fock và sử dụng tính năng lượng của nguyên tử He. Chương này hướng dẫn người đọc cách tính gần đúng bằng phần mềm Matlab để minh hoạ một số bài toán đơn giản. Chương 10 giải thích bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học bằng cơ học lượng tử và sự biến thiên của một số tính chất trong bảng tuần hoàn...

Download the source code of images for atomic orbitals in hydrogen atom.

(xem thêm)

Khoa học đương đại và Phật giáo

Nguyễn Hoàng Hải

Viện Trần Nhân Tông, Đại học Quốc gia Hà Nội

Năm học: 2022-2023

Mã học phần: TNT8004, Số tín chỉ: 2

Môn học tiên quyết: người học cần kiến thức ở bậc phổ thông và có kiến thức cơ bản về Phật giáo

Tài liệu tham khảo:

Đạt Lai Lạt Ma, Tứ diệu đế, NXB Tôn giáo: Cung cấp thông tin cơ bản về các nguyên lí của Phật giáo bao gồm tứ diệu đế, nguyên lí trung đạo, nguyên lí duyên khởi, tính không.
Đạt Lai Lạt Ma, Vũ trụ trong một nguyên tử, NXB Văn hoá Sài gòn: Cung cấp thông tin cơ bản về sự tương đồng giữa các nguyên lí của Phật giáo với cơ học lượng tử.
1. R. Dawkins, Gen vị kỉ, NXB Tri thức: Cung cấp thông tin về sự tiến hoá của các gen.
2. D. Eagleman, Bộ não kể gì về bạn, NXB Dân trí: Cung cấp thông tin cơ bản về ý thức.
3. S. Hawkings, Lược sử thời gian, NXB Dân trí: Cung cấp thông tin cơ bản về lí thuyết tương đối, lí thuyết lượng tử và thời gian.

Khoa học đương đại và Phật giáo

This is the website of Nguyen Hoang Hai.

Visualizing atomic orbitals of electron by Latex

Nguyen Hoang Hai

Nano and Energy Center, Hanoi University of Science, Vietnam National University, Hanoi

334 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi, Vietnam.

E-mail: nhhai@vnu.edu.vn, 2022

Abstract. Latex is a free computer program which is aimed at typesetting text, mathematical formulas and graphic presentations. The Tikz package of Latex is probably the most complex and powerful tool to create graphic elements. Atomic orbitals ψnlm (n = 1 − 4) of the electron in a hydrogen atom are presented by 3D surfaces and 2D color mapping contour plots by Latex. We provide 3 sets of plots including angular, radial component and atomic orbital. Graphic presentations and Latex source codes are given for teaching quantum mechanics and chemistry.

(Details)

Vướng lượng tử: từ tranh luận triết học đến giải Nobel vật lí năm 2022

Nguyễn Hoàng Hải

Viện Trần Nhân Tông, Đại học Quốc gia Hà Nội

Bài viết đăng trên https://blog.vinbigdata.org

Vướng lượng tử là mối liên hệ đặc biệt về tính chất vật lí phi không gian và tức thời giữa các thực thể vi mô, một vấn đề cơ bản của cơ học lượng tử, đề cập đến bản chất sâu sắc của tự nhiên: thực tại là gì. Giải Nobel vật lí năm 2022 trao cho 3 nhà khoa học có nhiều đóng góp về thực nghiệm chứng minh sự tồn tại của vướng lượng tử. Vướng lượng tử xuất phát từ các tranh luận triết học về tính đầy đủ của cơ học lượng tử, ý nghĩa của hàm sóng, tính xác suất của thế giới vi mô,... giữa hai người khổng lồ của vật lí là Niels Bohr và Albert Einstein. Bắt đầu từ tranh luận mang tính triết học, sau đó chuyển sang tranh luận về khoa học thông qua bài báo EPR rồi đến bất đẳng thức Bell đã cung cấp cho các nhà vật lí một công cụ để có thể kiểm tra vướng lượng tử bằng thực nghiệm. Nhưng thực nghiệm không dễ dàng thực hiện, việc tạo ra các hệ vật lí bị vướng lượng tử cùng với các lỗ hổng mà các nhà khoa học phải lấp đầy để chứng minh bất đẳng thức Bell rất khó khăn. John Clauser, Alain Aspect, và Anton Zeilinger và nhóm nghiên cứu của họ đã tạo ra vướng lượng tử và lấp đầy các lỗ hổng đó. Không chỉ trả lời câu hỏi về bản chất của thực tại, họ còn mở ra các triển vọng ứng dụng vướng lượng tử trong tương lai về thông tin lượng tử. Dù thực nghiệm chứng minh sự tồn tại của vướng lượng tử nhưng các vấn đề triết học mà nó đặt ra còn phức tạp hơn. Điều đó cho thấy, chặng đường phía trước còn dài, cần sự khám phá của các nhà khoa học để có thể nắm bắt bí mật sâu sắc nhất của tự nhiên.

Đọc toàn văn (pdf).