Online Textbook

>>> 1) Course Info   2) Lecture Note   3) Lecture Video

คำนำ

นับตั้งแต่ภาคฤดูร้อนของปี 2010 ที่หัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ในขณะนั้น อาจารย์ ปัณณวัฒน์ ศักดิ์ทัศนา ได้แสดงวิสัยทัศน์ด้วยการอนุญาตให้ผมสอนวิชากลศาสตร์ควอนตัมสำหรับนักศึกษา ปริญญาตรีสาขาฟิสิกส์ ด้วยความที่เข้าใจว่าโอกาสดีมีแค่ครั้งเดียว ผมจึงได้ติดสินใจบันทึกภาพและเสียงโดยมีนักศึกษา คือ ธีรพล คำหล้า และ นันทา โสภณรัตน์ เป็นผู้ให้ความช่วยเหลือ

นี้เป็นเวลากว่า 4 ปีนับแต่มีการเผยแพร่วิดีโอการสอน จึงสมควรแก่เวลาที่จะมีหนังสือแบบเรียนออกมาประกอบ ในกระบวนการเขียนและเรียบเรียงเนื้อหานั้น มีผู้มีส่วนร่วมในการร่วมสร้างสรรค์ผลงาน และผู้ร่วมตรวจทาน อยู่จำนวนหนึ่ง และคาดว่าจะยังมีเพิ่มเติมขึ้นเรื่อยๆ กว่าหนังสือจะเสร็จสมบูรณ์ อาทิเช่น อาจารย์ ธานินทร์ รัชโพธิ์ (สาขาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏมหาสารคาม) ที่ได้จดโน๊ตจากการบรรยายในวิดีโอ และจัดทำเป็นไฟล์ word จากนั้นส่งมาให้ผมทำการเผยแพร่ อาจารย์ สมพร ขันเงิน (สาขาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น) ที่ให้ผมทดลองนำเนื้อหาที่ปรับปรุงใหม่ สอนกับนักศึกษาปีสองในคาบเรียนวิชา Modern Physics

หนังสือ "กลศาสตร์ควอนตัม ระดับอุดมศึกษา" เล่มนี้ เหมาะสำหรับนักศึกษาสาขาฟิสิกส์ วัสดุศาสตร์ เคมี หรือวิศวกรรม ผู้จำเป็นต้องใช้กลศาสตร์ควอนตัมไปการประยุกตฺ์ใช้งานในสาขาของตน เนื้อหามิได้เป็นเพียงแนวคิดเบื้องต้น แต่มีการใช้คณิตศาสตร์เข้ามาแก้โจทย์ ดังนั้นผู้เรียนควรมีความคุ้นเคยกับวิชาแคลคูลัสมาบ้าง อย่างไรก็ดี เนื้อหาได้เน้นตัวอย่างการนำสมการเหล่านั้นมาใช้งานจริงในเชิงวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี

ภาษาที่ใช้ค่อนข้างจะเพิ่มอรรธรสมากขึ้นจากประเพณีการเขียนตำราวิชาการ สักเล็กน้อย แต่หวังว่าคงจะไม่มากจนเกินความพอดี ในสายตาของอาจารย์ผู้มีความเชี่ยวชาญทางกลศาสตร์ควอนตัมอยู่ก่อนแล้ว

ทุกท่านสามารถโหลดได้ฟรี หากตรวจพบข้อผิดพลาด (ซึ่งเสมือนเป็นการชื่นชมอย่างหนึ่ง เพราะคุณอุตส่าห์เสียเวลามาอ่าน แสดงว่ามันก็พอมีประโยชน์ คุ้มค่ากับเวลาของคุณในระดับหนึ่ง) หรือต้องการส่งข้อความเป็นกำลังใจ โปรดส่งอีเมล์มาได้ที่ teepanis@yahoo.com

Teepanis Chachiyo

สารบัญ

• • (Preview) (Download) บทที่ 1 สมการ Schrodinger

    • 1.1 Introduction

    • 1.2 Classical Mechanics และ Quantum Mechanics

    • 1.3 Probability

    • 1.4 ความหมายของ Wave Function และ Particle in a Box

    • 1.5 Quantum Dots

    • 1.6 Road Map

    • 1.7 บทสรุป

    • 1.8 ปัญหาท้ายบท

• • บทที่ 2 Simple 1D Problems ฝึกทักษะการแก้โจทย์ใน 1 มิติที่หลากหลายมากขึ้น อาทิ Semi-Finite Square Well, Finite-Square Well Harmonic Potential และประยุกต์ใช้ศึกษา laser diode และ การสั่นของ diatomic molecule

    • หัวข้อ 2.1 Semi-Finite Square Well (11 มีนาคม 2561)

    • หัวข้อ 2.2 Finite Square Well (20 มีนาคม 2561)

    • หัวข้อ 2.3 Operator และ Simple Harmonic Potential (4 เมษายน 2561)

    • หัวข้อ 2.4 สัจพจน์ ของ ควอนตัม (---Coming Soon---)

    • หัวข้อ 2.4 Dirac Delta Potential (---Coming Soon---)

    • หัวข้อ 2.5 การประยุกต์ใช้ Quantum Well (---Coming soon---)

  • (----Coming Soon----) บทที่ 3 เวลา และ โมเมนตัม

  • Time-Dependent Schrodinger Equation ทบทวนเรื่อง Complex Number การผสมกันของสถานะ Operator และ Observables ตลอดจน Eigenstates , Eigenvalues , และ Expectation Values เข้าสู่เนื้อหาของ โมเมนตัม Heisenberg Uncertainty Principle, Free Particles และ Tunneling จากนั้นประยุกต์ใช้กับ กล้องจุลทรรศน์แบบ STM

  • (----Coming Soon----) บทที่ 4 โมเมนตัมเชิงมุม

  • ทบทวนธรรมชาติการหมุนของกลศาสตร์แบบดั้งเดิม เปรียบเทียบกับกลศาสตร์ควอนตัม L2 และ Lz Operator แนะนำแนวคิดของ Spin และที่เกี่ยวข้องกับ magnetic moment สุดท้ายนำ L2 และ Lz Operator มาประยุกต์ศึกษา การสั่นและการหมุน (Vibro-Rotation Spectrum) ของโมเลกุล และ ปรากฏการณ์ NMR

  • (----Coming Soon----) บทที่ 5 ไฮโดรเจนอะตอม

  • สมการในระบบสมมาตรเชิงรัศมี ระดับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจน และเปรียบเทียบกับ spectrum จากการทดลอง ผลเฉลยของ Wave Function ใน 3 มิติ ตลอดจนการนำ มาประยุกต์ใช้อธิบายตารางธาตุ และลักษณะการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอม

  • (----Coming Soon----) Appendix A ทบทวน Differential Equation

  • (----Coming Soon----) Appendix B ประวัติศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัม

Change Log

• • introqm1zi ---> introqm1zj เพิ่ม 2 ย่อหน้าสุดท้ายใน Section 1.1 Introduction เรื่องการเปรียบเทียบและเรื่องนิ้วชี้พระจันทร์ และแก้คำผิดใน Section 1.6 Road Map ในรูปเด็กเตะบอล

  • introqm1zj ---> introqm1B5zjp เปลี่ยนเป็นหน้ากระดาษ B5 และเปลี่ยนคำทัพศัพย์บางคำ ให้เป็นภาษาไทย เพื่อความไหลเลื่อนในการอ่าน