《电动力学》课程教学资源（书籍教材）量子电动力学PDF电子版（北京大学出版社，马伯强等译）

著W.Greiner.J.ReinhardtUANTUMELECTRODYNAMICS量子电动力学马伯强杨建军译张启仁审校徐德之沈洪清posiriveoeresCotinuumS0E北京大学出版社PEKNOUNVERSITYPRESSSpringer

1058-57惠任编#，新达民设计水虹JUANTUMELECTRODYNAMICS量子电动力学本书为一本整于老销力学分面手秘指医能#社乐#开专格代光码联专教地，全用工新国公管科单五共作代国用作正维快体养以一#批甲的精长进民小现专求骨的鲜用全专机专理工出道此间学国对修租地性光北：共，大里与电#三电和点专市洗的此新化程材维程开防做中能了福光福美社疗种毛存费减电的相直师用，男外，互给约验手电络力停也界刻外826951557-201-06828-2/0-0500电价：4500元

量子电动力学W.Greiner,J.Reinhardt著马伯强杨建军译徐德之沈洪清审校张启仁北京大学出版社北京

内容提要本书作为一本量子电动力学全面的导论性教程，通过很多例子和有关问题的解决，介绍了所有必需的数学[具，作者采用传播子理论体系，以一种教学的逻辑来表述整个课程。本书的前两章分别介绍了传播子理论的非相对论性和相对论性表述。其后，引入了大量与电子，正电子和光子有关的散射和辐射过程，并详细介绍了其理论处理，其中包括高阶过程和重整化。本书还讨论了二粒子态和无自旋玻色子的相互作用。另外，强场的量子电动力学也得到介绍。Originally published in German under the title:"Theoretische Physik. Band 7Quantenelektrodynamik" by Walter Greiner and Joachim ReinhardtCopyrightCVerlag Harri Deutsch,Thun andFrankfurt am Main 1984,1904Translatedfrom the English edition,"Quantum Electrodynamics"Copyrigh: @Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1992, 1994All Rights Reserved图书在版编目（CIP）数据量子电动力学/马伯强编著.一北京：北京大学出版社，2000ISBN7-301-04826-2I.量…I.马.置，盘子电动力学W.0413.2中国版本图书馆CIP数据核字（2000）第80356号著作权合同登记图字：01-2001-0346号书名：量子电动力学著作费任者：马伯强杨建军徐德之沈洪清译责任编辑：郭佑民标准书号：ISBN7-301-04826-2/0·0500出版者：北京大学出版社地址：北京市海淀区中关村北京大学校内100871网址：http：//ebs.pku.edu.cn电话：出版部62752015发行部62754140编辑部62752037电子信箱：zpup@pup.pku.edu.cn排版者：兴盛达打字服务社62549189印刷者：北京大学印刷厂印刷发行者：北京大学出版社经销者：新华书店787毫米×1000毫米16开本23印张550千字2001年4月第一版2001年4月第一次印刷定价：45.00元

英译本前言（节译）全世界不止一代说德语的学生正是用瓦尔特·顾莱纳的教材为引导了解和欣赏了现代理论物理以及作为科学根基的数学的力量和美。用一系列密切相关的教科书连贯而完整地表达科学的一个整领域并不是新想法。许多老物理学家怀着愉悦的心情回忆他们通过索末菲的，普朗克的，以及朗道和栗弗席兹的经典丛书开拓自己的道路，进行探索和发现时的感受。从学生的观点看，用一致的符号，逻辑地组织题材和连贵的表达有许多明显优点：此外，对科学的完整概括给作者以难得的机会来表达对自己学科的热爱。顾莱纳丛书的完备性使它对学生和教授都特别有益。他排除了常用语“于是….”，这种表述背后往往隐藏着好几页的数学推导，而使学生莫名其妙。他常用实验数据解说理论观点，这些数据像理论内容一样在不断改进和扩充讲稿的过程中一再更新。书就在这种讲稿的基础上形成。还有，顾莱纳在每卷中收入成百完全做出的例题而大大增加了丛书的价值。对学生来说没有什么比详细看到物理学家感兴趣的问题如何由所学的理论概念和方法解决更加重要，最后，顾莱纳在每一章加入了对所表述的理论概念和（或）实验数据有贡献的人的传略。奥古斯待·孔德（1798一1857年）在他的实证哲学》中曾指出：“要了解一门科学必须知道它的历史。"这是现代物理教学中经常被忘却的。顾莱纳架设的向我们科学先驱者的桥梁值得欢迎。我们的工作正是建筑在他们工作的基础上。此外，丛书对训练有素的物理学家也颇有益。读者会一再发现，当他深入某一卷去检视某一特别课题时，会从浏览面进一步被他原先不熟悉且常常是迷人的新见解和发展所吸引，我在耶鲁的教学和研究工作中用过几卷顾莱纳教程的德文原版。我欢迎这套新的改进的英文译本，愿热情地将它们推荐给每一个寻求对物理学有一连贯纵览的人。D.A.BromleyHenryFord I物理毅投耶鲁大学New Haven, CT USA

中译本序这套理论物理丛书的自的在于由浅入深地引导学生，最终获得本领域的渊博知识。当然，它们也可用作科学研究人员的参考书或帮助准备讲演的资料。它们是由作者在美因河畔法兰克福哥德大学理论物理研究所的教学讲义的基础上发展而成。丛书开始是经过多年改进的德文版。许多次德文版后，整套丛书被译为英文，耳正在出法文版和日文版。作者特别高兴中文版即将问世。希望丛书能像在世界其他地方那样也有益于中国学生和科学工作者。作者非常感谢中文版的问世，并且特别引以自豪，因为这里有中国和德国物理学家的长期合作。来自中国（北京、上海、兰州、.）不同大学和研究所的教授、博土后和学生访问过法兰克福的理论物理研究所，并在此作过研究工作我们很高兴亲身体验到来自中国的年轻科学家的出色教育并希望中国的学生和教授们同样喜欢这套丛书，希望在这个伟大的国度里找到许多友。法兰克福哥德大学的理论物理课程包括：理论力学「（第一学期），理论力学【（第二学期），经典电动力学（第三学期），量子力学「（第四学期），量子力学Ⅱ一一对称性和相对论量子力学（第五学期），和热力学与统计力学（第五或第六学期）。研究生课程自量子力学I和热力学与统计开始，继以量子电动力学，规范理论与弱作用，量子色动力学，和其他关于核和固体理论以及宇宙学等更为专门的课程。这套丛书现在已到德文第四版。许多年来不少学生和合作者作出习题和例题。我们欣赏SteffenA.Bass，AdrianDumitru，DirkRischke（现在哥伦比亚大学）和ThomasSchonfeld的热心奉献。AstridSteidl为本丛书作图。对此我们表示裹心的感谢。我们还要感谢丹麦Aarhus大学JesMadsen教授和挪威Bergen大学LaszloCsernai教授对正文和例题提出的宝贵意见。我们特别感谢FortCollins科罗拉多州立大学的MartinGelfand教授和他的学生们提醒我们注意一些物理问题。最后我们要感谢纽约斯普林格出版社，特别是Hans-UlrichDaniel博士和ThomasvonFoerster博士的鼓励和耐心，以及MargaretMarynowski女士的熟练编辑。我们特别要感谢张启仁教授（北京大学）和潘欧嘉博士（北京大学出版社）组织翻译和编辑中文版。顾菜纳1998年1月14日于美因河畔的法兰克福

中译本审校者序顾莱纳教授及其同事们所著的理论物理丛书中文版即将间世。这是中德文化交流的一件大事，对我国理论物理的教学和研究必将有所促进。瓦尔特·顾莱纳教授是世界知名的理论物理学家，在原子核物理、原子物理、场论和粒子物理的广大领域都有独特的、首创的和系统的贡献。他领导下的法兰克福哥德大学理论物理研究所是一个出成果，出人材、具有世界影响的研究集体。在这个集体的长期努力下，相对论量子力学中的克莱恩（Klein）伴谬及其影响终于得到彻底的理解。在此基础上他们对巨核（GiantNuclei)超临界电荷可能引起的真空衰变作了系统的理论研究，并提出了用重离子碰撞中形成的短替的巨核分子态对真空衰变进行实验研究的方法。虽然由于实际的复杂性，这方面的研究仍在继续进行中，他们的理论贡献无疑为此问题的最终解决英定了基础。在壳效应可能导致超重核的问题上，顾莱纳和他所领导的集体也是最早和最系统的研究者之一。他们还首先预言了集团放射性，这种新型放射性正被实验证实。他们还对重离子碰撞中骇波的形成和发展作过系统研究，指出这是压缩和加热核物质的关键机制。这也被实验所证实。在这些具体的研究中他们还建立了一些理论模型，如广义集体模型，被称为格诺埃斯-顾莱纳（Gneuss-Greiner）模型，和双中心壳模型：也发展了一些独特的计算方法，如双中心狄喇克方程的数值解法等。以下数字可能说明一些问题。这个集体有顾莱纳署名的论文在600篇以上，会议报告和评述论文150篇以上，讲演300篇以上。顾莱纳还是一个教育家，在指导众多的研究生和年轻的研究工作者的同时长期坚持讲授基础理论课。在他指导下获得博士学位的超过150人，其中39人在世界各地的大学中已成为教授和学术领导。他与合作者所著的教材和专著超过10本，这些书在更大范围内发挥着培养年轻人的作用。用经验丰富、硕果累累来形容顾莱纳的科学研究和教育工作实不为过。这使我们相信将他和其同事们所著的理论物理从书翻译成中文将有益于我国年轻物理学家的培养顾莱纳教授还是中国人民的朋友。多年来他特别支持中德合作。许多中国学者和学生曾到他领导的研究所工作，他也曾多次来华访问讲学，并被聘为北京大学客座教授。在这套丛书的翻译过程中他还把最近教学中作的一些修改寄来。这意殊着中译本将是这套丛书的最新版本。张启仁1998年4月8日于承泽园

前言理论物理学已经成为一个多方向的科学。对于一个年轻学生，要在对全学科有比较清楚掌握的基础上跟踪巨量的新学科信息，确实不是一件容易的事情。这个全学科包括从力学到电动力学、量子力学、场论、原子核与重离子科学、统计力学、热力学、固体物理、以及粒子物理等。这些知识要在8～10个学期内学完，同时还要完成学位论文和有关考试。要实现这样的目标，大学教师应尽早地帮助引导学生进人新的学科，以激发学生的兴趣和兴奋，从而调动他们学习的激情和活力。当然，所有非基本的材料不得不有所忽略。在法兰克福大学（TheJohannWolfgangGoetheUniversityinFrankfurt）的教学中，我们从第一学期就开设理论物理课程。理论力学I和II、电动力学、量子力学I一一导论是头两年的基本1mLI→1.1.r.mT---

2量子电动力学射和电子正电子对灭。较短的第四章提供了对Feynman规则的总结、以及有关电动力学测堆单位和规范选择的说明。第五意以对真空极化、自能和顶角修正的最低级圈图的计算为例，对重整化进行了基本的讨论。这也包括对电子奇异磁矩和Lamb位移的计算。第六章介绍了描述相对论性两体系统的Bethe-Salpeter方程第七章是为了使读者熟悉强场的量子电动力学，这在最近的二十多年中引起了广泛的关注。这里较详细介绍了有关电子的超临界态和中性真空的衰变，同时强调了其数学描述和物理涵义。最后，也就在第七章，微扰量子电动力学被推广到对带电荷无自旋Bose子的处理。附录简单介绍了有关文献，同时介绍了更详细的基子电动力学书籍以及与本书表述相关的量子场论的现代处理。我们需要指出，在本书较前儿章的准备中较多地参考了J.D.Bjorken和S,D.Drell的教材RelativisticQuantumMechanics》(McGraw-Hill,NewYork1964)。我们感谢诸多同事和学生在本书的出版中所提供的帮助和建议。Walter GreinerJoachim Reinhardt1992年3月于法兰克福

目录(1)第一章传播子与散射理论(1)1.1 引言(2)1.2非相对论传播子(3)1.3Green函数和传播子(5)1.4中的一个积分方程(10)1.5散射间题的应用…·(17)1.6S矩阵的么正性…-(18)1.7S矩阵的对称性质(20)1.8动量表象中的Green函数和它的性质(25)1.9对相互作用粒子Green函数的其他考虑(32)1.10传记(34)电子和正电子的传播子第二章.-(68)第三章量子电动力学过程-(68)3.1电子的Coulomb散射(85)电子在自由质子上的散射：反冲效应3.2(115)全同Fermi子上的散射.3.3(122)3.4电子-正电子散射：Bhabha散射和μ子对产生..(133)极化的Dirac粒子的散射3.5(139)3.6翔致辐射(156)3. 7Compton散射-—Klein-Nishina公式.....(167)粒子和反粒子的灭3.8(196)传记3. 9(199)总结：QED的Feynman规则第四童(200)动量空间中QED的Feynman规侧++.4. 1(204)不同规范下的光子传播子.-4.2(207)4. 3传记(208)高阶散射矩阵第五章(208)5.1电子-正电子的四阶散射(211)真空极化5.2(238)5.3电子自能.(243)5. 4顶角修正