量子力学教学大纲参考模板范本.doc

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1、量子力学教学大纲1.课程类别:本课程是物理学专业的专业必修课2.教学目标:掌握量子力学的概念、原理和基本方法,能求解量子力学的一些基本问题;具有分析和处理量子力学问题的能力;了解现代量子力学发展的趋向,对量子力学理论有初步的了解;了解量子力学的基本知识在中学教学阶段中的作用。通过多种近代物理实验的讲解,了解微观世界的特殊性,了解经典物理不能正确描述微观粒子的运动规律,认识到微观世界建立背后的理论量子力学的必然性。3.学时分配:见下表学时分配表章次教学内容学 时一绪论8二波函数和薛定谔方程10三量子力学中的力学量14四态和力学量的表象12五微扰理论12六散射8七自旋与全同粒子8合计72第一章 绪

2、论教学时数:8学时重点难点:重点:了解经典物理遇到的困难,量子力学的建立过程。微光粒子的波粒二象性。难点:波粒二象性矛盾性的解释。教学要求:了解:经典物理学的困难。理解:波粒二象性矛盾性的辩证统一解释。掌握:波粒二象性模型: 的物理意义与它所包括的科学价值。光的波粒二象性。原子结构的波尔理论。微光粒子的波粒二象性。教学内容:(1)经典物理学的困难(2)光的波粒二象性(3)原子结构的波尔理论(4)微光粒子的波粒二象性第二章 波函数和薛定谔方程教学时数:10学时重点难点:重点:波函数的统计解释,薛定谔方程的建立过程,用定态薛定谔方程处理势阱问题和线性谐振子问题。难点:线性谐振子求解问题。势垒贯穿。

3、教学要求:了解:量子力学理论的数学表示方式:薛定谔波动方程;波函数的统计解释。理解:波粒二象性矛盾性的辩证统一解释波函数的统计解释。掌握:波函数的统计解释;定态薛定谔方程;一维无限深势阱的求解问题;定态薛定谔方程处理势阱问题和线性谐振子问题。教学内容:(1)波函数的统计解释(2)态叠加原理(3)薛定谔方程(4)粒子流密度和粒子数守恒定律(5)定态薛定谔方程(6)一维无限深势阱(7) 线性谐振子(8) 势垒贯穿第三章 量子力学中的力学量教学时数:14学时重点难点:重点:表示力学量的算符;厄密算符本征函数的正交性;算符与力学量的关系。难点:电子在库仑场中的运动;氢原子;厄密算符本征函数的正交性;算

4、符与力学量的关系;算符的对易关系 两力学量同时有确定值的条件 测不准关系。教学要求:了解:厄密算符本征函数的正交性与由它组成正交归一系在哲学上的意义;测不准关系。理解:量子力学理论的描述方法与科学理论上的方法论;量子力学中的力学量与表示力学量的算符的关系。掌握:表示力学量的算符;动量算符和角动量算符;厄密算符本征函数的正交性;本征方程求解问题。教学内容:(1)表示力学量的算符(2)动量算符和角动量算符(3)电子在库仑场中的运动(4)氢原子(5)厄密算符本征函数的正交性(6)算符与力学量的关系(7)算符的对易关系 两力学量同时有确定值的条件 测不准关系第四章 态和力学量的表象教学时数:12学时重

5、点难点:重点:态的表象;算符的矩阵表示;量子力学公式的矩阵表示。难点:态的表象;么正变换;狄拉克符号;线性谐振子与占有数表象。教学要求:了解:态的表象的数学与物理意义;态的表象;量子力学公式的矩阵表示。理解:态的表象、算符的矩阵表示的方法论上的含义;量子力学公式的矩阵表示。掌握:态的表象;算符的矩阵表示;量子力学公式的矩阵表示;矩阵力学的基本计算方法。教学内容:(1)态的表象(2)算符的矩阵表示(3)量子力学公式的矩阵表示(4)么正变换(5)狄拉克符号(6)线性谐振子与占有数表象第五章 微扰理论教学时数:12学时重点难点:重点:非简并定态微扰理论;简并情况下的微扰理论。难点:简并情况下的微扰理

6、论;氢原子的一级斯塔克效应;变分法;氦原子基态。教学要求:了解:非简并定态微扰理论的计算。理解:微扰理论的方法。掌握: 量子力学中常用的近似方法:微扰论和变分法;如何用微扰论处理非简并定态微扰、简并定态微扰问题。教学内容:(1)非简并定态微扰理论(2)简并情况下的微扰理论(3)氢原子的一级斯塔克效应(4)变分法(5)氦原子基态第六章 散射教学时数:8学时重点难点:重点:碰撞过程与散射截面。难点:碰撞过程 散射截面;辏力场中的弹性散射;方形势阱与势垒所产生的散射;玻恩近似;质心坐标系与实验室坐标系。教学要求:了解微观粒子碰撞过程的量子描述。理解势垒所产生的散射过程。掌握碰撞过程的量子行为。教学内

7、容:(1)碰撞过程 散射截面(2)辏力场中的弹性散射(3)方形势阱与势垒所产生的散射(4)玻恩近似(5)质心坐标系与实验室坐标系第七章 自旋与全同粒子教学时数:8学时重点难点:重点:电子自旋,电子的自旋算符和自旋函数。难点:两个角动量的耦合。光谱的精细结构。教学要求:了解:电子的自旋算符和自旋函数对电子自旋的描述。理解:为了描述电子自旋而引入的数学语言:自旋算符和自旋函数。掌握:自旋的特性、自旋算符和自旋函数、角动量的耦合等量子过程的描述方法教学内容:(1)电子自旋(2)电子的自旋算符和自旋函数(3)简单塞曼效应(4)两个角动量的耦合(5)光谱的精细结构(6)全同粒子的特性(7)全同粒子体系的波函数 泡利原理(8)两个电子的自旋函数附录:1.考核:闭卷考试,成绩评定:平时作业30%;期末成绩70%。 2.建议教材:量子力学教程周世勋 高等教育出版社3.参考教材量子力学教程曾谨言 科学出版社5 / 5

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