第一篇:量子力學(xué)簡史(共)
由伽利略和牛頓等人于17世紀創(chuàng)立的經(jīng)典物理學(xué),經(jīng)過18世紀在各個基礎(chǔ)部門的拓展,到19世紀得到了全面、系統(tǒng)和迅速的發(fā)展,達到了它輝煌的頂峰。到19世紀末,已建成了一個包括力、熱、聲、光、電諸學(xué)科在內(nèi)的、宏偉完整的理論體系。經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電動力學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)形成了物理世界的三大支柱。它們緊緊地結(jié)合在一塊兒,構(gòu)筑起了一座華麗而雄偉的殿堂。人們也許終于可以相信,上帝造物的奧秘被他們所完全掌握了,再沒有遺漏的地方。物理學(xué)家們開始相信,這個世界所有的基本原理都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了,物理學(xué)已經(jīng)盡善盡美,它走到了自己的極限和盡頭,再也不可能有任何突破性的進展了。著名的科學(xué)家基爾霍夫說:“物理學(xué)的未來,將只有在小數(shù)點第六位后面去尋找”。普朗克的導(dǎo)師甚至勸他不要再浪費時間去研究這個已經(jīng)高度成熟的體系。
19世紀的最后一天,歐洲著名的科學(xué)家歡聚一堂。會上,英國著名物理學(xué)家湯姆生(即開爾文男爵)發(fā)表了新年祝詞。他在回顧物理學(xué)所取得的偉大成就時說,物理大廈已經(jīng)落成,所剩只是一些修飾工作。同時,他在展望20世紀物理學(xué)前景時,卻若有所思地講道:“在物理學(xué)的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩著?!边@令人不安的烏云,一朵是以太漂移實驗的否定結(jié)果,另一朵是黑體輻射的紫外災(zāi)難。從第一朵烏云中降生了相對論,緊接著從第二朵烏云中降生了量子論。經(jīng)典物理學(xué)的大廈被徹底動搖。
實際上“烏云”不止這兩朵,還包括
1895年,倫琴(Wilhelm Konrad Rontgen)發(fā)現(xiàn)了X射線。
1896年,貝克勒爾(Antoine Herni Becquerel)發(fā)現(xiàn)了鈾元素的放射現(xiàn)象。1897年,居里夫人(Marie Curie)和她的丈夫皮埃爾·居里研究了放射性,并發(fā)現(xiàn)了更多的放射性元素:釷、釙、鐳。
1897年,J.J.湯姆遜(Joseph John Thomson)在研究了陰極射線后認為它是一種帶負電的粒子流。電子被發(fā)現(xiàn)了。
1899年,盧瑟福(Ernest Rutherford)發(fā)現(xiàn)了元素的嬗變現(xiàn)象。
就是這幾朵烏云帶來了一場震撼整個物理學(xué)界的革命風(fēng)暴,導(dǎo)致了現(xiàn)代物理學(xué)的誕生。
為解決黑體輻射問題,1900年12月14日,Planck沖破經(jīng)典物理機械論的束縛,提出了量子論,標志著人類對量子認識的開始。這一天也就成為了量子力學(xué)的誕辰。
接著1905年,愛因斯坦受普朗克量子化的思想啟發(fā),引進光量子(光子)的概念,成功地解釋了光電效應(yīng)。1905年被稱為科學(xué)史上的奇跡年,愛因斯坦在這一年發(fā)表了6篇論文,3月18日,發(fā)表了剛才提到的關(guān)于光電效應(yīng)的文章,成為了量子論的奠基石之一,他也為此獲得了諾貝爾獎。4月30日,發(fā)表了關(guān)于測量分子大小的論文,這位他贏得了博士學(xué)位。5月11和12月19日,兩篇關(guān)于布朗運動的論文,成了分子論的里程碑。6月30日,發(fā)表題為《論運動物體的電動力學(xué)》的論文,這個不起眼的題目后來被加上了一個如雷貫耳的名稱,叫做“狹義相對論”。9月27日,發(fā)表了關(guān)于物體慣性和能量的關(guān)系,這是狹義相對論的進一步說明,并且在其中提出了著名的質(zhì)能方程E=MC^2。單單這一年的工作,便至少配得3個諾貝爾獎。
1913年,玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)上建立起原子的量子理論。玻爾是個看上去沉默駑鈍的人,可是重劍無鋒,大巧不工,在他一生中幾乎沒有輸過哪一場認真的辯論??梢姴柺莻€十分厲害的人,他于1922年獲得諾貝爾獎,他的小兒子在1975年在量子力學(xué)領(lǐng)域獲得諾貝爾獎,他的學(xué)生海森堡,泡利,狄拉克、朗道獲得諾貝爾獎。
在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之后,為了解釋一些經(jīng)典理論無法解釋的現(xiàn)象,法國物理學(xué)家德布羅意于1923年提出了物質(zhì)波這一概念。認為一切微觀粒子均伴隨著一個波,這就是所謂的德布羅意波。德布羅意可以說是一個奇才,本來是個研究歐洲歷史的,半路出家學(xué)了物理。德布羅意在他五年的研究生生涯幾乎一無事成,他的博士論文也就一頁多一點,他的導(dǎo)師朗之萬拿著他的博士論文不知怎么辦,就寄給了愛因斯坦,愛因斯坦拿著德布羅意的論文決定很有意思,于是德布羅意就順利拿到了博士學(xué)位。
薛定諤看到德布羅意的關(guān)于物質(zhì)波的博士論文,從中受到啟發(fā)。將電子的運動看作是波動的結(jié)果,其運動的方程應(yīng)該是波動方程,方程決定著電子的波動屬性。1926年薛定諤連續(xù)發(fā)表了4篇關(guān)于量子力學(xué)的論文,標志著波動力學(xué)的建立。然而薛定諤并不能指出波動方程的具體含義,而是由玻恩指出薛定諤的波函數(shù)是一種概率的振幅,它的模的平方對應(yīng)于側(cè)到的電子的概率的分布。二戰(zhàn)是納粹迫害猶太人,薛定諤向美國遞交移民申請卻沒通過,作為一個諾貝爾獎得主卻被美國拒之門外,大家一定感動很奇怪。這是因為薛定諤道德上有問題,他有不少情婦,還有好幾個私生子。
第一個提出完整的量子力學(xué)理論的,是德國物理學(xué)家海森堡。海森堡從粒子的角度出發(fā),在玻恩和約爾當?shù)膸椭?,海森堡矩陣力學(xué)的相關(guān)理論。
雖然海森堡的矩陣力學(xué)和薛定諤的波動力學(xué)出發(fā)點不同,從不同的思想發(fā)展而來,但它們解決同一問題是得到的結(jié)果確實一樣的。兩種體系的等價性的。
由于海森堡和薛定諤在量子力學(xué)建立開創(chuàng)性的工作,他們分別獲得了1932年、1933年的諾貝爾物理學(xué)獎。
1928年狄拉克提出相對量子力學(xué),使量子力學(xué)和相對論結(jié)合起來。狄拉克是個沉默寡言,喜好孤獨,淡泊名利的人。有一次狄拉克在某大學(xué)演講,講完后一個觀眾起來說:“狄拉克教授,我不明白你那個公式是如何推導(dǎo)出來的?!钡依丝粗镁玫夭徽f話,主持人不得不提醒他,他還沒有回答問題?!盎卮鹗裁磫栴}?”狄拉克奇怪地說,“他剛剛說的是一個陳述句,不是一個疑問句?!?/p>
1925年,泡利提出不相容原理。
1927年,海森堡提出不確定性原理。
量子力學(xué)到此可以說是基本的框架已經(jīng)建立。
在量子力學(xué)誕生之初著名的物理學(xué)家波爾茲曼就因為不能就是經(jīng)典物理學(xué)的局限性,在1906年選擇了自殺。1934年,荷蘭物理學(xué)家埃倫菲斯特因感覺在量子力學(xué)里力不從心而結(jié)束了自己的生命。
量子力學(xué)的創(chuàng)始人愛因斯坦,德布羅意,薛定諤因不能接受量子力學(xué)太多的概率成分和不確定因素,而站到了量子力學(xué)的對立面。于是形成了以愛因斯坦為首反對派和以波爾為首的擁護派兩大陣營。他們開始了長久的論證。1935年,薛定諤提出了著名的薛定諤貓,愛因斯坦提出EPR佯謬。
第二篇:量子力學(xué)學(xué)習(xí)心得
量子力學(xué)學(xué)習(xí)心得
首先,我們還是看看本課程的大概?!读孔恿W(xué)》是20世紀初期物理學(xué)家們在克服經(jīng)典物理學(xué)所遇到的一系列困難的過程中,于1900-1925年期間逐步建立起來的一門革命性的理論,它與同時期所建立的相對論一起成為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱,量子力學(xué)的建立促進了其后一個世紀物理學(xué)的飛速發(fā)展,而且也推動化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和天文學(xué)等自然學(xué)科的發(fā)展,并引發(fā)了一起新的技術(shù)革命,使人類由電氣時代進入了全新的信息時代。量子理論是科學(xué)史上能最精確地被實驗檢驗的理論,因而是科學(xué)史上最成功的理論?!读孔恿W(xué)》又是物理學(xué)本科專業(yè)在修完基礎(chǔ)物理,尤其是原子物理基礎(chǔ)上開設(shè)的重要理論物理課。是知識理論系統(tǒng)性很強的一門課程,它不僅是物理學(xué)中的基礎(chǔ)理論之一,而且在化學(xué)、生物、信息科學(xué)等有關(guān)學(xué)科和許多近代技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。是深入學(xué)習(xí)統(tǒng)計物理、固體物理和廣義相對論等后續(xù)課程以及進行現(xiàn)代物理科學(xué)研究的基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容為波函數(shù)與薛定諤方程、力學(xué)量算符、表象理論、微成理論及散射理論、自旋及多體問題簡介等。側(cè)重點為微觀粒子的運動規(guī)律。
對于初學(xué)者來說,學(xué)好量子力學(xué)不是一件很輕松的事,尤其是領(lǐng)會其基本概念,這需要多想、多練,再多想。對于這門課程,可能更注重你的練習(xí),還有扎實的數(shù)學(xué)功底,因為有很多的數(shù)學(xué)運算。手頭擁有一本《量子力學(xué)教程》配套的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書,的確是一個好的抉擇,它上面有每章的內(nèi)容總結(jié),重要的是有詳細的課后習(xí)題講解,你可以通過做習(xí)題來提高理解,我覺得做題是非常重要的一個環(huán)節(jié),至少對于這門課,非常重要。老師提供的課件也是非常有用的,畢竟是老師精心準備的;再來就是網(wǎng)路上的資料,我特別提到了網(wǎng)路資源,因為我們現(xiàn)在生活在這么一個信息化時代,就要第一時間掌握有用信息。
總之,對于這門課,我還是堅持做題,通過做題來理解知識點,通過做題來彌補不足之處。其實學(xué)習(xí)這門,對于提高自己的思維能力是非常有幫助的,所以大家還是好好學(xué)習(xí)一下。
最后希望大家能夠?qū)W好這門課,有所收獲。
量子力學(xué)的誕生對于自然觀產(chǎn)生了重大的影響。
量子力學(xué)的誕生,宣告近代科學(xué)關(guān)于確定性的想法被徹底打破。近代以來科學(xué)發(fā)展的一個主要信仰就是一個現(xiàn)象的發(fā)生必然有其背后的原因,而科學(xué)就是可以找到這個原因的鑰匙,然而量子力學(xué)明確的告訴我們,對于單一的一次測量結(jié)果,我們無法知道其背后的真正原因,我們知道的只是一個統(tǒng)計意義上的結(jié)果而已,這一點讓人大為吃驚。雖然統(tǒng)計熱力學(xué)的發(fā)展已經(jīng)引入了統(tǒng)計概念,然而在那里,統(tǒng)計只是因為粒子太多而已,人們堅信如果能夠制造超大規(guī)模計算機,是可以描述分子個體的,但是量子力學(xué)是從根本上宣告這個想法的失敗。從更深層次講,量子力學(xué)深刻的揭示了純粹自然和人化自然的區(qū)別,在科學(xué)發(fā)展中,總是自然的將科學(xué)研究的對象和周圍世界隔離起來,包括研究者本身,使用理想化的手段,控制變量,然而量子力學(xué)的發(fā)展指出,人類科學(xué)本身就是參與自然界運動的一部分,人類通過實驗認識到的世界永遠是摻雜了人類實踐因素的自然,是人化的自然圖景。
量子力學(xué)的發(fā)展,使得以往使用的物理概念發(fā)生了深刻的變化。以往使用的“軌道”、“波”、“物質(zhì)”等被賦予了新的含義,有了全新的內(nèi)涵和外延的認識,這符合辨證法的發(fā)展要求。一般的直覺上的承認運動和變化是毫無意義的,只有在實踐的基礎(chǔ)上使得人類的概念之間發(fā)生了聯(lián)系和過渡,才能真正體現(xiàn)辨證法的威力,這一點在量子力學(xué)發(fā)展史上得到充分的證明。“量子”本身的誕生過程就是一個人類認識世界深化的過程,波爾提出的互補原理使得人類對于物質(zhì)的認識程度進一步加深,波和粒子在概念上第一次如此緊密的聯(lián)系在了一起,而失去以往的絕對意義。這一點和列寧在關(guān)于“辨證法是什么?”中的論述是一致的。
人類能否真正認識世界呢?這其實就是思維與存在的哲學(xué)的永恒的話題,量子力學(xué)的發(fā)展,從某種程度上揭示了這兩者之間矛盾的解決方式,知識屬于思維的范疇,自然是存在范疇,人類的對于自然界的實踐過程使得我們不斷的反思我們的知識構(gòu)架,比如其中的概念和理論,同時人類通過知識認識世界本身卻是建立在思維和存在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上的。
第三篇:量子力學(xué)學(xué)習(xí)感受
量子力學(xué)學(xué)習(xí)感受
量子力學(xué)是物理學(xué)中最重要的一門學(xué)科。當我們初次接觸它時,沒有誰不感覺它苦澀難懂。因此對于量子學(xué)習(xí),我們要付出足夠的耐心與汗水。在此,對于當時我學(xué)習(xí)量子的一些感悟進行簡單敘述。
首先,量子課堂一定要緊跟老師的思路,認真聽課,認真做筆記。我仍然記得當時對于量子的最初的課堂的知識,根本聽不懂,因此只能盡量謹記的老師的講解?,F(xiàn)在你可以不求十分明白,但要記住相應(yīng)的知識點,可以在以后的做題過程中再加以理解。另外,課堂聽不懂得,下課一定要盡量要盡量向老師請教,一定不能拖拉,自我感覺就這么點不會沒關(guān)系,但是要相信日積月累的力量,正所謂的“千里之堤毀于蟻穴”,因此,盡量避免知識死角。
其次,課后復(fù)習(xí)十分重要。老師上課講過的知識,課后盡量復(fù)習(xí)一遍。復(fù)習(xí)的方法可以因人而異,你可以根據(jù)老師的提綱進行課堂回憶或是根據(jù)老師的筆記進行記憶。對于老師課堂講解的例題,課后一定要盡量掌握,謹記解題的思路、方法和解題的入手點,還是那句話不能拖拖拉拉。在復(fù)習(xí)的時候,可能會遇到這種情況:你感覺在課堂上掌握了知識,卻突然不明白來。這時,你可以向同學(xué)或是老師尋求幫助。另外,可以在掌握了老師所講的知識后在看一下量子力學(xué)其他的課本,這時你會發(fā)現(xiàn)一些意想不到的收獲。我學(xué)習(xí)的策略是這樣的:因為量子的課幾乎安排在上午,所以我在每天晚上盡量抽出時間進行復(fù)習(xí),這就是所謂的“趁熱打鐵”。此外,老師所講的不能只看一遍就感覺萬事大吉,你應(yīng)該盡可能的安排計劃,學(xué)習(xí)新知識的同時,不能忘了舊知識的鞏固,要學(xué)會兩手抓。
最后,量子習(xí)題的練習(xí)必不可少。對于許多知識我們都需要在做題的同時進行記憶或是理解,這樣才能將知識記牢。做題時,你要會分析切入點,也可以說你需要那部分知識來解答,即做到對號入座。對于不會做的題,要重點標出,一定要想盡一切方法解決難題。另外,對于不會的題在解決了之后,一定要反省自己為什么找不到思路,同時總結(jié)方法,盡量在下次遇到同類型的會進行處理。
對于考研復(fù)習(xí)量子力學(xué)我再啰嗦這么幾句。第一,對于陳老師黃皮書的利用。這本書也是根據(jù)報考學(xué)校的不同,利用程度也是不同的。有的學(xué)校只需要根據(jù)指定課本做一下相應(yīng)的課后習(xí)題,就完全能應(yīng)對考試,當然,要盡時間允許可能的熟練。有的學(xué)校則不然。此時,你就需要仔細地研究黃皮書的每一道題。時間允許要將此書盡量做2-3遍,要做到萬變不離其宗??傊痪湓挘鹤鰤虻男判募幼銐虻哪托?,你一定會有所收獲。
第四篇:蘭州大學(xué)量子力學(xué)教學(xué)大綱
量 子 力 學(xué) 教 學(xué) 大 綱
教學(xué)基本內(nèi)容及學(xué)時分配(72學(xué)時)第一章 緒論(4學(xué)時)
1、課程的發(fā)展和改革狀況;教材評介
2、量子理論發(fā)展簡史
3、黑體輻射定律與普朗克常數(shù)
4、光子
5、玻爾量子論
6、德布羅意“物質(zhì)波”假設(shè)
7、原子物理中的特征量(結(jié)合量綱分析法)
第二章 波函數(shù)和薛定諤方程(8學(xué)時)
1、薛定諤方程
2、波函數(shù)的統(tǒng)計詮釋;連續(xù)性方程
3、定態(tài);有關(guān)一維束縛態(tài)的若干定理
4、一維平底勢阱中的粒子(包括無限深勢阱,有限深勢阱,?勢阱)
5、一維諧振子(微分方程解法)
6、勢壘貫穿
第三章 量子力學(xué)基本原理(16學(xué)時)
1、波函數(shù)和算符
2、態(tài)疊加原理
3、線性算符;常用力學(xué)量的算符表示
4、波函數(shù)的普遍詮釋(力學(xué)量的取值及概率假設(shè));平均值公式
5、動量(連續(xù)譜,箱歸一化);連續(xù)譜一般的理論
6、力學(xué)量算符的對易關(guān)系
7、兩個力學(xué)量算符的共同本征態(tài)
8、不確定關(guān)系(測不準關(guān)系)
9、波函數(shù)隨時間的變化 ;演化算符
10、力學(xué)量隨時間的變化; 薛定諤圖象和海森伯圖象;守恒量;宇稱
11、對稱性和守恒定律
12、海爾曼—費曼定理和位力定理
第四章 表象理論(8學(xué)時)
1、狄拉克態(tài)矢量概念 ;矢量空間
2、量子力學(xué)公式的矩陣表示
3、坐標表象;波函數(shù)
4、動量表象
5、能量表象;求和規(guī)則
6、諧振子(升降算符解法);相干態(tài)
7、角動量(升降算符解法)第五章 中心力場(7學(xué)時)
1、中心力場的一般概念
2、軌道角動量的本征函數(shù)
3、自由粒子波函數(shù)
4、球形勢阱中的粒子;氘核
5、粒子在庫侖場中的運動(束縛態(tài));論的比較
6、三維各向同性諧振子
7、二維中心力場
第六章 擾論與變分法(6學(xué)時)
1、非簡并態(tài)微擾論;應(yīng)用舉例
2、簡并態(tài)微擾論; 一級近似
3、氫原子能級在電場中的分裂
4、變分法;應(yīng)用舉例
第七章 自旋(9學(xué)時)
類氫離子 ;氫原子;與玻爾量子
1、電子自旋;自旋波函數(shù);泡利自旋算符;若干常用公式[
2、電子總角動量
3、自旋軌道耦合;堿金屬光譜的精細結(jié)構(gòu)
4、粒子在電磁場中的運動;泡利方程
5、塞曼效應(yīng)
6、磁共振
7、角動量耦合;CG系數(shù)
8、二電子體系的自旋波函數(shù)
第八章 散射理論(4學(xué)時)
1、彈性散射;散射截面;散射振幅
2、分波法;應(yīng)用舉例;低能S波散射
3、波恩近似
第九章 量子躍遷(6學(xué)時)
1、含時微擾論;一級近似;躍遷概率
2、單頻微擾;常微擾
3、躍遷理論與定態(tài)微擾論的關(guān)系;躍遷理論與散射理論(波恩近似)的關(guān)系
4、光的吸收與受激輻射
5、自發(fā)輻射;愛因斯坦的半經(jīng)典理論
6、能量—時間不確定關(guān)系
第十章 多粒子體系(6學(xué)時)
1、二粒子體系;質(zhì)心運動和相對運動;軌道角動量
2、全同粒子體系;波函數(shù)的交換對稱性;泡利原理
3、氦原子;正氦與仲氦; 基態(tài)能級的微擾論處理和變分法處理 ; 類氦離子
4、氫分子;原子軌函法;交換能
5、化學(xué)鍵簡介
等等]
第五篇:《量子力學(xué)》教學(xué)大綱-雙語
大 理 學(xué) 院
《量子力學(xué)》教學(xué)大綱
供物理學(xué)專業(yè)(本科)雙語教學(xué)使用
(謝
勇 編)
工程學(xué)院
《量子力學(xué)》教學(xué)大綱
一、課程基本信息 課程名稱: 量子力學(xué) 課程編碼: 29073010 課程類別: 專業(yè)教育必修課 適用專業(yè): 物理學(xué) 課程學(xué)時: 72學(xué)時 課程學(xué)分: 4學(xué)分
課程簡介:本課程是物理學(xué)本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)課。本課程的主要內(nèi)容包括:波函數(shù)與薛定諤方程、一維問題、力學(xué)量算符、中心勢、自旋等。通過本門課的教學(xué),使學(xué)生能熟悉量子物理圖像,掌握基本概念,能運用相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法求解簡單的量子力學(xué)問題,具備一定的閱讀英文專業(yè)文獻的能力,為后繼的物理學(xué)專業(yè)課程打下堅實的量子物理基礎(chǔ)。
推薦教材:曾謹言.量子力學(xué)教程(第2 版).北京:科學(xué)出版社,2008年12月 參 考 書:
1.蘇汝鏗.量子力學(xué).北京:高等教育出版社,2006 2.曾謹言.量子力學(xué)(第三版).北京:科學(xué)出版社,2001
3.David J.Griffiths.Introduction to Quantum Mechanics.北京:機械工業(yè)出版社,2007 4.孫婷雅.量子力學(xué)教程-習(xí)題剖析.北京:科學(xué)出版社,2004
二、課程教育目標
本課程重點闡述非相對論量子力學(xué)的知識體系。教學(xué)內(nèi)容主要包括量子力學(xué)發(fā)展簡況,波函數(shù),薛定諤方程,力學(xué)量和算符,態(tài)和力學(xué)量的表象,微擾論,自旋和全同粒子等。
三、課程學(xué)時分配
部分
內(nèi)
容
學(xué)
時
備
注 第一部分
第二部分
第三部分
第四部分
第五部分
第六部分
第七部分
第八部分
第九部分
第十部分量子力學(xué)發(fā)展簡要回顧
3學(xué)時
9學(xué)時
8學(xué)時 9學(xué)時 6學(xué)時 8學(xué)時 9學(xué)時
7學(xué)時 6學(xué)時
6學(xué)時
雙語
雙語 波函數(shù)與Schr?dinger方程
一維勢場中的粒子 力學(xué)量用算符表達
力學(xué)量隨時間的演化與對稱性
中心力場
量子力學(xué)的矩陣形式與表象變換 自旋
雙語
力學(xué)量本征值問題的代數(shù)解法
微擾論
雙語
四、課程教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時安排
第一部分
量子力學(xué)發(fā)展簡要回顧(雙語)
【教學(xué)內(nèi)容】 1.經(jīng)典物理的困難;
2.黑體輻射與Plank的量子論; 3.光電效應(yīng)與Einstein的光量子; 4.原子結(jié)構(gòu)與Bohr的量子論; 5.德布羅意波?!窘虒W(xué)要求】
1.了解經(jīng)典物理學(xué)的困難。2.理解光和粒子的波粒二象性。3.掌握德布羅意假設(shè)及其實驗驗證。
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】
3學(xué)時
第二部分
波函數(shù)與Schr?dinger方程(雙語)
【教學(xué)內(nèi)容】
1.波函數(shù)的統(tǒng)計詮釋; 2.Schr?dinger方程; 3.量子態(tài)疊加原理。【教學(xué)要求】
1. 熟悉:波函數(shù)的統(tǒng)計解釋;Schr?dinger方程的建立的原則;定態(tài)的概念和性質(zhì)。2. 掌握:態(tài)迭加原理,明確它和經(jīng)典波疊加原理的區(qū)別;含時Schr?dinger方程;運用定態(tài)Schrodinger方程求解能量本征值問題。3. 了解:波粒二象性,Schr?dinger’s cat。
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】
9學(xué)時
第三部分
一維勢場中的粒子
【教學(xué)內(nèi)容】
1.一維勢場中粒子能量本征態(tài)的一般性質(zhì); 2.方勢; 3.?勢; 4.一維諧振子?!窘虒W(xué)要求】
1.熟悉:能量本征態(tài)的一般性質(zhì)。
2.掌握:Schr?dinger方程在一維勢場中的應(yīng)用;一維諧振子能量本證方程的解法。3.了解?勢;反射系數(shù)、透射系數(shù)物理意義。
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 8 學(xué)時
第四部分
力學(xué)量用算符表達
【教學(xué)內(nèi)容】
1.算符的運算規(guī)則;
2.厄米算符的本征值與本征函數(shù); 3.共同本征函數(shù);
4.連續(xù)譜本征函數(shù)的“歸一化”?!窘虒W(xué)要求】
1. 熟悉算符的運算規(guī)則;
2. 掌握厄米算符的本征值與本征函數(shù),共同本征函數(shù); 3. 了解連續(xù)譜本征函數(shù)的“歸一化”;
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 9 學(xué)時
第五部分
力學(xué)量隨時間的演化與對稱性
【教學(xué)內(nèi)容】
1.力學(xué)量隨時間的演化; 2.守恒量與對稱性的關(guān)系;
3.全同粒子體系與波函數(shù)的交換對稱性。【教學(xué)要求】
1.熟悉:力學(xué)量隨時間的演化與對稱性;
2.掌握:力學(xué)量守恒的條件,守恒量與對稱性的關(guān)系,Pauli不相容原理; 3.了解:全同粒子體系與波函數(shù)的交換對稱性。
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 6 學(xué)時
第六部分
中心力場
【教學(xué)內(nèi)容】
1.中心力場中粒子運動的一般性質(zhì); 2.無限深球方勢阱; 3.三維各向同性諧振子; 4.氫原子。【教學(xué)要求】
1.熟悉:中心力場中粒子運動的一般性質(zhì)。2.掌握:氫原子(類氫原子)求解過程。3.了解:三維各向同性諧振子;
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 9 學(xué)時
第七部分
量子力學(xué)的矩陣形式與表象變換(雙語)
【教學(xué)內(nèi)容】
1.量子態(tài)的不同表象、幺正變換; 2.力學(xué)量(算符)的矩陣表示; 3.量子力學(xué)的矩陣形式; 4.Dirac符號?!窘虒W(xué)要求】
1.熟悉:態(tài)的表象;算符的矩陣表示;Dirac符號的應(yīng)用。2.掌握:表象變換;力學(xué)量和量子力學(xué)規(guī)律的矩陣表現(xiàn)形式。3.了解:坐標系和坐標變換;
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 9 學(xué)時
第八部分
自
旋
【教學(xué)內(nèi)容】
1.電子自旋態(tài)與自旋算符; 2.總角動量的本征態(tài);
3.自旋單態(tài)與三重態(tài),自旋糾纏態(tài)。【教學(xué)要求】
1.熟悉:角動量的疊加規(guī)律。
2.掌握:電子自旋、自旋算符與自旋波函數(shù)以及考慮空間運動后體系的總波函數(shù);Pauli矩陣。
3.了解:自旋糾纏態(tài)。
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 6 學(xué)時
第九部分
力學(xué)量本征值問題的代數(shù)解法(雙語)
【教學(xué)內(nèi)容】
1.諧振子的Schr?dinger因式分解法; 2.角動量的本征值與本征態(tài);
3.兩個角動量的耦合,Clebsch-Gordan系數(shù)?!窘虒W(xué)要求】
1. 熟悉:角動量的本征值與本征態(tài)。2. 掌握:力學(xué)量本征值問題的代數(shù)解法。3. 了解:兩個角動量的耦合與Clebsch-Gordan系數(shù)?!窘虒W(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 6 學(xué)時
第十部分
微擾論
【教學(xué)內(nèi)容】 1.束縛態(tài)微擾論; 2.散射態(tài)微擾論?!窘虒W(xué)要求】
1.熟悉:能量修正的處理方法。2.掌握:兼并和非兼并束縛態(tài)微擾論。3.了解:散射態(tài)微擾論。
【教學(xué)方法】啟發(fā)式和討論式,電子課件與黑板講授相結(jié)合 【學(xué)時】 6 學(xué)時
五、考核方式及成績評定
(一)考核方式:期末閉卷考試。其中英文試題占題量的10%。
(二)成績評定:采用百分制評定總成績??偝煽冎衅谀┛荚嚦煽冋?0%,平實成績占30%.六、其它說明
本課程需在修讀理工科類高等數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)物理方法的基礎(chǔ)上方能修讀。
考慮到本課程理論性強,數(shù)學(xué)計算較難,沒有相關(guān)實驗可做等特點,教學(xué)環(huán)節(jié)包括:講授,討論,作業(yè),考試。教學(xué)中應(yīng)注意:1.強調(diào)對物理概念的理解,強調(diào)對量子力學(xué)知識體系的整體理解與把握,在涉及關(guān)鍵的物理概念處,注意啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維??刹扇∮懻撜n的方法,預(yù)留思考題,組織學(xué)生進行充分的研討;在勢阱,諧振子,氫原子等重要結(jié)論處,引導(dǎo)學(xué)生對比經(jīng)典模型,討論適用條件,力爭使學(xué)生把物理理論融會貫通。
2、對于采用雙語教學(xué)的內(nèi)容,要給與學(xué)生做夠的時間做筆記,消化課件、板書的英文內(nèi)容。對于主要的專業(yè)詞匯,應(yīng)做耐心的講解。3.數(shù)學(xué)手段上,應(yīng)多示例,恰當適用多媒體課件,盡量避免學(xué)生陷入過多的繁難的數(shù)學(xué)計算中。4.作業(yè):通過完成習(xí)題和思考題,使學(xué)生加深對理論內(nèi)容的理解,通過把實際物理過程用數(shù)學(xué)模型求解,培養(yǎng)學(xué)生獨立解決實際問題的能力。