原子物理与量子力学课程重点

第一篇：原子物理与量子力学课程重点

原子物理与量子力学课程重点

每章最后的总结需要深刻理解，关键公式需要记忆

4道大题分别考察以下内容：

 一维薛定鄂方程求解问题：有线深方势阱，势阱，势垒隧穿，不对称势阱。 要点：在不同区域合理假设波函数，E>V时振荡，E

 边界条件连接，注意势的地方一阶导数有个跳跃

 有时会用到图解法

 量子力学一般问题，给定零时刻波函数，求t时刻波函数

 中心力场三维问题

 三维问题的分离变量法RnlYlm

 中心力场中的离心势能

 球方势阱

 氢原子问题

 角动量耦合及角动量理论

 理论适用于轨道，自旋及耦合后的角动量

 泡利矩阵，特殊性质

 升降算符作用的公式

 有限维度下的矩阵表示(e.g., l=1,2,s=1/2,3/2)

 表象及表象变换（Lx表象和Lz表象的幺正变换矩阵，耦合表象和未耦合表象之间变换的CG系数）

 自旋轨道耦合，自旋单态和三重态，波函数对称性要求

 磁场中的电子与矩阵力学

 自旋与轨道磁矩在磁场中的哈密顿量

 关于自旋分量的测量

 量子力学一般问题，给定t=0时刻，求t时刻的态

 矩阵特征值和特征向量的求法

 在A算符的本征态上测量B算符，几率，测量值和平均值

 填空题主要考点：

 几个原子模型的特点，几个基本常数（玻尔半径，精细结构常数，旋磁比，拉莫进动频率，玻尔磁子），几个关键实验证明了什么物理事实

 卢瑟福散射公式，黑体辐射的普朗克公式，光谱的里德堡方程

 塞曼效应：正常，反常，强磁场，弱磁场，谱线分裂奇偶，原因：自旋轨道耦合是否破坏

 氢原子：基态能量，波函数，三个量子数的物理意义，取值范围，玻尔半径，能级简并度等

 守恒律与对称性的关系，波函数的统计解释，几率流的概念

 角动量耦合中力学量完全集的选取（耦合与未耦合表象）

 算符对易关系的计算和测不准原理的证明

 厄米算符本征值和本征函数的性质(正交归一完备)，任何态在其张开的空间展开  量子力学测量：位置，动量，能量，以及其他物理量，测量值，几率，平均值  全同粒子，波色子与费米子，波函数对称性要求，自旋与统计规律，凝聚与简并

第二篇：原子物理教学重点

【教学目的】

了解原子物理学的研究对象、发展简史及课程的特点、学习方法、要求。

第一节 原子物理学的研究对象、基本内容和发展简史

1.原子物理学的发展简史 2.原子物理学的地位与作用 3.原子物理学的基本内容及研究前景

第二节 原子物理学的学习方法、教学要求

1.原子物理学的学习方法

2.教学要求 3.参考读物

第一章 原子的基本状况

【教学目的】

掌握原子的静态性质；了解电子的发现、α粒子散射实验等实验事实；掌握库仑散射公式和卢瑟福散射公式的推导、原子核大小的估计和原子的核式结构。

【重点难点】

原子质量和大小的量级；卢瑟福散射公式；原子的核式模型。

第一节 原子的质量和大小 原子的质量，原子的大小量级；

第二节 原子的核式结构

原子的汤姆逊模型及其困难，粒子散射实验，卢瑟福核式结构模型，级，同位素。

第二章 原子的能级和辐射 【教学目的】

掌握氢原子及类氢离子光谱规律及及类氢离子光谱线系公式；掌握玻尔理论的要点，会画能级跃迁图；理解夫兰克—赫兹实验原理、方法及结论；一般了解萦末菲量子化条件及应用；理解量子化这一新的规律，学习这一规律提出中物理学家的大胆探索和创新精神；理解玻尔对应原理、玻尔理论的地位和缺陷；了解原子的自发辐射、受激辐射与吸收。【重点难点】

重点：玻尔氢原子理论；量子化、量子数、跃迁等概念及重要性；夫兰克—赫兹实验； 难点：量子理论的建立、空间量子化

第一节 氢原子光谱的实验规律

（1）光谱学与原子结构研究（2）氢原子光谱的实验规律（3）氢原子的光谱线系；经典理论的困难。

第二节 玻尔的氢原子理论和原子能级

粒子散射理论，原子核的大小量

（1）玻尔量子化假设及其提出背景；（2）氢原子能级和跃迁；（3）氢原子光谱线系的解释；（4）玻尔

理论中的普遍规律。第三节 类氢离子的光谱

（1）类氢离子光谱的实验规律；（2）玻尔理论对类氢离子的解释；（3）里德伯常数的变化——核运动的影响

第四节 夫兰克—赫兹实验与原子能级

（1）实验的核心思想；（2）实验装置及现象；（3）实验现象的理论解释；（4）实验结论。

第五节 电子轨道量子化

（1）量子化通则；（2）电子的椭圆轨道运动；（3）氢原子能量的相对论效应；（4）空间量子化。

第六节 对应原理和玻尔理论的地位

（1）对应原理；（2）玻尔理论的成就及其局限性

第三章 量子力学简介 【教学目的】

了解量子力学的几个基本概念，和对微观粒子体系描述的理论出发点与方法，理解量子化是薛定谔方程和波函数物理意义的自然结果。不要求应用薛定谔方程解题。【重点难点】

重点：德布罗意假设和微观粒子的波粒二象性、波函数的统计诠释、不确定关系、求解定态薛定谔方程（本征问题）的基本步骤、量子力学对氢原子的描述及三个量子数。

难点：波函数的统计诠释、不确定关系、量子力学对氢原子的描述。第一节 波粒二象性

（1）德布罗意假设；（2）波粒二象性；（3）Davisson-Germer电子衍射实验；（4）测不准关系。第二节 波函数及物理意义

（1）微观状态的描述-----波函数；（2）波函数的物理意义；（3）几个原理性验证实验（4）薛定谔方程及应用举例。

第三节 量子力学对氢原子的描述

（1）量子力学对氢原子的描述；（2）描述电子空间运动的三个量子数的比较。

第四章 碱金属原子和电子自旋 【教学目的】

掌握碱金属原子能级和光谱的一般特性;理解原子实极化与轨道贯穿的作用;掌握电子自旋概念与自旋量子数的意义;掌握角动量耦合方法，理解电子自旋与轨道运动的相互作用；掌握碱金属原子光谱精细结构形成的物理本质；掌握单电子原子态符号描述。轨道贯穿、原子实极化及相对论效应只作定性说明。【重点难点】

重点：碱金属原子光谱、电子自旋、单电子角动量的合成、四个量子数、单电子跃迁选择定则、光谱的精细结构。

。（3）与玻尔量子论结果

难点：电子自旋概念；碱金属原子能级分裂的物理原因；光谱精细结构的成因分析。第一节 碱金属原子的光谱

（1）碱金属原子的光谱的实验规律；（2）与氢原子光谱的比较；（3）线系及线系公式；（4）光谱项公式、量子亏损；（5）能级图。第二节 原子实极化和轨道贯穿

（1）原子实和价电子；（2）原子实的极化效应；（3）价电子的轨道贯穿效应。第三节 碱金属原子光谱的精细结构

（1）实验规律；（2）实验结果的分析与推论； 第四节 电子自旋 自旋---轨道相互作用

（1）电子自旋概念；（2）单电子总角动量；（3）自旋---轨道运动相互作用能；（4）碱金属原子能级的精细结构；（5）碱金属原子态符号； 第五节 单电子辐射跃迁选择定则

（1）单电子跃迁选择定则；（2）碱金属原子光谱精细结构的解释； 第六节 氢原子光谱的精细结构

（1）氢原子能级的精细结构；（2）氢原子光谱的精细结构；（3）兰姆位移。

第五章 多电子原子 【教学目的】

熟练掌握两个价电子的耦合方法、氦和碱土金属原子态的推求，并能够熟练画出相应的能级跃迁简图；熟练掌握泡利不相容原理和辐射跃迁的选择定则，并能应用；了解多电子原子光谱的一般规律；了解激光器的工作原理。【重点难点】

重点：L-S 耦合；洪特规则和朗德间隔定则；多电子原子的光谱、能级图和原子态；泡利原理和同科电子原子态的确定；辐射跃迁的普用选择定则。

难点：L-S 耦合；泡利原理和同科电子原子态的确定。第一节 氦和碱土金属原子光谱和能级

（1）氦原子光谱的五个特点；（2）氦原子的能级结构方式；（3）镁原子光谱及能级结构。第二节 具有两个价电子的原子态

（1）电子组态；（2）电子间的磁相互作用；（3）LS耦合方案；（4）LS耦合中的经验规则；（5）LS耦合模型对He、Mg能级结构的理解；（6）jj耦合；（7）两种角动量耦合模型的比较。第三节 泡利原理与同科电子

（1）电子的量子状态描述；（2）泡利原理；（3）同科电子；（4）同科电子形成的原子态。第四节 复杂原子光谱的一般规律

（1）光谱和能级的位移定律；（2）能级多重性的交替律；（3）三个或三个以上价电子原子态的推导。（4）几个经验规则。

第五节 辐射跃迁的选择定则

（1）电偶极跃迁；（2）拉波特定则；（3）LS耦合的选择定则；（4）jj耦合的选择定则。（5）He、Mg的能级跃迁图

第六节 激光器的工作原理简介

（1）吸收、自发辐射和受激辐射；（2）激光产生的条件；（3）激光器的组成部分；（4）He—Ne激光器

工作原理；（5）激光器的应用

第六章 原子的壳层结构

【教学目的】

了解元素周期表的结构，掌握玻尔对元素周期表的物理解释；理解并掌握电子填充原子壳层的原则；能正确写出原子基态的电子组态，并求出其基态的原子态符号；了解电子填充壳层时出现能级交错的原因。

【重点难点】

重点：电子填充壳层的原则；原子基态的确定。

难点：原子基态的确定。第一节 元素性质的周期性变化

（1）元素周期表；（2）元素性质的周期性变化

第二节 原子的电子壳层结构

（1）描述电子状态的两套量子数；（2）泡利不相容原理；（3）壳层和次壳层最多容纳的电子数；（4）

壳层和次壳层的光谱学符号；（5）能量最低原理

第三节 原子基态的确定

（1）满壳层和满次壳层角动量为零；（2）洪特规则；（3）原子基态的确定

第四节 元素周期表的形成

（1）电子的能级填充次序；（2）元素周期表的建造

第七章 在磁场中的原子

【教学目的】

掌握原子磁矩概念和有关计算；掌握原子在外磁场中附加能量公式，并能用来解释原子能级在外磁场中分裂现象；正确解释史特恩——盖拉赫实验的结果；会用量子理论对塞曼效应、帕邢—巴克效应作出解释，能进行塞曼谱线的波数计算；一般了解物质的磁性、顺磁共振、核磁共振等概念和原理

【重点难点】

重点：原子磁矩、原子能级在磁场中的分裂、塞曼效应、史特恩-革拉赫实验结果的分析。

难点：拉摩尔进动；帕邢—贝克效应。

第一节 原子的磁矩

（1）电子的轨道运动磁矩和自旋运动磁矩；（2）单电子原子的总磁矩和朗德因子；（3）具有两个或两个以上价电子原子的磁矩（LS耦合）；（4）具有两个或两个以上价电子原子的磁矩（jj耦合）

第二节 外磁场对原子的作用

（1）拉莫尔进动与拉莫尔频率；（2）原子受磁场作用的附加能量（分弱场和强场两种情形）

第三节 史特恩---革拉赫实验

（1）实验的背景和核心思想；（2）实验装置及非均匀磁场中原子的运动分析；（3）实验结果与分析；（4）

实验的结论与意义。第四节 塞曼效应

（1）塞曼效应实验现象；（2）塞曼效应的理论解释；（3）几个原子谱线塞曼分裂的讨论；（4）塞曼分

裂谱线的偏振性质。第五节 帕邢---贝克效应

（1）帕邢---贝克效应；（2）帕邢---贝克效应的理论解释；（3）与塞曼效应的比较；（4）关于强场和

弱场。

第六节 物质的磁性、顺磁共振、核磁共振

（1）抗磁性和顺磁性；（2）顺磁共振原理与实验；（3）核磁共振原理与实验。

第八章 X射线 【教学目的】

了解X射线的性质；掌握X射线的连续谱与标识谱的特征和产生的机制；掌握与X射线标识谱相关的原子能级结构；了解物质对X射线吸收的规律；掌握康普顿散射。

【重点难点】

重点： X射线连续谱与标识谱及产生机制；莫塞莱定律；康普顿散射。难点： X射线的连续谱与标识谱产生的机制、与X射线标识谱相关的原子能级结构。

第一节 X射线的产生及性质

（1）X射线的产生；（2）X射线的性质；（3）X射线的波长测量方法（晶体衍射）

第二节 X射线的发射谱

（1）X射线的发射谱；（2）连续谱、特征及其产生机理；（3）标识谱及特点；（4）莫塞莱定律；（5）

标识谱的产生机理

第三节 同X射线标识谱相关的原子能级

（1）内壳层具有一个空位的状态描述；（2）X射线标识谱相关的原子能级及跃迁

第四节 X射线的吸收谱

（1）光子与物质的相互作用；（2）吸收谱与吸收限；（3）吸收限与原子能级。

第五节 康普顿效应

（1）康普顿散射实验现象；（2）康普顿散射的理论解释；（3）康普顿散射实验的意义。

第九章 原子核物理简介

【教学目的】

了解原子核的各种性质；掌握原子核结合能的计算方法；掌握原子核的放射性衰变规律；掌握α、β和γ衰变的规律；掌握核力的性质，理解核力的介子论；掌握核反应遵循的守恒定律、核反应中的反应能和阈能的计算；理解重核裂变和轻核聚变的机制，了解原子能的利用。

【重点难点】

重点：结合能概念及计算；放射性衰变的类型、衰变规律、衰变能等概念和计算；重核裂变和轻核聚变过

程中的核能释放与利用。难点：核力的介子论。第一节 原子核的基本性质

（1）原子核的电荷；（2）原子核的质量；（3）核的组成；（4）核的大小与形状；（5）核自旋与核磁矩；（6）核的统计性质与宇称；（7）原子核的结合能及特点。

第二节 原子核的放射性衰变

（1）核衰变的几种模式；（2）

衰变基本规律及衰变能；（3）

衰变基本规律及衰变能；（4）

衰

变；（5）放射性衰变定律、半衰期和平均寿命。

第三节 核力与介子

（1）核力的性质；（2）电磁力的产生机制；（3）核力的介子理论

第四节 核反应

（1）几个著名的核反应；（2）核反应中的守恒定律；（3）核反应能计算的几种方法；（4）核反应阈能。

第五节 原子能的利用

（1）重核裂变；（2）裂变能的计算；（3）反应堆与原子弹；（4）轻核聚变及困难；（5）太阳能----引力约束聚变；（6）氢弹----惯性约束聚变；（7）磁约束可控聚变反应堆----人类不竭能源的希望

【课程考试】

本课程的成绩由平时成绩（占30％）和期末考试成绩（占70％）组成。其中，平时成绩依据作业和课堂提问、讨论、出勤等评定。期末考试采用闭卷、笔试方式，主要考查基本概念、基本理论和基本知识，测评

学生的理解、分析和综合应用等能力。

第三篇：《量子力学》课程教学大纲

《量子力学》课程教学大纲

一、课程说明

（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；

课程名称：量子力学

所属专业：物理学专业

课程性质：专业基础课

学 分：4

（二）课程简介、目标与任务；

课程简介：

量子理论是20世纪物理学取得的两个（相对论和量子理论）最伟大的进展之一，以研究微观物质运动规律为基本出发点建立的量子理论开辟了人类认识客观世界运动规律的新途径，开创了物理学的新时代。

本课程着重介绍《量子力学》（非相对论）的基本概念、基本原理和基本方法。课程分为两大部分：第一部分主要是讲述量子力学的基本原理（公设）及表述形式。在此基础上，逐步深入地让学生认识表述原理的数学结构，如薛定谔波动力学、海森堡矩阵力学以及抽象表述的希尔伯特空间的代数结构。本部分的主要内容包括：量子状态的描述、力学量的算符、量子力学中的测量、运动方程和守恒律、量子力学的表述形式、多粒子体系的全同性原理。第二部分主要是讲述量子力学的基本方法及其应用。在分析清楚各类基本应用问题的物理内容基础上，掌握量子力学对一些基本问题的处理方法。本篇主要内容包括：一维定态问题、氢原子问题、微扰方法对外场中的定态问题和量子跃迁的处理以及弹性散射问题。

课程目标与任务：

1.掌握微观粒子运动规律、量子力学的基本假设、基本原理和基本方法。

2．掌握量子力学的基本近似方法及其对相关物理问题的处理。3．了解量子力学所揭示的互补性认识论及其对人类认识论的贡献。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；

本课程需要学生先修《电磁学》、《光学》、《原子物理》、《数学物理方法》和《线性代数》等课程。《电磁学》和《光学》中的麦克斯韦理论最终统一了光学和电磁学；揭示了任意温度物体都向外辐射电磁波的机制，它是19世纪末人们研究黑体辐射的基本出发点，对理解本课程中的黑体辐射实验及紫外灾难由于一定的帮助。《原子物理》中所学习的关于原子结构的经典与半经典理论及其解释相关实验的困难是导致量子力学发展的主要动机之一。《数学物理方法》中所学习的复变函数论和微分方程的解法都在量子力学中有广泛的应用。《线性代数》中的线性空间结构的概念是量子力学希尔伯特空间的理论基础，对理解本课程中的矩阵力学和表象变换都很有助益。

（四）教材与主要参考书。

[1] 钱伯初, 《理论力学教程》, 高等教育出版社;（教材）[2] 苏汝铿, 《量子力学》, 高等教育出版社;[3] L.D.Landau and E.M.Lifshitz, Non-relativistic Quantum Mechanics;[4] P.A.M.Dirac, The Principles of Quantum Mechanics, Oxford University Press 1958;

二、课程内容与安排

第一章 微观粒子状态的描述

第一节 光的波粒二象性 第二节 原子结构的玻尔理论 第三节 微观粒子的波粒二象性 第四节 量子力学的第一公设：波函数

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；6学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍量子力学的实验基础、研究对象和微观粒子的基本特性及其状态描述。

【重点掌握】：

1.量子力学的实验基础：黑体辐射；光电效应；康普顿散射实验；电子晶体衍射实验;2.微观粒子的波粒二象性； 3.微观粒子状态的波函数描述。【了解】：

1.单电子单缝衍射实验和双缝干涉实验； 2.玻尔互补原理。【难点】：

1.对微观粒子的波粒二象性的理解；

2.对微观粒子状态的波函数描述及其几率解释的理解。

第二章 量子力学中的力学量

第一节 量子力学的第二公设：算符

第二节 量子力学的第三公设：测量 算符的本征值和本征函数

第三节 力学量完全集 算符的对易关系

第四节 海森堡不确定关系

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；8学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍微观粒子力学量的算符描述方法及其性质；介绍量子系统的测量结果及其不确定性。

【重点掌握】：

1.算符表示力学量的线性性和厄米性； 2.算符本征值和本征态及其性质； 3．量子系统的测量结果； 4．海森堡不确定关系。【掌握】：

1.如何求任意算符的本征解；

2.如何利用不确定关系估算量子系统基态能。【难点】： 1.厄密算符本征函数的正交性和完备性； 2.量子系统测量结果及其所伴随的波包塌缩； 3.量子力学中的不确定关系及其物理意义和物理后果。

第三章 量子力学的动力学和守恒量

第一节 量子力学的第四公设：薛定谔方程

第二节 力学量平均值随时间的演化 守恒量

第三节 一维定态问题：无限深势阱；有限深势阱；δ势阱；一维谐振子；势垒贯穿和扫描隧道显微镜

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；10学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要讲授量子力学的动力学演化方程-薛定谔方程及其求解；讲授定态薛定谔方程及其典型的一维问题求法。

【重点掌握】：

1.量子力学的动力学演化：薛定谔方程及其求解方法； 2.几类典型一维定态薛定谔方程的求法； 【一般了解】：

1.理解守恒量和对称性的关系； 2.无限深势阱的应用：量子点；

3.势垒贯穿的应用：扫描隧道显微镜及其发展

【难点】：定态薛定谔方程和时间相关薛定谔方程的求法。

第四章 三维定态问题：氢原子和类氢原子

第一节 中心力场的一般分析

第二节 自由粒子球面波解

第三节 氢原子定态能级

第四节 碱金属原子能级

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；8学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍三维定态薛定谔方程的球坐标求法；介绍氢原子和碱金属原子能级结构特征及其不同。

【重点掌握】：氢原子能级结构。

【掌握】：碱金属原子能级结构中的量子数亏损。

【难点】：氢原子能级结构、其简并度及其与玻尔氢原子模型的对比。

第五章 量子力学的表述形式

第一节 希尔伯特空间

第二节 态矢和算符

第三节 表象和表象变换

第四节 几种常见的表象：坐标表象；动量表象；能量表象；角动量表象

第五节 量子力学中的绘景：薛定谔绘景；海森堡绘景

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；10学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍量子力学的抽象表述：希尔伯特空间、态矢和算符；介绍量子力学的表象理论及其表象变换；介绍几类典型的表象。

【重点掌握】：

1.希尔伯特空间和态矢；

2.表象和表象变换、能量表象和角动量表象。【掌握】：量子力学中的绘景及其物理等价性。【了解】：坐标表象和动量表象及其联系。【难点】：

1.表象的物理意义；表象变换的物理目的；不同表象所反映出来的同一态矢的物理相关性。

2.利用能量表象和角动量表象对具体问题进行处理的方法。

第六章 量子力学的近似方法

第一节 定态微扰方法

第二节 变分法

第三节 WKB方法

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；6学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍定态微扰方法和变分法及其应用。【重点掌握】：定态微扰方法对量子力学问题的求解。

【一般了解】：变分法和WKB方法对相关量子力学问题的求解。

【难点】：理解量子力学的不可解问题及其近似方法；理解微扰近似方法的基本原理和物理思想。

第七章 自旋

第一节 电子自旋

第二节 电子的总角动量

第三节 原子的精细结构：L-S耦合

第四节 带电粒子在电磁场中的运动：正常塞曼效应；反常塞曼效应；朗道能级和量子霍尔效应

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；10学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍电子自旋及其所导致的碱金属原子的精细结构；介绍带点粒子在电磁场中运动的哈密顿量以及磁场导致的原子能级劈裂（塞曼效应）。

【重点掌握】：掌握电子的自旋的发现实验和理论描述；掌握自旋轨道耦合导致的原子能级的精细结构；掌握磁场导致的原子能级劈裂的塞曼效应；掌握角动量耦合规则。

【一般了解】：了解量子霍尔效应及其最新进展。

【难点】：掌握微扰法对原子能级劈裂（精细结构和塞曼效应）的计算方法；掌握自旋轨道耦合导致的原子能级劈裂的物理机制；掌握正常塞曼效应和反常塞曼效应能级分裂的特征。

第八章 散射

第一节 散射问题的一般描述

第二节 分波法

第三节 玻恩近似

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；4学时

（二）内容及基本要求

主要内容：简要介绍散射问题的一般描述；介绍基于玻恩近似的分波法对散射问题的描述。

【掌握】：散射问题的微观描述。【难点】：分波法对平面波的球面波展开。

第九章 量子跃迁

第一节 含时微扰方法

第二节 周期性外场引起的量子跃迁

第三节 光的辐射和吸收

第四节 激光原理

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；6学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍含时微扰方法及其对原子跃迁的处理；介绍原子跃迁选择定则的量子力学基础。

【重点掌握】：含时微扰方法和原子跃迁的选择定则。【难点】：含时微扰方法对原子受激辐射的处理。

第十章 多粒子体系的全同性原理

第一节 量子力学的第五共设：全同性原理 第二节 玻色子系统波函数的对称化

第三节 费米子系统波函数的反对称化

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；4学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍量子力学的第五公设及其对全同微观粒子的分类；介绍全同性原理对两类微观粒子的波函数的限制：对称化和反对称化。

【重点掌握】：微观全同粒子的不可区分性；玻色子和费米子波函数的对称化与反对称化。

【一般了解】：氢分子的本征波函数中的全同性原理。

【难点】：理解微观全同粒子的不可区分性和宏观全同粒子的可区分性的物理根源；掌握波函数（反）对称化的基本过程。

制定人：安钧鸿 审定人： 批准人： 日 期：

第四篇：量子力学 课程教学基本要求

附件2

量子力学 课程教学基本要求

课程名称： 量子力学

适应专业： 物理学

课程类型： 3（1通识教育课、2学科大类基础课、3专业基础课、4专业课、5专业方向课、6其它）

授课类型：1（1讲授为主、2实践实验为主、3研讨为主、4其他）

一、课程地位与作用

《量子力学》是物理学专业学生必修的理论课程。量子力学是将物质的波动性与粒子性统一起来的动力学理论，反映了微观粒子的运动规律，它不仅是近代物理的重要支柱之一而且在核物理、凝聚态物理、表面物理、激光、生物学、化学等许多近代科学和技术的分支中有着广泛的应用。本课程使学生以全新观念去认识物质世界，掌握量子理论的基本概念和原理，为进一学习了近代物理和现代科学技术奠定基础；培养学生辩证唯物主义世界观，独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。

二、课程目标

1、知识目标

（1）使学生了解微观世界矛盾的特殊性和微观粒子的运动规律，掌握量子力学的基本原理和方法，为进一步学习打下较扎实的基础。

（2）使学生了解量子力学在物理学中的地位、作用和在近代物理学中的广泛应用，深化和拓展学生在普通物理中学过的有关内容，以适应专业学习和今后进一步深造或从事物理教学等的需要。

2、能力目标（1）实践能力

运用量子力学的知识思考、研究和解释微观世界的物理现象，指导近代物理实验。具备教师指导下自主学习的能力，对量子力学在高新技术领域和生产实践中的应用及与量子力学密切相关的交叉学科、新技术发展的了解能力。（2）创新能力

注重学生求异思维基本素质的培养，在认识微观世界事物的学习过程中能关注事物的不同点、特殊性及事物的现象与本质之间的关联和差异，启迪创新思维，培养丰富的想象力与创新能力。

三、课程内容

1、课程内容结构

教学内容主要由量子力学的基本理论与应用两部分构成。基本理论包括初等量子力学的基本概念、原理与基本方法(主要包含物质的波动-粒子二重性，波函数及其统计解释，Schrödinger方程，力学量与力学量算符，态与力学量表象，微扰理论，自旋与全同粒子，散射问题)。应用主要围绕说明基本概念与基本方法展开。

2、课程内容更新

简谐振子的算符解法及应用，带电粒子在电磁场中的运动，对称性与守恒律，量子纠缠，并适当增加量子力学在现代科技中的应用实例。

四、课程组织形式与方法

1、课堂教学（1）讲授

量子力学课程的教学内容主要通过教师课堂讲授为主，结合启发与讨论完成。讲授的主要内容有经典物理学的困难与量子力学的诞生，波函数与Schrödinger方程，量子力学中的力学量，态与力学量表象，定态微扰，量子跃迁，粒子的自旋，全同粒子，散射。根据教学大纲要求，突出重点和难点。（2）教师指导下的学生自学

指导学生自主学习量子力学的参考书、专著和文献；设计富有启发性的思考题和讨论题，引导学生思考与讨论，使学生在研究问题中加深对概念与原理的理解，获得学习方法和解决实际问题的训练。（3）其它教学方法

采用多媒体辅助教学手段，结合传统教学方法，解决好教学内容多、信息量大与学时少的矛盾；利用课程网络教学平台建立教学互动，指导和丰富学生课外学习。运用科学研究训练方法，引导学生研究量子力学学习中存在的问题，开展专题讨论。

2、课外学习（1）作业

作业1：课外练习。作业2：课外思考与讨论。

作业3：课程学习总结或小专题研究报告。（2）阅读参考书

①.《量子力学教程》曾谨言著，（科学出版社出版）。②.《量子力学导论》曾谨言著，（北京大学出版社版）。③.《量子力学导论》熊钰庆主编，（广东高等教育出版社出版）。④.《量子力学基础》关洪，（高等教育出版社出版）。⑤.《量子力学》汪德新，（湖北科学技术出版社出版）。

⑹.瓦尔特•顾莱纳著，王德民等译：《量子力学导论》，（北京大学出版社）。⑺.Quantum Mechanics an Introduction，Greiner（world scientific）

五、课程考核

1、课程成绩构成（1）平时成绩占百分比平时成绩占总分40%（2）考试成绩占百分比 考试成绩占总分60%。

2、考核内容与形式

（1）知识类考核

本课程采用闭卷考试形式。重点考试内容：量子力学的基本知识、基本理论、基本方法和应用技能，解决基本问题的能力。（2）能力类考核

通过学生平时作业、课堂提问与讨论考查学生的学习能力，理解和掌握相关知识的程度以及实际应用能力。

利用课程学习总结或小专题研究报告考查学生的自主学习能力，促进学生研究性学习，启迪学生的创新思维。

第五篇：课程与教学论的重点

课程与教学论的重点 名词解释：

1、课程：（广义)一切有规定数量和内容的工作或学习。（狭义）专指学校课程，基本含义是”学校教学的科目及其进程。

2、教学：是“教师的教与学生的学的共同活动。学生在教师有目的有计划的指导下，积极主动地掌握系统的文化科学基础知识和基本技能，发展能力，增强体质，并形成一定的思想品德。”

3、课程结构：是指学校课程体系中各种课程类型及具体科目的组织、搭配所形成的合理关系与恰当比例，是由各类课程构成的、有机的、完整的统一体。

4、课程计划：教学过程要达到的目标、教学的预期结果或者教学的预先计划

5、课程标准：是根据课程计划，以纲要形式编制的各门课程的目的目标、教学内容范围、实施原则及方式、结果标准及其结构的指导性文件。

6、教育目标：教育目的的下位概念，所体现的是不同性质的教育和不同阶段的教育的价值。

7、教学模式：是在某一教学思想和教学原理的指导下，围绕某一主题，为实现教学目标而形成的相对稳定的规范化教学程序及其操作体系。

8、教科书：课本又称为教科书，在我国也叫教材，是根据课程计划和课程标准编写的、用于课堂教学的正规的专门用书。

9、学科课程：是以文化知识为基础，按照一定的价值标准从不同知识领域或学术领域选择一定的内容，根据知识的逻辑体系将所选出的知识组织为学科。

10、综合课程：有意识的运用两种或以上的学科知识观和方法论去考察和探究一个中心主题或问题的课程取向。

11、活动课程：又被称为经验课程，是与学科课程相对应的，以围绕学生的发展需要和兴趣爱好为中心、以活动为组织方式的课程形态。

12、最近发展区：即儿童的现有水平与经过他人帮助可以达到的较高水平之间的差距。

13、六艺:

14、七艺: 简答：

1、教学论的研究对象和任务： 研究对象：课程与教学问题

任务：课程与教学论担负的基本任务有：认识课程与教学现象（首要任务），揭示课程与教学规律（根本任务），以及指导课程与教学实践。第一章

1．课程与教学论的首要任务是(A)。a．认识课程与教学现象 b．揭示课程与教学规律 c．指导课程与教学实践

d．建立独立的课程与教学论

2．课程与教学论的根本任务是(B)。a．认识课程与教学现象 b．揭示课程与教学规律 c．指导课程与教学实践

d．揭示课程与教学规律和指导课程与教学实践 3．课程与教学论的研究对象是(C)。a．课程与教学

b．课程与教学现象 c．课程与教学问题

d．课程与教学规律

2、课程的三个要素或重心：

3、社会学从那些方面给课程与教学论提供理论基础？

4、心理学从那些方面给课程与教学论提供理论基础？ 早期的心理学思想对课程与教学论的影响

1.亚里斯多德是教育史上第一个把心理学引进到教育学领域的人。2.裴斯泰洛齐首次提出将心理发展的研究作为课程与教学基础。3.赫尔巴特真正奠定了课程与教学论的心理学基础。

（一）行为主义心理学在课程与教学方面

1.强调行为目标，强调基本技能的训练；（在教学中注意教学目标的外显性如布卢姆）2.在目标上强调由简到繁的积累；

3.在教学过程中重视强化的作用；（斯金纳为代表的新行为主义重视反应后的刺激即强化）4.主张开发各种教学技术。（斯金纳根据操作条件反射和积极强化理论设计程序化教学）不足

1.把人类学习过程简单化和机械化，人类行为等同动物行为，否认人的学习意识； 2.仅用外显行为来描述课程目标也受到质疑。

（二）认知心理学 1.与行为主义不同，认知心理学关注的不是学生学会对某种刺激作出反应，而更多关注的是学生的认知结构，即思维过程和方式。

2.认知主义的教学理念是促进学生在认知结构的形成过程中推动学生的认知发展。

（三）人本心理学

1.人本心理学关注的不是学习的过程和结果，而是学习的起因，即学生学习的情感、信念和意图等。

2.主张课程既不是要教学生学会知识技能、也不是要教学生怎样认知，而是要为学生提供一种促使他们自己去学习的情境。

（四）发展心理学发展心理学的出现和发展，使课程与教学论获得了比学习心理学更为精确和丰富的理论基础，发展心理学认为，儿童的学习不是成人学习模式的简单化，儿童的认识具有自身的独特性。目前，课程与教学论的理论基础正在逐渐从学习心理学转向发展心理学。

5、课程与教学论在教育科学体系中处于何种地位？

6、法智教育论及百科全书式课程的含义？提出者？

7、生活准备论及实科课程的含义i？提出者？

8、教育即生活，即经验课程的含义？提出者 ？

9、追求永恒价值的教育思想流派叫什么？基本主张有哪些？

10、注重基本要素的教育思想流派叫什么？基本主张？

11、追求全人教育的思想流派叫什么？基本主张是什么？

12、教学活动有哪些特点？

13、教学模式有哪些特点？

教学模式具有直观性、完整性和稳定性教学策略既有稳定性又有灵活性

14、教学模式的功能？

1.中介作用（理论与实践联系的桥梁）2.示范引导功能 3.启发功能 4.诊断预测功能 5.系统改进功能

15、皮亚杰等人的认知建构论对学习机理的解释？对课程与教学论的启示？

16、班杜拉de社会学习论对学习动机de解释?对课程与教学论的启示？

17、马斯洛的需要层次理论对学习动机的解释？对课程与教学论的启示？

18、教育目标分类系统从那些领域对教育目标进行分类？遵循的原则？

19、什么是课程研制？一般需要哪些工作？长处与不足？ 20、我国基础教育领域片面追求升学率的表现？危害？

21、我国基础教育阶段的教育不公平表现在那些方面？原因？如何改变？

22、我国新一轮基础教育课程改革开始时间？ 纲领文件？那些方面的改革？