第一篇：北京大学物理学院量子力学系列教学大纲
北京大学物理学院量子力学系列教学大纲
课程号： 00432214 新课号： PHY-1-044 课程名称：量子力学 开课学期：春、秋季 学分： 3 先修课程：普通物理（PHY-0-04*以上）、理论力学（PHY-1-051）、电动力学（PHY-1-043）基本目的：使得同学掌握量子力学的基本原理和初步的计算方法，适合于非物理类专业的同学选修。
内容提要：
1．量子力学基本原理：实验基础、Hilbert空间、波函数、薛定谔方程、算符、表象变换、对称性与守恒律
2．一维定态问题：一般讨论、自由粒子、一维方势阱、谐振子、一维势垒 3．轨道角动量与中心势场定态问题：角动量对易关系、本征函数、中心势、三维方势阱、三维谐振子、氢原子
4.量子力学中的近似方法：定态微扰论、跃迁、散射。
5．全同粒子与自旋：全同性原理、自旋的表述、自旋与统计的关系、两个自旋的耦合、磁场与自旋的相互作用
教学方式：课堂讲授 教材与参考书： 曾谨言，《量子力学教程》，北京大学出版社, 1999.学生成绩评定方法：作业10％、笔试90％
课程号： 00432214 新课号： PHY-1-054 课程名称：量子力学I 开课学期：春、秋季 学分： 4 先修课程：普通物理（PHY-0-04*以上）、高等数学、数学物理方法（PHY-1-011或以上）基本目的：
使得同学掌握量子力学的基本理论框架和计算方法。适合物理学院各类型同学以及非物理类的相关专业同学选修。内容提要：
1．量子力学基本原理：实验基础、Hilbert空间、波函数、薛定谔方程、算符、表象变换、对称性与守恒律
2．一维定态问题：一般讨论、自由粒子、一维方势阱、谐振子、一维势垒 3．轨道角动量与中心势场定态问题：角动量对易关系、本征函数、中心势、三维方势阱、三维谐振子、氢原子
4．全同粒子与自旋：全同性原理、自旋的表述、自旋与统计的关系、两个自旋的耦合、磁场与自旋的相互作用；
5．定态微扰论与变分法：定态微扰论、简并的情形、变分法 6．跃迁与散射：跃迁几率、散射、Born近似、分波法 教学方式：课堂讲授 教材与参考书：
《量子力学导论》曾谨言, 北京大学出版社。 《量子力学》张启仁, 科学出版社。 《量子力学》张永德，科学出版社。 《量子力学》苏汝铿，复旦大学出版社。 《量子力学教程》 周世勋，高等教育出版社 《量子力学原理》王正行，北京大学出版社。 《量子力学导论》，德国，顾莱纳(中、英)，北京大学出版社。 Quantum Mechanics, L.I.Schiff, Stanford University, McGRAW-HILL BOOK COMPANY。
《量子力学原理》P.M.Dirac（中、英）。 《量子力学》朗道、栗弗席茨（中、英）。（具体教材和主要参考书由任课教师指定）学生成绩评定方法：作业10％、笔试90％
课程号： 00432216 新课号： PHY-1-055 课程名称：量子力学II 开课学期：春、秋季 学分： 2 先修课程：量子力学I（PHY-1-054）基本目的：
使得同学对于量子力学的一些具体应用和近年来的进展有所了解与掌握。适合物理学院纯粹物理型同学选修。内容提要：
1．原子与分子：He原子、多电子原子、电磁场中的原子、双原子分子、多原子分子
2．准经典近似：WKB近似、玻尔量子化条件、势垒的隧穿
3．量子力学的路径积分表示：路径积分的概念、自由粒子、谐振子 4．量子力学中的相位。
5．量子信息介绍：纠缠态、量子隐形传输 教学方式：课堂讲授 教材与参考书： 曾谨言，《量子力学教程》，北京大学出版社, 1999.（具体教材和主要参考书由任课教师指定）学生成绩评定方法：作业10％、笔试90％
第二篇：《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：
第三篇：兰州大学量子力学教学大纲
量 子 力 学 教 学 大 纲
教学基本内容及学时分配（72学时）第一章 绪论（4学时）
1、课程的发展和改革状况；教材评介
2、量子理论发展简史
3、黑体辐射定律与普朗克常数
4、光子
5、玻尔量子论
6、德布罗意“物质波”假设
7、原子物理中的特征量（结合量纲分析法）
第二章 波函数和薛定谔方程（8学时）
1、薛定谔方程
2、波函数的统计诠释；连续性方程
3、定态；有关一维束缚态的若干定理
4、一维平底势阱中的粒子（包括无限深势阱，有限深势阱，势阱）
5、一维谐振子（微分方程解法）
6、势垒贯穿
第三章 量子力学基本原理（16学时）
1、波函数和算符
2、态叠加原理
3、线性算符；常用力学量的算符表示
4、波函数的普遍诠释（力学量的取值及概率假设）；平均值公式
5、动量（连续谱，箱归一化）；连续谱一般的理论
6、力学量算符的对易关系
7、两个力学量算符的共同本征态
8、不确定关系（测不准关系）
9、波函数随时间的变化 ；演化算符
10、力学量随时间的变化； 薛定谔图象和海森伯图象；守恒量；宇称
11、对称性和守恒定律
12、海尔曼—费曼定理和位力定理
第四章 表象理论（8学时）
1、狄拉克态矢量概念 ；矢量空间
2、量子力学公式的矩阵表示
3、坐标表象；波函数
4、动量表象
5、能量表象；求和规则
6、谐振子（升降算符解法）；相干态
7、角动量（升降算符解法）第五章 中心力场（7学时）
1、中心力场的一般概念
2、轨道角动量的本征函数
3、自由粒子波函数
4、球形势阱中的粒子；氘核
5、粒子在库仑场中的运动（束缚态）；论的比较
6、三维各向同性谐振子
7、二维中心力场
第六章 扰论与变分法（6学时）
1、非简并态微扰论；应用举例
2、简并态微扰论； 一级近似
3、氢原子能级在电场中的分裂
4、变分法；应用举例
第七章 自旋（9学时）
类氢离子 ；氢原子；与玻尔量子
1、电子自旋；自旋波函数；泡利自旋算符；若干常用公式[
2、电子总角动量
3、自旋轨道耦合；碱金属光谱的精细结构
4、粒子在电磁场中的运动；泡利方程
5、塞曼效应
6、磁共振
7、角动量耦合；CG系数
8、二电子体系的自旋波函数
第八章 散射理论（4学时）
1、弹性散射；散射截面；散射振幅
2、分波法；应用举例；低能S波散射
3、波恩近似
第九章 量子跃迁（6学时）
1、含时微扰论；一级近似；跃迁概率
2、单频微扰；常微扰
3、跃迁理论与定态微扰论的关系；跃迁理论与散射理论（波恩近似）的关系
4、光的吸收与受激辐射
5、自发辐射；爱因斯坦的半经典理论
6、能量—时间不确定关系
第十章 多粒子体系（6学时）
1、二粒子体系；质心运动和相对运动；轨道角动量
2、全同粒子体系；波函数的交换对称性；泡利原理
3、氦原子；正氦与仲氦； 基态能级的微扰论处理和变分法处理 ； 类氦离子
4、氢分子；原子轨函法；交换能
5、化学键简介
等等]
第四篇：《量子力学》教学大纲-双语
大 理 学 院
《量子力学》教学大纲
供物理学专业(本科)双语教学使用
（谢
勇 编）
工程学院
《量子力学》教学大纲
一、课程基本信息 课程名称： 量子力学 课程编码： 29073010 课程类别： 专业教育必修课 适用专业： 物理学 课程学时： 72学时 课程学分： 4学分
课程简介：本课程是物理学本科专业的一门重要的专业课。本课程的主要内容包括：波函数与薛定谔方程、一维问题、力学量算符、中心势、自旋等。通过本门课的教学，使学生能熟悉量子物理图像，掌握基本概念，能运用相应的数学方法求解简单的量子力学问题，具备一定的阅读英文专业文献的能力，为后继的物理学专业课程打下坚实的量子物理基础。
推荐教材：曾谨言.量子力学教程(第2 版).北京：科学出版社，2008年12月 参 考 书：
1.苏汝铿.量子力学.北京：高等教育出版社，2006 2.曾谨言.量子力学（第三版）.北京：科学出版社，2001
3.David J.Griffiths.Introduction to Quantum Mechanics.北京：机械工业出版社，2007 4.孙婷雅.量子力学教程-习题剖析.北京：科学出版社，2004
二、课程教育目标
本课程重点阐述非相对论量子力学的知识体系。教学内容主要包括量子力学发展简况，波函数，薛定谔方程，力学量和算符，态和力学量的表象，微扰论，自旋和全同粒子等。
三、课程学时分配
部分
内
容
学
时
备
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
第十部分量子力学发展简要回顾
3学时
9学时
8学时 9学时 6学时 8学时 9学时
7学时 6学时
6学时
双语
双语 波函数与Schrödinger方程
一维势场中的粒子 力学量用算符表达
力学量随时间的演化与对称性
中心力场
量子力学的矩阵形式与表象变换 自旋
双语
力学量本征值问题的代数解法
微扰论
双语
四、课程教学内容、要求及学时安排
第一部分
量子力学发展简要回顾（双语）
【教学内容】 1．经典物理的困难；
2．黑体辐射与Plank的量子论； 3．光电效应与Einstein的光量子； 4．原子结构与Bohr的量子论； 5．德布罗意波。【教学要求】
1．了解经典物理学的困难。2．理解光和粒子的波粒二象性。3．掌握德布罗意假设及其实验验证。
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】
3学时
第二部分
波函数与Schrödinger方程（双语）
【教学内容】
1.波函数的统计诠释； 2.Schrödinger方程； 3.量子态叠加原理。【教学要求】
1． 熟悉：波函数的统计解释；Schrödinger方程的建立的原则；定态的概念和性质。2． 掌握：态迭加原理，明确它和经典波叠加原理的区别；含时Schrödinger方程；运用定态Schrodinger方程求解能量本征值问题。3． 了解：波粒二象性，Schrödinger’s cat。
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】
9学时
第三部分
一维势场中的粒子
【教学内容】
1.一维势场中粒子能量本征态的一般性质； 2.方势； 3.势； 4.一维谐振子。【教学要求】
1．熟悉：能量本征态的一般性质。
2．掌握：Schrödinger方程在一维势场中的应用；一维谐振子能量本证方程的解法。3．了解势；反射系数、透射系数物理意义。
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 8 学时
第四部分
力学量用算符表达
【教学内容】
1.算符的运算规则；
2.厄米算符的本征值与本征函数； 3.共同本征函数；
4.连续谱本征函数的“归一化”。【教学要求】
1． 熟悉算符的运算规则；
2． 掌握厄米算符的本征值与本征函数，共同本征函数； 3． 了解连续谱本征函数的“归一化”；
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 9 学时
第五部分
力学量随时间的演化与对称性
【教学内容】
1.力学量随时间的演化； 2.守恒量与对称性的关系；
3.全同粒子体系与波函数的交换对称性。【教学要求】
1．熟悉：力学量随时间的演化与对称性；
2．掌握：力学量守恒的条件，守恒量与对称性的关系，Pauli不相容原理； 3．了解：全同粒子体系与波函数的交换对称性。
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 6 学时
第六部分
中心力场
【教学内容】
1.中心力场中粒子运动的一般性质； 2.无限深球方势阱； 3.三维各向同性谐振子； 4.氢原子。【教学要求】
1．熟悉：中心力场中粒子运动的一般性质。2．掌握：氢原子（类氢原子）求解过程。3．了解：三维各向同性谐振子；
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 9 学时
第七部分
量子力学的矩阵形式与表象变换（双语）
【教学内容】
1.量子态的不同表象、幺正变换； 2.力学量（算符）的矩阵表示； 3.量子力学的矩阵形式； 4.Dirac符号。【教学要求】
1．熟悉：态的表象；算符的矩阵表示；Dirac符号的应用。2．掌握：表象变换；力学量和量子力学规律的矩阵表现形式。3．了解：坐标系和坐标变换；
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 9 学时
第八部分
自
旋
【教学内容】
1.电子自旋态与自旋算符； 2.总角动量的本征态；
3.自旋单态与三重态，自旋纠缠态。【教学要求】
1．熟悉：角动量的叠加规律。
2．掌握：电子自旋、自旋算符与自旋波函数以及考虑空间运动后体系的总波函数；Pauli矩阵。
3．了解：自旋纠缠态。
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 6 学时
第九部分
力学量本征值问题的代数解法（双语）
【教学内容】
1.谐振子的Schrödinger因式分解法； 2.角动量的本征值与本征态；
3.两个角动量的耦合，Clebsch-Gordan系数。【教学要求】
1． 熟悉：角动量的本征值与本征态。2． 掌握：力学量本征值问题的代数解法。3． 了解：两个角动量的耦合与Clebsch-Gordan系数。【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 6 学时
第十部分
微扰论
【教学内容】 1.束缚态微扰论； 2.散射态微扰论。【教学要求】
1．熟悉：能量修正的处理方法。2．掌握：兼并和非兼并束缚态微扰论。3．了解：散射态微扰论。
【教学方法】启发式和讨论式，电子课件与黑板讲授相结合 【学时】 6 学时
五、考核方式及成绩评定
（一）考核方式：期末闭卷考试。其中英文试题占题量的10%。
（二）成绩评定：采用百分制评定总成绩。总成绩中期末考试成绩占70%，平实成绩占30%.六、其它说明
本课程需在修读理工科类高等数学和数学物理方法的基础上方能修读。
考虑到本课程理论性强，数学计算较难，没有相关实验可做等特点，教学环节包括：讲授，讨论，作业，考试。教学中应注意：1．强调对物理概念的理解，强调对量子力学知识体系的整体理解与把握，在涉及关键的物理概念处，注意启发学生的创造性思维。可采取讨论课的方法，预留思考题，组织学生进行充分的研讨；在势阱，谐振子，氢原子等重要结论处，引导学生对比经典模型，讨论适用条件，力争使学生把物理理论融会贯通。
2、对于采用双语教学的内容，要给与学生做够的时间做笔记，消化课件、板书的英文内容。对于主要的专业词汇，应做耐心的讲解。3．数学手段上，应多示例，恰当适用多媒体课件，尽量避免学生陷入过多的繁难的数学计算中。4．作业：通过完成习题和思考题，使学生加深对理论内容的理解，通过把实际物理过程用数学模型求解，培养学生独立解决实际问题的能力。
第五篇：《大学物理》(A)教学大纲
《大学物理》(A)教学大纲
适用对象 理工科内地本科生(学分：8 学时：144)
一、课程的性质和任务
物理学是研究物质结构和性质、运动形态及其相互作用基本规律的科学。物理学包括力学、热学、电磁学、光学及近代物理等五个部分，是近代科学技术的基础之一，是高等院校的一 门重要必修基础课。
本课程的教学任务
1 通过本课程的教学，使学生系统地掌握物理学的基本原理、基础知识以及各种运动形态的基本规律，为了学习后继课程提供必要的物理基础。
2 通过本课程和物理实验的配合，使学生在实验能力、运算能力、抽象思维能力等方面受到初步严格的训练，培养和提高他们分析问题与解决问题的能力。
3 通过教学实践，使学生能正确认识物理理论的建立和发展过程，逐步培养他们科学的思维方法和研究方法。
二、课程的教学内容
(一)绪论：本课程的目的和任务。物理学的研究对象和研究方法。物理学在高等院校各专业教学中的地位。物理学与近代科学技术的联系。
(二)经典物理：
1 力学
(1)质点运动学：参照系与坐标系。质点。位置矢量。位移、速度与加速度。运动方程。运动叠加原理。切向加速度与法向加速度。
角位移、角速度、角加速度。角量与线量的关系。
(2)质点动力学：牛顿运动定律。惯性、质量、力的概念。力学的单位制和量纲。惯性系。伽利略相对性原理。
功、功率。动能定理。保守力与非保守力。势能、势能曲线。功能原理。机械能守恒定律。能量转化与守恒定律。
动量与冲量，动量定理。碰撞。动量守恒定律。
(3)刚体的转动：刚体的平动与转动。力矩、转动惯量、转动定律。力矩的功与转动动能。动量矩与冲量矩。动量矩守恒定律。
2 分子物理学和热力学
(1)气体分子运动论：平衡态，理想气体状态方程。理想气体的压强和温度的统计意义。能量按自由度均分原理。理想气体的内能。
麦克斯韦速度分布律。分子平均碰撞次数和平均自由程。气体内迁移现象与规律。
(2)热力学的物理基础：系统的内能、功和热量。势力学第一定律及其对理想气体等值过程中的应用。气体的摩尔热容。绝热过程，多方过程。
循环过程，卡诺循环。热机的效率。热力学第二定律的两种表述。可逆过程和不可逆过程。卡诺定理。热力学第二定律的统计意义。
3 电磁学
(1)静电场：电荷，电荷量子化，电荷守恒定律。库仑定律。静电场。电场强度，电场强度叠加原理，电场强度的计算。电力线，电通量，真空中的高斯定理。
电场力的功。电场强度环流。电势能，电势，电势差及其计算。等势面，电场强度与电势梯度的关系。
导体的静电平衡。导体上的电荷分布。静电屏蔽。电介质的极化，电极化强度。电位移矢量。D、E、P三矢量之间的关系。介质中的高斯定理。
电容器的电容。简单电容器的电容计算。电场能量，电场能量密度。
(2)电流与电场：电流形成的条件。导体内稳恒电场的建立。电源的电动势。电流密度。欧姆定律的微分形式。焦耳一楞茨定律的微分形成。
一段含源电路的欧姆定律。
(3)电流与磁场：基本磁现象。磁场。磁感应强度。
磁力线，磁通量。磁场中的高斯定理。毕奥—沙伐尔定律。安培环路定律。运动电荷的磁场。
磁场对载流导线的用途力——安培定律。电流强度单位“安培”的定义。磁场对载流线圈的作用力矩。载流线圈的磁矩。磁力的功。洛仑兹力。带电粒子在磁场中的运动。霍耳效应。
物质的磁化。磁介质。磁化强度。磁场强度矢量。B、H、M三矢量之间的关系。铁磁质，磁滞现象。
电磁感应的基本定律。电磁感应现象和能量转换与守恒定律的关系。 动生电动势。用电子理论解释动生电动势。磁场中转动线圈的电动势。
感生电动势，涡旋电场。涡电流。
自感与互感。磁场能量，磁场能量密度。
(4)电磁理论的基本概念：位移电流。麦克斯韦电磁理论的基本概念。麦克斯韦方程组的积分形式。麦克斯韦方程的微分形式。
4 振动与波动
(1)振动学基础：谐振动。谐振动动力学及运动学方程。频率、周期、振幅和位相。谐振动旋转矢量表示法。谐振动的能量。阻尼振动、受迫振动、共振。同方向谐振动的合成，拍。互相垂直的谐振动的合成。
(2)波动学基础：机械波的产生与传播，简谐波。波速、波频与波长的关系。平面简谐波波动方程。波的能量，能流，能流密度。波的吸收。
惠更斯原理。波的反射与折射。波的叠加原理。波的干涉。驻波。波的衍射与散射。
5 波动光学
(1)法的干涉：光波。光矢量。光的单色性和相干性。相干光的获得。杨氏双缝干涉。光程。等厚干涉(劈尖、牛顿环)。等倾干涉。迈克耳孙干涉仪。时间相干性和空间的相干性。
(2)光的衍射：光的衍射现象。惠更斯一菲涅耳原理。单缝衍射。光栅，光栅光谱。小圆孔衍射。光学仪器的分辨率。
(3)光的偏振：自然光和偏振光。反射光和折射光的偏振。布懦斯特定律。单轴晶体中光的双折射。偏振片。马吕斯定律。偏振光的干涉。偏振面的旋转。
(三)近代物理：
1 狭义相对论基础
经典力学的时空观。狭义相对论基本原理。洛仑兹变换。狭义相对论的时空观(同时性、运动物体长度缩短，时间膨胀)。
相对论力学的基本方程。质量和速度的关系。质量和能量的关系。
2 光的量子性
光电效应，光的波粒二象性。
三、课程的教学要求
本课程是一门基础理论课，与其他基础课、技术基础课有密切的联系，因此在教学中与大学、中学有关课程既要避免不必要的重复，也要避免脱节。为此应注意：
1 根据本课程的目的和任务，正确处理好经典物理与近代物理的关系。经典物理是基础，应切实加强；但应避免过分强调经典物理部分，而把近代物理作为可有可无。若因学时不够，要精选与近代科技有密切联系的近代物理内容教学，使学生眼界放宽，思路活跃。
2 在理论讲授中，应精讲基本内容，注意教学方法，充分利用多媒体教学手段，阐明基本概念及基本规律，分清主次，突出重点，并应注意逐步培养学生自学能力及科学思维能力。
3 应切实保证大学物理科学系统性和基本内容的完整性，不宜过分强调结合专业。
4 注意与中学物理的衔接，尽量利用学生已掌握的物理知识，力求避免与中学物理的不必要的重复。随着中学物理教学水平的提高，应在系统归纳、综合阐述基本内容的基础上，进一步提高。
5 应充分利用高等数学表述物理规律和分析问题。高等数学的运用也要有一个循序渐进过程。例如，力学部分着重矢量代数、导数和微分及简单积分的运用；电学部分则着重线积分和面积分及矢量积分及矢量分析的运用，振动和波动着重微分方程的运用。
6 具体要求
(1)〔力学〕 力学是大学物理学中最基本而又十分重要的部分，它是物理学其他部分的基础，与其他学科有着密切联系。鉴于力学在中学物理中已有一定的基础，应特别注意和中学物理及后续课程之间的衔接和配合，避免不必要的重复。大学物理的力学部分应在中学基础上适当提高。初步运用微积分及矢量代数高等数学，巩固和加深力、动量、功、动能、势能等基本概念，牛顿运动定律及动量定理、功能原理、动量守恒和机械能守恒等基本定律。
(2)〔气体分子运动论和热力学基础〕 分子运动论和热力学是从不同的观点、用不同的方法来研究物质热运动的规律。分子运动论是微观理论，热力学是宏观理论。进行这部分教学时，要求学生初步领会微观理论和宏观理论各自的特点，以及两者之间相辅相成的关系。由于学生对微观理论中的统计平均概念，以及宏观理论中的逻辑推理方法还不熟悉、不习惯，因此在教学中应多加诱导，使学生逐步掌握这两种问题的处理方法。
(3)〔电磁学〕 电磁运动是物质一种基本运动形式。电磁运动的规律和理论在工程技术中有广泛应用，因此电磁学在大学物理占有很重要的地位。
在教学中，电磁学部分应以场为主。重点介绍静电场和稳定磁场的基本概念和基本规律，以及随时间变化的磁场与电场间的互相关系。利用微积分矢量分析等来表达电场、磁场所遵循的规律并进行简单的运算。关于电流部分，主要用场的观点阐明稳恒电流中基本概念和基本规律。(4)〔振动、波动和波动光学〕 振动和波动是一种普遍而又重要的运动形式。机械振动、机械波和电磁振荡、电磁波虽然机理不同但其运动规律和基本特征却是相同的。在自然界和工程技术中振动和波动是很普遍的。
振动和波动的重点内容是谐振动的基本特征和规律，同方向同频率振动的合成，平面简谐波方程，波传播能量的概念和波的叠加原理，教学中应着重抓住这些重点，讲清与这些内容有关的物理概念和物理规律。
在波动光学的教学中，应着重通过光的干涉、衍射和偏振现象认识光的波动性，以及干涉、衍射和偏振的基本定律和应用。
(5)〔近代物理〕近代物理在科学技术的发展与应用日趋重要，现代高科技中不少课题是与近代物理有关的。因而在工科物理中它占有一定地位。但是近代物理部分涉及的内容很广泛，在课时日益减少的情况下，不可能在本课程有限时间内讲述详细，所以在内容选择上应有所侧重。在这部分中应以狭义相对论及量子理论为重点。量子理论中则以经典量子论为主。
四、课程的重点和难点
1 力学
(1)质点运动学：位置矢量、位移的矢量性。速度、加速度的瞬时性、矢量性。运动的相对性和独立性。曲线运动中的切向加速度与法向加速度。从已知运动方程求导得到速度和加速度。从已知的加速度通过积分求得运动方程。描述质点运动规律时直角坐标系与自然坐标系的建立。
圆周运动的角量描述，角量与线量的关系。
(2)质点动力学：牛顿运动定律。用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。惯性系与伽利略相对性原理。力学量的国际单位制。
变力做功的计算。保守力做功特征。势能，重力势能、弹性势能的计算式。
功能原理，机械能守恒定律的条件及其应用。动能定理，动量定理的物理意义、表达式及其应用。
(3)刚体的转动：力矩、转动惯量、角动量物理概念。刚体定轴转动的转动定律的物理意义及其应用。平动物体与转动物体所组成系统简单综合性问题的解题思路和方法。
2 气体分子运动论和热力学基础
(4)气体分子运动论：平衡态。理想气体状态方程及其应用。压强与温度的微观意义。能量按自由度均分原理。平均平运动能与温度的关系。气体分子平均动量的计算。理想气体内能的计算及它与温度之间的关系。宏观量与微观量之间的关系。 气体分子速率的统计分布规律。气体分子三种速率的统计意义，公式及其用途。气体分子平均碰撞次数及平均自由程的计算。气体内迁移的实验定律及其定性的微观解释。
(5)热力学的物理基础：功、热量、内能的物理意义。做功与传递热量对系统内能改变的等效性。热力学第一定律的物理意义及它在理想气体等值过程中的应用。气体的摩尔热容公式及计算。理想气体等值过程的特点及过程方程。
循环过程的定义。循环效率的计算。卡诺循环的特点及效率的计算。可逆过程与不可逆过程。卡诺定理的意义。
热力学第二定律的两种表术及其物理意义及它在判定自然过程进行的方向性所发挥的作用。
3 电学
(6)静电场：电场强度、电势、电势差、电力线、电位移、电通量等物理概念的意义。库仑定律、场强叠加原理、高斯定理的物理意义及其应用。场强与电势梯度的关系。运用高等数学工具计算较有规则的几何形态带电体附近空间的场强、电势。
(7)静电场中的导体和电介质：导体静电平衡的条件与特征。静电场中电介质的极化现象及其微观解释。有导体和电介质存在的静电场中，场强及电势的计算。有电介质存在的静电场中，利用高斯定理求解场强的条件和方法。
电容值的定义。导体及电容器电容的计算。电场的能量密度公式及电场能量的计算。
(8)稳恒电流：维持稳恒电流的条件。电源电动势的概念。闭合回路及一段含源电路欧姆定律的意义，实质及其应用。欧姆定律微分形式的物理意义。焦耳一愣茨定律微分形式的物理意义。
基尔霍夫定律的物理意义及其应用，用它解题时应注意之点。
(9)电流的磁场：磁场的物质性。磁感应强度的定义。磁力线与磁通量的定义及磁通量的计算。
毕奥—沙伐尔定律的应用。用安培环路定律求解磁感应强度的条件和方法。运动电荷的磁感应强度公式。
(10)磁场对电流的作用：安培定律及其应用。磁矩的定义。磁矩的功。洛仑磁力的计算。带电粒子在均匀的电场和磁场中的运动规律。霍耳效应的产生及其应用。
(11)电磁感应：动生电动势的产生、微观解释及其计算。感生电动势的产生、微观解释及其计算。涡旋电场的产生及其计算。自感与互感现象的产生原因及其应用。互感系数与自感系数的计算。互感电动势与自感电动势的计算。
磁场能量密度公式。磁场能量的计算。
(12)物质的磁性：磁介质概念。磁介质磁化现象的定性解释。磁场强度的定义。铁磁质磁化的特点及其应用。
(13)电磁理论的基本概念、电磁振荡、电磁波：位移电流概念。变化电场引起变化磁场；变化磁场引起变化电场的规律。麦克斯韦方程组主积分形式的物理意义。
4 机械振动与机械波
(14)机械振动：谐振动微分运动方程的建立。谐振动的基本特征。振幅、周期、频率、位相的物理概念。利用初始条件计算谐振动的初相和振幅。简谐振动方程的建立。
谐振动的动能，势能及系统的能量特征、系统能量与振幅的关系。
同方向同频率谐振动合成的计算。合振动大小与分振动位相差的关系。
(15)机械波：振幅、周期、频率、波速等物理概念。平面简谐波动方程的建立及方程各物理量的意义。波的叠加原理，波的相干条件、波干涉现象及干涉加强和削弱的条件。波干涉加强与削弱的计算。
波的能量特征。能流密度公式。波能量与振动能量的异同。
驻波的形成条件及特征，它与行波的区别。
5 波动光学
(16)光的干涉：光的相干性及相干光的获得方法。光程、光程差的概念。光干涉加强与削弱的条件。光干涉静态与动态分布特征及其光干涉强弱分布的计算。等倾及等厚干涉的计算及应用。
(17)光的衍射：光的衍射现象。惠更斯—菲涅耳原理。半波带法，单缝夫琅和费衍射的特征及强弱分布的计算。光栅衍射光谱。光栅衍射主极大的计算方法。光学仪器的分辨率。
(18)光的偏振：自然光与偏振光的概念。偏振光的产生与检验方法。马吕斯定律及布懦斯特定律的应用。光的双折射现象。偏振光干涉的应用。
6近代物理
(19)狭义相对论基础：爱因斯坦相对论的基本假设及相对论的时空观。洛仑兹的坐标变换及速度变换。同时性的相对性。时间的膨胀与长度缩短效应。质量与速度的关系。能量与质量的关系。
(20)光的量子性：光电效应的实验定律。爱因斯坦的光子说。爱因斯坦方程。光电效应的应用。光的二象性。
五、课程的学时分配
略
六、教材和主要参考书 教材：《物理学》 马文蔚 高等教育出版社
参考书：《大学物理学》程守洙 高等教育出版社
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