第一篇：原子物理與量子力學課程重點

原子物理與量子力學課程重點

每章最后的總結需要深刻理解，關鍵公式需要記憶

4道大題分別考察以下內容：

? 一維薛定鄂方程求解問題：有線深方勢阱，?勢阱，勢壘隧穿，不對稱勢阱。? 要點：在不同區域合理假設波函數，E>V時振蕩，E

? 邊界條件連接，注意?勢的地方一階導數有個跳躍

? 有時會用到圖解法

? 量子力學一般問題，給定零時刻波函數，求t時刻波函數

? 中心力場三維問題

? 三維問題的分離變量法RnlYlm

? 中心力場中的離心勢能

? 球方勢阱

? 氫原子問題

? 角動量耦合及角動量理論

? 理論適用于軌道，自旋及耦合后的角動量

? 泡利矩陣，特殊性質

? 升降算符作用的公式

? 有限維度下的矩陣表示(e.g., l=1,2,s=1/2,3/2)

? 表象及表象變換（Lx表象和Lz表象的幺正變換矩陣，耦合表象和未耦合表象之間變換的CG系數）

? 自旋軌道耦合，自旋單態和三重態，波函數對稱性要求

? 磁場中的電子與矩陣力學

? 自旋與軌道磁矩在磁場中的哈密頓量

? 關于自旋分量的測量

? 量子力學一般問題，給定t=0時刻，求t時刻的態

? 矩陣特征值和特征向量的求法

? 在A算符的本征態上測量B算符，幾率，測量值和平均值

? 填空題主要考點：

? 幾個原子模型的特點，幾個基本常數（玻爾半徑，精細結構常數，旋磁比，拉莫進動頻率，玻爾磁子），幾個關鍵實驗證明了什么物理事實

? 盧瑟福散射公式，黑體輻射的普朗克公式，光譜的里德堡方程

? 塞曼效應：正常，反常，強磁場，弱磁場，譜線分裂奇偶，原因：自旋軌道耦合是否破壞

? 氫原子：基態能量，波函數，三個量子數的物理意義，取值范圍，玻爾半徑，能級簡并度等

? 守恒律與對稱性的關系，波函數的統計解釋，幾率流的概念

? 角動量耦合中力學量完全集的選取（耦合與未耦合表象）

? 算符對易關系的計算和測不準原理的證明

? 厄米算符本征值和本征函數的性質(正交歸一完備)，任何態在其張開的空間展開 ? 量子力學測量：位置，動量，能量，以及其他物理量，測量值，幾率，平均值 ? 全同粒子，波色子與費米子，波函數對稱性要求，自旋與統計規律，凝聚與簡并

第二篇：原子物理教學重點

【教學目的】

了解原子物理學的研究對象、發展簡史及課程的特點、學習方法、要求。

第一節 原子物理學的研究對象、基本內容和發展簡史

1.原子物理學的發展簡史 2.原子物理學的地位與作用 3.原子物理學的基本內容及研究前景

第二節 原子物理學的學習方法、教學要求

1.原子物理學的學習方法

2.教學要求 3.參考讀物

第一章 原子的基本狀況

【教學目的】

掌握原子的靜態性質；了解電子的發現、α粒子散射實驗等實驗事實；掌握庫侖散射公式和盧瑟福散射公式的推導、原子核大小的估計和原子的核式結構。

【重點難點】

原子質量和大小的量級；盧瑟福散射公式；原子的核式模型。

第一節 原子的質量和大小 原子的質量，原子的大小量級；

第二節 原子的核式結構

原子的湯姆遜模型及其困難，粒子散射實驗，盧瑟福核式結構模型，級，同位素。

第二章 原子的能級和輻射 【教學目的】

掌握氫原子及類氫離子光譜規律及及類氫離子光譜線系公式；掌握玻爾理論的要點，會畫能級躍遷圖；理解夫蘭克—赫茲實驗原理、方法及結論；一般了解縈末菲量子化條件及應用；理解量子化這一新的規律，學習這一規律提出中物理學家的大膽探索和創新精神；理解玻爾對應原理、玻爾理論的地位和缺陷；了解原子的自發輻射、受激輻射與吸收。【重點難點】

重點：玻爾氫原子理論；量子化、量子數、躍遷等概念及重要性；夫蘭克—赫茲實驗； 難點：量子理論的建立、空間量子化

第一節 氫原子光譜的實驗規律

（1）光譜學與原子結構研究（2）氫原子光譜的實驗規律（3）氫原子的光譜線系；經典理論的困難。

第二節 玻爾的氫原子理論和原子能級

粒子散射理論，原子核的大小量

（1）玻爾量子化假設及其提出背景；（2）氫原子能級和躍遷；（3）氫原子光譜線系的解釋；（4）玻爾

理論中的普遍規律。第三節 類氫離子的光譜

（1）類氫離子光譜的實驗規律；（2）玻爾理論對類氫離子的解釋；（3）里德伯常數的變化——核運動的影響

第四節 夫蘭克—赫茲實驗與原子能級

（1）實驗的核心思想；（2）實驗裝置及現象；（3）實驗現象的理論解釋；（4）實驗結論。

第五節 電子軌道量子化

（1）量子化通則；（2）電子的橢圓軌道運動；（3）氫原子能量的相對論效應；（4）空間量子化。

第六節 對應原理和玻爾理論的地位

（1）對應原理；（2）玻爾理論的成就及其局限性

第三章 量子力學簡介 【教學目的】

了解量子力學的幾個基本概念，和對微觀粒子體系描述的理論出發點與方法，理解量子化是薛定諤方程和波函數物理意義的自然結果。不要求應用薛定諤方程解題。【重點難點】

重點：德布羅意假設和微觀粒子的波粒二象性、波函數的統計詮釋、不確定關系、求解定態薛定諤方程（本征問題）的基本步驟、量子力學對氫原子的描述及三個量子數。

難點：波函數的統計詮釋、不確定關系、量子力學對氫原子的描述。第一節 波粒二象性

（1）德布羅意假設；（2）波粒二象性；（3）Davisson-Germer電子衍射實驗；（4）測不準關系。第二節 波函數及物理意義

（1）微觀狀態的描述-----波函數；（2）波函數的物理意義；（3）幾個原理性驗證實驗（4）薛定諤方程及應用舉例。

第三節 量子力學對氫原子的描述

（1）量子力學對氫原子的描述；（2）描述電子空間運動的三個量子數的比較。

第四章 堿金屬原子和電子自旋 【教學目的】

掌握堿金屬原子能級和光譜的一般特性;理解原子實極化與軌道貫穿的作用;掌握電子自旋概念與自旋量子數的意義;掌握角動量耦合方法，理解電子自旋與軌道運動的相互作用；掌握堿金屬原子光譜精細結構形成的物理本質；掌握單電子原子態符號描述。軌道貫穿、原子實極化及相對論效應只作定性說明。【重點難點】

重點：堿金屬原子光譜、電子自旋、單電子角動量的合成、四個量子數、單電子躍遷選擇定則、光譜的精細結構。

。（3）與玻爾量子論結果

難點：電子自旋概念；堿金屬原子能級分裂的物理原因；光譜精細結構的成因分析。第一節 堿金屬原子的光譜

（1）堿金屬原子的光譜的實驗規律；（2）與氫原子光譜的比較；（3）線系及線系公式；（4）光譜項公式、量子虧損；（5）能級圖。第二節 原子實極化和軌道貫穿

（1）原子實和價電子；（2）原子實的極化效應；（3）價電子的軌道貫穿效應。第三節 堿金屬原子光譜的精細結構

（1）實驗規律；（2）實驗結果的分析與推論； 第四節 電子自旋 自旋---軌道相互作用

（1）電子自旋概念；（2）單電子總角動量；（3）自旋---軌道運動相互作用能；（4）堿金屬原子能級的精細結構；（5）堿金屬原子態符號； 第五節 單電子輻射躍遷選擇定則

（1）單電子躍遷選擇定則；（2）堿金屬原子光譜精細結構的解釋； 第六節 氫原子光譜的精細結構

（1）氫原子能級的精細結構；（2）氫原子光譜的精細結構；（3）蘭姆位移。

第五章 多電子原子 【教學目的】

熟練掌握兩個價電子的耦合方法、氦和堿土金屬原子態的推求，并能夠熟練畫出相應的能級躍遷簡圖；熟練掌握泡利不相容原理和輻射躍遷的選擇定則，并能應用；了解多電子原子光譜的一般規律；了解激光器的工作原理。【重點難點】

重點：L-S 耦合；洪特規則和朗德間隔定則；多電子原子的光譜、能級圖和原子態；泡利原理和同科電子原子態的確定；輻射躍遷的普用選擇定則。

難點：L-S 耦合；泡利原理和同科電子原子態的確定。第一節 氦和堿土金屬原子光譜和能級

（1）氦原子光譜的五個特點；（2）氦原子的能級結構方式；（3）鎂原子光譜及能級結構。第二節 具有兩個價電子的原子態

（1）電子組態；（2）電子間的磁相互作用；（3）LS耦合方案；（4）LS耦合中的經驗規則；（5）LS耦合模型對He、Mg能級結構的理解；（6）jj耦合；（7）兩種角動量耦合模型的比較。第三節 泡利原理與同科電子

（1）電子的量子狀態描述；（2）泡利原理；（3）同科電子；（4）同科電子形成的原子態。第四節 復雜原子光譜的一般規律

（1）光譜和能級的位移定律；（2）能級多重性的交替律；（3）三個或三個以上價電子原子態的推導。（4）幾個經驗規則。

第五節 輻射躍遷的選擇定則

（1）電偶極躍遷；（2）拉波特定則；（3）LS耦合的選擇定則；（4）jj耦合的選擇定則。（5）He、Mg的能級躍遷圖

第六節 激光器的工作原理簡介

（1）吸收、自發輻射和受激輻射；（2）激光產生的條件；（3）激光器的組成部分；（4）He—Ne激光器

工作原理；（5）激光器的應用

第六章 原子的殼層結構

【教學目的】

了解元素周期表的結構，掌握玻爾對元素周期表的物理解釋；理解并掌握電子填充原子殼層的原則；能正確寫出原子基態的電子組態，并求出其基態的原子態符號；了解電子填充殼層時出現能級交錯的原因。

【重點難點】

重點：電子填充殼層的原則；原子基態的確定。

難點：原子基態的確定。第一節 元素性質的周期性變化

（1）元素周期表；（2）元素性質的周期性變化

第二節 原子的電子殼層結構

（1）描述電子狀態的兩套量子數；（2）泡利不相容原理；（3）殼層和次殼層最多容納的電子數；（4）

殼層和次殼層的光譜學符號；（5）能量最低原理

第三節 原子基態的確定

（1）滿殼層和滿次殼層角動量為零；（2）洪特規則；（3）原子基態的確定

第四節 元素周期表的形成

（1）電子的能級填充次序；（2）元素周期表的建造

第七章 在磁場中的原子

【教學目的】

掌握原子磁矩概念和有關計算；掌握原子在外磁場中附加能量公式，并能用來解釋原子能級在外磁場中分裂現象；正確解釋史特恩——蓋拉赫實驗的結果；會用量子理論對塞曼效應、帕邢—巴克效應作出解釋，能進行塞曼譜線的波數計算；一般了解物質的磁性、順磁共振、核磁共振等概念和原理

【重點難點】

重點：原子磁矩、原子能級在磁場中的分裂、塞曼效應、史特恩-革拉赫實驗結果的分析。

難點：拉摩爾進動；帕邢—貝克效應。

第一節 原子的磁矩

（1）電子的軌道運動磁矩和自旋運動磁矩；（2）單電子原子的總磁矩和朗德因子；（3）具有兩個或兩個以上價電子原子的磁矩（LS耦合）；（4）具有兩個或兩個以上價電子原子的磁矩（jj耦合）

第二節 外磁場對原子的作用

（1）拉莫爾進動與拉莫爾頻率；（2）原子受磁場作用的附加能量（分弱場和強場兩種情形）

第三節 史特恩---革拉赫實驗

（1）實驗的背景和核心思想；（2）實驗裝置及非均勻磁場中原子的運動分析；（3）實驗結果與分析；（4）

實驗的結論與意義。第四節 塞曼效應

（1）塞曼效應實驗現象；（2）塞曼效應的理論解釋；（3）幾個原子譜線塞曼分裂的討論；（4）塞曼分

裂譜線的偏振性質。第五節 帕邢---貝克效應

（1）帕邢---貝克效應；（2）帕邢---貝克效應的理論解釋；（3）與塞曼效應的比較；（4）關于強場和

弱場。

第六節 物質的磁性、順磁共振、核磁共振

（1）抗磁性和順磁性；（2）順磁共振原理與實驗；（3）核磁共振原理與實驗。

第八章 X射線 【教學目的】

了解X射線的性質；掌握X射線的連續譜與標識譜的特征和產生的機制；掌握與X射線標識譜相關的原子能級結構；了解物質對X射線吸收的規律；掌握康普頓散射。

【重點難點】

重點： X射線連續譜與標識譜及產生機制；莫塞萊定律；康普頓散射。難點： X射線的連續譜與標識譜產生的機制、與X射線標識譜相關的原子能級結構。

第一節 X射線的產生及性質

（1）X射線的產生；（2）X射線的性質；（3）X射線的波長測量方法（晶體衍射）

第二節 X射線的發射譜

（1）X射線的發射譜；（2）連續譜、特征及其產生機理；（3）標識譜及特點；（4）莫塞萊定律；（5）

標識譜的產生機理

第三節 同X射線標識譜相關的原子能級

（1）內殼層具有一個空位的狀態描述；（2）X射線標識譜相關的原子能級及躍遷

第四節 X射線的吸收譜

（1）光子與物質的相互作用；（2）吸收譜與吸收限；（3）吸收限與原子能級。

第五節 康普頓效應

（1）康普頓散射實驗現象；（2）康普頓散射的理論解釋；（3）康普頓散射實驗的意義。

第九章 原子核物理簡介

【教學目的】

了解原子核的各種性質；掌握原子核結合能的計算方法；掌握原子核的放射性衰變規律；掌握α、β和γ衰變的規律；掌握核力的性質，理解核力的介子論；掌握核反應遵循的守恒定律、核反應中的反應能和閾能的計算；理解重核裂變和輕核聚變的機制，了解原子能的利用。

【重點難點】

重點：結合能概念及計算；放射性衰變的類型、衰變規律、衰變能等概念和計算；重核裂變和輕核聚變過

程中的核能釋放與利用。難點：核力的介子論。第一節 原子核的基本性質

（1）原子核的電荷；（2）原子核的質量；（3）核的組成；（4）核的大小與形狀；（5）核自旋與核磁矩；（6）核的統計性質與宇稱；（7）原子核的結合能及特點。

第二節 原子核的放射性衰變

（1）核衰變的幾種模式；（2）

衰變基本規律及衰變能；（3）

衰變基本規律及衰變能；（4）

衰

變；（5）放射性衰變定律、半衰期和平均壽命。

第三節 核力與介子

（1）核力的性質；（2）電磁力的產生機制；（3）核力的介子理論

第四節 核反應

（1）幾個著名的核反應；（2）核反應中的守恒定律；（3）核反應能計算的幾種方法；（4）核反應閾能。

第五節 原子能的利用

（1）重核裂變；（2）裂變能的計算；（3）反應堆與原子彈；（4）輕核聚變及困難；（5）太陽能----引力約束聚變；（6）氫彈----慣性約束聚變；（7）磁約束可控聚變反應堆----人類不竭能源的希望

【課程考試】

本課程的成績由平時成績（占30％）和期末考試成績（占70％）組成。其中，平時成績依據作業和課堂提問、討論、出勤等評定。期末考試采用閉卷、筆試方式，主要考查基本概念、基本理論和基本知識，測評

學生的理解、分析和綜合應用等能力。

第三篇：《量子力學》課程教學大綱

《量子力學》課程教學大綱

一、課程說明

（一）課程名稱、所屬專業、課程性質、學分；

課程名稱：量子力學

所屬專業：物理學專業

課程性質：專業基礎課

學 分：4

（二）課程簡介、目標與任務；

課程簡介：

量子理論是20世紀物理學取得的兩個（相對論和量子理論）最偉大的進展之一，以研究微觀物質運動規律為基本出發點建立的量子理論開辟了人類認識客觀世界運動規律的新途徑，開創了物理學的新時代。

本課程著重介紹《量子力學》（非相對論）的基本概念、基本原理和基本方法。課程分為兩大部分：第一部分主要是講述量子力學的基本原理（公設）及表述形式。在此基礎上，逐步深入地讓學生認識表述原理的數學結構，如薛定諤波動力學、海森堡矩陣力學以及抽象表述的希爾伯特空間的代數結構。本部分的主要內容包括：量子狀態的描述、力學量的算符、量子力學中的測量、運動方程和守恒律、量子力學的表述形式、多粒子體系的全同性原理。第二部分主要是講述量子力學的基本方法及其應用。在分析清楚各類基本應用問題的物理內容基礎上，掌握量子力學對一些基本問題的處理方法。本篇主要內容包括：一維定態問題、氫原子問題、微擾方法對外場中的定態問題和量子躍遷的處理以及彈性散射問題。

課程目標與任務：

1.掌握微觀粒子運動規律、量子力學的基本假設、基本原理和基本方法。

2．掌握量子力學的基本近似方法及其對相關物理問題的處理。3．了解量子力學所揭示的互補性認識論及其對人類認識論的貢獻。

（三）先修課程要求，與先修課與后續相關課程之間的邏輯關系和內容銜接；

本課程需要學生先修《電磁學》、《光學》、《原子物理》、《數學物理方法》和《線性代數》等課程。《電磁學》和《光學》中的麥克斯韋理論最終統一了光學和電磁學；揭示了任意溫度物體都向外輻射電磁波的機制，它是19世紀末人們研究黑體輻射的基本出發點，對理解本課程中的黑體輻射實驗及紫外災難由于一定的幫助。《原子物理》中所學習的關于原子結構的經典與半經典理論及其解釋相關實驗的困難是導致量子力學發展的主要動機之一。《數學物理方法》中所學習的復變函數論和微分方程的解法都在量子力學中有廣泛的應用。《線性代數》中的線性空間結構的概念是量子力學希爾伯特空間的理論基礎，對理解本課程中的矩陣力學和表象變換都很有助益。

（四）教材與主要參考書。

[1] 錢伯初, 《理論力學教程》, 高等教育出版社;（教材）[2] 蘇汝鏗, 《量子力學》, 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、課程內容與安排

第一章 微觀粒子狀態的描述

第一節 光的波粒二象性 第二節 原子結構的玻爾理論 第三節 微觀粒子的波粒二象性 第四節 量子力學的第一公設：波函數

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；6學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹量子力學的實驗基礎、研究對象和微觀粒子的基本特性及其狀態描述。

【重點掌握】：

1.量子力學的實驗基礎：黑體輻射；光電效應；康普頓散射實驗；電子晶體衍射實驗;2.微觀粒子的波粒二象性； 3.微觀粒子狀態的波函數描述。【了解】：

1.單電子單縫衍射實驗和雙縫干涉實驗； 2.玻爾互補原理。【難點】：

1.對微觀粒子的波粒二象性的理解；

2.對微觀粒子狀態的波函數描述及其幾率解釋的理解。

第二章 量子力學中的力學量

第一節 量子力學的第二公設：算符

第二節 量子力學的第三公設：測量 算符的本征值和本征函數

第三節 力學量完全集 算符的對易關系

第四節 海森堡不確定關系

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；8學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹微觀粒子力學量的算符描述方法及其性質；介紹量子系統的測量結果及其不確定性。

【重點掌握】：

1.算符表示力學量的線性性和厄米性； 2.算符本征值和本征態及其性質； 3．量子系統的測量結果； 4．海森堡不確定關系。【掌握】：

1.如何求任意算符的本征解；

2.如何利用不確定關系估算量子系統基態能。【難點】： 1.厄密算符本征函數的正交性和完備性； 2.量子系統測量結果及其所伴隨的波包塌縮； 3.量子力學中的不確定關系及其物理意義和物理后果。

第三章 量子力學的動力學和守恒量

第一節 量子力學的第四公設：薛定諤方程

第二節 力學量平均值隨時間的演化 守恒量

第三節 一維定態問題：無限深勢阱；有限深勢阱；δ勢阱；一維諧振子；勢壘貫穿和掃描隧道顯微鏡

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；10學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要講授量子力學的動力學演化方程-薛定諤方程及其求解；講授定態薛定諤方程及其典型的一維問題求法。

【重點掌握】：

1.量子力學的動力學演化：薛定諤方程及其求解方法； 2.幾類典型一維定態薛定諤方程的求法； 【一般了解】：

1.理解守恒量和對稱性的關系； 2.無限深勢阱的應用：量子點；

3.勢壘貫穿的應用：掃描隧道顯微鏡及其發展

【難點】：定態薛定諤方程和時間相關薛定諤方程的求法。

第四章 三維定態問題：氫原子和類氫原子

第一節 中心力場的一般分析

第二節 自由粒子球面波解

第三節 氫原子定態能級

第四節 堿金屬原子能級

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；8學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹三維定態薛定諤方程的球坐標求法；介紹氫原子和堿金屬原子能級結構特征及其不同。

【重點掌握】：氫原子能級結構。

【掌握】：堿金屬原子能級結構中的量子數虧損。

【難點】：氫原子能級結構、其簡并度及其與玻爾氫原子模型的對比。

第五章 量子力學的表述形式

第一節 希爾伯特空間

第二節 態矢和算符

第三節 表象和表象變換

第四節 幾種常見的表象：坐標表象；動量表象；能量表象；角動量表象

第五節 量子力學中的繪景：薛定諤繪景；海森堡繪景

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；10學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹量子力學的抽象表述：希爾伯特空間、態矢和算符；介紹量子力學的表象理論及其表象變換；介紹幾類典型的表象。

【重點掌握】：

1.希爾伯特空間和態矢；

2.表象和表象變換、能量表象和角動量表象。【掌握】：量子力學中的繪景及其物理等價性。【了解】：坐標表象和動量表象及其聯系。【難點】：

1.表象的物理意義；表象變換的物理目的；不同表象所反映出來的同一態矢的物理相關性。

2.利用能量表象和角動量表象對具體問題進行處理的方法。

第六章 量子力學的近似方法

第一節 定態微擾方法

第二節 變分法

第三節 WKB方法

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；6學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹定態微擾方法和變分法及其應用。【重點掌握】：定態微擾方法對量子力學問題的求解。

【一般了解】：變分法和WKB方法對相關量子力學問題的求解。

【難點】：理解量子力學的不可解問題及其近似方法；理解微擾近似方法的基本原理和物理思想。

第七章 自旋

第一節 電子自旋

第二節 電子的總角動量

第三節 原子的精細結構：L-S耦合

第四節 帶電粒子在電磁場中的運動：正常塞曼效應；反常塞曼效應；朗道能級和量子霍爾效應

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；10學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹電子自旋及其所導致的堿金屬原子的精細結構；介紹帶點粒子在電磁場中運動的哈密頓量以及磁場導致的原子能級劈裂（塞曼效應）。

【重點掌握】：掌握電子的自旋的發現實驗和理論描述；掌握自旋軌道耦合導致的原子能級的精細結構；掌握磁場導致的原子能級劈裂的塞曼效應；掌握角動量耦合規則。

【一般了解】：了解量子霍爾效應及其最新進展。

【難點】：掌握微擾法對原子能級劈裂（精細結構和塞曼效應）的計算方法；掌握自旋軌道耦合導致的原子能級劈裂的物理機制；掌握正常塞曼效應和反常塞曼效應能級分裂的特征。

第八章 散射

第一節 散射問題的一般描述

第二節 分波法

第三節 玻恩近似

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；4學時

（二）內容及基本要求

主要內容：簡要介紹散射問題的一般描述；介紹基于玻恩近似的分波法對散射問題的描述。

【掌握】：散射問題的微觀描述。【難點】：分波法對平面波的球面波展開。

第九章 量子躍遷

第一節 含時微擾方法

第二節 周期性外場引起的量子躍遷

第三節 光的輻射和吸收

第四節 激光原理

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；6學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹含時微擾方法及其對原子躍遷的處理；介紹原子躍遷選擇定則的量子力學基礎。

【重點掌握】：含時微擾方法和原子躍遷的選擇定則。【難點】：含時微擾方法對原子受激輻射的處理。

第十章 多粒子體系的全同性原理

第一節 量子力學的第五共設：全同性原理 第二節 玻色子系統波函數的對稱化

第三節 費米子系統波函數的反對稱化

（一）教學方法與學時分配：課堂講授；4學時

（二）內容及基本要求

主要內容：主要介紹量子力學的第五公設及其對全同微觀粒子的分類；介紹全同性原理對兩類微觀粒子的波函數的限制：對稱化和反對稱化。

【重點掌握】：微觀全同粒子的不可區分性；玻色子和費米子波函數的對稱化與反對稱化。

【一般了解】：氫分子的本征波函數中的全同性原理。

【難點】：理解微觀全同粒子的不可區分性和宏觀全同粒子的可區分性的物理根源；掌握波函數（反）對稱化的基本過程。

制定人：安鈞鴻 審定人： 批準人： 日 期：

第四篇：量子力學 課程教學基本要求

附件2

量子力學 課程教學基本要求

課程名稱： 量子力學

適應專業： 物理學

課程類型： 3（1通識教育課、2學科大類基礎課、3專業基礎課、4專業課、5專業方向課、6其它）

授課類型：1（1講授為主、2實踐實驗為主、3研討為主、4其他）

一、課程地位與作用

《量子力學》是物理學專業學生必修的理論課程。量子力學是將物質的波動性與粒子性統一起來的動力學理論，反映了微觀粒子的運動規律，它不僅是近代物理的重要支柱之一而且在核物理、凝聚態物理、表面物理、激光、生物學、化學等許多近代科學和技術的分支中有著廣泛的應用。本課程使學生以全新觀念去認識物質世界，掌握量子理論的基本概念和原理，為進一學習了近代物理和現代科學技術奠定基礎；培養學生辯證唯物主義世界觀，獨立分析問題和解決問題的能力和科學素養。

二、課程目標

1、知識目標

（1）使學生了解微觀世界矛盾的特殊性和微觀粒子的運動規律，掌握量子力學的基本原理和方法，為進一步學習打下較扎實的基礎。

（2）使學生了解量子力學在物理學中的地位、作用和在近代物理學中的廣泛應用，深化和拓展學生在普通物理中學過的有關內容，以適應專業學習和今后進一步深造或從事物理教學等的需要。

2、能力目標（1）實踐能力

運用量子力學的知識思考、研究和解釋微觀世界的物理現象，指導近代物理實驗。具備教師指導下自主學習的能力，對量子力學在高新技術領域和生產實踐中的應用及與量子力學密切相關的交叉學科、新技術發展的了解能力。（2）創新能力

注重學生求異思維基本素質的培養，在認識微觀世界事物的學習過程中能關注事物的不同點、特殊性及事物的現象與本質之間的關聯和差異，啟迪創新思維，培養豐富的想象力與創新能力。

三、課程內容

1、課程內容結構

教學內容主要由量子力學的基本理論與應用兩部分構成。基本理論包括初等量子力學的基本概念、原理與基本方法(主要包含物質的波動-粒子二重性，波函數及其統計解釋，Schr?dinger方程，力學量與力學量算符，態與力學量表象，微擾理論，自旋與全同粒子，散射問題)。應用主要圍繞說明基本概念與基本方法展開。

2、課程內容更新

簡諧振子的算符解法及應用，帶電粒子在電磁場中的運動，對稱性與守恒律，量子糾纏，并適當增加量子力學在現代科技中的應用實例。

四、課程組織形式與方法

1、課堂教學（1）講授

量子力學課程的教學內容主要通過教師課堂講授為主，結合啟發與討論完成。講授的主要內容有經典物理學的困難與量子力學的誕生，波函數與Schr?dinger方程，量子力學中的力學量，態與力學量表象，定態微擾，量子躍遷，粒子的自旋，全同粒子，散射。根據教學大綱要求，突出重點和難點。（2）教師指導下的學生自學

指導學生自主學習量子力學的參考書、專著和文獻；設計富有啟發性的思考題和討論題，引導學生思考與討論，使學生在研究問題中加深對概念與原理的理解，獲得學習方法和解決實際問題的訓練。（3）其它教學方法

采用多媒體輔助教學手段，結合傳統教學方法，解決好教學內容多、信息量大與學時少的矛盾；利用課程網絡教學平臺建立教學互動，指導和豐富學生課外學習。運用科學研究訓練方法，引導學生研究量子力學學習中存在的問題，開展專題討論。

2、課外學習（1）作業

作業1：課外練習。作業2：課外思考與討論。

作業3：課程學習總結或小專題研究報告。（2）閱讀參考書

①.《量子力學教程》曾謹言著，（科學出版社出版）。②.《量子力學導論》曾謹言著，（北京大學出版社版）。③.《量子力學導論》熊鈺慶主編，（廣東高等教育出版社出版）。④.《量子力學基礎》關洪，（高等教育出版社出版）。⑤.《量子力學》汪德新，（湖北科學技術出版社出版）。

⑹.瓦爾特?顧萊納著，王德民等譯：《量子力學導論》，（北京大學出版社）。⑺.Quantum Mechanics an Introduction，Greiner（world scientific）

五、課程考核

1、課程成績構成（1）平時成績占百分比平時成績占總分40%（2）考試成績占百分比 考試成績占總分60%。

2、考核內容與形式

（1）知識類考核

本課程采用閉卷考試形式。重點考試內容：量子力學的基本知識、基本理論、基本方法和應用技能，解決基本問題的能力。（2）能力類考核

通過學生平時作業、課堂提問與討論考查學生的學習能力，理解和掌握相關知識的程度以及實際應用能力。

利用課程學習總結或小專題研究報告考查學生的自主學習能力，促進學生研究性學習，啟迪學生的創新思維。

第五篇：課程與教學論的重點

課程與教學論的重點 名詞解釋：

1、課程：（廣義)一切有規定數量和內容的工作或學習。（狹義）專指學校課程，基本含義是”學校教學的科目及其進程。

2、教學：是“教師的教與學生的學的共同活動。學生在教師有目的有計劃的指導下，積極主動地掌握系統的文化科學基礎知識和基本技能，發展能力，增強體質，并形成一定的思想品德。”

3、課程結構：是指學校課程體系中各種課程類型及具體科目的組織、搭配所形成的合理關系與恰當比例，是由各類課程構成的、有機的、完整的統一體。

4、課程計劃：教學過程要達到的目標、教學的預期結果或者教學的預先計劃

5、課程標準：是根據課程計劃，以綱要形式編制的各門課程的目的目標、教學內容范圍、實施原則及方式、結果標準及其結構的指導性文件。

6、教育目標：教育目的的下位概念，所體現的是不同性質的教育和不同階段的教育的價值。

7、教學模式：是在某一教學思想和教學原理的指導下，圍繞某一主題，為實現教學目標而形成的相對穩定的規范化教學程序及其操作體系。

8、教科書：課本又稱為教科書，在我國也叫教材，是根據課程計劃和課程標準編寫的、用于課堂教學的正規的專門用書。

9、學科課程：是以文化知識為基礎，按照一定的價值標準從不同知識領域或學術領域選擇一定的內容，根據知識的邏輯體系將所選出的知識組織為學科。

10、綜合課程：有意識的運用兩種或以上的學科知識觀和方法論去考察和探究一個中心主題或問題的課程取向。

11、活動課程：又被稱為經驗課程，是與學科課程相對應的，以圍繞學生的發展需要和興趣愛好為中心、以活動為組織方式的課程形態。

12、最近發展區：即兒童的現有水平與經過他人幫助可以達到的較高水平之間的差距。

13、六藝:

14、七藝: 簡答：

1、教學論的研究對象和任務： 研究對象：課程與教學問題

任務：課程與教學論擔負的基本任務有：認識課程與教學現象（首要任務），揭示課程與教學規律（根本任務），以及指導課程與教學實踐。第一章

1．課程與教學論的首要任務是(A)。a．認識課程與教學現象 b．揭示課程與教學規律 c．指導課程與教學實踐

d．建立獨立的課程與教學論

2．課程與教學論的根本任務是(B)。a．認識課程與教學現象 b．揭示課程與教學規律 c．指導課程與教學實踐

d．揭示課程與教學規律和指導課程與教學實踐 3．課程與教學論的研究對象是(C)。a．課程與教學

b．課程與教學現象 c．課程與教學問題

d．課程與教學規律

2、課程的三個要素或重心：

3、社會學從那些方面給課程與教學論提供理論基礎？

4、心理學從那些方面給課程與教學論提供理論基礎？ 早期的心理學思想對課程與教學論的影響

1.亞里斯多德是教育史上第一個把心理學引進到教育學領域的人。2.裴斯泰洛齊首次提出將心理發展的研究作為課程與教學基礎。3.赫爾巴特真正奠定了課程與教學論的心理學基礎。

（一）行為主義心理學在課程與教學方面

1.強調行為目標，強調基本技能的訓練；（在教學中注意教學目標的外顯性如布盧姆）2.在目標上強調由簡到繁的積累；

3.在教學過程中重視強化的作用；（斯金納為代表的新行為主義重視反應后的刺激即強化）4.主張開發各種教學技術。（斯金納根據操作條件反射和積極強化理論設計程序化教學）不足

1.把人類學習過程簡單化和機械化，人類行為等同動物行為，否認人的學習意識； 2.僅用外顯行為來描述課程目標也受到質疑。

（二）認知心理學 1.與行為主義不同，認知心理學關注的不是學生學會對某種刺激作出反應，而更多關注的是學生的認知結構，即思維過程和方式。

2.認知主義的教學理念是促進學生在認知結構的形成過程中推動學生的認知發展。

（三）人本心理學

1.人本心理學關注的不是學習的過程和結果，而是學習的起因，即學生學習的情感、信念和意圖等。

2.主張課程既不是要教學生學會知識技能、也不是要教學生怎樣認知，而是要為學生提供一種促使他們自己去學習的情境。

（四）發展心理學發展心理學的出現和發展，使課程與教學論獲得了比學習心理學更為精確和豐富的理論基礎，發展心理學認為，兒童的學習不是成人學習模式的簡單化，兒童的認識具有自身的獨特性。目前，課程與教學論的理論基礎正在逐漸從學習心理學轉向發展心理學。

5、課程與教學論在教育科學體系中處于何種地位？

6、法智教育論及百科全書式課程的含義？提出者？

7、生活準備論及實科課程的含義i？提出者？

8、教育即生活，即經驗課程的含義？提出者 ？

9、追求永恒價值的教育思想流派叫什么？基本主張有哪些？

10、注重基本要素的教育思想流派叫什么？基本主張？

11、追求全人教育的思想流派叫什么？基本主張是什么？

12、教學活動有哪些特點？

13、教學模式有哪些特點？

教學模式具有直觀性、完整性和穩定性教學策略既有穩定性又有靈活性

14、教學模式的功能？

1.中介作用（理論與實踐聯系的橋梁）2.示范引導功能 3.啟發功能 4.診斷預測功能 5.系統改進功能

15、皮亞杰等人的認知建構論對學習機理的解釋？對課程與教學論的啟示？

16、班杜拉de社會學習論對學習動機de解釋?對課程與教學論的啟示？

17、馬斯洛的需要層次理論對學習動機的解釋？對課程與教學論的啟示？

18、教育目標分類系統從那些領域對教育目標進行分類？遵循的原則？

19、什么是課程研制？一般需要哪些工作？長處與不足？ 20、我國基礎教育領域片面追求升學率的表現？危害？

21、我國基礎教育階段的教育不公平表現在那些方面？原因？如何改變？

22、我國新一輪基礎教育課程改革開始時間？ 綱領文件？那些方面的改革？