陇东学院物理学专业教学指南 《量子力学》教学指南 、一般信息 课程代码: 课程名称:量子力学 开设学期和学时:第五学期,总学时为54学时,周学时3学时,学分:3。 所选教材:周世勋,量子力学教程,高等教育出版社,1979年 教学参考书目 1、曾谨言,《量子力学》卷Ⅰ,科学出版社,2000年第3版 2、曾谨言,《量子力学导论》,北京大学出版社,1998年, 3、曾谨言,《量子力学教程》,科学出版社,2003年。 4、喀兴林,《高等量子力学》,高等教育出版社,1999年。 5、钱伯初、曾谨言,《量子力学习题精选与剖析》上下册,科学出版社,1999年第2版。 6、钱伯初,《量子力学》,高等教育出版社,2006年。 7 P.A. M Dirac, The Principles of Quantum Mechanics (4th edition), Oxford University Press. Oxford, England,1958(《量子力学原理》科学出版社中译本,1979) 8 L.D. Landau and E.M. Lifshitz, Quantum Mechanics (Non-relativistic Theory)(2nd edition, Addison- Wesley, Reading, Mass1965(《非相对论量子力学》人民教育出版社中译本,1980) 任课教师简介: 张相武,42岁,毕业于西北师范大学物理系,教授。曾承担理论力学、量子力学、光学、电磁 学、电子技术基础、普通物理、计算机应用基础等课程的教学。在《物理学报》、《力学与实践》、《 州大学学报》、《大学物理》等刊物发表研究论文四十多篇。 课程简介 课程性质: 量子力学是物理本科专业必修的一门理论基础课程 主要内容: 绪论、波函数和薛定谔方程、量子力学中的力学量、态和力学量的表象、微扰理论、自旋和全 同粒子等 课程的地位和作用 量子力学是反映微观粒子(分子、原子、原子核、基本粒子等)运动规律的理论。本课程的作 用是使学生掌握量子力学的基本原理和处理具体问题的一些重要方法,并初步具有用这些方法解决 较简单问题的能力 开设该课程的目的: (1)使学生了解微观客体矛盾的特殊性和运动的规律性,初步掌握量子力学的基本原理和方法, 以完备学生对物理规律的认识,为进一步学习、钻研打下必要的基础。 (2)使学生了解量子力学在物理学中的地位、作用和在近代物理中的广泛应用,加深和扩大学 生在普通物理中学过的有关内容,以适应中学物理教学的需要,并能独立解决中学教学中所遇到的 有关量子力学问题。 3)以辩证唯物主义为指导,分析、阐述量子力学的建立过程,并使学生了解人类对微观客体 的认识是一个逐步深化的过程。通过学习,培养学生辩证唯物主义世界观、独立分析和解决问题的 能力 课程教学目标: 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,初步掌握量子力学的原理和基本方 法,为进一步学习与钻研打下必要的基础;了解量子力学在近代物理中的广泛应用、深化和扩大学 生在普通物理中学过的有关内容,以适应今后中学物理教学的需要。 教学方法 根据教学计划规定的学时安排内容,力求使分量适当,深浅相宜;学习本课程之前,学生已学
陇东学院物理学专业教学指南 《量子力学》教学指南 一、一般信息 课程代码： ： 课程名称 课程名称： 量子力学 开设学期和学时：第五学期，总学时为 54 学时，周学时 3 学时，学分：3。 所选教材： 周世勋，量子力学教程，高等教育出版社，1979 年。 教学参考书目： 1、曾谨言，《量子力学》卷Ⅰ，科学出版社，2000 年第 3 版。 2、曾谨言，《量子力学导论》，北京大学出版社，1998 年。 3、曾谨言，《量子力学教程》，科学出版社，2003 年。 4、喀兴林，《高等量子力学》，高等教育出版社，1999 年。 5、钱伯初、曾谨言，《量子力学习题精选与剖析》上下册，科学出版社，1999 年第 2 版。 6、钱伯初，《量子力学》，高等教育出版社，2006 年。 7 、 P.A.M.Dirac,The Principles of Quantum Mechanics (4th edition), Oxford University Press,Oxford,England,1958（《量子力学原理》科学出版社中译本，1979）。 8 、 L.D.Landau and E.M.Lifshitz, Quantum Mechanics (Non-relativistic Theory) (2nd edition),Addison-Wesley,Reading,Mass,1965（《非相对论量子力学》人民教育出版社中译本，1980）。 任课教师简介： 张相武，42 岁，毕业于西北师范大学物理系，教授。曾承担理论力学、量子力学、光学、电磁 学、电子技术基础、普通物理、计算机应用基础等课程的教学。在《物理学报》、《力学与实践》、《兰 州大学学报》、《大学物理》等刊物发表研究论文四十多篇。 二、课程简介 课程性质： 量子力学是物理本科专业必修的一门理论基础课程。 主要内容： 绪论、波函数和薛定谔方程、量子力学中的力学量、态和力学量的表象、微扰理论、自旋和全 同粒子等。 课程的地位和作用： 量子力学是反映微观粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）运动规律的理论。本课程的作 用是使学生掌握量子力学的基本原理和处理具体问题的一些重要方法，并初步具有用这些方法解决 较简单问题的能力。 开设该课程的目的： （1）使学生了解微观客体矛盾的特殊性和运动的规律性，初步掌握量子力学的基本原理和方法， 以完备学生对物理规律的认识，为进一步学习、钻研打下必要的基础。 （2）使学生了解量子力学在物理学中的地位、作用和在近代物理中的广泛应用，加深和扩大学 生在普通物理中学过的有关内容，以适应中学物理教学的需要，并能独立解决中学教学中所遇到的 有关量子力学问题。 （3）以辩证唯物主义为指导，分析、阐述量子力学的建立过程，并使学生了解人类对微观客体 的认识是一个逐步深化的过程。通过学习，培养学生辩证唯物主义世界观、独立分析和解决问题的 能力。 课程教学目标： 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，初步掌握量子力学的原理和基本方 法，为进一步学习与钻研打下必要的基础；了解量子力学在近代物理中的广泛应用、深化和扩大学 生在普通物理中学过的有关内容，以适应今后中学物理教学的需要。 教学方法： 根据教学计划规定的学时安排内容，力求使分量适当，深浅相宜；学习本课程之前，学生已学
过数理方法、原子物理学等课程,本课程内容既要注意与这些课程的联系,又要避免不必要的重复 量子力学的基本概念和原理对于初学者比较陌生,应注意分散难点、由浅入深、循序渐进,力求使 学生易于接受和掌握。 考核要求:本课程考试方式为闭卷笔试,评分采用百分制评分法,阅卷采用密封改卷方式,统一评 分标准。总评分计算方法:期末成绩占70%,期中成绩占20%,平时成绩(作业、考勤等)占109% 课程主要内容与要求: 第一章:绪论(学时:4) (1)十九世纪末经典物理学所暴露出来的困难 (2)光的波波粒二象性 (3)原子结构的玻尔理论 (4)微观粒子的波波粒二象性。 通过本章的学习,使学生了解量子物理学发展简史,量子力学的研究对象及其特点;掌握微观粒子 的波粒二象性。 第二章:波函数和薛定谔方程(学时:10) (1)波函数波函数的统计解释态的概念。 (2)态的迭加原理。 (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。 通过本章的学习,应使学生掌握波函数的物理意义,薛定谔方程建立的过程及简单的应用。 第三章:量子力学中的力学量(学时:16) (1)算符力学量的算符表示表示力学量的算符的一般性质。 (2)动量算符的本征值和本征函数角动量算符L及2和L的本征值和本征函数 (3)电子在库仑场中的运动 (4)氢原子的能级和波函数氢原子核外电子的几率分布 (5)厄米算符本征函数的正交性。 (6)力学量测量的结果的几率、平均值 (7)算符的对易关系两个不同力学量同时有确定值的条件测不准关系。 (8)力学量平均值随时间的变化和守恒定律。 通过本章的学习,应使学生掌握量子力学中的力学量用算符表示的基本原理,掌握氢原子问题的求 解方法。 第四章:态和力学量的表象(学时:10) (1)态的表象。 (2)算符的表象 (3)量子力学公式的矩阵表示 4)表象的变换 (5) Dirac符号。 (6)线性谐振子与占有数表象 通过本章学习,应使学生掌握态、力学量、量子力学公式在各种表象中的表述方式,掌握表象变换 理论,了解 Dirac符号。 第五章:微扰理论(学时:6+8) (1)非简并的定态微扰理论 (2)简并的定态微扰理论
过数理方法、原子物理学等课程，本课程内容既要注意与这些课程的联系，又要避免不必要的重复； 量子力学的基本概念和原理对于初学者比较陌生，应注意分散难点、由浅入深、循序渐进，力求使 学生易于接受和掌握。 考核要求：本课程考试方式为闭卷笔试 ： ，评分采用百分制评分法，阅卷采用密封改卷方式，统一评 分标准。总评分计算方法：期末成绩占 70%，期中成绩占 20%，平时成绩（作业、考勤等）占 10%。 课程主要内容与要求： 第一章：绪论（学时：4） （1）十九世纪末经典物理学所暴露出来的困难。 （2）光的波波粒二象性。 （3）原子结构的玻尔理论。 （4）微观粒子的波波粒二象性。 通过本章的学习，使学生了解量子物理学发展简史，量子力学的研究对象及其特点；掌握微观粒子 的波粒二象性。 第二章：波函数和薛定谔方程（学时：10） （1）波函数 波函数的统计解释 态的概念。 （2）态的迭加原理。 （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。 通过本章的学习，应使学生掌握波函数的物理意义，薛定谔方程建立的过程及简单的应用。 第三章：量子力学中的力学量（学时：16） （1）算符 力学量的算符表示 表示力学量的算符的一般性质。 （2）动量算符的本征值和本征函数 角动量算符 Lˆ 及 2 Lˆ 和 Lz ˆ 的本征值和本征函数。 （3）电子在库仑场中的运动。 （4）氢原子的能级和波函数 氢原子核外电子的几率分布。 （5）厄米算符本征函数的正交性。 （6）力学量测量的结果的几率、平均值。 （7）算符的对易关系 两个不同力学量同时有确定值的条件 测不准关系。 （8）力学量平均值随时间的变化和守恒定律。 通过本章的学习，应使学生掌握量子力学中的力学量用算符表示的基本原理，掌握氢原子问题的求 解方法。 第四章：态和力学量的表象（学时：10） （1）态的表象。 （2）算符的表象。 （3）量子力学公式的矩阵表示。 （4）表象的变换。 （5）Dirac 符号。 （6）线性谐振子与占有数表象。 通过本章学习，应使学生掌握态、力学量、量子力学公式在各种表象中的表述方式，掌握表象变换 理论，了解 Dirac 符号。 第五章：微扰理论（学时：6＋8） （1）非简并的定态微扰理论。 （2）简并的定态微扰理论
(3)氢原子的一级斯塔克效应。 (4)变分法。 (5)氦原子的基态(变分法) (6)与时间有关的微扰理论 7)周期微扰下的跃迁几率 (8)光的吸收与发射。 (9)电偶极的跃迁选择定则。 通过本章的学习,应使学生掌握定态微扰理论的基本思想和适用条件,了解含时微扰理论及其应用 第六章:电子自旋(学时:4+4) (1)电子自旋的实验证据 (2)自旋角动量算符和自旋波函数。 (3)简单塞曼效应。 (4)角动量的耦合。 (5)光谱的精细结构 通过本章的学习,应使学生掌握电子自旋假设的内容和角动量耦合理论。 第七章:多粒子体系(学时:4+6) (1)全同性原理玻色子和费米子。 2)全同粒子体系的波函数泡利原理 (3)两个电子的自旋函数。 (4)氦原子(微扰法)仲氦和正氦交换能 (5)氢分子共价健 通过本章的学习,应使学生掌握全同性原理和全同粒子体系的波函数 三、教和学的责任和要求 教师的责任和要求 教师在教学技能方面,要求教师使用普通话授课,对所讲授的理论要熟练、准确,在课堂上能突 出重点和难点,讲述和讲解条理清楚,教法运用能根据教学实际,灵活多样,区别对待,课堂教学 组织有序,活而不乱:;作业要求全收全改,及时讲评。在备课时,要撰写好教案。上课时,要求按 时上下课,知识的传授能针对学生实际采取合理的措施和教法,课堂教学要突出该课程的思想性 知识的深度和密度、难易程度都要能满足学生的学习需要。辅导要能抓住每一节的重点、难点,进 行集体和个别辅导,纠正错误。在考核时,教师负责学生的成绩评定,要按考核规定进行考核,作 到公正、公平、公开,并严肃考试纪律。 学生的权利、义务和要求 学生有权对教学提出质疑、建议和意见,对教学内容提出不同的看法和观点;有义务反馈教学信 息,按时上下课,完成作业,遵守课堂纪律,上好每一节课;要求学生认真听课,积极思考,勤练 习,有问题及时提问:见习学生要按教师安排完成力所能及的活动;必须按照考核规定参加考核 四、评估评价 教师对学生的学习评价和成绩评定标准: 学生成绩评定标准:平时成绩根据学生出勤情况和平时上课表现评定;理论成绩评定执行试卷 评分标准;实验课成绩根据实验课平时成绩及考核成绩评定 各种成绩的比例:平时成绩占10%;中期成绩:20%;期未成绩占70% 学生对教师本门课程的课堂教学评价: 要求学生严格按照《课程教学质量评价表》的要求评价,实事求是的逐项填写各种指标,做到 客观准确
（3）氢原子的一级斯塔克效应。 （4）变分法。 （5）氦原子的基态（变分法）。 （6）与时间有关的微扰理论。 （7）周期微扰下的跃迁几率。 （8）光的吸收与发射。 （9）电偶极的跃迁选择定则。 通过本章的学习，应使学生掌握定态微扰理论的基本思想和适用条件，了解含时微扰理论及其应用。 第六章：电子自旋（学时：4＋4） （1）电子自旋的实验证据。 （2）自旋角动量算符和自旋波函数。 （3）简单塞曼效应。 （4）角动量的耦合。 （5）光谱的精细结构。 通过本章的学习，应使学生掌握电子自旋假设的内容和角动量耦合理论。 第七章：多粒子体系（学时：4＋6） （1）全同性原理 玻色子和费米子。 （2）全同粒子体系的波函数 泡利原理。 （3）两个电子的自旋函数。 （4）氦原子（微扰法） 仲氦和正氦 交换能。 （5）氢分子 共价健。 通过本章的学习，应使学生掌握全同性原理和全同粒子体系的波函数。 三、教和学的责任和要求 教和学的责任和要求 教师的责任和要求： 教师在教学技能方面 ．．．．．．．．．，要求教师使用普通话授课，对所讲授的理论要熟练、准确，在课堂上能突 出重点和难点，讲述和讲解条理清楚，教法运用能根据教学实际，灵活多样，区别对待，课堂教学 组织有序，活而不乱；作业要求全收全改，及时讲评。在备课时 ．．．．，要撰写好教案。上课时 ．．．，要求按 时上下课，知识的传授能针对学生实际采取合理的措施和教法，课堂教学要突出该课程的思想性， 知识的深度和密度、难易程度都要能满足学生的学习需要。辅导．．要能抓住每一节的重点、难点，进 行集体和个别辅导，纠正错误。在考核时 ．．．．，教师负责学生的成绩评定，要按考核规定进行考核，作 到公正、公平、公开，并严肃考试纪律。 学生的权利、义务和要求： 学生有权．对教学提出质疑、建议和意见，对教学内容提出不同的看法和观点；有义务．．反馈教学信 息，按时上下课，完成作业，遵守课堂纪律，上好每一节课；要求．．学生认真听课，积极思考，勤练 习，有问题及时提问；见习学生要按教师安排完成力所能及的活动；必须按照考核规定参加考核。 四、评估评价 教师对学生的学习评价和成绩评定标准： 学生成绩评定标准：平时成绩根据学生出勤情况和平时上课表现评定；理论成绩评定执行试卷 评分标准；实验课成绩根据实验课平时成绩及考核成绩评定。 各种成绩的比例：平时成绩占 10%；中期成绩：20%；期未成绩占 70%。 学生对教师本门课程的课堂教学评价： 要求学生严格按照《课程教学质量评价表》的要求评价，实事求是的逐项填写各种指标，做到 客观准确