《原子物理学》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Atomic Physics 课程代码 PHYS2067 课程性质 大类基础课程 授课对象 物理学（师范） 学分2学分 学时 36学时 主讲教师 董裕力 修订日期 2022年3月 指定教材杨福家，《原子物理学》（第四版），高等教育出版社，2008. 二、课程目标 (一)总体目标： 本课程是物理师范教有专业的一门专业基础课，属普通物理课程。本课程以物质结构的 第一个微观层次（原子）为研究对象，是联接经典物理和近代物理的一门承上启下的课程 在理论方法上，该课程揭露经典理论在原子这一微观层次遭遇到的困难，并且为了解决这些 困难而引入量子力学，学生将在本课程中较为系统地学习到量子力学的基本概念、基本原理 和方法。通过本课程的学习，学生将系统性地了解和掌握原子物理学的发展历史，获得有关 原子的电子结构、性质及其与外场相互作用的系统性知识，为以后从事相关的教学工作和科 学研究打下良好的基础。 教学过程中，通过引导学生以原子结构为中心，理解近现代物理学重要实验的物理思想 了解原子层次的物质结构与运动规律，建立微观世界中的物理图景，树立创新思维，掌捏处 理微观世界物理问题的基本方法。该课程作一门专业基础课程，一方面，有助于学生从经典 物理学自然过渡到量子力学，能够很好地利用所学知识解释微观世界中的物理现象，形成良 好的物理学科学思想与科学思维，为随后在量子力学的学习中打好坚实的基础：另一方面 课程科学性强、知识点丰富、人文精神底蕴深厚，是开展“课程思政”的载体建设的良好载 体。授课过程中，通过深入挖掘“原子物理学”中物理模型、经典实验以及科学家典故，能 够使学生牢固树立正确的人生观、世界观和价值观，有助于培养其攻坚克难、勇攀高峰的科 学家精神和胸怀祖国、情系人民的情怀与品质，从而自然地发挥思政教有资源与功能。 (二)课程目标 课程目标1：使学生初步了解并掌握原子的结构和运动规律，了解物质世界的原子特性 原子层次的基本相互作用，诸如电子的运动规律、原子的量子理论、电子的量子角动量和量 子磁矩、原子辐射规律和原子光谱、X射线产生机制、原子核的组成以及核衰变、核反应等， 为今后继续学习量子力学、固体物理学、近代物理实验等课程打下坚实基础。 课程目标2：在学习原子物理学的过程中引导学生联系前期课程知识点，并且进一步学
1 《原子物理学》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Atomic Physics 课程代码 PHYS2067 课程性质 大类基础课程 授课对象 物理学（师范） 学 分 2 学分 学 时 36 学时 主讲教师 董裕力 修订日期 2022 年 3 月 指定教材 杨福家，《原子物理学》（第四版），高等教育出版社，2008. 二、课程目标 （一）总体目标： 本课程是物理师范教育专业的一门专业基础课，属普通物理课程。本课程以物质结构的 第一个微观层次（原子）为研究对象，是联接经典物理和近代物理的一门承上启下的课程。 在理论方法上，该课程揭露经典理论在原子这一微观层次遭遇到的困难，并且为了解决这些 困难而引入量子力学，学生将在本课程中较为系统地学习到量子力学的基本概念、基本原理 和方法。通过本课程的学习，学生将系统性地了解和掌握原子物理学的发展历史，获得有关 原子的电子结构、性质及其与外场相互作用的系统性知识，为以后从事相关的教学工作和科 学研究打下良好的基础。 教学过程中，通过引导学生以原子结构为中心，理解近现代物理学重要实验的物理思想， 了解原子层次的物质结构与运动规律，建立微观世界中的物理图景，树立创新思维，掌握处 理微观世界物理问题的基本方法。该课程作一门专业基础课程，一方面，有助于学生从经典 物理学自然过渡到量子力学，能够很好地利用所学知识解释微观世界中的物理现象，形成良 好的物理学科学思想与科学思维，为随后在量子力学的学习中打好坚实的基础；另一方面， 课程科学性强、知识点丰富、人文精神底蕴深厚，是开展“课程思政”的载体建设的良好载 体。授课过程中，通过深入挖掘“原子物理学”中物理模型、经典实验以及科学家典故，能 够使学生牢固树立正确的人生观、世界观和价值观，有助于培养其攻坚克难、勇攀高峰的科 学家精神和胸怀祖国、情系人民的情怀与品质，从而自然地发挥思政教育资源与功能。 （二）课程目标： 课程目标 1：使学生初步了解并掌握原子的结构和运动规律，了解物质世界的原子特性， 原子层次的基本相互作用，诸如电子的运动规律、原子的量子理论、电子的量子角动量和量 子磁矩、原子辐射规律和原子光谱、X 射线产生机制、原子核的组成以及核衰变、核反应等， 为今后继续学习量子力学、固体物理学、近代物理实验等课程打下坚实基础。 课程目标 2：在学习原子物理学的过程中引导学生联系前期课程知识点，并且进一步学
会近代物理的研究方法，提高其分析问题和解决问题的能力。了解原子物理的实验方法及具 体应用，提高学生科学研究的素质。引导学生话当自学，养成良好的自学习惯和能力，通过 一些小课趣的布置，培养学生的自学能力。通过探究式教学，锻炼学生的科学探究和创新能 力。 课程目标3：通过重大科学发现过程的讲授和科学家生平事迹的介绍，特别是部分中国 科学家的事迹，使学生树立辩证唯物主义世界观，培养学生爱国情怀。介绍原子物理学的前 沿知识，使学生了解并适当涉及一些课外的学科前沿，扩大视野，引导学生勇于思考、乐于 探索发现，培养良好的科学素质。 (三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 第0章绪论 3-1理 第一章原子的位形 解物玛 系统掌握原子物理学的基础知识 知识体 第二章原子的量子态 掌递原子物理学基础的研究方法 系与结 理解微观世界中抽象的物理图像， 课程目标1 第三章量子力学导论 构、基 理解并堂握原子的结构和运动趣 第四章原子的精细结构 本原理 律，理解微观领域物理量的量子化 第五章多电子原于 规律，逐步理解微观领域的研究方 第六章X射线 法 3-2掌 第七章原子核物理概论 握物理 学发展 第0章绪论 的过程 第一章原子的位形 与研究 在掌握力学的基础知识和研究方法 第二章原子的量子态 万法 的基础上，根据实际的物理问题， 第三章量子力学导论 或者实验中观测到的物理现象，杉 课程目标2 第四章原子的精细结构 律正确的物理模型，并通过堂握的 6-2 第五章多电子原子 视物 数学工具解决原子物理中的问题， 培养学生良好的科学素养 第六章X射线 教学的 第七章原子核物理概论 教有功 能。结 合具体 第一章原子的位形 的物理 内容边 将科研前沿引入课辈，使学生了解 第三章量子力学导论 果程目标3 行爱国 原子物理、量子力学和量子多体理 第六章X射线 主义、 论的研究现状和发展前景，使学生 第七章原子核物理概论 辩证唯 且名事主京的知储名 介绍原子 物主义 物理学的发展历史，介绍中国科学
2 会近代物理的研究方法，提高其分析问题和解决问题的能力。了解原子物理的实验方法及具 体应用，提高学生科学研究的素质。引导学生适当自学，养成良好的自学习惯和能力，通过 一些小课题的布置，培养学生的自学能力。通过探究式教学，锻炼学生的科学探究和创新能 力。 课程目标 3：通过重大科学发现过程的讲授和科学家生平事迹的介绍，特别是部分中国 科学家的事迹，使学生树立辩证唯物主义世界观，培养学生爱国情怀。介绍原子物理学的前 沿知识，使学生了解并适当涉及一些课外的学科前沿，扩大视野，引导学生勇于思考、乐于 探索发现，培养良好的科学素质。 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表 1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 课程目标 1 第 O 章 绪论 第一章 原子的位形 第二章 原子的量子态 第三章 量子力学导论 第四章 原子的精细结构 第五章 多电子原子 第六章 X 射线 第七章 原子核物理概论 3-1 理 解物理 知识体 系与结 构、基 本原理 3-2 掌 握物理 学发展 的过程 与研究 方法 6-2 重 视物理 教学的 教育功 能，结 合具体 的物理 内容进 行爱国 主义、 辩证唯 物主义 系统掌握原子物理学的基础知识， 掌握原子物理学基础的研究方法。 理解微观世界中抽象的物理图像， 理解并掌握原子的结构和运动规 律，理解微观领域物理量的量子化 规律，逐步理解微观领域的研究方 法。 课程目标 2 第 O 章 绪论 第一章 原子的位形 第二章 原子的量子态 第三章 量子力学导论 第四章 原子的精细结构 第五章 多电子原子 第六章 X 射线 第七章 原子核物理概论 在掌握力学的基础知识和研究方法 的基础上，根据实际的物理问题， 或者实验中观测到的物理现象，构 建正确的物理模型，并通过掌握的 数学工具解决原子物理中的问题， 培养学生良好的科学素养。 课程目标 3 第一章 原子的位形 第三章 量子力学导论 第六章 X 射线 第七章 原子核物理概论 将科研前沿引入课堂，使学生了解 原子物理、量子力学和量子多体理 论的研究现状和发展前景，使学生 具备更丰富的知识储备；介绍原子 物理学的发展历史，介绍中国科学
教有 家在该领域的贡献，特别是两弹一 星元助王涂昌院土等人的事迹，激 发学生爱国热情，以及树立辩证 物主义。 三、课程教学内容 第0章绪论 1.教学目标 了解课程的研究领域，介绍原子物理发展历史，并介绍显微镜等相关前沿知识。 2.教学重难点 电子显微镜的工作原理 3.教学内容 物理学史，原子物理学发展史的介绍，该学科与其他学科之间的联系。了解目前人类掌 握的对微观世界观测技术。 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题 第一章原子的位形 1.教学日标 了解电子发现的过程，原子模型的构建，熟悉原子内部尺寸大小的量级，掌握卢瑟福提 出的原子核式结构模型，熟练掌握卢瑟福散射公式。 思政元素：授课过程中将玻尔模型的提出过程放在了当时关于原子结构“百花齐放、百 家争鸣”式的大背景中，以汤姆逊、卢瑟福、玻尔、索未菲等物理学家从理论与实验方面研 究原子结构的时间主线进行教学，穿插介绍原子结构研究的历史背景，引导学生身临其境了 解物理学家在解决问题时的心路历程、实践经验及辩证唯物主义的思维方式，培养学生审慎 严谨、信实创新的科学态度
3 三、课程教学内容 第 O 章 绪论 1. 教学目标 了解课程的研究领域，介绍原子物理发展历史，并介绍显微镜等相关前沿知识。 2. 教学重难点 电子显微镜的工作原理。 3. 教学内容 物理学史，原子物理学发展史的介绍，该学科与其他学科之间的联系。了解目前人类掌 握的对微观世界观测技术。 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 第一章 原子的位形 1. 教学目标 了解电子发现的过程，原子模型的构建，熟悉原子内部尺寸大小的量级，掌握卢瑟福提 出的原子核式结构模型，熟练掌握卢瑟福散射公式。 思政元素：授课过程中将玻尔模型的提出过程放在了当时关于原子结构“百花齐放、百 家争鸣”式的大背景中，以汤姆逊、卢瑟福、玻尔、索末菲等物理学家从理论与实验方面研 究原子结构的时间主线进行教学，穿插介绍原子结构研究的历史背景，引导学生身临其境了 解物理学家在解决问题时的心路历程、实践经验及辩证唯物主义的思维方式，培养学生审慎 严谨、信实创新的科学态度。 教育 家在该领域的贡献，特别是两弹一 星元勋王淦昌院士等人的事迹，激 发学生爱国热情，以及树立辩证唯 物主义
2.教学重难点 卢瑟福散射公式的理解和应用 3.教学内容 3.1背景知识 电子发现的历史，电子的电荷和质量 32卢瑟福模型的提出 通过α粒子大角度散射实验，引入卢瑟福提出的原子核式结构模型 3.3卢瑟福公式 库仑散射公式的推导，卢瑟福公式的推导以及实验验证 34行星模型的意义及困难 原子核式模型的意义和不足之处 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题 第二章原子的量子态 1.教学目标 了解量子理论建立的物理学史，掌握原子的玻尔模型，熟悉光谱理论。 思政元素：以氢原子能级跃迁为例，只有坚定信心朝着一个方向持续不断地努力（吸收 能量)，才能在某一时刻从人生低谷的“基态”跃迁到达更高的平台（获得确定的能量，实 现基态向激发态的跃迁)。讲授玻尔模型所解决的原子结构关键科学问题和采用的开创性方 法；从玻尔理论产生的背景以及玻尔的科学家精神入手，引导学生掌握该模型的科学内涵 领悟科学探究方法，学会自主探究学习。 2.教学重难点 光谱理论的经验公式，弗兰克-赫兹实验的物理解释 3.教学内容 3.1背景知识 量子假设的两个根据：黑体辐射和光电效应：光谱介绍 32玻尔模型
4 2. 教学重难点 卢瑟福散射公式的理解和应用 3. 教学内容 3.1 背景知识 电子发现的历史，电子的电荷和质量 3.2 卢瑟福模型的提出 通过α粒子大角度散射实验，引入卢瑟福提出的原子核式结构模型 3.3 卢瑟福公式 库仑散射公式的推导，卢瑟福公式的推导以及实验验证 3.4 行星模型的意义及困难 原子核式模型的意义和不足之处 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 第二章 原子的量子态 1. 教学目标 了解量子理论建立的物理学史，掌握原子的玻尔模型，熟悉光谱理论。 思政元素：以氢原子能级跃迁为例，只有坚定信心朝着一个方向持续不断地努力（吸收 能量），才能在某一时刻从人生低谷的“基态”跃迁到达更高的平台（获得确定的能量，实 现基态向激发态的跃迁）。讲授玻尔模型所解决的原子结构关键科学问题和采用的开创性方 法；从玻尔理论产生的背景以及玻尔的科学家精神入手，引导学生掌握该模型的科学内涵， 领悟科学探究方法，学会自主探究学习。 2. 教学重难点 光谱理论的经验公式，弗兰克-赫兹实验的物理解释 3. 教学内容 3.1 背景知识 量子假设的两个根据：黑体辐射和光电效应；光谱介绍 3.2 玻尔模型
玻尔提出的三个假设，构建的玻尔模型 3,3实验验证 氢光谱、类氢光谱：弗兰克赫兹实验 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题 第三章量子力学导论 1教学目标 掌握德布罗意关系：掌握不确定关系的物理意义和应用：初步了解薛定谔方程。 思政元素：通过介绍德布罗意，普朗克等科学家开创性的发现，让学生了解科学观念的 颠覆和新开创性思想的建立需要非常大的勇气，也说明科学发展中革新的不易。 2.教学重难点 波函数的统计解释，薛定谔方程的推导和其在氢原子模型中的应用 3.教学内容 3.1波粒二象性 光的波粒二象性：德布罗意的推广得到的德布罗意关系：实验验证 32不确定关系 不确定关系的两种表述和导出：应用举例 3.3薛定谔方程 波函数的引入和统计解释：薛定谔方程的建立和应用 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习愿、补充习题 第四章原子的精细结构 1.教学目标 正确理解自旋概念，掌握自旋轨道耦合关系，利用电子自旋解释碱金属双线、塞曼效
5 玻尔提出的三个假设，构建的玻尔模型 3.3 实验验证 氢光谱、类氢光谱；弗兰克-赫兹实验 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 第三章 量子力学导论 1. 教学目标 掌握德布罗意关系；掌握不确定关系的物理意义和应用；初步了解薛定谔方程。 思政元素：通过介绍德布罗意，普朗克等科学家开创性的发现，让学生了解科学观念的 颠覆和新开创性思想的建立需要非常大的勇气，也说明科学发展中革新的不易。 2. 教学重难点 波函数的统计解释，薛定谔方程的推导和其在氢原子模型中的应用 3. 教学内容 3.1 波粒二象性 光的波粒二象性；德布罗意的推广得到的德布罗意关系；实验验证 3.2 不确定关系 不确定关系的两种表述和导出；应用举例 3.3 薛定谔方程 波函数的引入和统计解释；薛定谔方程的建立和应用 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 第四章 原子的精细结构 1. 教学目标 正确理解自旋概念，掌握自旋-轨道耦合关系，利用电子自旋解释碱金属双线、塞曼效
应等实验现象。 思政元素：乌伦贝克与古兹密特提出电子的自旋概念，论文被洛伦兹在经典理论框架下 给予否定。随后这一理论被斯特恩-盖拉赫实验证实，解决了反常塞曼效应和原子的精细结 构。启发学生科学不能迷信权威，需要怀疑和批判精神、独立思考的能力，这是科学不断前 进的动力。 2.教学重难点 自旋轨道耦合方式，朗德g因子的计算，原子精细结构的定量计算 3.教学内容 3.1原子中电子轨道运动的磁矩 经典表示，量子表示，角动量取向量子化 3.2电子自旋的假设 施特恩盖拉赫实验的实验现象：电子自旋假设的提出，对施特恩盖拉赫实验的解释 3.3原子能级的精细结构 碱金属双线，塞曼效应，塞曼谱线的偏振特性 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题 第五章多电子原子 1.教学目标 掌握氨原子光谱和能级：掌握电子组态，以及其到原子态的转化：熟练掌握电子的LS 耦合，泡利不相容原理：电子填充壳层的次序，原子基态的表征。 思政元素：从门捷列夫提出元素秦周期表，到泡利不相容原理的提出，从物理的角度解释 了元素的周期性质，体现学科融合，培养学生打破固有思维，勇于创新的精神。 2.教学重难点 角动量耦合法则，LS耦合的计算 3.教学内容 31氢的光谱和能级 氨光谱的单重态和三重态结构
6 应等实验现象。 思政元素：乌伦贝克与古兹密特提出电子的自旋概念，论文被洛伦兹在经典理论框架下 给予否定。随后这一理论被斯特恩-盖拉赫实验证实，解决了反常塞曼效应和原子的精细结 构。启发学生科学不能迷信权威，需要怀疑和批判精神、独立思考的能力，这是科学不断前 进的动力。 2. 教学重难点 自旋-轨道耦合方式，朗德 g 因子的计算，原子精细结构的定量计算 3. 教学内容 3.1 原子中电子轨道运动的磁矩 经典表示，量子表示，角动量取向量子化 3.2 电子自旋的假设 施特恩-盖拉赫实验的实验现象；电子自旋假设的提出，对施特恩-盖拉赫实验的解释 3.3 原子能级的精细结构 碱金属双线，塞曼效应，塞曼谱线的偏振特性 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 第五章 多电子原子 1. 教学目标 掌握氦原子光谱和能级；掌握电子组态，以及其到原子态的转化；熟练掌握电子的 L-S 耦合，泡利不相容原理；电子填充壳层的次序，原子基态的表征。 思政元素：从门捷列夫提出元素周期表，到泡利不相容原理的提出，从物理的角度解释 了元素的周期性质，体现学科融合，培养学生打破固有思维，勇于创新的精神。 2. 教学重难点 角动量耦合法则，L-S 耦合的计算 3. 教学内容 3.1 氦的光谱和能级 氦光谱的单重态和三重态结构
3.2两个电子的耦合 电子组态，L-S耦合和片耦合，选择定则，从电子组态到原子态 3.3泡利不相容原理 历史回顾，不相容原理的叙述和应用 3.4元素周期表 元素性质的周期性，壳层中电子的数目和填充次序，原子基态 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题 第六章X射线 1.教学目标 了解X射线的发现过程，以及其应用：掌握X射线的产生机制：掌握康普顿散射公式 思政元素：介绍我国科学家吴有训在发现和研究康普顿效应中做出的杰出贡献，培养学 生不断探索、坚持真理精神，培养学生创新品格，提升文化自信。 2.教学重难点 X射线发射谱的两种特征，连续谱和特征辐射的理解 3.教学内容 3.1X射线的发现及其波动性 X射线的发现，X射线管结构，X射线的波动性 32X射线产生机制和吸收 X射线发射谱，连续谱和特征辐射的物理解释，特征辐射的标记方法，X射线的吸收 3.3康普顿散射 康普顿散射的量子解释，康普顿散射公式 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题
7 3.2 两个电子的耦合 电子组态，L-S 耦合和 j-j 耦合，选择定则，从电子组态到原子态 3.3 泡利不相容原理 历史回顾，不相容原理的叙述和应用 3.4 元素周期表 元素性质的周期性，壳层中电子的数目和填充次序，原子基态 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 第六章 X 射线 1. 教学目标 了解 X 射线的发现过程，以及其应用；掌握 X 射线的产生机制；掌握康普顿散射公式 思政元素：介绍我国科学家吴有训在发现和研究康普顿效应中做出的杰出贡献，培养学 生不断探索、坚持真理精神，培养学生创新品格，提升文化自信。 2. 教学重难点 X 射线发射谱的两种特征，连续谱和特征辐射的理解 3. 教学内容 3.1 X 射线的发现及其波动性 X 射线的发现，X 射线管结构，X 射线的波动性 3.2 X 射线产生机制和吸收 X 射线发射谱，连续谱和特征辐射的物理解释，特征辐射的标记方法，X 射线的吸收 3.3 康普顿散射 康普顿散射的量子解释，康普顿散射公式 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题
第七章原子核物理概论 1.教学目标 了解原子核的组成，核素图：了解原子核的几个基态特性，了解α衰变，B衰变和y衰变 思政元素：结合原子核章节的知识点讲好我国“两弹一星”科学家的感人故事，使同 学们深深牢记邓稼先、钱学森、郭永怀等科学家的名字，向他们学习，从而端正价值取向， 培养集体主义精神，拥有爱国情怀。 2.教学重难点 放射性衰变的指数衰变律，中微子理论 3.教学内容 3.1原子核物理基本概念 原子核的物理学史及其组成，核的几个基本特征 32放射性衰变 指数衰减律，平均寿命，衰变，B衰变和y衰变 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题、补充习题 四、学时分配 表2：各章节的具体内容和学时分配表 章节 章节内容 学时分配 第0章 绪论 2学时 第一章 原子的位形 4学时 第二章 原子的量子态 4学时 第三章 量子力学导论 6学时 第四章 原子的精细结构 6学时 第五章 多电子原子 6学时
8 第七章 原子核物理概论 1. 教学目标 了解原子核的组成，核素图；了解原子核的几个基态特性，了解α衰变，β衰变和γ衰变 思政元素：结合原子核章节的知识点,讲好我国“两弹一星”科学家的感人故事，使同 学们深深牢记邓稼先、钱学森、郭永怀等科学家的名字，向他们学习，从而端正价值取向， 培养集体主义精神，拥有爱国情怀。 2. 教学重难点 放射性衰变的指数衰变律，中微子理论 3. 教学内容 3.1 原子核物理基本概念 原子核的物理学史及其组成，核的几个基本特征 3.2 放射性衰变 指数衰减律，平均寿命，α衰变，β衰变和γ衰变 4. 教学方法 教师讲授，师生讨论等 5. 教学评价 课后相应习题、补充习题 四、学时分配 表 2：各章节的具体内容和学时分配表 章节 章节内容 学时分配 第 O 章 绪论 2 学时 第一章 原子的位形 4 学时 第二章 原子的量子态 4 学时 第三章 量子力学导论 6 学时 第四章 原子的精细结构 6 学时 第五章 多电子原子 6 学时
第六章 X射线 6学时 第七章 原子核物理概论 2学时 五、教学进度表 表3：教学进度表 周次 章节名称 内容提要 厨 作业及要求 备注 原子物理学史 1 第O章 2 了解学科概况 前沿知识介绍 第一章 原子核式结构 2 课后习题：1、2、4、 6、8、9、10,补充习题 第一章 卢瑟福散射公式 2 掌握卢瑟福散射公式 量子假设提出背景 课后习题：2、3、4、 第二章 黑体辐射，光电效 2 5、6、9、10、12、14, 应，光谱 补充习题 掌握光电效应方程，里 玻尔模型 德伯公式，原子能级计 5 第二章 弗兰克-赫兹实验 算 波粒二象性 第三章 2 德布罗意关系 课后习题：1、2、3 波函数及其统计解释 第三章 2 平均值与算符 掌握德布罗意公式，不 薛定谔方程推导 确定关系，波函数统计 解释，薛定谔方程求解 第三章 薛定谔方程求解 2 氢原子求解 电子磁矩 第四章 施特恩-盖拉赫实验 9
9 第六章 X 射线 6 学时 第七章 原子核物理概论 2 学时 五、教学进度表 表 3：教学进度表 周次 章节名称 内容提要 授课 时数 作业及要求 备注 1 第〇章 原子物理学史 前沿知识介绍 2 了解学科概况 2 第一章 原子核式结构 2 课后习题：1、2、4、 6、8、9、10，补充习题 掌握卢瑟福散射公式 3 第一章 卢瑟福散射公式 2 4 第二章 量子假设提出背景 黑体辐射，光电效 应，光谱 2 课后习题：2、3、4、 5、6、9、10、12、14， 补充习题 掌握光电效应方程，里 德伯公式，原子能级计 算 5 第二章 玻尔模型 弗兰克-赫兹实验 2 6 第三章 波粒二象性 德布罗意关系 2 课后习题：1、2、3、 4、6、7、8、10、12、 15，补充习题 掌握德布罗意公式，不 确定关系，波函数统计 解释，薛定谔方程求解 7 第三章 波函数及其统计解释 平均值与算符 2 8 第三章 薛定谔方程推导 薛定谔方程求解 氢原子求解 2 9 第四章 电子磁矩 施特恩-盖拉赫实验 2
电子自旋 课后习题：1、2、4 10 第四章 2 碱金属双线 5、6、 7 、8、10、11 12,补充习题 堂握电子在梯度变化 场中偏转的计算，电子 11 第四章 塞曼效应 2 自旋引起的精细结构计 氯的光谱 12 第五章 课后习题：1、2、3 电子组态 2 5、7、8、10、11、12 补充习题 两个电子的耦合 13 第五章 堂据由子1一S超合，由 泡利不相容原理 2 子组态到基态的表述 壳层电子填充规律 14 第五章 元素周期表 2 X射线发现 15 第六章 2 课后习题：1、2、5、 X射线管结构 6、7、8、9,补充习题 16 第六章 X射线产生机制 2 掌握K。一X射线经验公 式，掌握康普顿散射公 式 17 第六章 康普顿散射 2 课后习题：1、2、4、 原子核基本特征 5,补充习题 18 第七章 指数衰变率 掌握结合能和比结合 三种衰变 能，半衰期、平均寿命 的计算 六、教材及参考书目 教材： 杨福家，《原子物理学》（第四版），高等教育出版社，2008 参考书目： 1.威切特.量子物理学.科学出版社，1979. 2.凯格纳克。近代原子物理学，科学出版社，1980. 3.卡普路斯.原子与分子.科学出版社，1986。 4.韦斯科夫。二十世纪物理学.科学出版社，1979
10 10 第四章 电子自旋 碱金属双线 2 课后习题：1、2、4、 5、6、7、8、10、11、 12，补充习题 掌握电子在梯度变化磁 场中偏转的计算，电子 自旋引起的精细结构计 算 11 第四章 塞曼效应 2 12 第五章 氦的光谱 电子组态 2 课后习题：1、2、3、 5、7、8、10、11、12， 补充习题 掌握电子 L-S 耦合，电 子组态到基态的表述， 壳层电子填充规律 13 第五章 两个电子的耦合 泡利不相容原理 2 14 第五章 元素周期表 2 15 第六章 X 射线发现 X 射线管结构 2 课后习题：1、2、5、 6、7、8、9，补充习题 掌握K െ ܺ射线经验公 式，掌握康普顿散射公 式 16 第六章 X 射线产生机制 2 17 第六章 康普顿散射 2 18 第七章 原子核基本特征 指数衰变率 三种衰变 2 课后习题：1、2、4、 5，补充习题 掌握结合能和比结合 能，半衰期、平均寿命 的计算 六、教材及参考书目 教材： 杨福家，《原子物理学》（第四版），高等教育出版社，2008． 参考书目： 1. 威切特．量子物理学．科学出版社，1979． 2. 凯格纳克．近代原子物理学，科学出版社，1980． 3. 卡普路斯．原子与分子．科学出版社，1986． 4. 韦斯科夫．二十世纪物理学．科学出版社，1979．
