量子力学课程概述

量子力学课程概述第1页，共13页，2023年，2月20日，星期四性质与地位

量子力学是工程物理(应用核物理)本科专业必修的一门基础课程。本课程对于学员掌握量子力学基本知识，培养学员解决基本量子理论问题能力和专业课学习具有重要基础作用。第2页，共13页，2023年，2月20日，星期四课程简介量子力学是反映微观粒子运动规律的理论，是20世纪自然科学的重大进展之一。本课程是物理学专业的专业必修课程之一。设置量子力学课程的主要目的是：⑴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基本原理和一些重要方法，并初步具有运用这些方法解决较简单问题的能力。⑵使学生了解量子力学在现代科学技术中的广泛应用，深化和扩大在普通物理中学过的有关内容，为学生以后的进一步学习与提高打下必要的基础。第3页，共13页，2023年，2月20日，星期四基本粒子原子核原子分子团簇纳米体系介观体系研究对象天体物理宇宙学能源化学生物学材料科学第4页，共13页，2023年，2月20日，星期四主要内容I.

绪论：量子力学的研究对象和方法特点，经典物理学的困难，量子力学发展简史，光的波粒二象性，Bohr的量子论，微观粒子的波粒二象性。II.

波函数和薛定谔方程：波函数的统计解释，态迭加原理，薛定谔方程，一维定态问题。III.

量子力学中的力学量：表示力学量的算符，动量算符和角动量算符，厄米算符本征函数的正交性，算符与力学量的关系，算符的对易关系，两个力学量同时有确定值的条件，测不准关系，力学量平均值随时间的变化，对称性与守恒律，电子在库仑场中的的运动，氢原子。第5页，共13页，2023年，2月20日，星期四IV.

态和力学量的表象：态的表象，算符的矩阵表示，量子力学公式的矩阵表述，么正变换。V.微扰理论：定态微扰理论，变分法的基本原理及方法，含时微扰理论（跃迁几率、光的发射和吸收、选择定则）。VI.

散射：散射过程的一般描述，散射截面，分波法，玻恩近似，方形势阱与势垒所产生的散射。VII.电子自旋与全同粒子：电子自旋，自旋算符和波函数，角动量耦合，全同粒子的特性，玻色子与费密子，全同粒子体系的波函数，泡利原理，两个电子的自旋波函数，氦原子，氢分子。

第6页，共13页，2023年，2月20日，星期四教学目的1.深入理解微观粒子的运动特性。掌握描述微观粒子运动的方法，即量子力学的数学框架。3.初步掌握应用量子力学处理简单体系的方法。第7页，共13页，2023年，2月20日，星期四要求理解不同于经典物理理论的量子化概念掌握量子力学的基本概念、基本原理掌握求解微观粒子运动规律的基本方法学习内容以假设提出及验证、实验结果分析及理论推导为主。第8页，共13页，2023年，2月20日，星期四与经典物理学中的习惯或概念不一致；量子力学中物理概念不是直观的；处理问题在手法上与经典物理学截然不同。学习过程中，主要存在以下困难：学习方法少问为什么多问是什么第9页，共13页，2023年，2月20日，星期四掌握实验事实，不直接与主观经验联系，避免先入为主；掌握和理解量子力学的基本概念，以及概念的依据和特点；掌握理论中建立的方程和所用的数学方法以及处理它们的思路和步骤。学习过程中，应注意以下方面：第10页，共13页，2023年，2月20日，星期四第一章绪论（4学时）第二章波函数和薛定谔方程（8学时）第三章量子力学的力学量（10学时）第四章态和力学量的表象（6学时）第五章微扰理论（6学时）第六章散射（2学时）第七章自旋与全同粒子（2学时）复习串讲（2学时）教学计划第11页，共13页，2023年，2月20日，星期四考核方式期末考试（60%）作业（含小论文）（20%）平时表现（课堂纪律、回答问题、专题研讨等）（20%）第12页，共13页，2023年，2月20日，星期四参考书

《量子力学导论》曾谨言高等教育出版社《量子力学》张启仁高等教育出版社《量子力学与原子世界》喀兴林山