高等数学（上）课程教学大纲.DOC

《普通物理学（3）（现代物理基础）》课程教学大纲 一、课程基本情况 课程编号 110142 课程类别 ■必修 □限选 □任选 学时/学分 32/2 课程名称 （中文）普通物理（3）（现代物理基础） （英文）General Physics（3）( Fundamentals of Modern Physics) 教学方式 ■课堂讲授为主 □实验为主 □自学为主 □专题讨论为主 课程学时 及其分配 课内总学时 课内学时分配 课外学时分配 32 课堂讲课 32 课后复习 32 自学交流 课外自学 32 课堂讨论 讨论准备 试验辅导 实验预习 课内试验 课外实验 0 考核方式 ■闭卷 □开卷 □口试 □实际操作 □大型作业 成绩评定 期末考试（70%）＋平时成绩（30%） 适用院系 适用专业 数理学院 数理科学与信息技术大类 先修课程 预备知识 高等数学、力学、电磁学、光学、热学 二.课程性质与任务 普通物理（3）（现代物理基础）为物理学专业的必修课，是物理学专业的一门重要基础课，它是学生开始进入微观世界研究领域的入门课程。通过本课程的学习，掌握原子的基本结构、原子的能级和光谱的基本规律、有关原子的基本概念（原子的量子态、电子自旋、泡利原理等）、原子的重要实验事实和原子核的性质以及核反应的基本规律，了解在原子领域中经典物理遇到的主要困难，为克服这些困难而引入的一些全新的分析方法和推理方法，一些与经典物理不同的新概念，为以后继续学习《量子力学》课程、近代物理实验和应用物理其它专业课程奠定基础。 三. 课程主要教学内容及学时分配 序号 教学内容 学时 1 绪论、原子的基本状况 3 2 原子的能级与辐射 6 3 量子力学初步 8 4 碱金属原子和电子自旋 4 5 多电子原子 4 6 在磁场中的原子、原子的壳层结构 5 7 X射线、原子核物理简介 2 合计学时 32 四.课程教学基本内容和基本要求 （一）绪论、原子的基本状况 1．了解物理学的研究方法和发展历史。 2．熟悉原子的质量，熟练掌握原子半径的计算，了解电子的质量和电荷以及阿伏伽德罗等各种常数。 3．了解Thomson原子模型和不合理的原因；掌握库仑散射公式和卢瑟福散射公式的推导。 4．掌握原子核大小的估计和原子的核式结构，并了解核式模型的意义和困难。 （二）原子的能级与辐射 1．了解黑体辐射和普朗克量子假说；复习大学物理中的光电效应方程；了解实验光谱学的分类和测量（激发和发射光谱）， 2.掌握氢原子的巴耳末、赖曼、帕邢和布喇开等光谱线系；了解玻尔理论三部曲：定态、频率条件。 3.掌握氢原子及类氢离子光谱规律及及类氢离子光谱线系公式；掌握玻尔理论的要点，会画能级跃迁图； 4. 理解夫兰克—赫兹实验原理、方法及结论；一般了解索末菲量子化条件及应用；理解玻尔对应原理、玻尔理论的地位和缺陷； 5．了解原子的自发辐射、受激辐射与吸收。 （三）量子力学初步 1. 掌握光的波粒二象形；掌握德布罗意物质波的公式；了解戴维孙-革末实验。 2. 掌握不确定关系，会用于简单量子体系。 3. 理解几率波的概念；掌握薛定谔方程和方程中各项的意义。 4. 掌握求解定态薛定谔方程（本征问题）的基本步骤、无限深势垒；了解隧道效应；了解谐振子问题并理解零点能；理解氢原子薛定谔方程解中各量子数的意义。 5. 会求一些物理量如轨道角动量L2和Lz等的本征值。 （四）碱金属原子和电子自旋 1．掌握碱金属原子能级和光谱的一般特性。 2. 理解原子实极化与轨道贯穿的作用。 3. 掌握电子自旋概念与自旋量子数的意义;掌握角动量耦合方法，理解电子自旋与轨道运动的相互作用。 4. 掌握碱金属原子光谱精细结构形成的物理本质；掌握单电子原子态符号描述；掌握单电子辐射跃迁的选择定则。 5. 对轨道贯穿、原子实极化及相对论效应会做定性说明。 （五）多电子原子 1．了解氦原子光谱的五个特点；氦原子的能级结构方式；镁原子光谱及能级结构。 2．掌握具有两个价电子的原子态的两种求法（LS耦合和JJ耦合）；LS耦合中的经验规则； LS耦合模型对He、Mg能级结构的理解；两种角动量耦合模型的比较。 3．掌握电子的量子状态描述；泡利原理；同科电子形成的原子态。 4．掌握复杂原子光谱的一般规律。 5．掌握辐射跃迁的选择定则，He、Mg的能级跃迁图 6．了解激光器的工作原理。 （六）在磁场中的原子、原子的壳层结构 1．掌握原子磁矩概念和有关计算。 2．掌握原子在外磁场中附加能量公式，并能用来解释原子能级在外磁场中分裂现象；正确解释史特恩—盖拉赫实验的结果。 3．会用量子理论对塞曼效应作出解释，能进行塞曼谱线的波数计算；了解电