1023S02002-量子力学-2023版人才培养方案教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《量子力学》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1023S02002

开课单位

物理科学与技术学院

课程名称

（中文）量子力学

（英文）QuantumMechanics

课程性质

必修

考核类型

考试

课程学分

3

课程学时

51

课程类别

专业发展课程（专业核心课）

先修课程

高等数学（含线性代数）、普通物理、数学物理方法、理论力学

适用专业（类）

应用物理学

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《量子力学》是本专业的一门专业核心课程，量子力学研究微观粒子的运动规律，是物理学中的基础理论之一，在其它学科中有广泛的应用，如：在化学、生物和其它近代技术方面。它是物理学在二十世纪的重大突破之一，对物理学、科学技术以及人类文明的发展起到了极其重要的推动作用。

通过本课程的教学，使学生系统地掌握量子力学的基本原理（五大假定）和基本概念，能够利用量子力学的知识解决最简单的物理问题。了解量子力学的应用价值，掌握物理学前沿动向，帮助学生建立科学的思维方式，培养学生分析和解决问题的能力以及接受新事物的能力，为以后工作打下良好的基础。

（二）教学目标

课程目标1：初步掌握量子力学的基本概念和基本原理；

课程目标2：获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的能力，能为以后解

决实际问题或进一步深造打下基础；

课程目标3：通过课程学习，能了解与量子力学相关的具体应用和相关研究前沿。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：专业知识：具有科学的世界观，较系统和完整地掌握物理学的基本理论、基本知识和基本技能以及所需的数学、计算机、电工电子学等方面的基础知识。对物理学相关专业方向前沿、发展动态、应用前景有所了解。

课程目标1

40%

1-3：工具知识：掌握数学、外语、计算机及信息技术、专利申请等方面的知识。

课程目标2

20%

2-1：获取知识的能力：具备获取自学能力、获取和加工处理信息的能力，具有一定的批判性思维能力。

课程目标2、3

20%

3-1：专业素质：具有科学思维方法、科学精神、创新意识，具有一定的技术创新和应用意识及工程技术素养。

课程目标1、3

20%

四、教学方式与方法

该课程施行“以学生为主体，以教师为主导，知识、素质和能力协调发展”的现代教育理念，教学中突出学生的中心地位，注重对大学生逻辑思维能力、分析问题和解决问题能力的培养。因材施教使学生掌握科学的学习方法，真正达到从学会到会学；开发并实施多媒体教学手段，使得课程的改革和教学实施建立在现代教育技术平台之上。实行启发式教学，培养学生较强的独立思考能力和创造能力，较快进入科学发展的前沿。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

解定态薛定谔方程、量子力学基本假设、氢原子理论、力学量算符理论、对易关系、测不准原理、Dirac符号、表象理论、非简并微扰论、自旋概念。

（二）教学难点

解定态薛定谔方程、量子力学的基本假设、波函数的统计解释、动量本征函数的归一化、厄密方程的求解、势垒贯穿、算符和力学量的关系的基本假定、非简并微扰论。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

量子力学绪论

了解本课程的特点和学习方法，知道量子力学的产生背景、经典物理学的困难，理解波粒二象性。了解量子力学的发展史，在物理学中的地位，和在各个领域中的重要应用，在一定程度上知道学习量子力学的重要意义。

4

讲授

课程目标1、2、3

2

波函数和薛定谔方程

理解波函数的统计解释，掌握：定态薛定谔方程的求解步骤、一维无限深势阱的计算、能级和波函数、一维有限深势阱的求解，一维线谐振子定态结果。

12

讲授

课程目标1、2

3

力学量算符

掌握动量算符、角动量算符Z分量、角动量平方、氢原子的Hamilton算符的本征方程，理解算符和力学量的关系的基本假定，掌握算符之间的对易关系、测不准关系。

12

讲授

课程目标1、2

4

表象理论

理解什么是表象，如何进行表象变换；掌握Dirac符号和产生、消灭算符，幺正变换矩阵的特点，算符的矩阵表示。

8

讲授

课程目标1、2

5

微扰理论

理解微扰理论的思想，掌握非简并定态微扰论，能级修正至二级、波函数至一级。

6

讲授

课程目标1、2

6

自旋

了解与自旋有关的实验现象，掌握自旋算符和自旋函数；了解角动量理论；了解全同粒子的概念。

6

讲授

课程目标1、2

7

量子力学的总结与展望

对量子力学的发展态势有较系统的认识。

3

讲授

课程目标1、2、3

合计

51

七、学业评价和课程考核

（一）考核类型：?考试?考查

（二）考核方式：?开卷考试?闭卷考试?课程论文

?课程报告?其它：

（三）成绩评定：