原子物理和量子力学.doc

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1、原子物理与量子力学AtomicPhysicsandQuantumMechanics哈尔滨理工大学应用科学学院应用物理系相关说明一、课程名称原子物理与量子力学二、计划学时108（每周3次6学时）三、课程性质技术基础课四、适用专业应用物理学、材料物理学、光信息科学与技术、电子科学与技术五、主要内容本课程内容主要可分为两大部分：1、原子物理学；2、量子力学。原子物理学主要介绍原子物理学的发展。从光谱学、X射线等方面的实验事实总结出能级规律，进一步分析原子结构的特点。量子力学是二十世纪初建立起来的一门崭新的学科。通过五个基

2、本原理的引入，逐步构筑了量子力学的理论框架。教学过程中，尽可能将两部分的相关内容结合讲授，利于学生理解和吸收。原子物理学与量子力学是物理类学生的理论基础。通过该课程的学习，学生应掌握有关原子等微观粒子的基本物理概念及反映其物理性质的基本规律，使学生了解和掌握现代一些重要的物理观念，并为应用技术准备理论基础。六、教材与参考书《原子物理学》，褚圣麟，高教出版社《量子力学教程》，周世勋，高教出版社七、备注本课程采用多媒体教学，重点难点等采用特定的文字表现方式或动画声音等形式体现，可在“《原子物理与量子力学》课件”的相关章

3、节观察效果。原子物理与量子力学目录绪论1本章小结1第一章原子的基本状况2§1.1原子的质量和大小2§1.2原子的核式结构2本章小结3第二章原子的能级和辐射4§2.1原子光谱的一般情况与氢原子光谱4§2.2经典理论的困难和光的波粒二象性4§2.3玻尔氢原子理论5§2.4类氢体系光谱5§2.5夫兰克-赫兹实验5§2.6量子化通则6§2.7电子的椭圆轨道6§2.8史特恩-盖拉赫实验与原子空间取向的量子化7§2.9量子理论与经典理论的对应关系对应原理7本章小结7第三章量子力学的运动方程—Schrödinger方程8§3.1

4、物质的波粒二象性8§3.2波函数的统计解释8§3.3态叠加原理9§3.4薛定谔方程9§3.5几率守恒定律与定态薛定谔方程9§3.6一维无限深势阱10§3.7势垒贯穿10§3.8线性谐振子10§3.9电子在库仑场中的运动11§3.10氢原子11本章小结12第四章量子力学中的力学量13§4.1力学量算符13§4.2动量算符与角动量算符13§4.3厄密算符的本征函数14§4.4力学量的取值分布14§4.5算符的对易关系14§4.6测不准关系15§4.7守恒定律15本章小结16第五章碱金属原子的光谱和能级17§5.1碱金属

5、原子的光谱和结构特点17§5.2碱金属原子光谱的精细结构17§5.3电子自旋与轨道运动的相互作用18§5.4单电子跃迁的选择定则18III原子物理与量子力学*§5.5氢原子光谱的精细结构与蓝姆移动18本章小结19第六章多电子原子20§6.1氦与第二族元素的光谱和能级20§6.2具有两个价电子的原子态20§6.3泡利原理与同科电子21§6.4复杂原子光谱的一般规律21§6.5辐射跃迁的普适选择定则21§6.6He-Ne激光器22本章小结22第七章磁场中的原子23§7.1原子的磁矩23§7.2外磁场对原子的作用23§7

6、.3史特恩-盖拉赫实验的结果23§7.4顺磁共振24*§7.5物质的磁性24§7.6塞曼效应25本章小结25第八章原子的壳层结构26§8.1元素性质的周期性26§8.2原子的电子壳层结构26§8.3原子基态的电子组态26本章小结27第九章X射线28§9.1X射线的产生及测量28§9.2X射线的发射谱及相关能级28*§9.3X射线的吸收和散射28*§9.4X射线在晶体中的衍射29本章小结29第十章态和力学量的表象30§10.1态的表象30§10.2算符的矩阵表示30§10.3量子力学公式的矩阵表述31§10.4幺正变

7、换31§10.5狄拉克符号31§10.6占有数表象32本章小结32第十一章微扰理论33§11.1非简并定态微扰理论及其应用33§11.2简并情况下的微扰理论及其应用33§11.3变分法与氦原子基态34§11.4与时间有关的微扰理论34§11.5跃迁几率34§11.6光的发射与吸收35*§11.7选择定则35本章小结36III原子物理与量子力学第十二章散射37§12.1碰撞过程与散射截面37§12.2中心力场中的弹性散射（分波法）37本章小结37第十三章自旋与全同粒子39§13.1电子的自旋39§13.2电子自旋的描

8、述39§13.3简单塞曼效应40§13.4角动量的耦合及应用40§13.5光谱的精细结构41§13.6全同粒子体系41§13.7全同粒子体系的波函数41§13.8两个电子的自旋函数42本章小结42III绪论绪论本章主要介绍原子物理与量子力学的发展过程，并指出学习新理论应注意的问题。教学目的：了解原子物理学与量子力学的发展史和特点，注意新观念与学习方法的确立。