《原子物理》是物理专业核心必修课,是普通物理系列课程的收官之课。同时又是量子力学、近代物理实验乃至激光物理等课程的重要基础,具有承上启下的关键作用。
课程以近代物理中的重要实验为基础,分析和阐述原子层次的物质结构和微观体系运动基本规律,实现概念、理论和方法从经典物理向量子理论的过渡,使学生从内容上系统掌握原子能级结构、跃迁光谱规律等量子物理知识;从方法上领会研究原子运动的微观物理模型、量子力学原理和实验探究方法;从能力上能够准确建立微观世界的物理图像、灵活运用量子力学基本知识解决原子体系的结构和光谱问题。
本课程设置了相对论相关选学内容,以满足不同基础的学习者内容前后有序衔接。进一步加强量子力学原理的高阶串联作用,结合原子物理问题,适度拓展狄拉克符号,算符平均值,厄米算符,对易关系,动量表象,反对称化波函数,及微扰法(一级能量微扰的计算)等高阶内容,使得学生得以基于量子力学原理更透彻理解原子物理中的精细结构、角动量耦合、塞曼效应、泡利原理,以及跃迁选择定则,做到知其然且知其所以然。有助于学生运用量子力学基本知识分析解决原子物理规律,提升对量子力学深邃思想的理解。
高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学、光学。
如能学过数学物理方法或数理方程课程当然更好,若未学过也不会影响主体内容的学习和理解。
主要参考资料:
褚圣麟《原子物理学》第二版,高等教育出版社,2022
杨福家:原子物理学,高等教育出版社;
刘玉鑫:原子物理学,高等教育出版社;
王正行:近代物理学,北京大学出版社;
郑乐民:原子物理,北京大学出版社;
徐克尊:近代物理学,中国科学技术大学出版社;
崔宏滨:原子物理学,中国科学技术大学出版社;
朱林繁:原子物理学,中国科学技术大学出版社;
徐克尊:高等原子与分子物理学,科学出版社;
H.Haken, H.C.Wolf, Atomic and Quantum Physics;
B.H.Bransden and C.J.Joachain: Physics of Atoms and Molecules;
R.D.Cowan:The Theory of Atomic Structure and Spectra.
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