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量子力学
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spContent=《量子力学》课程系统地阐述量子理论的有关概念和基本理论及基本方法。主要内容包括:波函数、态的叠加原理、力学量的算符表示、表象理论、自旋和全同粒子、微扰理论、散射理论等。通过该课程的学习,使学生系统了解微观粒子体系的特性及运动规律,系统掌握量子理论体系的基本概念、基本原理和方法,培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的抽象思维与数理逻辑能力,培养其物理素养,使学生了解与本课程相关的前沿发展动态,初步掌握利用量子理论基本原理分析解决实际问题的基本能力,为学习后续的专业课程和独立解决实际问题打下坚实的基础。
—— 课程团队
课程概述

1.为什么学习量子力学?

科学的目的要认识世界,改造世界, 从宏观低速的牛顿力学,到宏观高速的相对论力学,再到研究微观世界的量子力学,人们对科学的探索过程说明了科学的发展是永不停息的,人的认识没有终点,科学没有顶峰。


 2.课程的主题

量子力学就是从微观结构探究物质世界和生命的本质及运行规律的一门基础科学,是世界科技前沿的一个发展方向。量子力学是经典物理学逻辑的延续,又与经典物理有很大的不同,是把量子化,几率波,态矢量,态叠加原理,不确定关系等离散的假设和概念统一起来的完整的理论。


 3.课程目的


本课程是物理学专业的专业必修课程之一。

(1)了解微观世界矛盾的特殊性和深入理解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,并初步具有运用量子力学方法解决简单体系的能力;


(2)了解量子力学在现代科学技术中的广泛应用,将理论知识与实际应用相联系,深化和扩大在经典物理学的有关内容,为学生以后的物理课程的学习或进一步科研学习与提高打下必要的基础;


(3) 深刻理解所学专业的重要意义,激发专业自豪感,培养学生的科技强国的历史使命感和社会责任感;培养学生严谨规范的科学态度、脚踏实地的科学作风、实事求是的科学思想和与时俱进的创新精神。



授课目标

教学目标1

深刻理解量子力学的基本概念、基本原理和表述形式。主要内容包括:波函数、力学量算符、量子力学中的测量、量子力学的表述形式,自旋及其描述,多粒子体系的全同性原理。初步掌握量子力学对一些基本问题的处理方法。主要内容包括:一维定态问题,氢原子问题,外场中的量子体系的微扰方法,量子跃迁以及散射问题。(支撑本专业毕业要求1:知识目标

教学目标2:

解决量子力学的体系的实际问题。通过量子力学理论学习,使学生能够利用薛定谔方程,表象理论,微扰理论以及散射理论分析、处理和解决一些实际的量子力学问题,为后续专业课程学习打好理论基础,并提供理论解决方法。(支撑本专业毕业要求2:问题分析目标

教学目标3:

量子理论与其他学科的交叉渗透越来越多,与现代科学研究密切联系,以量子力学知识为基础,设计相关的研讨主题,对学生进行科研训练。既紧密结合课程知识点又能够激发学生的好奇心,有利于培养学生创新思维素质和科学研究的能力(支撑本专业毕业要求4:研究目标)

教学目标4

引导学生深刻理解所学专业的重要意义,激发专业自豪感,同时能更好地将理论知识与实际应用相联系,培养学生求真务实的做事态度和对未来所从事职业的使命感和责任心。使学生体会科学家们的科学精神和中华文明为人类文明所做出的伟大贡献,激发学生的爱国热情,培养学生的社会责任感。培养学生严谨规范的科学态度、脚踏实地的科学作风、实事求是的科学思想和与时俱进的创新精神。(支撑本专业毕业要求:课程思政教学目标)


成绩 要求

为了保障证书权威性,平台不再支持免费电子证书,当前课程没有认证证书。

课程大纲
预备知识

线性代数,复数,三角函数,微积分,欧拉公式,矢量代数,傅里叶变换,狄拉克函数

参考资料

参考教材

《量子力学教程》(第二版),周世勋,高等教育出版社,2009

《量子力学教程》(第三版),曾谨言,科学出版社,2014

《量子力学》(第三版),汪德新,科学出版社,2020

Introduction to Quantum Mechanics》, D. J. Griffiths 机械工业出版社, 2005

Modern Quantum Mechanics》,J. J. Sakurai,(Second Edition),世界图书出版公司,2020



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