前 言
一.教材:周世勛編 量子力學(xué)教程(高教出版社)
二.學(xué)習(xí)要求:中學(xué)教師自學(xué)量子力學(xué)課程的目標(biāo)應(yīng)是
1.了解微觀客體的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律的特殊性,初步掌握量子力學(xué)的基本原理和方法,并會用來處理一些較簡單的量子力學(xué)問題。
2.了解量子力學(xué)在物理學(xué)中的地位和作用,學(xué)習(xí)后能獨(dú)立解決中學(xué)物理教學(xué)中遇到的有關(guān)量子力學(xué)問題。
3.培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀,進(jìn)一步加深實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)的思想。
三.參觀書目
周世勛,量子力學(xué),上??茖W(xué)技術(shù)出版社196l
曾謹(jǐn)言,量子力學(xué),科學(xué)出版社(1981及各種版本)
大綱內(nèi)容
第一章 緒 論
§1.1 經(jīng)典物理學(xué)的困難
§1.2 光的波粒二象性
§1.3 原子結(jié)構(gòu)的玻爾理論
§1.4 微粒的波粒二象性
要求
1.了解量子力學(xué)產(chǎn)生的歷史背景。
2.知道微觀客體波粒二象性是實(shí)驗(yàn)證實(shí)的客觀事實(shí)。
3.會用德布羅意關(guān)系式計(jì)算德布羅意波長,知道自由粒子的平面波表達(dá)式。
第二章 波函數(shù)和薛定諤方程
§2.1 波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋
§2.2 態(tài)迭加原理
§2.3 薛定諤方程
§2.4 粒子流密度和粒子數(shù)守恒定律
§2.5 定態(tài)薛定諤方程
§2.6 一維無限深勢阱
§2.7 線性諧振子
§2.8 墊壘貫穿
要求:
1.本章是量子力學(xué)重點(diǎn)之一,§2.1-§2.5是本章重點(diǎn)。
2.掌握波函數(shù)統(tǒng)計(jì)解釋的內(nèi)容、波函數(shù)的歸一化及波函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件。
3.理解態(tài)迭加原理及它對量子力學(xué)的重要意義。
4.掌握量子力學(xué)處理一維無限深勢阱和線性諧振子的方法及其結(jié)果;知道能量是如何量子化的;理解勢壘貫穿這一重要量子效應(yīng)。
第三章 量子力學(xué)中的力學(xué)量
§3.1 表示力學(xué)量的算符
§3.2 動量算符和角動量算符
§3.3 電子在庫侖場中的運(yùn)動
§3.4 氫原子
§3.5 厄米算符本征函數(shù)的正交性
§3.6 算符與力學(xué)量的關(guān)系
§3.7 算符的對易關(guān)系,兩力學(xué)量同時(shí)有確定值的條件測不準(zhǔn)關(guān)系
要求:
1.掌握算符的運(yùn)算規(guī)則、力學(xué)量算符的性質(zhì)、厄米算符本征函數(shù)的性質(zhì)。
2.掌握算符與力學(xué)量的關(guān)系,在一算符的本征態(tài)中測量一力學(xué)量會得到什么結(jié)果,在任意態(tài)中測量一力學(xué)量會得到什么結(jié)果。
3.掌握算符的對易關(guān)系、不確定關(guān)系和一組力學(xué)量有確定值的條件。
4.掌握量子力學(xué)處理氫原子的方法及理論結(jié)果。
第四章 態(tài)和力學(xué)量的表象
§4.1 態(tài)的表象
§4.2 算符的矩陣表示
§4.3 量子力學(xué)公式的矩陣表述
§4.4 么正變換
§4.5 狄喇克符號
要求
1.掌握~表象的建立方法,在這表象中態(tài)和力學(xué)量如何表示。
2.會應(yīng)用簡單的狄喇克符號
3.初步了解表象變換方法及性質(zhì)
第五章 微擾理論
§5.1 非簡并定態(tài)微擾論
§5.2 非并情況下的微擾論
§5.3 氫原子的一級斯塔克效應(yīng)
§5.4 與時(shí)間有關(guān)的微擾論
§5.5 躍遷幾率
§5.6 光的發(fā)射和收效
§5.7 選擇定則
要求
1.了解微擾論的適用條件和分類
2.掌握定態(tài)微擾論的基本理論,會用所學(xué)理論處理具體量子力學(xué)問題。
3.掌握含時(shí)微擾論的基本理論,會計(jì)算原子躍遷幾率,能判斷允許躍遷和禁戒躍遷。
第七章 自旋與全同粒子
§7.1 電子自旋
§7.2 電子的自旋算符和自旋函數(shù)
§7.3 兩個(gè)角動量的耦合
§7.5 光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)
§7.6 全同粒子的特性
§7.7 全同粒子體系的波函數(shù) 泡利原理
§7.8 兩個(gè)電子的自旋函數(shù)
§7.9 氦原子
要求
1.掌握自旋算符、泡利矩陣、二分量自旋函數(shù)和兩電子體系的自旋函數(shù)。
2.掌握角動量的耦合理論、耦合表象和非耦合表象。
3.了解原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的微擾理論處理方法。
4.掌握全同粒子體系的特性和全同粒子體系的波函數(shù)。
5.掌握量子力學(xué)對He原子的處理方法,知道什么是交換能。