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1、量 子 力 学,课程简介,量子力学是反映微观粒子运动规律的理论，是20世纪自然科学的重大进展之一。本课程是物理学专业的专业必修课程之一。设置量子力学课程的主要目的是： 使学生了解微观世界矛盾的特殊性和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，并初步具有运用这些方法解决较简单问题的能力。 使学生了解量子力学在现代科学技术中的广泛应用，深化和扩大在普通物理中学过的有关内容，为学生以后的物理教学或进一步学习与提高打下必要的基础。,基本粒子 原子核 原子 分子 团簇 纳米体系 介观体系,研 究 对 象,天体物理 宇宙学 能源化学 生物学材料科学,目 的 要 求,1. 深入理解微观粒
2、子的运动特性。 掌握描述微观粒子运动的方法，即量子力学的数学框架。 3. 初步掌握应用量子力学处理简单体系的方法。,学习方法少问为什么 多问是什么,主 要 内 容,I. 绪论：量子力学的研究对象和方法特点，经典物理学的困难，量子力学发展简史，光的波粒二象性，Bohr的量子论，微观粒子的波粒二象性。II. 波函数和薛定谔方程：波函数的统计解释，测不准原理和态迭加原理，薛定谔方程，一维定态问题。III. 力学量的算符表示：表示力学量的算符，算符的本征值和本征函数，动量算符和角动量算符，厄米算符本征函数的正交性，算符与力学量的关系，算符的对易关系，两个力学量同时有确定值的条件，测不准关系，力学量平均
3、值随时间的变化，对称性与守恒律，电子在库仑场中的的运动，氢原子。,IV. 态和力学量的表象：态的表象，算符的矩阵表示，量子力学公式的矩阵表述，幺正变换。V. 近似方法：定态微扰理论，变分法的基本原理及方法，含时微扰理论（跃迁几率、光的发射和吸收、选择定则）。VI. 电子自旋与角动量：电子自旋，自旋算符和波函数，角动量耦合，涉及自旋-轨道耦合时哈密顿的处理方法。VII. 全同粒子体系：全同粒子的特性，玻色子与费密子，全同粒子体系的波函数，泡利原理，两个电子的自旋波函数，氦原子，氢分子。VIII. 散射：散射过程的一般描述，散射截面，分波法，玻恩近似，方形势阱与势垒所产生的散射。,参 考 教 材,
4、1周世勋，量子力学教程，人民教育出版社。 2曾谨言，量子力学，科学出版社。 3L. I. 希夫，量子力学，人民教育出版社。 4A. 梅西亚，量子力学，人民教育出版社。 5钱伯初、曾谨言，量子力学习题精选与剖析。,第一章 绪论,1.2 经典物理学的困难,1.3 光的量子性,1.4 玻尔的量子论,1.1 量子力学发展简史,1.5 微观粒子的波粒二象性,1.6 波函数的统计解释,1.1 量子力学发展简史,1896年 气体放电管，发现阴极射线。,1897年 J.J Thomson 通过测定荷质比，确定了电子的存在。,1900年 M.Plank 提出了量子化假说， 成功地解释了黑体辐射问题。,1905年
5、 A.Einstein 将量子化概念明确为光子 的概念，并解释了光电效应。同年创立了狭义相对论。,1924年 L.de Brglie 提出了“物质波”思想。,1913年 N.Bohr 提出了原子结构的量子化 理论（旧量子论）,1911年 E.Rutherfold 确定了原子核式结构,1925年 W.Heisenberg 建立了量子力学的 “矩阵形式”,1926年 E.Schrdinger 建立了量子力学的 “波动形式”并证明了与“矩阵形式”等价。,1927年 Davission, Germer 电子衍射实验。,1927年 Dirac 发展了电磁场的量子理论 1928年 Dirac 建立了相对论量子力学（ Dirac方程）,
