课程编码：2812036
量子力学
QuantumMechanics
学分：4总学时：64理论学时：64实验／实践学时：0/0
一、课程教学目标
量子力学是物理类专业必修的重要基础课。本课程使学生以全新观念去认识物质世界，并为后续专业课学习打下必要的基础。按照学校办学目标定位和专业培养要求，结合学生实际，制定课程目标。
知识目标：掌握量子力学的基本假设、基本原理和基本方法，全面系统了解微观世界基本规律。
能力目标：具备运用量子力学规律解释微观现象的能力；了解量子理论最新成果、前沿发展动态和在物理、化学、信息技术等交叉领域中的应用，具备学习新知识、新技术的基本能力。
素质目标：注重学生求异思维的培养，能透过现象去追寻本质，启迪创新思维；弱化主观经验，强调实验事实；了解量子史上的重要物理思想，培养辩证唯物主义的世界观和科学的方法论。
二、课程基本要求
1．课程内容方面
（1）初步具有量子化的思想，掌握量子力学的五个基本原理。
（2）能够运用薛定谔方程解决简单的微观体系问题，掌握量子力学处理问题的基本近似方法。
2．基本技能训练方面
（1）在讲述量子力学基本原理基础上，适当介绍量子力学最新发展，量子理论最新成果，学科最前沿发展动态，培养学生创新能力。
（2）在教学中，强调掌握实验事实以及它给予我们的启示，不直接与主观经验联系，不先入为主。并时时将新的概念和结论与经典物理学的结果作比较，以使同学能正确理解量子力学的基本概念，从而能掌握量子力学的精髓和学会正确处理具体问题的方法。
（3）加强课程思政，发挥育人功能。量子力学充满了挑战和创新，是一部传奇的史诗般的科学发展史。通过了解科学家们不惧困难、善于思考、敢于创新的精神，把学习知识的过程内化为体悟人性、发奋图强、报效祖国的动力，实现知识传授与价值引领的有机统一。
三、教材、主要参考书和参考资源
1．主要使用教材
（1）尤景汉等.量子力学.北京：电子工业出版社，2022.
（2）周世勋原著，陈灏修订．量子力学教程．第二版．北京：高等教育出版社，2009．
2．主要参考书
（1）曾谨言.量子力学，卷Ⅰ，（第五版）.北京：科学出版社，2013.
（2）钱伯初，曾谨言.量子力学习题精选与剖析（第三版）.北京：科学出版社，2008.
（3）曾谨言.量子力学教程（第三版）.北京：科学出版社，2014.
（4）苏汝铿.量子力学（第二版）.北京：高等教育出版社，2002.
（5）曹天元.上帝掷骰子吗？量子物理史话.北京：北京联合出版公司，2019.
（6）吴京平.无中生有的世界：量子力学外传.北京：北京时代华文书局，2018.
（7）汪振东.在悖论中前行：物理学史话.北京：人民邮电出版社，2018.
（8）戴瑾.从零开始读懂量子力学.北京：北京大学出版社，2020.
（9）赵峥.物理学与人类文明十六讲.北京：高等教育出版社，2016.
四、课程内容
第一章早期的量子论
主要内容：经典物理学的困难，光的波粒二象性，原子结构的玻尔理论，微观粒子的波粒二象性。
重点和难点：粒子的波动性，粒子性与波动性的关系。
课程思政：传统文化―大学之道：①大学之道，在于独立学生之思想，完备学生之人格，授之以安身立命之技能。（蔡元培）②大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。（《四书》）
第二章波函数和薛定谔方程
主要内容：波函数的统计解释，态叠加原理，薛定谔方程，粒子流密度和粒子数守恒定律，定态薛定谔方程。
重点和难点：波函数的物理意义，定态薛定谔方程。
课程思政：大国重器―“墨子号”和“九章”。
第三章一维势场中的粒子
主要内容：一微无限深势阱，线性谐振子，势垒贯穿。
重点和难点：利用定态薛定谔方程求解一维粒子的运动。
课程思政：现代科技―扫描隧道显微镜。
第四章量子力学基本原理
主要内容：力学量的算符表示，算符的对易关系，厄密算符本征函数的正交性，动量算符和角动量算符，两力学量同时有确定值的关系，不确定原理，力学量平均值随时间的变化，守恒定律。
重点和难点：厄米算符，不确定原理。
课程思政：科学家的故事。
第五章中心力场
主要内容：电子在库仑场中的运动，氢原子，无限深球方形势阱。
重点和难点：中心力场，氢原子。
课程思政：物理之美―坚硬的原子。物理之美―对称性与守恒量。
第六章量子力学的矩阵表示
主要内容：状态的表象，量子力学的矩阵表示，么正变换，狄拉克符号。
重点和难点：状态的表象，狄拉克符号。
课程思政：物理之美―傅里叶变换。
第七章量子力学本征值的代数解法
主要内容：线性谐振子与占有数表象，角动量升/降算符，两个角动量的耦合。
重点和难点：线性谐振子与占有数表象，角动量耦合。
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