(科目代碼：813)

一、考核要求

量子力學是反映微觀粒子運動規(guī)律的理論，是20世紀自然科學的重大進展之一。本課程的考核要求主要是：⑴深入理解微觀世界矛盾的特殊性和微觀粒子的運動特性；⑵掌握描述微觀體系運動的方法，即量子力學的基本原理和方法；⑶ 了解量子力學在現(xiàn)代科學技術(shù)中的廣泛應用，并初步學會處理簡單量子體系的方法。

二、考核評價目標

要求學生明確微觀粒子運動的基本屬性，掌握量子力學的基本原理和處理具體問題的一些重要方法，并初步具有運用這些方法解決較簡單問題的能力，以考察學生是否具備進入研究生學習所必需的基礎(chǔ)知識。

三、考核內(nèi)容

第一章 緒 論

1.1 量子力學的研究對象和方法

1.2 量子力學發(fā)展簡史

1.3 經(jīng)典物理學的困難

1.4 光的波粒二象性

1.5 Bohr的量子論

1.6 微觀粒子的波粒二象性

基本要求: 明確量子力學的研究對象及其方法特點。 通過回顧與概述黑體輻射、光電效應、康普頓效應、原子光譜與原子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，了解十九世紀末到廿世紀初經(jīng)典物理學所暴露出來的困難，舊量子論的產(chǎn)生、發(fā)展及其缺陷，以及量子力學的產(chǎn)生與發(fā)展。 重點是認識微觀粒子的波粒二象性。

第二章 波函數(shù)和薛定諤方程

2.1 波函數(shù)的統(tǒng)計解釋

2.2 測不準原理

2.3 態(tài)迭加原理

2.4 薛定諤方程

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

基本要求: 認識微觀粒子的運動用一個波函數(shù)來描述（量子力學的第一個基本假定）和粒子的可觀測力學量之間的關(guān)系；明確波函數(shù)的意義。 理解量子力學的兩個基本原理（測不準原理和態(tài)迭加原理）的內(nèi)容，并明確它們從不同側(cè)面反映了微觀粒子波動性的本質(zhì)。 明確微觀粒子運動所滿足的基本方程是薛定諤方程，其求解在定態(tài)問題中簡化為定態(tài)薛定諤方程。 領(lǐng)會一維定態(tài)的求解方法以及一維定態(tài)的基本性質(zhì)。

第三章 力學量的算符表示

3.1 表示力學量的算符

3.2 動量算符和角動量算符

3.3 厄米算符本征函數(shù)的正交性

3.4 算符與力學量的關(guān)系

3.5 算符的對易關(guān)系，兩個力學量同時有確定值的條件

3.6 電子在庫侖場中的的運動，氫原子

3.7 力學量平均值隨時間的變化，守恒定律

基本要求: 熟悉算符的一般運算規(guī)則、線性算符、厄米算符、算符的本征值和本征函數(shù)、算符的對易關(guān)系。 明確如何得到表示力學量的算符及其應具有的性質(zhì)（線性厄米算符）；明確厄米算符本征函數(shù)的正交性、完備性。算符本征值與力學量測量結(jié)果的關(guān)系、在給定波函數(shù)下如何得到力學量的測量結(jié)果（粒子運動狀態(tài)的描述）。 兩個力學量同時有確定值的條件、力學量的完全集，測不準關(guān)系。 力學量平均值隨時間的變化，對稱性與守恒律。熟悉氫原子的處理方法及結(jié)果。

第四章 態(tài)和力學量的表象

4.1 態(tài)的表象

4.2 算符的矩陣表示

4.3 量子力學公式的矩陣表述

基本要求: 量子態(tài)的不同描述方法及其等價性。 矩陣形式及其與波動形式的等價。

第五章 近似方法

5.1 非簡并定態(tài)微擾

5.2 簡并情況下的微擾理論

5.3 氫原子的Stark效應

5.4 變分法

5.5 氦原子基態(tài)（變分法）

5.6 與時間有關(guān)的微擾

5.7 躍遷幾率

5.8 光的發(fā)射和吸收

5.9 選擇定則

基本要求: 掌握定態(tài)微擾理論及方法。 掌握變分法的基本原理及解題步驟。

第六章 電子自旋與角動量

6.1 電子自旋

6.2 自旋算符和波函數(shù)

6.3 簡單塞曼效應

6.4 兩個角動量的耦合

6.5 光譜的精細結(jié)構(gòu)

基本要求: 自旋的概念以及與自旋相關(guān)的重要實驗現(xiàn)象。 考慮自旋后粒子運動的描述方法。 角動量耦合以及涉及自旋-軌道耦合時哈密頓的處理方法。

第七章 全同粒子體系

7.1 全同粒子的特性、玻色子與費密子

7.2 全同粒子體系的波函數(shù)，泡利原理

7.3 兩個電子的自旋波函數(shù)

基本要求: 全同性原理。 全同粒子體系的波函數(shù)。 考慮全同性原理后簡單體系的處理方法以及產(chǎn)生的結(jié)果。

參考書目：

周世勛編《量子力學教程》高教版；曾謹言《量子力學》科學出版社第二版；褚圣麟編《原子物理》高教版

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