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量子力学课程教学大纲

一、课程说明

（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；

课程名称：量子力学

所属专业：物理学专业

课程性质：专业基础课

学分：4

（二）课程简介、目标与任务；

课程简介：

量子理论是20世纪物理学取得的两个（相对论和量子理论）最伟大

的进展之一，以研究微观物质运动规律为基本出发点建立的量子理论

开辟了人类认识客观世界运动规律的新途径，开创了物理学的新时代。

本课程着重介绍《量子力学》（非相对论）的基本概念、基本原理和

基本方法。课程分为两大部分：第一部分主要是讲述量子力学的基本

原理（公设）及表述形式。在此基础上，逐步深入地让学生认识表述

原理的数学结构，如薛定谔波动力学、海森堡矩阵力学以及抽象表述

的希尔伯特空间的代数结构。本部分的主要内容包括：量子状态的描

述、力学量的算符、量子力学中的测量、运动方程和守恒律、量子力

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学的表述形式、多粒子体系的全同性原理。第二部分主要是讲述量子

力学的基本方法及其应用。在分析清楚各类基本应用问题的物理内容

基础上，掌握量子力学对一些基本问题的处理方法。本篇主要内容包

括：一维定态问题、氢原子问题、微扰方法对外场中的定态问题和量

子跃迁的处理以及弹性散射问题。

课程目标与任务：

1.掌握微观粒子运动规律、量子力学的基本假设、基本原理和基本方

法。

2．掌握量子力学的基本近似方法及其对相关物理问题的处理。3．了

解量子力学所揭示的互补性认识论及其对人类认识论的贡献。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内

容衔接；

本课程需要学生先修《电磁学》、《光学》、《原子物理》、《数学

物理方法》和《线性代数》等课程。《电磁学》和《光学》中的麦克

斯韦理论最终统一了光学和电磁学；揭示了任意温度物体都向外辐射

波的机制，它是19世纪末人们研究黑体辐射的基本出发点，对

理解本课程中的黑体辐射实验及紫外灾难由于一定的帮助。《原子物

理》中所学习的关于原子结构的经典与半经典理论及其解释相关实验

的困难是导致量子力学发展的主要动机之一。《数学物理方法》中所

学习的复变函数论和微分方程的解法都在量子力学中有广泛的应用。

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《线性代数》中的线性空间结构的概念是量子力学希尔伯特空间的理

论基础，对理解本课程中的矩阵力学和表象变换都很有助益。

（四）教材与主要参考书。

[1]钱伯初,《理论力学教程》,高等教育出版社;（教材）[2]苏汝铿,

《量子力学》,高等教育出版社;[3]L.D.LandauandE.M.Lifshitz,

Non-relativisticQuantumMechanics;[4]P.A.M.Dirac,ThePrinciplesof

QuantumMechanics,OxfordUniversityPre1958;

二、课程内容与安排

第一章微观粒子状态的描述

第一节光的波粒二象性第二节原子结构的玻尔理论第三节微观

粒子的波粒二象性第四节量子力学的第一公设：波函数

（一）教学方法与学时分配：课堂讲授；6学时

（二）内容及基本要求

主要内容：主要介绍量子力学的实验基础、研究对象和微观粒子的基

本特性及其状态描述。

【重点掌握】：

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1.量子力学的实