曲华师范大学教学大纲课程名称量子力学1课程号072115学院物理工程学院专业物理学
教 学 大 纲 课程名称 量子力学 1 课 程 号 072115 学 院 物理工程学院 专 业 物理学
《量子力学1》教学大纲课程类别072115专业必修课程课程编号课程名称量子力学1Quantum Mechanics 1英文名称45建议修读学期学分0实验学时72其中实践学时18总学时数18其他学时力学，热学，电磁学，光学，原子物理学、数学物理方法预修课程考核方式平时考核（作业、随堂提间、期中测验）、期末考试适用专业物理学满忠晓大纲审核人王海龙大纲执笔人一、课程性质《量子力学I》是高等师范院校物理学专业学生必修的一门专业基础课。该课程对物理学专业的师范生将来完成教书育人、治学育人的使命起着重要的作用。通过量子力学的教学，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方法，为进一步学习与科研打下了必要的基础。了解量子力学的基本知识及其在物理学中的地位、作用和在近代物理中的广泛应用，不仅可以深化和拓宽学生的普通物理知识，更重要的是可以让学生达到今后从事物理教学与研究工作所必需的知识水平。同时，通过量子力学学习，培养学生独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。另外，量子力学研究对象是微观粒子体系，所采用的是不同于经典力学的全新理论，因而结合师范专业学生的培养自标，在教学实施过程中，侧重于引导学生利用所学的基本原理认识微观体系的性质，不仅可以提高学生的专业素养，而且能够培养他们多角度思考问题的能力，有利于他们在以后的中学物理教学中拓展中学生的思维。二、课程目标1．了解量子力学在电子学、光学、信息科学、化学、材料科学以及当代工艺技术的重要意义，牢固掌握量子力学的基本原理、基本知识体系和分析方法。掌握波函数、算符、薛定方程的重要意义，能够求解简单的薛定方程，理解
《量子力学 1》教学大纲 课程编号 072115 课程类别 专业必修课程 课程名称 量子力学1 英文名称 Quantum Mechanics 1 学分 4 建议修读学期 5 总学时数 72 其中：实践学时18 实验学时 0 其他学时 18 预修课程 力学，热学，电磁学，光学，原子物理学、数学物理方法 考核方式 平时考核（作业、随堂提问、期中测验）、期末考试 适用专业 物理学 大纲执笔人 满忠晓 大纲审核人 王海龙 一、课程性质 《量子力学 I》是高等师范院校物理学专业学生必修的一门专业基础课。该 课程对物理学专业的师范生将来完成教书育人、治学育人的使命起着重要的作用。 通过量子力学的教学，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方法，为进一步学习与科研打下了必要的基础。 了解量子力学的基本知识及其在物理学中的地位、作用和在近代物理中的广泛应 用，不仅可以深化和拓宽学生的普通物理知识，更重要的是可以让学生达到今后 从事物理教学与研究工作所必需的知识水平。同时，通过量子力学学习，培养学 生独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。另外，量子力学研究对象是微观 粒子体系，所采用的是不同于经典力学的全新理论，因而结合师范专业学生的培 养目标，在教学实施过程中，侧重于引导学生利用所学的基本原理认识微观体系 的性质，不仅可以提高学生的专业素养，而且能够培养他们多角度思考问题的能 力，有利于他们在以后的中学物理教学中拓展中学生的思维。 二、课程目标 1. 了解量子力学在电子学、光学、信息科学、化学、材料科学以及当代工 艺技术的重要意义，牢固掌握量子力学的基本原理、基本知识体系和分析方法。 掌握波函数、算符、薛定谔方程的重要意义，能够求解简单的薛定谔方程，理解
并能够计算微观体系物理量的取值、取值概率和平均值，掌握量子力学中表象变换和近似计算方法，初步掌握电子自旋的相关知识。（支撑毕业要求3，4）2.掌握量子力学的基本知识，学会运用科学的思维和科学研究方法分析问题、解决问题。能将量子力学知识运用于相关领域学科中的科学现象的解释。培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风，培养创新精神以及实事求是的人生态度，初步具有分析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求2、3、7、8）3.要求学生在掌握量子力学基本原理的前提下，能够根据当前科技发展前沿，通过查阅有关文献和参考书，能以个体或学习小组为单位协作探索量子力学与其他学科交又所产生的高新技术。通过课堂讨论、课后交流，培养语言表达能力、团队协作能力、人际交往能力。（支撑毕业要求7、8）4.培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解量子力学发展前沿的先进思想与实验技术。通过专题知识的讨论，培养学生综合分析的能力、增强他们在教学与科学研究中分析问题和解决问题的能力。（支撑毕业要求4、7、8）三、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标1.对教师职业有强烈的认同，具有积极的从教意愿和动机，端正的从教态度，认同教师工作的专业性和意义。2.．具有人文底蕴与科学精神，富有爱心、责任心和事业心，自觉成为学生锤炼品格、学习课程目标2毕业要求2教育情怀知识、创新思维、奉献祖国的引路人。3.树立正确的教师观、学生观，理解教师作为学生学习促进者的角色要求，懂得尊重学生人格及个体差异，因材施教，对学生富有爱心与责任心，能够促进学生自主与全面发展。毕业要求3学科素养1.掌握量子力学基本原理和解决问题的方课程目标1
并能够计算微观体系物理量的取值、取值概率和平均值，掌握量子力学中表象变 换和近似计算方法，初步掌握电子自旋的相关知识。（支撑毕业要求3，4） 2. 掌握量子力学的基本知识，学会运用科学的思维和科学研究方法分析问 题、解决问题。能将量子力学知识运用于相关领域学科中的科学现象的解释。培 养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风, 培养创新精 神以及实事求是的人生态度，初步具有分析和解决实际问题的能力。（支撑毕业 要求2、3、7、8） 3. 要求学生在掌握量子力学基本原理的前提下，能够根据当前科技发展前 沿，通过查阅有关文献和参考书，能以个体或学习小组为单位协作探索量子力学 与其他学科交叉所产生的高新技术。通过课堂讨论、课后交流，培养语言表达能 力、团队协作能力、人际交往能力。（支撑毕业要求7、8） 4. 培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成 批判性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力， 了解量子力学发展前沿的先进思想与实验技术。通过专题知识的讨论，培养学生 综合分析的能力、增强他们在教学与科学研究中分析问题和解决问题的能力。（支 撑毕业要求4、7、8） 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 毕业要求2 教育情怀 1．对教师职业有强烈的认同，具有积极的从 教意愿和动机，端正的从教态度，认同教师工 作的专业性和意义。 2. 具有人文底蕴与科学精神，富有爱心、责 任心和事业心，自觉成为学生锤炼品格、学习 知识、创新思维、奉献祖国的引路人。 3. 树立正确的教师观、学生观，理解教师作 为学生学习促进者的角色要求，懂得尊重学生 人格及个体差异，因材施教，对学生富有爱心 与责任心，能够促进学生自主与全面发展。 课程目标2 毕业要求3 学科素养 1. 掌握量子力学基本原理和解决问题的方 课程目标1
法。能够运用量子力学基本定理和定理，解决课程目标2基本物理模型的力学问题。2．掌握量子力学所必需的数学知识，提高学生运用数学知识解决物理问题的能力。1.通过引导学生观摩授课老师的讲课过程，做笔记，熟知中学物理学科中现代物理问题的课程目标1毕业要求4教学能力认知特点和一般讲授方式方法：课程目标42.通过课堂讨论和语言表达训练，初步具备讲授学习内容的能力。1.通过查阅文献资料获取有价值信息，养成终身学习的习惯，具有在物理教育和科研等专业领域发展的意识：课程目标3毕业要求7学会反思课程目标42．通过学习量子力学中的基本原理、定律和方法以及其应用，掌握一定的反思方法和技能，具有一定的创新意识和批评性思维。1.能够根据实际问题，通过查阅有关文献和参考书，以学习小组为单位正确抽象出物理模型。课程目标22．培养学生主动查阅、整理文献的习惯，培课程目标3毕业要求8沟通合作养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及课程目标4处理信息的能力，了解量子力学发展前沿的先进思想与应用技术。四、教学内容及课时安排专题、学时内容支撑课程目标1.1经典物理学的困难1.2光的波粒二象性课程目标1第一章绪论1.3原子结构的玻尔理论(4 学时)课程目标21.4微粒的玻粒二象性
法。能够运用量子力学基本定理和定理，解决 基本物理模型的力学问题。 2. 掌握量子力学所必需的数学知识，提高学 生运用数学知识解决物理问题的能力。 课程目标2 毕业要求4 教学能力 1. 通过引导学生观摩授课老师的讲课过程， 做笔记，熟知中学物理学科中现代物理问题的 认知特点和一般讲授方式方法； 2. 通过课堂讨论和语言表达训练，初步具备 讲授学习内容的能力。 课程目标1 课程目标4 毕业要求7 学会反思 1. 通过查阅文献资料获取有价值信息，养成 终身学习的习惯，具有在物理教育和科研等专 业领域发展的意识； 2. 通过学习量子力学中的基本原理、定律和 方法以及其应用，掌握一定的反思方法和技 能，具有一定的创新意识和批评性思维。 课程目标3 课程目标4 毕业要求8沟通合作 1. 能够根据实际问题，通过查阅有关文献和 参考书，以学习小组为单位正确抽象出物理模 型。 2. 培养学生主动查阅、整理文献的习惯，培 养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及 处理信息的能力，了解量子力学发展前沿的先 进思想与应用技术。 课程目标2 课程目标3 课程目标4 四、教学内容及课时安排 专题、学时 内容 支撑课程目标 第一章 绪论 （4 学时） 1.1 经典物理学的困难 1.2 光的波粒二象性 1.3 原子结构的玻尔理论 1.4 微粒的玻粒二象性 课程目标1 课程目标2
2.1波函数的统计解释2.2态的叠加原理课程目标12.3薛定调方程第二章波函数和薛定谓方程2.4粒子流密度和粒子数守恒定律课程目标2（14学时）2.5定态薛定方程课程目标32.6一维无限深势阱课程目标42.7线性谐振子2.8势垒贯穿3.1表示力学量的算符3.2动量算符和角动量算符3.3电子在库仑场中的运动3.4氢原子课程目标1第三章量子力学中的力学量3.5厄密算符本征函数的正交性课程目标2(14学时)3.6算符与力学量的关系课程目标33.7算符的对易关系两力学量同时有课程目标4确定值的条件不确定关系3.8力学量期望值随时间的变化守恒定律4.1态的表象4.2算符的矩阵表示课程目标14.3量子力学公式的矩阵表示课程目标2第四章态和力学量的表象4.4么正变换（12学时）课程目标34.5狄拉克符号课程目标44.6线性谐振子与占有数表象5.1非简并定态微扰理论5.2简并情况下的微扰理论课程目标15.3氢原子的一级斯塔克效应5.4变分法课程目标2第五章微扰理论5.5与时间有关的微扰理论（14学时）课程目标35.6跃迁概率课程目标45.7光的发射和吸收5.8选择定则6.1电子自旋课程目标1第六章自旋与全同粒子6.2电子的自旋算符和自旋函数
第二章 波函数和薛定谔方程 （14 学时） 2.1 波函数的统计解释 2.2 态的叠加原理 2.3 薛定谔方程 2.4 粒子流密度和粒子数守恒定律 2.5 定态薛定谔方程 2.6 一维无限深势阱 2.7 线性谐振子 2.8 势垒贯穿 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 第三章 量子力学中的力学量 （14 学时） 3.1 表示力学量的算符 3.2 动量算符和角动量算符 3.3 电子在库仑场中的运动 3.4 氢原子 3.5 厄密算符本征函数的正交性 3.6 算符与力学量的关系 3.7 算符的对易关系 两力学量同时有 确定值的条件 不确定关系 3.8 力学量期望值随时间的变化 守恒 定律 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 第四章 态和力学量的表象 （12 学时） 4.1 态的表象 4.2 算符的矩阵表示 4.3 量子力学公式的矩阵表示 4.4 幺正变换 4.5 狄拉克符号 4.6 线性谐振子与占有数表象 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 第五章 微扰理论 （14 学时） 5.1 非简并定态微扰理论 5.2 简并情况下的微扰理论 5.3 氢原子的一级斯塔克效应 5.4 变分法 5.5 与时间有关的微扰理论 5.6 跃迁概率 5.7 光的发射和吸收 5.8 选择定则 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 第六章 自旋与全同粒子 6.1 电子自旋 6.2 电子的自旋算符和自旋函数 课程目标1