原子物理學(xué)課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE5/4原子物理學(xué) 課程教學(xué)大綱一、課程說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱：原子物理學(xué)所屬專業(yè)：物理學(xué)專業(yè)課程性質(zhì)：基礎(chǔ)課學(xué)分：4（二）課程簡(jiǎn)介、目標(biāo)與任務(wù)；原子物理學(xué)是物理類專業(yè)本科生專業(yè)必修課，以物質(zhì)結(jié)構(gòu)第一個(gè)微觀層次（原子）為研究對(duì)象，是聯(lián)接經(jīng)典物理和近代物理一門承上啟下課程。在理論方法上，該課程揭露經(jīng)典理論在原子這一微觀層次遭遇到困難，并且為了解決這些困難而引入量子力學(xué)，學(xué)生將在本課程中較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)到量子力學(xué)基本概念、基本原理、基本思想和方法。統(tǒng)性地了解和掌握原子物理學(xué)發(fā)展歷史，獲生產(chǎn)應(yīng)用和教學(xué)工作打下良好基礎(chǔ)。（三）先修課程要求，與先修課之間邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接；《電磁學(xué)》、《光學(xué)》而必須引入量子力學(xué)。（四）教材與主要參考書；選用教材：楊福家,《原子物理學(xué)》第四版,高等教育出版社,2010主要參考書：1,C.J.Foot，《AtomicPhysics》，OxfordUniversityPress，20052,H.Friedrich，《TheoreticalAtomicPhysics》，Springer，20063,褚圣麟，《原子物理學(xué)》，高等教育出版社，19874,曾謹(jǐn)言，《量子力學(xué)》，科學(xué)出版社，20005,盧希庭，《原子核物理》，原子能出版社，1981二、課程內(nèi)容與安排緒 論原子物理學(xué)發(fā)展歷史（2學(xué)時(shí)【了解第一章原子組成和結(jié)構(gòu)（5學(xué)時(shí)）第一節(jié)原子質(zhì)量和大小【掌握】第二節(jié)電子發(fā)現(xiàn)【了解】第三節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型【了解】第四節(jié)原子核式結(jié)構(gòu)，盧瑟福散理論【重點(diǎn)掌握】【難點(diǎn)】第五節(jié)盧瑟福理論成功和不足【掌握】第二章原子量子態(tài)，玻爾理論（8學(xué)時(shí)）第一節(jié)背景知識(shí)：黑體輻射、光電效應(yīng)和氫原子光譜【掌握】第二節(jié)玻爾氫原子理論【重點(diǎn)掌握】【難點(diǎn)】第三節(jié)玻爾理論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證【掌握】第四節(jié)玻爾理論推廣：橢圓軌道理論和堿金屬原子光譜【重點(diǎn)掌握】第五節(jié)玻爾理論成功與缺陷【掌握】第三章量子力學(xué)導(dǎo)論（18第一節(jié)波粒二象性第二節(jié)不確定關(guān)系第三節(jié)波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋第四節(jié)態(tài)疊加原理第五節(jié)薛定諤方程第六節(jié)薛定諤方程應(yīng)用舉例第七節(jié)平均值和算符第八節(jié)量子力學(xué)總結(jié)第九節(jié)氫原子／類氫離子量子力學(xué)解法第十節(jié)愛因斯坦關(guān)于輻射和吸收唯象理論第十一節(jié)量子躍遷理論，含時(shí)微擾論第四章原子精細(xì)結(jié)構(gòu)，電子自旋（14第一節(jié)電子軌道磁矩第二節(jié)施特恩－蓋拉赫實(shí)驗(yàn)第三節(jié)電子自旋和自旋磁矩第四節(jié)相對(duì)論量子力學(xué)初步，狄拉克方程第五節(jié)自旋軌道相互作用，原子精細(xì)結(jié)構(gòu)第六節(jié)外場(chǎng)對(duì)原子作用，定態(tài)微擾論第七節(jié)外磁場(chǎng)對(duì)原子作用，塞曼效應(yīng)，帕邢－巴克效應(yīng)第八節(jié)外電場(chǎng)對(duì)原子作用，斯塔克效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)第五章多電子原子，泡利原理（10第一節(jié)多電子耦合第二節(jié)氦原子光譜和能級(jí)第三節(jié)泡利不相容原理第四節(jié)量子多體理論初步，平均場(chǎng)近似第五節(jié)原子殼層結(jié)構(gòu)，元素周期表第六節(jié)原子基態(tài)，洪特定則，朗德間隔定則第七節(jié)氦原子／類氦離子量子力學(xué)解法第六章Ｘ射線（5學(xué)時(shí)）第一節(jié)Ｘ射線發(fā)現(xiàn)和波動(dòng)性第二節(jié)Ｘ射線產(chǎn)生機(jī)制【掌握】第三節(jié)康普頓散射【重點(diǎn)掌握】第四節(jié)Ｘ射線在物質(zhì)中吸收【了解】第七章原子核物理概論（10學(xué)時(shí)）第一節(jié)原子核物理研究對(duì)象和發(fā)展歷史【了解】第二節(jié)核基態(tài)性質(zhì)一：核質(zhì)量，結(jié)合能【掌握】第三節(jié)核力介子理論【了解】第四節(jié)核基態(tài)性質(zhì)二：核矩第五節(jié)原子核多體問題困難第六節(jié)核結(jié)構(gòu)模型：費(fèi)米氣體模型、液滴模型、殼模型、集體運(yùn)動(dòng)模型第七節(jié)放射性衰變基本規(guī)律【掌握】第八節(jié)阿爾法衰變、貝塔衰變和伽瑪衰變【掌握】第九節(jié)穆斯堡爾效應(yīng)【掌握】第十節(jié)核反應(yīng)，Ｑ方程【掌握】第十一節(jié)核反應(yīng)模型：復(fù)合核模型、光學(xué)模型、黑核模型、蒸發(fā)模型【了解】教學(xué)方法：教學(xué)中始終突出以學(xué)生為本教育理念，重視課程規(guī)劃和建設(shè)，按照課程體系制定規(guī)范教學(xué)大綱和教學(xué)進(jìn)度表；因材施教使學(xué)生掌握物理學(xué)發(fā)展脈絡(luò)和做科研方法，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，真正達(dá)到從會(huì)學(xué)到好學(xué)；通過啟發(fā)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)主動(dòng)思考習(xí)慣，注重對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題能力培養(yǎng)；及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行有效溝通，布置課后作業(yè)，必要時(shí)進(jìn)行習(xí)題講解；將科研前沿引入課堂，使學(xué)生了解原子物理、量子力學(xué)和量子多體理論研究現(xiàn)狀