《理論物理基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱及課程介紹

PAGE6《理論物理基礎(chǔ)》課程簡介課程編號：08034015課程名稱：理論物理基礎(chǔ)/Introduction?to?Theoretical?Physics學(xué)分:4學(xué)分學(xué)時：64（實驗：0上機：0課外實踐：0）適用專業(yè)：光源與照明建議修讀學(xué)期：第4學(xué)期開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院/光源與照明系先修課程：大學(xué)物理A1，大學(xué)物理A2，高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)考核方式與成績評定標準：閉卷筆試；總成績=平時成績*30%+考試成績*70%；其中平時成績=課堂考勤*50%+作業(yè)*50%教材與主要參考書目：教材：《原子物理》，鄭樂民北京大學(xué)出版社2010《固體物理》閻守勝北京大學(xué)出版社2011主要參考書《原子物理學(xué)》第4版楊福家高等教育出版社2010《量子力學(xué)教程》周世勛高等教育出版社2013《固體物理導(dǎo)論》（美）基泰爾著，項金鐘，吳興惠譯化學(xué)工業(yè)出版社2005.9內(nèi)容概述：中文：理論物理基礎(chǔ)對光源與照明專業(yè)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括：原子物理學(xué)、初等量子力學(xué)和固體物理學(xué)。原子物理學(xué)主要介紹原子的結(jié)構(gòu)和能級的概念，讓學(xué)生了解和掌握原子能級和光譜的特征。量子力學(xué)是處理微觀問題的基礎(chǔ)；而固體物理主要介紹金屬自由電子氣模型、晶格結(jié)構(gòu)和固體能帶理論等；以此為基礎(chǔ)，后續(xù)將進一步學(xué)習(xí)《半導(dǎo)體物理與器件》和《半導(dǎo)體發(fā)光材料與器件》這兩門專業(yè)課程，必須要深入學(xué)習(xí)《理論物理基礎(chǔ)》這個專業(yè)基礎(chǔ)課程。是光源與照明專業(yè)學(xué)生深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識與實驗技能必須具備的基礎(chǔ)知識。英文：Theoreticalphysics,oneofimportantbasiccoursesofLampsandLighting,includes:atomicphysics,elementaryquantummechanicsandsolidphysics.Atomicphysicsmainlyintroducestheconceptofatomicstructureandenergylevels,sothatstudentsunderstandandgraspthecharacteristicsofatomicenergylevelsandspectra.Quantummechanicsisthefoundationtheoryfordealingwithdynamicsofmicrosystems;andsolidphysicsintroducesmetalfreeelectronmodel,latticestructureandsolidbandtheory.Basedonthosecourses,studentsneedtofurtherstudytwocourses,i.e."semiconductorphysicsanddevices"and"semiconductorlight-emittingmaterialsanddevices,".Itisneededtothoroughlystudythecourseoftheoreticalphysics.Atthesametime,itisapreparationforstudentstofurtherlearnprofessionalknowledgeandexperimentalskills.《理論物理基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程編號：08034015課程名稱：理論物理基礎(chǔ)/Introduction?to?Theoretical?Physics學(xué)分:4學(xué)時：64（實驗：0上機：0課外實踐：0）適用專業(yè)：光源與照明建議修讀學(xué)期：第四學(xué)期開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院先修課程：大學(xué)物理A1，大學(xué)物理A2，高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程為光源與專業(yè)理論基礎(chǔ)課。主要介紹光源與照明專業(yè)相關(guān)的的物理學(xué)基礎(chǔ)知識，主要內(nèi)容包括：原子物理、量子力學(xué)和固體物理。其中原子物理主要涵蓋原子結(jié)構(gòu)與能級、堿金屬原子與電子、磁場中的原子等電磁場與電磁波；量子力學(xué)主要介紹Born統(tǒng)計解釋、薛定諤方程、一維定態(tài)問題、諧振子、算符與力學(xué)量、氫原子能譜、測不準原理、微擾理論等；固體物理主要介紹金屬自由電子氣模型、晶格結(jié)構(gòu)和固體能帶理論等。任務(wù)是通過這些物理學(xué)基礎(chǔ)知識的講解，讓光源與照明專業(yè)同學(xué)在學(xué)習(xí)專業(yè)課程《半導(dǎo)體物理與器件》之前做好充分的知識準備，也是光源與照明專業(yè)學(xué)生深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識與實驗技能必須具備的基礎(chǔ)知識。作為光源與照明專業(yè)必修課程，將從基本概念、基本定律和基本的研究方法出發(fā)，結(jié)合光源與照明專業(yè)新近發(fā)展的情況，介紹基礎(chǔ)知識在專業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用與融入，增進同學(xué)們學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識的動力。也為部分同學(xué)以后的研究生學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配本課程總學(xué)時數(shù)為64學(xué)時，其中理論教學(xué)為64學(xué)時，實驗教學(xué)為0學(xué)時；課程教學(xué)共有章，具體內(nèi)容及學(xué)時安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點（☆）難點（△）學(xué)時安排實驗學(xué)時上機學(xué)時備注第一篇：原子物理第一章原子的結(jié)構(gòu)與狀態(tài)第一節(jié)引言：原子的基本狀況C1第二節(jié)原子的位形，原子的態(tài)與能級B2第二章堿金屬原子與電子第一節(jié)自旋與角動量A☆2第二節(jié)原子的精細結(jié)構(gòu)B☆△4第三節(jié)多電子原子與泡利原理B△4第四節(jié)塞曼效應(yīng)A☆4第二篇：量子力學(xué)第三章波函數(shù)與薛定諤方程第一節(jié)波函數(shù)與玻恩統(tǒng)計解釋B△2第二節(jié)薛定諤方程A☆2第三節(jié)一維定態(tài)問題A2第四節(jié)一維線性諧振子B△2第五節(jié)占有數(shù)表象C2第四章量子力學(xué)中的力學(xué)量第一節(jié)力學(xué)量算符A☆2第二節(jié)角動量算符A☆△4第三節(jié)氫原子能級結(jié)構(gòu)B△2第四節(jié)測不準關(guān)系B2第五章微擾理論第一節(jié)非簡并定態(tài)微擾理論A☆△3第二節(jié)簡并定態(tài)微擾理論C△2第三篇：固體物理第六章固體晶格結(jié)構(gòu)第一節(jié)晶格結(jié)構(gòu)B☆4第二節(jié)晶格的周期性C2第三節(jié)晶向與晶面的表征C2第四節(jié)倒格子空間與布里淵區(qū)A☆△2第五節(jié)晶格振動與電子運動B2第六節(jié)簡正振動與聲子C△2第七節(jié)金屬自由電子氣模型B2第七章固體能帶第一節(jié)單電子和布洛赫波B☆△2第二節(jié)周期場中的運動電子的能譜B△2第三節(jié)原子能級與能帶的關(guān)系B☆△2第四節(jié)電子的準經(jīng)典運動C2第五節(jié)外電場中電子的運動B22第六節(jié)導(dǎo)體、半導(dǎo)體與絕緣體的能帶論A☆△42,4第七節(jié)晶格的缺陷B△22（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實驗（上機）項目及學(xué)時分配該課程為理論學(xué)習(xí)，不建議有實驗或者上機課時。四、教學(xué)方法與教學(xué)手段利用多媒體進行課堂講解，五、考核方式與成績評定標準閉卷筆試；總成績=平時成績*30%+考試成績*70%；其中平時成績=課堂考勤*50%+作業(yè)*50%教材與主要參考書目教材：《原子物理》，鄭樂民北京大學(xué)出版社2010《固體物理》閻守勝北京大學(xué)出版社2011主要參考書《原子物理學(xué)》第4版楊福家高等教育出版社2010《量