课程名称量子力学

量子力学课程教学基本要求附件2量子力学课程教学基本要求课程名称：量子力学适应专业：物理学课程类型： 3 （1通识教育课、2学科大类基础课、3专业基础课、4专业课、5专业方向课、6其它）授课类型：1 （1讲授为主、2实践实验为主、3研讨为主、4其他）一、课程地位与作用《量子力学》是物理学专业学生必修的理论课程。

量子力学是将物质的波动性与粒子性统一起来的动力学理论，反映了微观粒子的运动规律，它不仅是近代物理的重要支柱之一而且在核物理、凝聚态物理、表面物理、激光、生物学、化学等许多近代科学和技术的分支中有着广泛的应用。

本课程使学生以全新观念去认识物质世界，掌握量子理论的基本概念和原理，为进一学习近代物理和现代科学技术奠定基础；培养学生辩证唯物主义世界观，独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。

二、课程目标1、知识目标（1）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，掌握量子力学的基本原理和方法，为进一步学习打下较扎实的基础。

（2）使学生了解量子力学在物理学中的地位、作用和在近代物理学中的广泛应用，深化和拓展学生在普通物理中学过的有关内容，以适应专业学习和今后进一步深造或从事物理教学等的需要。

2、能力目标（1）实践能力运用量子力学的知识思考、研究和解释微观世界的物理现象，指导近代物理实验。

具备教师指导下自主学习的能力，对量子力学在高新技术领域和生产实践中的应用及与量子力学密切相关的交叉学科、新技术发展的了解能力。

（2）创新能力注重学生求异思维基本素质的培养，在认识微观世界事物的学习过程中能关注事物的不同点、特殊性及事物的现象与本质之间的关联和差异，启迪创新思维，培养丰富的想象力与创新能力。

三、课程内容1、课程内容结构教学内容主要由量子力学的基本理论与应用两部分构成。

基本理论包括初等量子力学的基本概念、原理与基本方法(主要包含物质的波动-粒子二重性，波函数及其统计解释，Schrödinger方程，力学量与力学量算符，态与力学量表象，微扰理论，自旋与全同粒子，散射问题)。

北京大学物理学院量子力学系列教学大纲课程号： 00432214新课号： PHY-1-044课程名称：量子力学开课学期：春、秋季学分： 3先修课程：普通物理（PHY-0-04*以上）、理论力学（PHY-1-051）、电动力学（PHY-1-043）基本目的：使得同学掌握量子力学的基本原理和初步的计算方法，适合于非物理类专业的同学选修。

内容提要：1．量子力学基本原理：实验基础、Hilbert空间、波函数、薛定谔方程、算符、表象变换、对称性与守恒律2．一维定态问题：一般讨论、自由粒子、一维方势阱、谐振子、一维势垒3．轨道角动量与中心势场定态问题：角动量对易关系、本征函数、中心势、三维方势阱、三维谐振子、氢原子4. 量子力学中的近似方法：定态微扰论、跃迁、散射。

5．全同粒子与自旋：全同性原理、自旋的表述、自旋与统计的关系、两个自旋的耦合、磁场与自旋的相互作用教学方式：课堂讲授教材与参考书：曾谨言，《量子力学教程》，北京大学出版社, 1999.学生成绩评定方法：作业10％、笔试90％课程号： 00432214新课号： PHY-1-054课程名称：量子力学I开课学期：春、秋季学分： 4先修课程：普通物理（PHY-0-04*以上）、高等数学、数学物理方法（PHY-1-011或以上）基本目的：使得同学掌握量子力学的基本理论框架和计算方法。

适合物理学院各类型同学以及非物理类的相关专业同学选修。

内容提要：1．量子力学基本原理：实验基础、Hilbert空间、波函数、薛定谔方程、算符、表象变换、对称性与守恒律2．一维定态问题：一般讨论、自由粒子、一维方势阱、谐振子、一维势垒3．轨道角动量与中心势场定态问题：角动量对易关系、本征函数、中心势、三维方势阱、三维谐振子、氢原子4．全同粒子与自旋：全同性原理、自旋的表述、自旋与统计的关系、两个自旋的耦合、磁场与自旋的相互作用；5．定态微扰论与变分法：定态微扰论、简并的情形、变分法6．跃迁与散射：跃迁几率、散射、Born近似、分波法教学方式：课堂讲授教材与参考书：●《量子力学导论》曾谨言, 北京大学出版社。

《高等量子力学》课程教学大纲《高等量子力学》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：高等量子力学英文名称：Advanced Quantum Mechanics二、课程代码及性质课程编码：课程性质：学科(大类)专业选修课/选修三、学时与学分总学时：64（理论学时：64学时）学分：4四、先修课程先修课程：无五、授课对象本课程面向物理学各专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）量子力学理论是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。

本课程是物理学专业本科课程《量子力学》的后续课程，用以弥补量子力学课程与学生实际进入科研前沿之间的知识鸿沟。

其内容分为两部分：第一部分是在量子力学课程的基础上归纳阐述量子力学的基本原理（公设）及表述形式。

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。

课程的教学目的是使得学生掌握微观粒子的运动规律、量子力学的基本假设、基本原理和基本方法，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，并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。

七、教学重点与难点：课程重点：本课程所讲授的内容均为学生从事前沿科学研究所必备，因此所有内容均为重点课程难点：本课程所讲授的内容抽象程度较高，理论推导计算量大，因此所有内容均为难点八、教学方法与手段：教学方法：采用课堂讲授、讨论、习题等多种授课形式相结合的教学新模式。

课堂讲授基本概念、基本原理，通过讨论课加深学生对基本内容的理解，通过习题课提高学生运用基本理论分析问题、解决问题的能力。

教学手段：采用多媒体与板书相结合的教学手段，传统授课手段与现代教育技术手段相互取长补短，相得益彰。

特别的，将Mathematica 和Matlab等计算软件引入本课程的教学，以实现抽象复杂的数学物理问题的直观展现，提高学生的学习兴趣。

《量子力学》课程教学大纲课程编号: 11122616课程名称：量子力学英文名称： Quantum Mechanics课程类型: 专业核心课总学时： 72 讲课学时： 72 实验学时：0学分： 5适用对象: 物理专业本科学生先修课程：高等数学、线性代数、原子物理学、数学物理方法、理论力学、电动力学等课程执笔人：李淑红审定人：孙长勇一、课程性质、目的和任务量子力学是物理专业的一门重要的专业基础理论课。

该课程是研究微观粒子运动规律的基础理论。

该课程的主要目的和任务：1、使学生了解微观粒子的运动规律，初步掌握量子力学的基本原理和处理具体问题的一些重要基本方法，为进一步学习和今后从事教学和科学研究打下必要的基础；2、使学生适当地了解量子力学在现代物理学中的应用和新进展，深化和扩大学生在普通物理学(特别是原子物理学)中所学过的有关内容，以适应现代物理学发展的状况和今后教学及科研工作的需要。

二、课程教学和教改基本要求量子力学是20世纪二十年代人们在总结了大量实验事实和旧量子论的基础上，通过一代物理学家的共同努力而建立起来的；它的基本概念除了与经典力学不同之外，还视量子力学的各种表述形式的不同而各异。

根据本课程的特点和计划学时，编制了适合学生水平的PPT教学课件，采用多媒体教学，增加课时容量；同时，注意到学生的接受情况，把传统教学和多媒体教学的优点结合起来，利用启发式教学方法；教学过程中介绍一些相关的前沿科研内容和动向，扩大学生的知识面，从而激发学生的学习兴趣。

通过课堂教学、自学、作业等环节使学生掌握所学内容，提高分析、归纳、推理的能力，为以后从事现代物理学研究打下坚实的理论基础。

三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容按照教育部颁布的量子力学教学大纲，本课程总学时为72学时，本大纲安排课堂讲授66学时，习题课6学时。

下面大纲中加带“*”号的为选讲内容，在教学过程中可视具体情况和总学时的多少，略讲或不讲，而以学生自学为主。

《量子力学》课程教学大纲第一篇：《量子力学》课程教学大纲《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电磁波的机制，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。

《量子力学》课程教学大纲课程名称：量子力学课程代码：MICR1002英文名称：Quantum Mechanics课程性质：专业必修课学分/学时：2.5/45开课学期：4适用专业：微电子、电子科学与技术等专业先修课程：高等数学、普通物理后续课程：半导体物理与固体物理基础、半导体器件物理开课单位：电子信息学院课程负责人：陈俊大纲执笔人：陈俊大纲审核人：X一、课程性质和教学目标课程性质：量子力学是反映微观粒子运动规律的理论。

量子理论是近代物理的两大支柱之一，是近代物理学的基础，而且在化学、材料学、生物学等有关学科和许多近代技术中、也得到了广泛的应用。

量子力学是重要的学科基础课，教学目标:通过对本课程的学习，掌握量子力学的基本原理，学会量子理论的学习和思维方法，特别是对微观粒子体系的描述及处理方法有清晰的认识，为顺利地进入微电子学领域和相关交叉学科课程的学习打好必要的基础。

本课程的具体教学目标如下：理解量子力学原理体系，波函数，态和力学量的相关概念，加深理解波粒二象性、波动方程、测不准原理等核心原理，掌握薛定谔方程、几率密度方程、并能熟练求解一维无限深方势阱、一维谐振子，能够运用量子力学概念解释微电子科学与工程专业相关知识。

【1.1】二、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、工程知识1-1掌握微电子科学与工程专业理论和知识体系所需的数理知识。

教学目标12、问题分析1-1能应用专业知识解释微电子科学与工程专业相关问题。

教学目标2三、课程教学内容及学时分配（重点内容：★；难点内容： ）第一章：绪论（6学时数）(支撑课程目标1)§1.1 经典物理学的困难§1.2 光的波粒二象性★1.2.1 黑体辐射1.2.2 光电效应1.2.3 康普顿效应§1.3 原子结构的玻尔理论★1.3.1 卢瑟福散射实验1.3.2 氢原子光谱1.3.3 玻尔理论§1.4 微粒的波粒二象性★∆1.4.1 光的波粒二象性1.4.2 粒子的德布罗意波☆目标及要求：1）通过本章的介绍，使得学生了解课程的学习要求、课程的性质和主要内容；2）掌握经典物理学几个困难、光的波粒二象性、微粒的波粒二象性概念；3）掌握原子结构的波尔理论概念。

《高等量子力学》教学大纲一、课程信息课程名称：高等量子力学课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分，4先修课程：无选用教材：适用专业：课程负责人：二、课程简介本课程系统和详细地讲述了量子力学的基本概念、原理、处理问题的方法和些重要理论问题。

课程共分8章，内容不仅包括传统的量子力学基本概念和一般理论、二次量子化方法、辐射场的量子化及其与物质的相互作用、形式制才理论、相对论量子力学，还包括丘些年发展起来的量子力学测量问题、开放量子系统动力学和开放系统退相干。

三、课程教学要求注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。

“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。

关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”或"1”。

“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

四、课程教学内容五、考核要求及成绩评定六、学生学习建议(-)学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。

2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。

3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对己有技术持续进行更新。

4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。

(-)学生课外阅读参考资料《高等量子力学》，闰学群主编，2023年，电子工业出版社教材。

七、课程改革与建设通过引导式教学，设计包括引导问题、优化决策、具体实施、课后拓展等内容，培养学生的团结协作能力和勤于思考的习惯，避免重讲轻练、重知识轻能力的弊端。

与纠缠方面相关的内容，量子测量理论、量子开放系统理论等，以往国内少数高等量子力学教材对此只是粗浅地一捷，大部分内容甚至从未涉及。

因此，本课程内容主要是针对传统的高等量子力学做符合近些年量子力学研究前沿需求的调整和补充。

量子力学教学大纲云南师范大学物理与电子信息学院物理/应用物理专业《量子力学》课程教学大纲【课程名称】量子力学（Quantum Mechanics）【课程编码】09B005050【课程类别】专业基础课/必修课【课时】72【学分】 4.0【课程性质、目标和要求】（课程性质）本课程为物理类本科生的专业基础课和必修课。

（教学目标）1、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原理和基本方法;2、本课程的内容与前沿课题有广泛的联系，可以培养学生的研究兴趣和能力，为今后深入学习打下基础;3、使学生了解量子力学在近代物理中的广泛应用，深入和扩大在普通物理中学到的有关内容，以适应今后中学物理教学的需要;4、通过学习培养学生辩论唯物注意世界观及独立分析问题解决问题的能力。

（教学要求）1、教师在教学中可选择教材，但教材及教学内容必须覆盖本大纲要求及安排;2、教学中应抓住本课程基本概念，规律，基本方法，突出重点及难点，讲清逻辑关系并形成系统的知识体系;3、应积极探索启发式，讨论式等多种授课模式;4、根据需要使用现代教学手段，但应考虑实际效果。

【教学时间安排】本课程计 4.0学分，72学时, 学时分配如下：章次课程内容课时备注（教学形式）1 绪论 4 课堂教学2 波函数和Schr?dinger方程12 课堂教学3 一维势场中的粒子14 课堂教学4 力学量用算符表达12 课堂教学5 力学量随时间的演化与对称性10 课堂教学6 中心力场8 课堂教学7 自旋 4 课堂教学8 微扰论 4 课堂教学9 学期复习 4 课堂教学合计72【教学内容要点】第一章绪论一、学习目的要求1、使学生了解量子物理发展简史，量子力学的研究对象及特点；2、掌握微观粒子的波粒二象性的实验事实及解释二、主要教学内容1、黑体辐射与普郎克的量子假说2、光电效应与爱因斯坦的光量子假说3、原子光谱与玻尔的量子论4、德布罗意物质波假说三、课堂讨论选题1、从黑体辐射的发现中，体会科学发现的过程及特点（唯象理论的特点）2、从光电效应的发现中，体会科学发现的过程及特点（唯象理论的特点）3、从玻尔量子论的发现中，体会科学发现的过程及特点（唯象理论的特点）四、课外作业选题1、曾谨言《量子力学（卷I）》（第二版）第一章习题1、2、3、4第二章波函数和Schr?dinger方程一、学习目的要求通过本章的学习使学生掌握波函数的物理意义，薛定愕方程的建立过程及简单的运用。

《量子力学》课程教学大纲课程名称：量子力学课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：56学时 3.5 学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标《量子力学》是物理专业开设的一门重要专业核心课。

它反映微观粒子（电子、原子、原子核、基本粒子等）运动规律的理论。

本课程的目的是使学生掌握量子力学的基本原理和处理具体问题的一些重要方法，并初步具有用这些方法解决较简单问题的能力。

培养学生的抽象思维能力和分析问题、解决问题的能力。

并根据本课程应用范围广的特点，能初步应用所学的知识解决有关的问题。

激发每个学生的特长和潜能，鼓励并引导他们的好奇心、求知欲、想象力、创新欲望和探索精神。

课程教学目标1：熟练掌握基本知识。

熟练掌握量子力学基本原理，微观粒子运动图像，力学量的算符理论，表象理论，自旋及其描述，初步会用量子力学的知识解决简单实际问题。

课程教学目标2：深刻理解量子力学基本原理。

深刻理解描述微观世界物理思想，将力学量算符、波函数的的物理意义与测量、表象等知识联系起来，体会其中的关联。

学会求解简单的定态薛定谔方程，分析实际问题。

课程教学目标3：了解初等量子力学的内涵与外延。

了解量子力学的绘景、算符与矩阵的关系，幺正变换，知道Dirac算符及其运算法则，占有数表象及升降算。

塞曼效应、光谱精细结构的量子力学解释，学会利用所学知识分析、解释实际物理问题。

课程教学目标4：提高运用所学理论分析、解决解决实际问题的能力。

能够利用近似方法分析实际问题，掌握微扰理论的基本思想以及对求解实际问题的方法。

能够利用表象理论建立算符本征方程的矩阵形式，并会求解本征值问题。

学会运用所学知识分析氢原子问题、斯特恩盖拉赫实验等实际问题。

课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。

二、课程教学要求本课程以讲授量子力学的基本原理，基本概念、理论、和数学方法为主。

量子力学（二）
一、课程说明
课程编号：140307Z20
课程名称（中/英文）：量子力学（二）/ Quantum Mechanics（II）
课程类别：学科基础课
学时/学分：2
先修课程：量子力学（一）
适用专业：物理学、应用物理学
教材、教学参考书：《量子力学》，曾谨言，高等教育出版社，自编教材《量子力学》（II）。

二、课程设置的目的意义
本课程为物理类专业及相关专业开设的量子力学选修课，是继量子力学（一）之后，在量子力学理论方面作进一步提高的课程。

本课程的目的是介绍量子力学基本原理的一般表示形式以及作为物理学当中最重要的原理——对称性，使学生对量子力学有更深入的了解，从而达到对量子力学能广泛运用的目的。

三、课程的基本要求
要求掌握希尔伯特空间理论，熟练运用狄拉克符号，掌握对称性与守恒量之间的关系，熟悉处理全同粒子体系的二次量子化方法。

还要注重理论联系实际，突出量子力学理论在凝聚态中的作用以及在核物理、天体物理等领域的应用。

四、教学内容、重点难点及教学设计
注：实践包括实验、上机等
五、实践教学内容和基本要求
无
六、考核方式及成绩评定
七、大纲主撰人：大纲审核人：。