spContent=量子物理是是研究微观世界结构和运动规律的一门科学。其规律已成功的运用于物理、材料、化学、生命工程、信息技术等多个领域。在这门课程中，我们将以物理学史为主线，介绍量子化概念提出、量子力学的基本假设、波动量子力学及其在氢原子问题上的应用。欢迎大家加入“量子物理”的学习！
量子物理是是研究微观世界结构和运动规律的一门科学。其规律已成功的运用于物理、材料、化学、生命工程、信息技术等多个领域。在这门课程中，我们将以物理学史为主线，介绍量子化概念提出、量子力学的基本假设、波动量子力学及其在氢原子问题上的应用。欢迎大家加入“量子物理”的学习！
—— 课程团队
课程概述
激光是如何产生的？“宇宙邮件”怎样能瞬时接收？能量回收靠什么“搞定”？这些问题都属于量子物理研究范畴。哈尔滨工业大学“大学物理（量子物理）”MOOC课程将带你了解神秘微观世界，捕捉物理学家的思想火花，找到描述微观粒子运动的方法，理解微观世界的不确定性。
授课目标
学习量子物理基本知识，知道经典物理学在物理发展过程中所遇到的困难，明确微观世界与宏观世界的运动描述的本质差别，知道量子物理基本公设的具体内容，学会利用薛定谔方程解决问题，知道四个量子数的物理含义。体会量子物理建立过程中物理学家的严密的逻辑思维、类比的科学方法以及勇于质疑的精神，学习物理思维和科学的研究方法。
课程大纲
早期量子论
课时目标：知识目标1.掌握黑体辐射的维恩位移公式、斯特藩-玻尔兹曼公式，并能利用其作简单计算；2.了解黑体辐射实验规律、经典物理遇到的困难、普朗克黑体辐射公式，理解并掌握普朗克能量子假说；3. 掌握光电效应实验规律，了解经理论遇到的困难；掌握爱因斯坦光子论及光电效应方程，学会利用其进行简单运算，并能成功解释实验规律；4. 掌握康普顿效应规律并利用其进行简单的运算，掌握从光子碰撞角度解释康普顿效应。理解康普顿效应在物理学史上的作用。能力目标1.培养发现、解决问题的能力（发现经典理论的困难、解决质疑）；2.培养批判性思维模式（敢于提出质疑）；3.要培养自己学术交流的意识。
0.0 为什么学习量子物理+课程脉络图
1.1 热辐射
1.2 黑体辐射实验规律
1.3 普朗克能量子假说
1.4 光电效应实验规律
1.5 光电效应方程
1.6 康普顿散射实验规律
1.7 康普顿散射理论解释
演示实验 热辐射
量子物理初步
课时目标：知识目标1.熟悉氢原子光谱公式，掌握玻尔的氢原子理论的内容，了解其成功与不足之处，并会利用其进行简单计算；2.理解并掌握德布罗意物质波，理解光的波粒二像性。3.理解不确定关系是微观粒子的属性，会利用其进行简单推算。能力目标1.培养发现问题的能力（为何经典理论遇到困难）；2.培养批判性思维模式（如何推翻原有理论）；3.掌握对称性思维、类比思维模式（物质波建设的提出）。
2.0 量子物理初步 导学
2.1 原子的核式模型
2.2 氢原子光谱
2.3 玻尔的氢原子理论
2.4 玻尔对氢原子问题的解释
2.5 物质波假设
2.6 微观粒子的波粒二象性
2.7 不确定关系
2.8 不确定性关系的应用
原子光谱演示实验
电子衍射演示实验
弗兰克-赫兹实验演示
量子力学基本原理
课时目标：知识目标1.理解并掌握波函数概念及其概率解释，会利用其求平均值；2.掌握波函数的标准化条件，并能利用其解决简单问题；3.了解薛定谔方程的建立过程，理解定态薛定谔方程对应的物理意义；4.知道算符假设，明确本征值的物理意义。能力目标1 .统计思维（波函数的统计意义）2.类比思维能力（薛定谔方程的提出）；3.物理思想的培养。
3.0 量子力学基本原理 导学
3.1 波函数及其统计解释
3.2 波函数的条件与态叠加原理
3.3 薛定谔方程的建立
3.4 薛定谔方程的讨论
3.5 定态薛定谔方程
3.6 力学量算符的引入
3.7 力学量算符及其及其本征值
薛定谔方程的应用
课时目标：知识目标1.掌握定态薛定谔方程的求解一维势阱问题的全过程，并学会分析结果；2.了解势垒贯穿、隧道效应；3.知道一维线性谐振子的问题，明确零点能的物理意义；4.知道算符假设，明确本征值的物理意义。能力目标1.利用数学工具求解物理问题的能力；2.注重物理思想的提炼。
4.0 薛定谔方程的应用 导学
4.1 一维无限深方势阱中粒子的波函数
4.2 一维无限深方势阱中粒子的讨论
4.3 粒子进入势垒的波函数
4.4 有限宽势垒和隧道效应
4.5 一维谐振子
4.6 内容小结
氢原子问题
课时目标：知识目标1.理解并掌握四个量子数的物理意义、取值范围、彼此关系；2.每个量子数对应的物理量的本征值；3.明确电子自旋量子数、自旋磁量子数的关系，能够利用电子自旋解释施特恩-格拉赫实验结果；4.理解并会利用泡利不相容原理和能量最低原理求解问题；5.会分析电子壳层结构。能力目标1.明确利用薛定谔方程求解问题的思路；2.从波动性的角度理解微观世界中量子化的概念；3. 要学会从复杂数学问题中找到物理思想。
5.0 氢原子问题 导学
5.1 氢原子的薛定谔方程
5.2 三个量子数量子化条件
5.3 氢原子中的电子概率分布
5.4 电子自旋
5.5 多电子原子
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预备知识
学习者应该具有一定的微积分、电磁学、波动光学、力学等相关知识。
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项：
1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
大学物理学（上下册） 赵远等 高等教育出版社
大学物理 张宇等 高等教育出版社
浙公网安备 33010802012594号
