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量子力学基础
第10次开课
开课时间: 2025年02月17日 ~ 2025年04月28日
学时安排: 3-5小时每周
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课程详情
课程评价(574)
spContent=这是一门关于量子力学基本概念的课程。教学内容详细讲述了物理学家最初是如何提出这些基本概念的,包括他们面对物理谜团时的灵感,研究思路和解决问题的方法。通过本课程的学习,学习者不但能清楚地掌握这些基本概念的形成和发展过程,甚至能够领会到不同物理学家的研究风格,为将来从事科学研究打下坚实的基础。
这是一门关于量子力学基本概念的课程。教学内容详细讲述了物理学家最初是如何提出这些基本概念的,包括他们面对物理谜团时的灵感,研究思路和解决问题的方法。通过本课程的学习,学习者不但能清楚地掌握这些基本概念的形成和发展过程,甚至能够领会到不同物理学家的研究风格,为将来从事科学研究打下坚实的基础。
—— 课程团队
课程概述

  《量子力学基础》是一门关于量子力学基本概念的课程。国内外绝大多数量子力学的教材主要讲述量子力学的基础知识和相关的应用,很少或几乎不讲物理学家是如何提出这些基本概念的。本课程正好对这部分内容进行讲解,是量子力学课程的有益的补充。

  课程详细讲述了量子力学的基本概念,包括普朗克量子论,爱因斯坦光量子,玻尔氢原子理论,德布罗意物质波,海森堡矩阵力学,狄拉克量子泊松括号,薛定谔波动力学,玻恩波函数统计解释,海森堡不确定关系,泡利不相容原理,量子力学哥本哈根解释,爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬和量子纠缠。

      通过本课程的学习,学生一方面掌握这些基本概念的形成和发展过程,另一方面也能学习物理学家面对新的物理问题时的研究思路和解决方法。

  课程的特色和亮点就是原汁原味,课程以物理学家的原始文献为依据详细讲述这些基本概念,学生能够身临其境地感受到物理学家面对物理谜团时的灵感,思路和方法。

授课目标

 本课程是讲述量子力学基本概念的理论课程。通过本课程的学习,学习者能够系统掌握普朗克量子论,爱因斯坦光量子,玻尔氢原子理论,德布罗意物质波,海森堡矩阵力学,狄拉克量子泊松括号,薛定谔波动力学,玻恩波函数统计解释,海森堡不确定关系,泡利不相容原理,量子力学哥本哈根解释,爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬和量子纠缠这些基本概念,也能提高分析问题解决问题的能力。

课程大纲
普朗克量子论
1.1 热辐射
1.2 黑体辐射
1.3 维恩定律
1.4 瑞利-金斯公式
1.5 普朗克公式
1.6 普朗克量子论
爱因斯坦光量子 玻尔氢原子理论
2.1 光量子的提出
2.2 光电效应的解释
2.3 电磁场的量子化
3.1 玻尔氢原子理论的提出
3.2 对应原理及应用:频率和光强
德布罗意物质波 海森堡矩阵力学
4.1 德布罗意物质波假说
4.2 德布罗意物质波导出氢原子能级
5.1 玻尔-克喇摩斯-斯莱特理论
5.2 克喇摩斯色散理论
5.3 一人文章: 矩阵的引入
5.4 一人文章:海森堡量子化条件
5.5 一人文章:一维谐振子
海森堡矩阵力学 狄拉克量子泊松括号 薛定谔波动力学
5.6 二人文章
5.7 三人文章
5.8 矩阵力学求解一维谐振子
5.9 矩阵力学处理问题的方法
6.1 经典泊松括号
6.2 狄拉克量子泊松括号
7.1 变分法引进定态薛定谔方程
7.2 物质波引进定态薛定谔方程
7.3 波动力学微扰论
7.4 含时薛定谔方程
薛定谔波动力学 玻恩波函数统计解释 海森堡不确定关系
7.5 两种力学等价性:矩阵乘法和对易关系
7.6 两种力学等价性:算符的海森堡运动方程
7.7 薛定谔方程求解一维谐振子
8.1 玻恩波函数统计解释的提出
8.2 玻恩散射
9.1 海森堡位置-动量不确定关系
9.2 海森堡时间-能量不确定关系
9.3 海森堡不确定关系严格导出
9.4 狄拉克-约当表象变换理论
泡利不相容原理
10.1 玻尔-索末菲理论和玻尔原子的壳层结构
10.2 斯通纳原子的壳层结构
10.3 泡利不相容原理
10.4 同科电子的原子态
10.5 氦原子能级之谜
10.6 费米-狄拉克分布
量子力学的哥本哈根解释 爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬和量子纠缠
11.1 哥本哈根解释
11.2 惠勒延迟选择实验
11.3 没有相互作用的相互作用
11.4 埃弗里特多世界解释
11.5 自洽历史理论
11.6 量子信息诠释
11.7 哥本哈根解释的意义
12.1 爱因斯坦光子箱
12.2 爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬
12.3 薛定谔猫和量子纠缠
展开全部
预备知识

普通物理学(力学、热学、电磁学、光学、原子物理学),量子力学I

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

1 黄永义编著,量子力学基本概念的发展(第2版),中国科学技术大学出版社,2021.4.

2 Malcolm Longair, Quantum Concepts in Physics: An Alternative Approach to the Understanding of Quantum Mechanics, Cambridge University Press, 2013


常见问题

学习过程中,若发现视频、习题以及其它学习材料中的疏漏、错误,请大家及时批评指正,帮助我们逐步完善这门课程。

西安交通大学
1 位授课老师
黄永义

黄永义

副教授

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