各位同学:
物理学院于本学期开设3学分《微观物理学与量子力学概论》国际化课程,欢迎大家于9月29日前踊跃报名!课程信息如下:
课程名称:微观物理学与量子力学概论
外教:Thomas Mehen ,杜克大学
课程代码:32190010
学分:3学分
预修要求:微积分,线性代数,大学物理(力学, 热学, 光学, 电磁学)
面向对象:全校理工科本科生
课程号:(2022-2023-1)-32190010-0020051-1
具体上课安排:
上课时间:以上日期的第11-13节,具体上课时间选课后通知。
考试时间:期中考试 11月16日 周三 第11-12节
期末考试 12月21日 周三 第11-12节
地点:紫金港校区,选课结束后通知具体地点
报名时间:9月29日前
联系人:马玉婷 物理学院教学科本科教学主管 87078953
报名链接:https://goev7e.fanqier.cn/f/jbygjssm
附课程大纲:
一、课程介绍
该课程是属于国际化课程。本课程旨在向学生介绍量子力学的基本概念。我们将解释量子力学的实验基础,并通过回顾复习线性代数的知识来加深对该理论的理解。同时,我们还将介绍量子力学假设、薛定谔方程和不确定性原理,并将量子力学假设应用于简单的可解系统,如一维运动中的粒子和包括自旋1/2 粒子、简谐振子和氢原子在内的双态系统。此外,我们还将讨论量子力学在原子、分子、核与粒子物理学以及量子计算方面的应用。本课程将采取全英文授课。
二、教学目标
(一)学习目标
1) 了解量子力学的实验基础以及导出量子理论的实验历史
2) 了解线性代数的重要概念,狄拉克符号
3) 理解量子力学五大假设、含时与不含时薛定谔方程和不确定性原理
4) 理解量子力学可解问题的解:盒中粒子问题、一维运动中的粒子、双态系统、简谐振子和氢原子
5) 了解原子、分子、核、粒子物理与量子计算等各种问题中的应用
(二)育人目标
通过对课程的学习,锻炼学生的逻辑思维和思辨能力,激励学生对科学未知的探索热情,勉励学生成才,报效祖国,通过所学的科学和技术实现中华民族的伟大复兴。通过全英文授课和国际知名高校教授授课,提高学生通过英文获取知识和信息的能力,培养学生成兼备专业知识和国际化视野的人才。
(三)可测量结果
1) 了解量子力学的实验基础以及导出量子理论的实验历史
2) 了解线性代数的重要概念,狄拉克符号
3) 理解量子力学五大假设、含时与不含时薛定谔方程和不确定性原理等
4) 理解量子力学可解问题的解:盒中粒子问题、一维运动中的粒子、双态系统、简谐振子和氢原子等
5) 了解原子、分子、核、粒子物理与量子计算等各种问题中的应用
三、课程要求
(一)授课方式与要求
教师讲授:讲授量子力学的基本原理和基本方法;开展引导和启发式教学,对课程难点重点,适时进行课堂提问及交流;对课程中的内容进行讨论、回顾,通过讲解习题掌握课程学习的内容。课程由本校教师和外校教师轮流授课。
(二)考试评分与建议
期中考试采用闭卷形式,百分制计分。
期末考试采用闭卷形式, 百分制计分。
学习本课程最后得分:期中考试分(20%)、作业分(20%)、平时成绩分(20%)以及期末考试分(40%)四项分数之和。
平时成绩通过到课率和随堂测验进行考察。
四、教学安排
(说明:深入梳理课程教学内容,结合不同课程特点、思维方法和价值理念,深入挖掘课程思政元素,大力开展线上线下教学方法改革。)
1. 量子力学的实验基础:粒子与波,普朗克黑体辐射假说、光电效应、康普顿散射、波尔的原子模型、德布罗意假设、电子在晶体中的衍射、玻恩对波函数的概率解释、不确定性原理等 (5学时)
2. 狄拉克符号、量子力学假设、含时与不含时薛定谔方程和海森堡不确定性原理等 (8学时)
3. 一维薛定谔方程求解:盒中粒子问题、有限肼中粒子问题、阶梯势能中的粒子运动、一维的简谐振子等;期中内容回顾(8学时)
4. 自旋1/2 粒子系统、Stern-Gerlach 实验和角动量理论等(7学时)
5. 量子纠缠、EPR 悖论、贝尔不等式等(5学时)
6. 氢原子、多电子体系理论、周期表、双原子分子(5学时)
7. 量子计算:量子位元、基本量子算法(5学时)
8. 随堂期中、期末考试(5学时)
上述为初步教学安排,实际教学时间分配可能视教学效果而有所变化。
五、参考教材及相关资料
参考资料为课堂讲义。
参考书:
(1)《量子力学概论》(英文注释版 原书第三版), David J. Griffiths、Darrell F. Schroeter著,机械工业出版社,2021年11月第一版
(2)《Quantum Mechanics (the theoretical minimum)》, Leonard Susskind、Art Friedman著,Basic Books,2015年5月版
六、课程教学网站
“微观物理学与量子力学概论”的全部课件放于“学在浙大”教学平台上,供同学们预习和复习之用。