量子力学(上)

量子力学是近代和现代物理学的理论基础,是科学史上被实验最精确地检验过的物理理论。量子世界里充满了奇妙,它正等着您来探秘!

清华大学

学堂在线

物理

难(高级)

10 周

  • 中文
  • 2167

课程概况

量子力学是近代和现代物理学的理论基础,也是许多现代高新技术的科学基础。现代物理学的众多分支学科,例如原子和分子物理、原子核和粒子物理、凝聚态物理、材料物理、化学物理、生物物理、天体物理、量子信息和量子计算等等,都离不开量子力学。近年来,随着实验技术和探测手段的不断进步,出现了一系列宏观尺度上的新奇量子现象,例如超导、超流、量子霍尔效应、高温超导、玻色-爱因斯坦凝聚、拓扑绝缘体等,大大拓宽了量子力学的应用范围,也加深了人们对于量子力学的认识。同时,对“基本”粒子世界的研究、对量子信息学的研究、对量子纠缠的本质的研究等等,也给量子力学提出了许多有待回答的新问题。所以,量子力学是一门仍然在不断地发展,与时俱进的科学。

《量子力学》MOOC课程分两个学期开设,一般在秋季学期开《量子力学(上)》,春季学期开《量子力学(下)》。主要是在分析实验现象的基础上,利用推理论证和解析推导的方法,阐释量子力学的基本原理和基本概念,发展量子力学处理实际物理问题的基本方法,以求正确地认识和描写微观世界。这个MOOC课程将把《量子力学》的内容分解成以20分钟左右的视频为单元的一系列片段,每个片段包含一个或两个基本知识点。在学习过程中,请注意各个知识点之间的相互联系。

考虑到选课同学的基础和目标不同,这个MOOC课程的内容分为两类:基本内容(不带星号)和提高拓展内容(用星号表示)。物理专业的同学要求掌握全部的内容,物理专业以外的同学可以只学基本内容。当然,非物理专业的学生学一点提高拓展的内容,也是有益无害的事情。

课程大纲

序言
引言

第一章 量子力学的历史渊源
1.1 普朗克的光量子假说
1.2 玻尔的原子结构模型
1.3 德布罗意的物质波假说
第1周作业

第二章 波函数与薛定谔方程
2.1波函数
第2周作业
2.2 薛定谔方程
第3周作业

第三章 一维势场中的粒子
3.1一维运动问题的一般分析
第4周作业
3.2 方势阱
3.3 δ函数势阱
第5周作业
3.4 线性谐振子
3.5 一维散射问题
第6周作业
*3.6 δ势的穿透
*3.7 周期性势场中的能带结构
第7周作业

第四章 力学量用算符表示
4.1 算符及其运算
第8周作业
4.2 厄密算符的主要性质
第9周作业
4.3 动量本征函数的归一化
4.4 角动量算符的本征值和本征态
第10周作业

第五章 量子力学中的对称性与守恒量
5.1 量子力学中的守恒量
5.2 对称性与守恒量
第11周作业
5.3 全同粒子系统波函数的交换对称性
*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画
第12周作业

第六章 中心力场
6.1 中心力场中粒子运动的一般性质
*6.2 球无限深势阱
第13周作业
6.3 三维各向同性谐振子
6.4 氢原子和类氢离子

第七章 带电粒子在电磁场中的运动
7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程
*7.2 朗道能级
*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应
期末考试
期末考试

预备知识

微积分、常微分方程、线性代数、复变函数、偏微分方程等,以及原子物理学的基本物理概念和图像。

声明:MOOC中国发布之课程均源自下列机构,版权均归他们所有。本站仅作报道收录并尊重其著作权益,感谢他们对MOOC事业做出的贡献!(排名不分先后)
  • Coursera
  • edX
  • OpenLearning
  • FutureLearn
  • iversity
  • Udacity
  • NovoEd
  • Canvas
  • Open2Study
  • Google
  • ewant
  • FUN
  • IOC-Athlete-MOOC
  • World-Science-U
  • Codecademy
  • CourseSites
  • opencourseworld
  • ShareCourse
  • gacco
  • MiriadaX
  • JANUX
  • openhpi
  • Stanford-Open-Edx
  • 网易云课堂
  • 中国大学MOOC
  • 学堂在线
  • 顶你学堂
  • 华文慕课
  • 好大学在线CnMooc
  • 以及更多...

© 2008-2018 MOOC.CN 慕课改变你,你改变世界