Quantum Mechanics I

Teacher:  Prof.  Dr.  You-Quan Li

This course  is provided for undergraduate students who have the knowledge of atomic physics  and are available at  mathematical methods such as linear algebra,  partial differential equations and special functions.

Quantum Mechanics is one of the fundamental building-blocks of Physics. It affects profoundly the way we think about the universe and is the basis for much of condensed-matter, nuclear and statistical physics. It also has a strong influence on technological developments, for instance in optical and electronic devices. It is also hoped to develop "spintronics".

  教材: 李有泉Lectures on Quantum Mechanics》by Y.Q. Li (ZJU press 2010) [勘误表]

 

参考书:

1.钱伯初,曾谨言 《量子力学习题精选与剖析》科学出版社 2000

2.钱伯初《量子力学》高等教育出版社(2006第一版); 曾谨言《量子力学教程》科学出版社2003第一版 ; 苏汝铿《量子力学》复旦大学出版社2001第二版; 周世勋《量子力学教程》人民教育出版社1979, 曾谨言《量子力学》卷科学出版社

3.若同学已入门(或学至期末),有深入钻研的浓厚兴趣,建议阅读朗道(Landau)的量子力学部分章节则有别样的感觉。喜欢数学结构可读点R.Shankar的书或Sakurai的书:

Quantum Mechanics-nonrelativistic theoryby L.D. Landau  and E.M. Lifshitz;

Modern Quantum Mechanicsby J.J.Sakurai;

Principles of Quantum Mechanicsby R. Shankar

 

网上助学资料:

量子力学演示 图解量子力学  量子物理思考题
量子物理学家传记
量子物理百年回顾
培养创造力的教学
创造型人才要素
量子力学 II-Advanced topics


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《量子力学I》32+32学时教学计 
(COURSE SYLLABUS suggested by
Y.Q. Li)

第一学季 
(Basic Concepts and Main Applications)

第二学季
Developing Skills)

I.   量子论的诞生 (2课时) 

[资料:   量子物理年表 量子物理学家]

What is the Photoelectric Effect?more

Rutherford Scattering

II. 波函数与Schrödinger方程 (8课时)

[资料:  波粒二相性 波包演化]

Davission-Germer 实验

Schrödinger方程及 波函数的统计解释

态迭加原理和粒子流守恒

[定态与Hamiltonian算子]

一维定态问题的一般性质,

一维方势阱一维谐振子

一维势垒贯穿问题 (Quantum tunnelling)

[资料:  What is a quantum well?]

  习题课  (2课时)

III.算符与Heisenberg不确定关系 (6课时)

[资料:  量子物理思考题及解答 ]

算符的运算与平均值[What are eigen-values?]

厄米算符的本征值和本征函数;力学量的测量值

对易关系:共同本征函数 测不准关系

平均值随时间的变化;守恒定律,维里定理

F-H 定理

IV.中心势场中的粒子 6 课时)

三维谐振子求解

中心势场中的粒子

球面波以平面波的分解

类氢原子求解,原子光谱

[资料: 原子、分子轨道大全 Schrödinger-Bohr 模型]

  习题课  (2课时)

V. 态与Heisenberg方程(表象理论 )6 课时)

Dirac符号、态、表象、算符的矩阵表示

幺正变换海森堡图象、薛定格图象

量子力学的矩阵表述, 海森堡方程

线性谐振子的代数解法  *相干态 

角动量,上升、下降算符 ;J2JZ 的本征值问题

  习题课及复习 (2课时)

VI. 定态微扰论与能级修正 (6课时)

非简并定态微扰论 

简并定态微扰论

氢原子的一级Stark效应

VII. 含时微扰论与量子跃迁 (5课时) 

含时微扰论

跃迁几率

光的发射和吸收

选择定则

[资料: 自由电子激光]

  习题课  (1课时)

VIII.  弹性散射理论简介6课时) 

散射的基本概念

分波法,

波恩近似,Rutherford散射实验

应用举例

[演示:  alpha粒子的散射]                           

IX. 电磁场中的粒子(7 课时)

有电磁场的薛定谔方程

磁场中的电子,Landau能级

(量子霍耳效应简介)

磁场中的原子,正常Zeemann 效应

电子自旋反常Zeemann 效应

两角动量相加 自旋与轨道角动量的耦合,

 * C-G系数 原子的进动   *顺磁共振 

[资料: 量子霍耳效应现象及解释 整数 分数]

 习题课 (1课时)

X. 多粒子系统(4 课时)

置换对称性与全同性原理

无相互作用多粒子体系波函数与泡利不相容原理

有相互作用多粒子体系:氦原子及洪特定则

* 氢分子及化学键

全同粒子的散射

 *量子力学前沿课题简介

 总复习 Quantum mechanics



量子力学的基本原理和基本方法; 量子理论若干基本问题研究新进展;量子力学(季燕江)讲义



量子物理思考题:  


 网上量子物理学家传记:

 Index of Physicists     Pioneers of Quantum Theory 

    Niels Bohr    Bohr (Vater)1   Niels Bohr2   Biography of N. H. D. Bohr
    Louis de Broglie   Louis de Broglie2  Biography of L-V. de Broglie3
    Richard Feynman  Richard Feynman2  Biography of R. P. Feynman3
    Werner Heisenberg Index of pictures including:   Heisenberg1 Werner Heisenberg2  Biography of W. Heisenberg3
    Wolfgang Pauli  Pauli1Wolfgang Pauli2  Biography of W. Pauli
    Erwin Schrödinger Schroedinger1Erwin Schrödinger2  Biography of E. Schrödinger3
    Arnold Sommerfeld Sommerfeld1 Arnold Sommerfeld2
    Albert Einstein   Image and Impact


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