目 录
1 引言 1
2 研究目的 1
3 我院应用物理学专业原子物理学教学内容体系 2
3.1 原子的基本情况 4
3.2 原子的能级和辐射 4
3.3 量子力学初步 4
3.4 碱金属原子和电子自旋 4
3.5 多电子原子 5
3.6 磁场中的原子 5
3.7 原子的壳层结构 5
3.8 X射线 5
3.9 分子结构和分子光谱 5
4 我院应用物理学专业的量子力学教学内容体系 6
4.1 绪论 8
4.2 波函数和薛定谔方程 8
4.3 量子力学中的力学量 8
4.4 态和力学量的表象 9
4.5 微扰理论 9
4.6 散射 9
4.7 自旋与全同粒子 9
5 两门课程内容的关联性 9
5.1 玻尔理论与量子力学 9
5.2 波函数及其物理意义 10
5.3 薛定谔方程 10
5.4 量子化条件 10
5.5 轨道角动量与自旋角动量 11
5.6 原子实极化与轨道贯穿 11
6 两门课程独立开设存在的弊端 11
7 两门课程教学内容体系的整合 13
8 课程教学过程当中的注意点 16
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 引言
物理学主要研究的是物质运动的最一般规律，其次还研究物质的基本结构。其中，作为物理学的一个分支 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$ 
，原子物理学主要讲述的是物质结构的一个层次，它是介于分子和原子核两层之间的称为原子的一个层次。原子概念虽然已提出了近两千年，但如今我们所讲的原子物理学却是从20世纪初开始才形成的一门科学，它是随近代物理学的发展而发展起来的。原子物理学的发展导致了量子理论的发展，以及随之而来的量子力学的诞生，量子力学中的理论支持了对原子物理学中的精确公式和实验规律的解释，因此，在原子物理学的不断完善过程中，量子力学起到了决定性作用。
原子物理学中主要研究原子、电子的状态及规律，而原子、电子属于微观粒子，它们的运动规律又要服从量子力学，因此原子物理学牵涉到很多的与量子力学相关的知识和教学内容，它们之间存在较大的关联性。
原子物理学与量子力学不仅是物理专业学生的专业必修课程，它们还与近代物理实验、固体物理学、半导体物理、光电子等专业课程衔接在一起。
2 研究目的
就我校应用物理学专业而言，原子物理学和量子力学两门分别开设在第四和第五学期，通过整理原子物理学和量子力学的教学内容，研究出它们的关联性，归纳出一个整合内容体系，将两门课合并开设，以便实现两门课程很好的衔接和过渡而又避免内容的重复交叉；再则，学校每年都在修订专业人才培养方案，总体要求是不断加强实践教学及实践训练环节，在总学时不变的情况下，理论课的课时要缩减，我们将原子物理学和量子力学两门理论课整合，整合后总学时就会减少，因此整合研究具有非常重要的现实意义；原子物理学和量子力学是应用物理学专业的学生，在本科专业学习过程中所需要掌握的两门比较重要的专业必修课程，同时它们也是高校物理、半导体、微电子及凝聚态等专业的研究生入学考试的专业课程，开设好这两门课程对于考研和就业有重要意义。
由于原子物理学是一门刚刚兴起的学科，因此，它反映了近一百年来物理学的发展。作为当代大学生，我们的主要任务不仅是需要掌握与原子物理学相关的理论知识，还需要掌握物理学基本思想，将知识融会贯通。将物理学史中的相关内容恰当地应用到原子物理学的教学中，可起到传授知识的作用。
原子物理学主要研究的是原子的电子结构、原子光谱、原子中电子云的行为，以及其在核子的总自旋、电荷作用下产生的效应。
3 我院应用物理学专业原子物理学教学内容体系
我校应用物理学专业使用的教材是褚圣麟编写的《原子物理学》，课程安排在大学二年级第二学期，共计48学时，其主要教学内容为：
第一章 原子的基本状况（2学时）
1.1 原子的质量和大小
1.2 原子的核式结构
1.3 同位素
第二章 原子的能级和辐射（10学时）
2.1 光谱——研究原子结构的重要途径之一
2.2 氢原子的光谱和原子光谱的一般情况
2.3 玻尔氢原子理论和关于原子的普遍规律
2.4 类氢离子的光谱
2.5 夫兰克一赫兹实验与原子能级
2.6 量子化通则
2.7 电子椭圆轨道与氢原子能量相对论效应
2.8 史特恩一盖拉赫实验与空间取向量子化
2.9 原子的激发与辐射激光原理
2.10 对应原理和玻尔理论的地位
第三章 量子力学初步（5学时）
3.1 物质的二象性
3.2 测不准原理
3.3 波函数及其物理意义
3.4 薛定谔波动方程
3.5 量子力学问题的几个简例
3.6 量子力学对氢原子的描述
第四章 碱金属原子和电子自旋（7学时）
4.1 碱金属原子的光谱
4.2 原子实的极化和轨道的贯穿
4.3 碱金属原子光谱的精细结构
4.4 电子自旋同轨道运动的相互作用
4.5 单电子辐射跃迁的选择定则
4.6 氢原子光谱的精细结构与蓝姆移动
第五章 多电子原子（5学时）
5.1 氦及周期系第二族元素的光谱和能级
5.2 具有两个价电子的原子态
5.3 泡利原理与同科电子
5.4 复杂原子光谱的一般规律
5.5 辐射跃迁的普用选择定则
5.6 氦氖激光器
第六章 在磁场中的原子（8学时）
6.1 原子的磁矩
6.2 外磁场对原子的作用
6.3 史特恩一盖拉赫实验的结果
6.4 顺磁共振
6.5 塞曼效应
6.6 抗磁性、顺磁性和铁磁性
第七章 原子的壳层结构（3学时）
7.1 元素性质的周期性变化
7.2 原子的电子壳层结构
7.3 原子基态的电子组态
第八章 X射线（4学时）
8.1 X射线的产生及其波长和强度的测量

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