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原子物理学（专业基础课）
Atomic Physics
以下部分标题填写用黑体五号字体，具体填写内容字体为宋体五号）
【课程编号】BJ2622
5【学分数】3.5
【学时数】66 = 62 + 4 【课程类别】专业基础 【编写日期】2010.3.30 【先修课程】高数、力学、热学、电磁学、光学
【适用专业】物理学
一、教学目的、任务
原子物理是高等院校物理等专业的必修课。通过本课程教学，使学生初步了解物质的微观结构和运动规律，了解可无限分割的物质世界中三个递深的结构层次，为学习量子力学和有关课程打下基础。
二、课程教学的基本要求
本课程从实验事实出发，以阐述原子结构为中心，联系物理学发展史和科研前沿，讨论原子和原子核这一物质结构层次的基本内容。引进量子化概念，探讨原子、原子核与基本粒子的结构和某些运动规律，解释它们的表现性质。强调物理实验的分析，物理概念和物理图象的建立。理解原子壳式结构，了解原子物理学的发展和学习方法。掌握原子能量级概念和光谱的一般情况。理解氢原子的波尔理论，了解伏兰克-赫兹实验。了解氢原子能量的相对论效应。了解盖拉赫实验，理解原子的空间取向量子化，理解物质的波粒二象性了解不确定原则。理解波函数及其物理意义和薛定谔方程。了解碱金属光谱的精细结构，电子自旋轨道的相互作用。理解两个价电子的原子态，了解泡利原理。理解原子磁矩及外磁场对原子的作用，了解顺磁共振和塞曼效应，掌握原子的壳层结构和原子基态的电子组态。了解康普顿效应，理解X射线的衍射及原子核物理。
三、教学内容和学时分配 1+ 3 + 10 + 10 + 6 + 3 + 8 + 8 + 10 + 3 + 4 = 66
（一）理论教学内容及时数（62）
绪论（1学时）
1、原子物理学的研究对象、基本内容和发展简史
2、原子物理学与其它学科、工程技术学科的关系
3、原子物理学在物理专业教学中的地位与作用
4、学习注意事项和常用参数介绍
第一章原子的基本状况（3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
第一章小结和习题课
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 玻尔的氢原子理论和关于原子的普遍规律
2.4 类氢离子和光谱
2.5 夫兰克－赫兹实验与原子能源
2.6 量子化通则
2.7 电子的椭园轨道和氢原子能量的相对论效应
2.8 史特思－盖拉赫实验与原子空间取向的量子化
2.9 对应原理和玻尔理论的地位
第二章小结和习题课
第三章 碱金属原子和电子自旋（10学时）
3.1 碱金属原子的光谱
3.2 原子实的极化和轨道贯穿
3.3 碱金属原子光谱的精细结构
3.4 电子自旋同轨道运动的相互作用
3.5 单电子辐射跃迁的选择定则
3.6 氢原子光谱的精细结构
第三章小结和习题课
第四章多电子原子（6学时）
4.1 氦及周期系第二族元素的光谱和能源
4.2 具有二个价电子的原子态
4.3 泡利原理
4.4 复杂原子光谱的一般规律
4.5 辐射跃迁的普用选择定则
第四章小结和习题课
第五章原子的壳层结构（3学时）
5.1 元素性质的周期性变化
5.2 原子的电子壳层结构
5.3 原子基态的电子组态
第五章小结和习题课
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 史特思－盖拉赫实验的结果
6.4 顺磁共振
6.5 塞曼效应
第六章小结和习题课
第七章X射线（8学时）
7.1 X射线的产生及波长和强度的测量
7.2 X射线在晶体中的衍射
7.3 X射线的发射谱
7.4 同X射线有关的原子能源
7.5 X射线的吸收
7.6 康普顿效应
第七章小结和习题课
第八章原子核（10学时）
8.1 原子核的基本性质
8.2 原子核的放射衰变
8.3 射线同实物的相互作用和放射性作用
8.4 核力
8.5 原子核结构模型
8.6 原子核反应
第八章小结和习题课
※第九章基本粒子（3学时）
9.1 基本粒子和粒子的相互作用
9.2 粒子的观测
9.3 宇称定律和对称原理
9.4 共振态
9.5 强子分类和层子模型
9.6 关于电磁相互作用
9.7 弱相互作用
（二）研究教学内容及时数（4）
1、原子物理学方面的前沿介绍
2、原子物理学有关问题的讨论
※--机动章节，可以按照实际情况适当调节。
四、教学重点、难点及教学方法
重点和难点：对微观科学的描述不能按宏观规律。了解在原子领域中经典物理遇到的主要困难，为克服这些困难而引入的一些全新的分析方法和推理方法，一些与经典物理不同的新概念：原子的壳式结构，原子能级，空间取向量子化，电子自旋轨道相互作用，泡利不相容原理，磁场对原子的作用，原子壳层结构及原子的电子组态，X射线在晶体中的衍射。
教学方法：通过具体例题讲解、详细分析、归纳各种题型解题的基本思路和方法，并抓紧严格的习题作业训练，提高学生应用理论解决实际问题的能力、实现融会贯通；适当增加原子物理学研究的动向和发展趋势，开拓学生的视野和思路。
五、考核方式及成绩评定方式：考试
六、教材及参考书目
1、推荐教材：
褚圣麟编．原子物理学．北京：高等教育出版社，19882、主要参考书：
[1] 顾建中编．原子物理学．北京：高等教育出版社，1986
[2] 杨福家著．原子物理学．北京：高等教育出版社，2000
[3] 神承复.原子物理学(大学物理学自习丛书).上海：知识出版社，1986
[4] 苟清泉．原子物理学.北京：高等教育出版社，1982
[5] 褚圣麟.原子核物理学导论.北京：高等教育出版社，1987
[6] 周邵森.原子物理学学习指导.南昌：江西高校出版社，1993
[7] 赵信.原子物理学习指导.开封：河南大学出版社，1990修（制）订人：审核人：
2010年 3 月30日
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