《原子物理学》教学大纲(修订)由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“原子物理学教学大纲”。
《原子物理学》教学大纲
一、教学目的与任务
课程性质：《原子物理学》是物理教育专业的专业必修课程。本课程着重从物理实验规律出发，引进近代物理关于微观世界的重要概念和原理，探讨原子、原子核及基本粒子的结构和运动规律，解释它们的宏观性质，以及在现代科学技术上的重大应用。本课程强调物理实验的分析、微观物理概念、物理图像和物理模型的建立和理解。
教学目的：物理学对物质微观结构的研究已经从原子层次深入到了原子核及基本粒子等层次，原子物理学又作为进一步学习原子层次以下其它物质微观结构层次的起点，通过原子物理学课程的学习，使学生掌握原子结构及核结构图象，原子的能级与辐射，外磁场对原子的作用、原子光谱规律及其产生机制等知识，使学生逐步掌握原子物理学中的实验事实和基本规律、基本原理及研究有关问题的思路和方法，培养学生发现和提出问题、建立物理模型、定性分析与定量计算的能力、理论联系实际的能力和独立获取知识的能力，开阔学生的思路，激发学生的探索和创新精神，提升其科学技术的整体素养，并为进一步学习量子力学、固体物理学及近代物理实验等课程打好基础。
二、教学基本要求
从原子结构模型出发使学生对原子的结构有个初步认识，理解原子核式结构，掌握原子能级概念和光谱的一般知识；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；了解斯特恩－盖拉赫实验，理解原子的空间取向量子化；了解碱金属光谱的精细结构，电子自旋与轨道的相互作用；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。
三、教学内容、要求与学时分配
绪论 2学时
介绍原子物理学的地位与作用、研究对象与研究方法、发展史以及学习上应注意的问题。第一章 原子的基本状况 3学时 1.1 原子的质量和大小 1学时 1.2 原子核式结构 1学时 1.3 同位素 1学时 教学重点与难点：
(1)卢瑟福原子核式结构模型；
(2)α粒子散射理论与卢瑟福散射公式及其应用。本章教学要求：
(1)了解α粒子散射实验对认识原子结构的作用；(2)掌握原子的核式结构。
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 1学时 2.2 氢原子光谱和原子光谱的一般情况 1学时 2.3 玻尔的氢原子理论和关于原子的普遍规律 1学时 2.4 类氢离子的光谱 1学时 2.5 夫兰克－赫兹实验与原子能级 1学时 2.6 量子化通则 1学时
2.7 电子的椭圆轨道与氢原子能量的相对论效应 1学时 2.8 史特恩－盖拉赫实验与原子空间取向的量子化 1学时 2.9 原子的激发与辐射 激光原理 1学时 2.10对应原理和玻尔理论的地位。
1学时 教学重点与难点：
(1)应用里德伯公式计算氢原子和类氢离子的谱线；(2)量子化通则及索末菲量子化条件。本章教学要求：
(1)掌握氢原子光谱的实验规律；
(2)掌握氢原子的玻尔理论和索末菲量子化条件，建立量子化概念；(3)掌握原子轨道磁矩概念，了解磁场对原子的作用；(4)了解史特恩－盖拉赫实验，掌握空间量子化条件。第三章 量子力学初步 2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 1学时 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 1学时 教学重点与难点：
(1)波函数及其物理意义；(2)量子力学对氢原子的描述。本章教学要求：
介绍量子力学对氢原子的描述结果，其它内容在量子力学中学习。第四章 碱金属原子和电子自旋 8学时 4.1 碱金属原子的光谱 1学时 4.2 原子实的极化和轨道的贯穿 1学时 4.3 碱金属原子光谱的精细结构 2学时 4.4 电子自旋同轨道运动的相互作用 2学时 4.5 单电子辐射跃迁的选择定则 1学时 4.6 氢原子光谱的精细结构与＊蓝姆移动 1学时 教学重点与难点：
(1)碱金属原子光谱的规律；(2)单电子辐射跃迁的选择定则；
(3)电子自旋概念的建立和碱金属原子光谱的精细结构。本章教学要求：
(1)掌握碱金属原子光谱的实验规律，了解原子实的极化和轨道贯穿；(2)了解光谱的精细结构及电子自旋同轨道运动的相互作用；(3)掌握单电子原子跃迁的选则定则；(4)掌握描述原子中电子状态的四个量子数。第五章 多电子原子 8学时
5.1 氦及周期系第二族元素的光谱和能级 2学时 5.2 具有两个价电子的原子态 2学时 5.3 泡利原理与＊同科电子 1学时 5.4 复杂原子光谱的一般规律 1学时 5.5 辐射跃迁的选择定则 1学时
5.6 原子的激发和辐射跃迁的一个实例——氦氖激光器 1学时 教学重点与难点：
(1)应用LS耦合矢量模型讨论多电子原子的原子态；(2)辐射跃迁的选择定则。本章教学要求：
(1)掌握氦及第二族元素光谱的实验规律；(2)掌握角动量耦合的意义和原子状态符号的书写。第六章 在磁场中的原子 6学时 6.1 原子的磁矩 1学时 6.2 外磁场对原子的作用 1学时 6.3 史特恩－盖拉赫实验的结果 1学时 6.4 顺磁共振 1学时 6.5 塞曼效应 2学时 6.6 ＊抗磁性、顺磁性和铁磁性 教学重点与难点：(1)原子的磁矩；(2)外磁场对原子的作用；(3)塞曼效应的理论解释。本章教学要求：
(1)掌握原子轨道磁矩概念，了解磁场对原子的作用；
(2)了解顺磁共振和塞曼效应，理解正常塞曼效应的理论解释。第七章 原子的壳层结构 2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 1学时 7.3 原子基态的电子组态 1学时 教学重点与难点： 教学重点与难点：(1)原子结构与元素性质周期变化的内在联系；(2)周期表中原子内层电子分布的一般规律；(3)原子基态的电子组态。本章教学要求：
(1)掌握原子结构与元素性质周期变化的内在联系；
(2)掌握周期表中原子内层电子分布的一般规律和原子基态的电子组态。第八章 X射线 5学时
8.1 X射线的产生及其波长和强度的测量 1学时 8.2 X射线的发射谱 1学时 8.3 同X射线有关的原子能级
1学时 8.4 X射线的吸收 1学时 8.5 康普顿效应
1学时 8.6 X射线在晶体中的衍射 教学重点与难点：
(1)X射线的产生机制及原子内层电子结构；(2)同X射线有关的原子能级。本章教学要求：
(1)了解X射线的产生机制及原子内层电子结构；(2)了解莫塞莱定律的物理实质；
(3)了解康普顿效应，理解X射线的衍射。第九章 分子结构和分子光谱 9.1 分子的键联 9.2 分子光谱和分子能级 9.3 双原子分子的电子态 9.4 双原子分子的振动光谱
9.5 双原子分子光谱的转动结构和分子常数的测定 9.6 组合散射（拉曼效应）9.7 多原子分子简述 教学重点与难点：
(1)双原子分子的电子态；(2)双原子分子光谱的转动结构和分子常数的测定；(3)组合散射（拉曼效应）。
＊本章教学要求：可根据需要选讲。
第十章 原子核 8学时 10.1 原子核的基本性质 1学时 10.2 原子核的放射衰变 1学时
10.3 射线同实物的相互作用和放射性的应用 1学时 10.4 核力 1学时 10.5 原子核结构模型 1学时 10.6 原子核反应 1学时 10.7 原子核裂变和原子能 1学时 10.8 原子核裂变和原子能利用的展望 1学时 教学重点与难点：
(1)放射性衰变规律及对衰变常数、半衰期和平均寿命的理解；(2)核反应中的守恒定律、反应能阈能和反应截面。本章教学要求：
(1)了解原子核的基本性质和成分；理解结合能的意义并能熟练计算；(2)掌握衰变规律及衰变方程；理解衰变常数、半衰期和平均寿命的物理意义；
(3)掌握反应能的概念；掌握裂变和聚变的基本特点和条件；(4)掌握几种类型的反应方程；了解放射性同位素的应用。第十一章 基本粒子
11.1 基本粒子和粒子的相互作用 11.2 粒子的观测 11.3 守恒定律和对称原理 11.4 共振态
11.5 强子分类和层子模型 11.6 关于电磁相互作用 11.7 弱相互作用 教学重点与难点：(1)粒子的分类；
(2)对基本粒子的守恒定律和对称性的理解。
＊本章教学要求：可根据需要选讲。
四、课程教学方法与手段
注重科学性与思想性相统一的原则，理论联系实际，注意知识的直观性、实践性和逻辑结构性，兼顾具体与抽象，采取讲授兼讨论、演示（可配合多媒体课件教学）兼探究等深入浅出的教学方法。从微观结构的考虑入手，揭示与之相关的宏观现象与规律的本质。使学生掌握原子的结构与性质及有关问题；掌握原子能级概念和光谱的一般知识；理解氢原子的波尔理论；掌握原子的壳层结构和原子基态的电子组态。按对各部分教学内容的要求不同，将课程内容分为掌握、理解、了解三级，对部分内容根据学生所学后续课程的不同，可以适当升、降一级，由教师在教学过程中灵活掌握。
五、教材与学习资源
教 材：褚圣麟编.《原子物理学》，高等教育出版社,2014.参考书：
[1]杨福家.原子物理学（第三版）.高等教育出版社,2000.[2]2顾建中.原子物理学.高等教育出版社,1998.[3]周尚文.原子物理学.兰州大学出版社,1995.[4]C.赫兹堡.原子光谱和原子结构.科学出版社,1959.[5]W.C.理查兹等.原子结构和原子光谱.人民教育出版社,1982.[6]郭敦仁.量子力学初步.人民教育出版社,1979.[7]海森堡.原子核物理学.科学出版社,1958.[8]R.高特里奥等.近代物理学.科学出版社,1981.[9]E.h.威切曼.量子物理学.伯克利物理学教程（第三卷），人民教育出版社.网上学习资源：
1、http://210.45.192.19/kecheng/2009shengji/6/dianzijiaoan.html2、http://web.gdei.edu.cn/wlx/jiaoyanchengguo/jpkc/29pmtkakt q5eo.xhtml3、http://www.daodoc.com/ec-webpage-show/check CourseNumber.do ?courseNumber=15571062
六、本课程与其他课程的关系
本课程需在高等数学、力学、电磁学、光学之后开设，同时又是量子力学、激光原理、固体物理等后继课程的前导课程。建议在三年级第一学期开设为宜。
七、课程考核方式与成绩评定 期末考试70%+作业和课堂表现30%
八、其它问题说明
大纲基本内容（不带*号部分）要求在54学时内完成，带*号部分内容做为选学内容由教师在教学过程中灵活掌握。
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