量子力学和相对论统称为近代物理学,是20世纪物理学最伟大的发现,没有它们就不会有今天的计算机、激光、核能、纳米、宇宙探索等各种各样的高新技术。本课程在相对论部分着重阐明狭义相对论的基本原理及其在物理学中的重要意义。关于洛仑兹变换、时空观和时空几何的讨论,如同时性的相对性和动钟变慢和长度缩短及动力学方面的内容如相对论质量和动量、相对论能量的学习,都有助于大家加深对狭义相对论的理解。在量子物理部分我们将大至顺着人类对微观粒子本性认识的发展历史,通过黑体辐射规律、光电效应现象、康普顿效应、粒子的波动性等这些对经典物理而言是不可思议的怪事。着重引入普朗克、爱因斯坦、德布罗意、玻恩、海森伯等相继提出的量子物理中一些基本概念、规律和方法,使同学们从中体会和欣赏微观世界的和谐与优美。
主要包括相对论和量子物理两部分内容,其中相对论部分着重介绍狭义相对论的基本原理、洛伦兹变换、相对论的时空效应以及动力学方面的内容,还简要介绍广义相对论的基本原理和时空观;量子物理部分着重介绍微观粒子的波粒二象性、薛定谔方程及其应用、固定物理基础等。给学生创新思维和探究精神的启迪。
Overview
Syllabus
- 第一周
- 第1讲 狭义相对论的基本原理
- 第2讲 洛 仑 兹 变 换
- 第3讲 相对论的时空效应(一)
- 第4讲 相对论的时空效应(二)
- 第二周
- 第5讲 相对论的时空效应(三)
- 第6讲 洛仑兹变换再讨论
- 第7讲 相对论速度变换及相对论动力学基础
- 第8讲 相对论动力学基础及广义相对论简介
- 第三周
- 第9讲 黑体辐射 普朗克能量子假设
- 第10讲 光电效应 爱因斯坦光量子理论
- 第11讲 康普顿效应及其光量子理论解释
- 第12讲 氢原子光谱 玻尔原子理论
- 第四周
- 第13讲 粒子的波动性
- 第14讲 玻恩的统计解释
- 第15讲 不确定关系
- 第16讲 薛定谔方程
- 第五周
- 第17讲 一维无限深方势阱中的粒子
- 第18讲 一维方势垒 势垒贯穿
- 第19讲 简谐振子
- 第20讲 氢原子
- 第21讲 电子自旋
- 第六周
- 第22讲 电子在原子核外的排布
- 第23讲 激光
- 第24讲 金属中的自由电子
- 第25讲 固体能带理论
- 第26讲 半导体
- 期末考试
Taught by
Haiyun Hu and Jinsong Miao