1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上原子物理學教案【篇一：原子物理學教學大綱】 原子物理學課程教學大綱（54學時） （理論課程） 一 課程說明 （一）課程概況 課程中文名稱：原子物理學 課程英文名稱：atomic physics 課程編碼： 開課學院：理學院 適用專業(yè)/開課學期：物理學、應用物理學/第四學期 學分/周學時：3/3 原子物理學是物理學專業(yè)的一門重要專業(yè)核心必修課程，屬于專業(yè)發(fā)展課程。原子物理學是研究介于分子和原子核兩層次間物質結構的科學，研究這一層次是由什么組成，組成物是怎樣運動和發(fā)生相互作用的。原子物理學的發(fā)展為量子力學的建立奠定了基礎，它上承經(jīng)典物理，下接量子力學，屬于近代物理的范疇，

2、隨著科學技術的發(fā)展，原子物理學在許多領域得到廣泛地應用和拓展。 原子物理學是量子力學、固體物理學等近代物理課程的基礎學科，學習本課程必須先修高等數(shù)學、力學、電磁學和光學。 （二）課程目標 1. 使學生初步建立描述微觀世界的物理圖像，掌握原子、原子核的結構和運動規(guī)律，了解粒子物理中的有關知識，為今后繼續(xù)學習量子力學、固體物理學、近代物理實驗等課程打下堅實基礎。 2. 掌握研究原子物理問題的基本方法，明確如何由分析實驗結果出發(fā)，建立物理模型，進而建立物理理論體系的過程，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 3. 使學生了解一些正在發(fā)展的學科前沿，擴大視野，引導學生勇于思考、樂于探索發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)其良好的

3、科學素質。培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀。 （三）學時分配二 教學方法和手段 以啟發(fā)式教學為主，學生自學為輔。教學中要注重理論教學中穿插背景材料、物理學史的教學，注重物理思想、物理方法的教學，注重把學科前沿引入經(jīng)典內容的教學中，提倡學生課外查閱文獻了解學科前沿。 三 教學內容 第一章 原子的基本狀況（含緒論）（4學時） 一、教學目標 1了解原子物理學的發(fā)展歷史及原子物理學研究的內容、方法和手段； 2掌握原子的靜態(tài)性質； 3掌握原子的核式模型及實驗基礎、盧瑟福散射公式； 4了解對兩種主要的原子模型的定性半定量分析、核式模型的意義及經(jīng)典物理在其中遇到的困難。 二、教學重、難點 重點：原子的核式模型和盧

4、瑟福散射公式。 難點：盧瑟福散射公式的推導。 三、主要內容 1. 原子物理學的發(fā)展史及研究的內容、方法、手段； 2. 原子的基本狀況； 3. 盧瑟福核式模型的提出； 第二章 原子的能級和輻射（6學時） 一、教學目標 1掌握氫原子光譜規(guī)律及光譜線系公式； 2掌握玻爾氫原子理論，能夠解釋氫原子和類氫離子光譜的實驗規(guī)律，正確作出氫原子和類氫離子的能級結構圖； 3掌握光譜項、能級、線系限、波數(shù)、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、激發(fā)能，電離能等基本概念； 4掌握夫蘭克赫茲實驗的目的、原理、方法； 5理解玻爾對應原理，了解玻爾理論創(chuàng)建的歷史背景及玻爾理論的意義和困難。二、教學重、難點 重點：玻爾氫原子理論 難點：里德堡常數(shù)

5、的修正 三、主要內容 1. 氫原子光譜的實驗規(guī)律； 2. 玻爾的氫原子理論； 3. 類氫離子光譜； 4. 夫蘭克赫茲實驗； 5. 玻爾對應原理及玻爾理論的地位。 第三章 量子力學初步（6學時） 一、教學目標 1. 理解德布羅意物質波； 2. 掌握不確定關系； 3. 掌握波函數(shù)的物理意義； 4. 了解薛定諤方程在量子力學中的作用，掌握定態(tài)的概念，了解求解定態(tài)薛定諤方程 （本征問題）的基本步驟； 5. 了解運用定態(tài)薛定諤方程求解氫原子問題的基本步驟，掌握描述電子空間運動的三 個量子數(shù)； 二、教學重、難點 重點：波函數(shù)的統(tǒng)計詮釋、不確定關系、求解定態(tài)薛定諤方程（本征問題）的基本步驟、量子力學對氫原子

6、的描述及三個量子數(shù)。 難點：波函數(shù)的統(tǒng)計詮釋、不確定關系、量子力學對氫原子的描述。 三、主要內容 1. 德布羅意假設及實驗驗證； 2. 海森伯不確定關系； 3. 波函數(shù)及統(tǒng)計解釋； 4. 薛定諤方程及量子力學的幾個簡例； 5. 量子力學對氫原子的描述。 第四章 堿金屬原子和電子自旋（6學時） 一、教學目標1. 掌握堿金屬原子光譜及能級結構特點，理解產生量子虧損的原因，掌握堿金屬線系 公式及量子虧損、光譜項和屏蔽系數(shù)的計算； 2. 掌握電子自旋、單個價電子總角動量的合成方法和描述電子量子態(tài)的四個量子數(shù)； 3. 掌握造成堿金屬原子能級精細結構的原因及精細結構公式； 4. 掌握單電子躍遷選擇定則，并

7、能畫出堿金屬原子精細能級躍遷圖； 5. 掌握氫原子能級的狄拉克公式和光譜的精細結構；了解蘭姆移動。 二、教學重、難點 重點：電子自旋和軌道的相互作用 難點：堿金屬精細結構裂距的推導 三、主要內容 1. 堿金屬原子光譜； 2. 原子實的極化和軌道貫穿； 3. 堿金屬原子光譜的精細結構； 4. 電子自旋及其與軌道運動的相互作用； 5. 氫原子光譜的精細結構。 第五章 多電子原子（6學時） 一、教學目標 1掌握氦原子及第二族元素原子的光譜和能級結構特點； 2重點掌握原子的l-s耦合方式、掌握j-j耦合方式，能正確地求出電子組態(tài)構成的原子態(tài)（光譜項）； 3掌握洪特原則、朗德間隔定則和電偶極輻射躍遷選擇

8、定則，并能正確畫出能級圖，解釋氦原子、鎂原子等具有兩個價電子原子的光譜的形成； 4了解復雜原子光譜一般規(guī)律； 5掌握泡利不相容原理，了解同科電子原子態(tài)合成法； 二、教學重、難點 重點：l-s 耦合、多電子原子的光譜、能級圖和原子態(tài)、泡利原理和同科電子原子態(tài)的確定、輻射躍遷的普用選擇定則。 難點：l-s 耦合 、同科電子原子態(tài)的確定。 三、主要內容 1. 氦原子及鎂原子的光譜和能級； 2. 具有兩個價電子的原子態(tài)； 3. 泡利原理和同科電子； 4. 復雜原子光譜的一般規(guī)律； 5. 輻射躍遷的普用選擇定則；第六章 在磁場中的原子（6學時） 一、教學目標 1. 掌握原子有效磁矩概念和有關計算，理解磁

9、場中原子的拉莫爾進動旋進； 2. 掌握原子在外磁場中附加能量公式，并能用來解釋原子能級在外磁場中分裂現(xiàn)象； 3. 正確解釋史特恩蓋拉赫實驗的結果； 4. 掌握原子光譜在外磁場中的分裂（正常塞曼效應、反常塞曼效應）的量子解釋； 5. 知道斯塔克效應； 6. 了解物質的磁性，了解順磁共振、核磁共振的概念、原理和應用。 二、教學重、難點 重點：原子有效磁矩、塞曼效應（正常、反常）、史特恩-蓋拉赫實驗分析。 難點：塞曼效應的量子解釋、順磁共振及應用。 三、主要內容 1. 原子的磁矩； 2. 外磁場對原子的作用； 3. 史特恩-蓋拉赫實驗分析； 4. 塞曼效應，斯塔克效應； 5. 順磁共振，核磁共振。

10、第七章 原子的殼層結構（4學時） 一、教學目標 1. 了解元素周期表的結構，掌握玻爾對元素周期表的物理解釋； 2. 掌握電子填充原子殼層的原則：泡利原理和能量最小原理，理解并掌握原子的電子 殼層結構，能正確寫出原子基態(tài)的電子組態(tài)，并求出其基態(tài)的原子態(tài)符號； 3. 掌握莫色勒定律，并以此解釋電子填充殼層時出現(xiàn)能級交錯的原因。 二、教學重、難點 重點：玻爾對元素周期表的解釋、電子填充殼層的原則、莫色勒定律。 難點：原子基態(tài)電子填充殼層的順序、莫色勒定律。 三、主要內容 1. 元素性質的的周期性變化； 2. 原子的電子殼層結構； 3. 原子基態(tài)的電子組態(tài)。 第八章 x射線（4學時） 一、教學目標 1

11、. 了解x射線發(fā)現(xiàn)的歷史、產生方法，掌握x射線的連續(xù)譜與標識譜的特征和產生 的機制，掌握同x射線有關的原子能級結構；【篇二：第八章原子物理學 x射線教案】 原子物理學課程章節(jié)教案注：1根據(jù)課程教學進度計劃表填寫章節(jié)教案首頁； 2教案或講義正文附后，手書打印均可。 12 3 4 5【篇三：原子物理學教學大綱1】 原子物理學教學大綱 一、 課程名稱與編號 課程名稱：原子物理學 編 號： 二、 學時與學分 本課程學時：68學時 本課程學分：4 學分 三、 授課對象 大學二年級第二學期 四、 先修課程 力學、熱學、電磁學、光學 五、 課程性質目的 本課程是為物理教育專業(yè)開設的必修課程，在教學培養(yǎng)計劃中

12、被列為基礎主干課。原子物理學是普通物理學的最后一部分，為經(jīng)典物理與近代物理之間的過渡課程，是物理教育專業(yè)的一門重要基礎課程。 本課程的目的是：使學生初步了解微觀世界的結構和運動規(guī)律，了解無限分割的物質世界的結構層次，逐步建立用量子化的思想、概念、語言及思維方法來研究微觀世界，為繼續(xù)學習量子力學、近代物理實驗等后續(xù)課程打下基礎。 六、 主要內容、基本要求及學時分配 第一章 原子的盧瑟福模型 主要內容： 1、原子的質量和大小。 2、盧瑟福散射公式及實驗驗證，原子的核式模型。 基本要求： 了解 粒子散射實驗對認識原子結構的意義，了解測量原子大小方法，掌握原子和原子核半徑的數(shù)量級。 學時數(shù)： 4學時

13、第二章 玻爾理論與原子的能級和輻射 主要內容： 1、氫原子光譜及原子光譜的一般情況。 2、玻爾的氫原子理論。 3、類氫離子的光譜和能級。 4、夫蘭克赫芝實驗。 5、索末菲量子化通則與電子的橢圓軌道及原子空間取向量子化。 6、對應原理和玻爾理論的地位。 基本要求： 掌握玻爾理論及對氫原子光譜和能級的解釋；理解微觀粒子的量子化特征，掌握類氫離子的光譜和能級；了解量子化通則、電子的橢圓軌道；了解對應原理和玻爾理論的局限性。 學時數(shù)： 10學時第三章 量子力學 主要內容： 1、波粒二象性。 2、不確定關系。 3、波函數(shù)及其統(tǒng)計詮釋。 4、氫原子的波動方程與量子數(shù)。 基本要求： 了解微觀粒子的波粒二象性

14、特征，理解不確定關系是物質世界的客觀規(guī)律；了解波函數(shù)及薛定鍔方程；了解氫原子的波動方程；掌握氫原子的能量、角動量、角動量取向的量子化條件。 學時數(shù)： 8學時 第四章堿金屬原子 主要內容： 1、堿金屬原子的光譜及解釋。 2、堿金屬原子光譜的精細結構與電子的自旋。 3、電子的自旋軌道相互作用。 4、單電子輻射的躍遷選擇定則。 5、氫原子光譜的精細結構與蘭姆位移。 基本要求： 掌握堿金屬原子光譜和能級的規(guī)律，理解電子的自旋；掌握電子總角動量的合成方法；理解電子的自旋軌道相互作用和堿金屬原子光譜和能級的精細；了解氫原子精細能級結構的特點。 學時數(shù)： 6學時 第五章多電子原子 主要內容： 1、氦原子的光

15、譜和能級。 2、兩個電子的耦合與原子態(tài)。 3、泡利不相容原理與同科電子。 4、多電子原子光譜的一般規(guī)律。 5、輻射躍遷選擇定則。 基本要求： 掌握氦原子的光譜和能級；掌握兩個價電子的ls耦合方法和輻射躍遷選擇定則，掌握泡利原理和用四個量子數(shù)描述電子態(tài)的方法；了解jj耦合和多電子原子光譜的一般規(guī)律。 學時數(shù)： 4學時 第六章 磁場中的原子與塞曼效應 主要內容： 1、原子的磁矩。 2、外磁場對原子的作用與原子能級在磁場中的分裂。 3、史特恩蓋拉赫實驗的結果。 4、塞曼效應。5、順磁共振。 基本要求： 掌握原子的磁矩；掌握原子與外磁場作用而產生的附加能量，并由此解釋史特恩蓋拉赫實驗的結果和塞曼效應；

16、了解順磁共振方法及其應用。 學時數(shù)： 6學時 第七章 原子的殼層結構 主要內容： 1、元素的周期性變化與電子殼層結構。 2、原子的基態(tài)電子組態(tài)與基態(tài)原子態(tài)。 基本要求： 理解元素的周期性變化來源于原子中電子的周期性殼層排列，了解原子的基態(tài)電子組態(tài)，掌握計算原子的基態(tài)的方法。 學時數(shù)： 4學時 第八章x射線 主要內容： 1、x射線的產生及測量。 2、x射線產生的機制與x射線有關的原子能級。 3、康普頓效應。 4、x射線的吸收。 基本要求： 了解x射線的發(fā)射譜及與x射線有關的原子能級；了解康普頓效應與x射線的吸收。 學時數(shù)： 4學時 第九章 原子核物理 主要內容： 1、原子核的基本性質。 2、原子核的放射性衰變。 3、核力。 4、原子核模型。 5、原子核反應。 6、原子核的裂變和聚變，原子能的利用。 基本要求： 了解原子核的基本性質，掌握原子核結合能的意義和計算；掌握原子核的放射性衰變規(guī)律和衰變類型；掌握原子核反應中的守恒定律；掌握反應能計算方法；了解核力與核模型；了解原子核的裂變、聚變和原子能利用的前景。 學時數(shù)： 14學時 第十章 基本粒子 主要內容： 1、基本粒子的分類與相互作用。 2、守恒定律和對稱原理。 3、層子模型。基本要求： 了解基本粒子與相互作用的分類及守恒定律和對稱原理，了解層子模型與高