1、近代物理基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：12140108課程英文名：Modern Physics and Experimentation 電子信息教研室面向?qū)I(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課先修課程： 高等數(shù)學(xué) 大學(xué)物理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)分： 4總學(xué)時(shí)： 64學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)32學(xué)時(shí)）二、課程性質(zhì)與目的二十世紀(jì)初開(kāi)始的物理學(xué)基礎(chǔ)理論體系的重大變革近代物理學(xué)的誕生是自然科學(xué)的一個(gè)革命性飛躍。以相對(duì)論、量子理論為先導(dǎo)，形成高能物理學(xué)、核物理學(xué)、低溫物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、激光物理學(xué)等學(xué)科，促成了核裂變、核聚變、半導(dǎo)體、晶體管、激光器等重大科技成果的出現(xiàn)，形成諸多促進(jìn)人類(lèi)

2、社會(huì)生產(chǎn)力的高新產(chǎn)業(yè)。它改變了物理學(xué)乃至自然科學(xué)的面貌，掀開(kāi)了人類(lèi)自然觀和科學(xué)觀的新的一頁(yè)。在電子信息科學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)代光電信息采集、傳輸和處理的新型器件、介質(zhì)是基于物質(zhì)宏觀性質(zhì)的突破，而這樣的突破是對(duì)物質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)及規(guī)律的認(rèn)識(shí)的突破為前提的。近代物理學(xué)的知識(shí)理論的學(xué)習(xí)及典型性、綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)踐性訓(xùn)練對(duì)于本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)有很大的幫助。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求理論部分：第一章 緒論 1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)量子物理學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史概述黑體輻射、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、原子光譜與原子結(jié)構(gòu)第二節(jié)量子力學(xué)的研究對(duì)象及其特點(diǎn)第三節(jié)微觀粒子的波粒二象性德布羅意假設(shè)及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（2）要求了解近代物

3、理的發(fā)展簡(jiǎn)史，理解量子力學(xué)和相對(duì)論對(duì)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要意義，掌握有關(guān)黑體輻射、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、原子光譜與原子結(jié)構(gòu)等經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及德布羅意關(guān)系式。2、重點(diǎn)光電效應(yīng)等經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和德布羅意關(guān)系式3、難點(diǎn)量子性和德布羅意關(guān)系式的理解第二章 波函數(shù)和薛定諤方程1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)波函數(shù)：自由粒子的波函數(shù)，波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋第二節(jié)態(tài)的疊加原理第三節(jié)薛定諤方程： 薛定諤方程的建立 定態(tài) 定態(tài)薛定諤方程 波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件第四節(jié)一線(xiàn)無(wú)限深勢(shì)阱第五節(jié)測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系第六節(jié)線(xiàn)性諧振子第七節(jié)勢(shì)壘慣穿（2）要求了解波函數(shù)和薛定諤方程的意義，理解波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)莆斩☉B(tài)薛定諤方程和一線(xiàn)無(wú)限深勢(shì)阱、測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系等。2

4、、重點(diǎn)波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋、定態(tài)薛定諤方程3、難點(diǎn)薛定諤方程及線(xiàn)性諧振子第三章 量子力學(xué)中的氫原子1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)球坐標(biāo)系中氫原子薛定諤方程的解;第二節(jié)量子數(shù)與簡(jiǎn)并度第三節(jié)氫原子波函數(shù)與能級(jí)（2）要求了解氫原子中的幾個(gè)量子數(shù)，理解并掌握用量子力學(xué)描述的氫原子的圖像。2、重點(diǎn)球坐標(biāo)系中氫原子薛定諤方程的解3、難點(diǎn)球坐標(biāo)系中氫原子薛定諤方程的解第四章 軌道與自旋1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)角動(dòng)量第二節(jié)電子的自旋和磁矩第三節(jié)斯特恩格拉赫實(shí)驗(yàn)第四節(jié)電子自旋共振第五節(jié)塞曼效應(yīng)第六節(jié)雙共振與光泵，光學(xué)躍遷的一般規(guī)律（2）要求了解角動(dòng)量以及自旋的概念，理解自旋的提出對(duì)解釋一些現(xiàn)象的重要

5、性，掌握磁矩與角動(dòng)量的關(guān)系及斯特恩格拉赫、電子自旋共振、塞曼效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)。2、重點(diǎn)角動(dòng)量和自旋的概念3、難點(diǎn)斯特恩格拉赫、電子自旋共振、塞曼效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)第五章 分子物理1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)分子結(jié)構(gòu)與光譜的初步分析第二節(jié) 雙原子分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)第三節(jié)拉曼效應(yīng)（2）要求了解用光譜分析分子結(jié)構(gòu)的方法及拉曼效應(yīng)，理解雙原子分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)情況2、重點(diǎn)光譜分析雙原子分子的結(jié)構(gòu)3、難點(diǎn)理解雙原子分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)情況第六章 凝聚態(tài)和宏觀量子效應(yīng)1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)晶體結(jié)構(gòu)第二節(jié)晶體中電子的能帶與導(dǎo)電性質(zhì)第三節(jié)超導(dǎo)電性及其應(yīng)用（2）要求了解晶體結(jié)構(gòu)和晶體中電子的能帶與導(dǎo)電

6、性質(zhì)，了解超導(dǎo)電性及其應(yīng)用2、重點(diǎn)晶體結(jié)構(gòu)3、難點(diǎn)晶體中電子的能帶與導(dǎo)電性質(zhì)相對(duì)論與宇宙學(xué)初步1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)狹義相對(duì)論與廣義相對(duì)論第二節(jié)宇宙學(xué)初步（2）要求了解相對(duì)論及其對(duì)宇宙的描述2、重點(diǎn)狹義相對(duì)論3、難點(diǎn)對(duì)廣義相對(duì)論的理解 測(cè)試與應(yīng)用技術(shù)1、教學(xué)內(nèi)容與要求（1）內(nèi)容第一節(jié)電子顯微分析第二節(jié)STM第三節(jié)核磁共振的原理與應(yīng)用第四節(jié)電子順磁共振第五節(jié)拉曼散射譜（2）要求了解幾種測(cè)試分析的方法及應(yīng)用2、重點(diǎn)電子顯微分析及STM、核磁共振3、難點(diǎn)核磁共振實(shí)驗(yàn)部分教學(xué)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髮?shí)驗(yàn)一光學(xué)多道分析器1了解多道分析的基本原理和多道分析器的基本結(jié)構(gòu)及使用方法；2

7、掌握用已知光源的標(biāo)準(zhǔn)光譜線(xiàn)定標(biāo)來(lái)測(cè)量未知光源譜線(xiàn)的方法；3研究發(fā)光二極管的發(fā)光特性。實(shí)驗(yàn)二光的色度研究1了解并掌握測(cè)色原理；2了解1931CIExyz色度圖的作用；3計(jì)算三個(gè)樣品濾色鏡的色度值；4研究幾個(gè)不同顏色反射物的反射譜并計(jì)算其色度值。實(shí)驗(yàn)四激光拉曼及熒光光譜實(shí)驗(yàn)1了解激光拉曼的基本原理和基本知識(shí)以及用激光拉曼的方法鑒別物質(zhì)成分和分子結(jié)構(gòu)的原理；2掌握LRS II激光拉曼/熒光光譜儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和操作方法；3研究四氯化碳CCL4、苯C6H6等物質(zhì)典型的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜譜線(xiàn)特征。實(shí)驗(yàn)五核磁共振1了解核磁共振（NMR）基本原理和實(shí)驗(yàn)方法；2以含氫核的水為樣品，觀測(cè)影響氫核NMR吸收信號(hào)大小及線(xiàn)寬的

8、因素；3以含氫核的水為樣品，學(xué)會(huì)利用NMR法測(cè)磁場(chǎng)；4測(cè)量其它原子核的核磁矩。實(shí)驗(yàn)六微波電子自旋共振1觀察電子自旋共振現(xiàn)象，學(xué)習(xí)用微波頻段檢測(cè)共振信號(hào)的方法；2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品DPPH中自由基的因子和共振線(xiàn)寬；3學(xué)習(xí)利用ESR測(cè)量微波波導(dǎo)波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)七塞曼效應(yīng)1利用高分辨光譜儀器研究汞546.1nm光譜線(xiàn)的塞曼效應(yīng)，并測(cè)量塞曼分裂的波長(zhǎng)差；2學(xué)習(xí)用光譜學(xué)的方法，測(cè)定電子比荷的值。實(shí)驗(yàn)八光拍頻法測(cè)量光速1光拍概念及其獲得2掌握光拍頻法測(cè)量光速技術(shù)。實(shí)驗(yàn)九半導(dǎo)體泵浦綠光激光器1了解激光原理及倍頻技術(shù)。2觀測(cè)倍頻現(xiàn)象，測(cè)量倍頻效率 、相位匹配角。四、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)課堂講授實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課討論課其它1第一章2322第二章63第三章44第四章65第五章46第六章27第七章28第八章6小計(jì)3232合計(jì)64五、考核方式閉卷筆試，占60%，主要考核近代物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)開(kāi)卷，占40%，主要考核近代物理實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力。六、教材與教學(xué)參考書(shū) 教材：楊桂林近代物理和自編近代物理實(shí)驗(yàn)講義教學(xué)參考書(shū)：1. 量子物理趙凱華2量子力學(xué)導(dǎo)論曾謹(jǐn)言3 近代物理實(shí)驗(yàn)戴樂(lè)山4近代物理實(shí)驗(yàn)