導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇量子力學(xué)的理解，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞： 基矢；希爾伯特空間；波函數(shù)；態(tài)疊加原理；表象；表象變換

中圖分類號(hào)：O413 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2011）1210017－01

1 表象的引入并給出表象定義

1.1 表象的引入

一般文獻(xiàn)中常用到坐標(biāo)表象，動(dòng)量表象，能量表象，粒子數(shù)表象等詞，實(shí)際上涉及到態(tài)的表象，力學(xué)量的表象，應(yīng)注意所用的表象的意義。

量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)在描述物理體系的方法上截然不同，其根本原因在于微觀體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有不確定性和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，德布羅意的波粒二象性學(xué)說(shuō)引導(dǎo)人們找到了描述微觀體系狀態(tài)的恰當(dāng)方法，根據(jù)統(tǒng)計(jì)詮釋，波函數(shù)作為一個(gè)復(fù)合函數(shù)本身并沒(méi)有物理意義，如果知道了波函數(shù)，粒子處于空間某點(diǎn)的幾率，力學(xué)量的平均值均可求得，因此說(shuō)波函數(shù)完全描述粒子體系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，量子力學(xué)的另一種基本假設(shè)滿足態(tài)疊加原理：

（1）

是體系的可能態(tài)， 為發(fā)現(xiàn)體系處于相應(yīng)的本征態(tài)的概率滿足：

此式的物理意義是量子體系的一般狀態(tài)是所有本征態(tài)的線性疊加。

某一力學(xué)量的本征函數(shù)系所構(gòu)成的希爾伯特空間就構(gòu)成了這一力學(xué)量的表象，在量子力學(xué)中研究不同問(wèn)題需要采用相應(yīng)的表象，就如同經(jīng)典物理學(xué)中適當(dāng)選取坐標(biāo)系研究具體問(wèn)題一樣，表象變換就是Hilert空間中的“坐標(biāo)變換”，是量子力學(xué)中一個(gè)最基本問(wèn)題。

1.2 表象的定義

關(guān)于表象的定義有許多種，比如用能量就是能量表象，用動(dòng)量就是動(dòng)量表象，這種說(shuō)法比較通俗易懂。

假設(shè)體系的狀態(tài)在坐標(biāo)表象中用波函數(shù) 描寫(xiě)，而知道動(dòng)量的本征函數(shù)組成完全系，由量子力學(xué)展開(kāi)公式得 ，設(shè) 是歸一化波函數(shù)，則由歸一化條件很容易證明 ，

是在 所描寫(xiě)的狀態(tài)中，測(cè)量粒子位置，所得結(jié)果在 范圍內(nèi)的幾率；而 是在同一狀態(tài)中，測(cè)量粒子動(dòng)量，所得結(jié)果在

范圍的幾率，由上可見(jiàn)，當(dāng) 已知， 就完全確定；反之，

已知， 就完全確定，所以， 描寫(xiě)的是同一狀態(tài)

是這個(gè)狀態(tài)在坐標(biāo)表象下的波函數(shù)，而 是同一狀態(tài)在動(dòng)量表象的波函數(shù)。

2 關(guān)于表象及其變換的理解

在經(jīng)典物理中，不同坐標(biāo)系之間可以互相變換，例如，直角坐標(biāo)系（x，y，z）和球坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系：

；而量子力學(xué)中不同表象間也可以進(jìn)行相互變換，如某一力學(xué)量的表象可以表示一個(gè)n行1列矩陣，而力學(xué)量在某一具體表象下對(duì)應(yīng)于某個(gè)矩陣，這是一個(gè)厄米矩陣，如某一力學(xué)量在一自身表象下是由該力學(xué)量本值所構(gòu)成的對(duì)角矩陣，力學(xué)量在不同表象下的矩陣形式是不同的。

2.1 從幾何坐標(biāo)的角度來(lái)理解表象及其變換

我們知道量子態(tài)可以在各種表象中表示，只需將該態(tài)波函數(shù)用該表象的本征函數(shù)系展開(kāi)，在量子力學(xué)中，把狀態(tài) 看成一個(gè)態(tài)矢量，選擇一個(gè)特定的Q表象，就相當(dāng)于選取一個(gè)特定的坐標(biāo)系，在量子力學(xué)中， 的本征函數(shù)有無(wú)限多，稱態(tài)矢量所在的空間是無(wú)限維的希爾伯特空間，我們知道在矢量中，一個(gè)矢量在不同坐標(biāo)系中的展開(kāi)可以相互轉(zhuǎn)換，而量子力學(xué)則借助么正矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)不同表象間的變換。

量在兩個(gè)基底下坐標(biāo)間的關(guān)系X=MY。

2.2 從物理的角度來(lái)理解表象及其變換

在經(jīng)典力學(xué)中，描述一個(gè)物體力學(xué)性質(zhì)的物理量，無(wú)非是它的位移、速度、加速度、動(dòng)量和能量等，我們常用坐標(biāo)來(lái)表示質(zhì)點(diǎn)的位置，為方便起見(jiàn)，設(shè)物體在一維空間中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻位于x處，由于經(jīng)典力學(xué)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律，這是一種精確的因果關(guān)系，即只要給定宇宙中每個(gè)粒子的初始速度，它在以后所有時(shí)刻的行為，就都由牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定，所以，若已知 ，只要通過(guò)微分 和 ，就可以得到其它精確的物理量，當(dāng)然，如果已知速度 ，加速度 ，動(dòng)量 和動(dòng)能 等，實(shí)際上，經(jīng)典力學(xué)通過(guò)微分積分這樣的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了物理量之間的相互轉(zhuǎn)化。

而量子理論與經(jīng)典理論暗示的物質(zhì)本性之間有著本質(zhì)的差別，尤其是微觀粒子的波粒二象性，使得量子理論中完全決定論不再適用，因此，在量子力學(xué)中，物理體系的表示法是抽象化的，表象就是表示物理體系狀態(tài)的函數(shù)，并且這個(gè)函數(shù)用什么物理量來(lái)表示的問(wèn)題，同時(shí)在量子力學(xué)中，各物理量之間也存在著一定的關(guān)系，使得我們也可以用其它的物理量來(lái)表示體系的狀態(tài)函數(shù)這就是表象變換，量子理論的不完全確定性，使得量子態(tài)并不像經(jīng)典力學(xué)那樣具有確定物理量，如動(dòng)量、坐標(biāo)等，而只能給出力學(xué)量的幾率分布。

3 總結(jié)

量子力學(xué)之所以難理解，一方面是由于它的描述方法的特殊，導(dǎo)致許多結(jié)論與我們的經(jīng)驗(yàn)常識(shí)嚴(yán)重抵觸，另一方面就在于表象及表象變換的抽象，波函數(shù)的疊加原理是表象及表象變換的基礎(chǔ)，要正確理解表象就要求我們深入理解波函數(shù)及波函數(shù)的疊加原理，選擇一種表象，就相當(dāng)于選擇了一組基矢，由于微觀粒子具有波粒二象性，物理量的可測(cè)量值只作為一種潛在的可能性而存在，這使得經(jīng)典理論的完全決定性不再適用，而只能采用一種抽象的表示法表象來(lái)表述物理體系的行為，并通過(guò)么正變換來(lái)實(shí)現(xiàn)不同表象間的變換。

參考文獻(xiàn)：

[1]周世勛，量子力學(xué)教程[M].北京：高等教育出版社，1979.

[2]劉連濤，理論物理簡(jiǎn)明教程[J].上海：華中師范大學(xué)大學(xué)出版社，1979.

[3]玻姆，量子理論[M].北京：商務(wù)印書(shū)館，1982.

[4]宋鶴山，量子力學(xué)[M].北京：大連理工出版社，2004.

[5]曾謹(jǐn)言，量子力學(xué)（第四版）[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

篇2

University in St.Louis

Dimitri V Y.VanNeck，Laboratory of

Theoretical Physics，Ghent University

Many body Theory Exposed!

Propagator Description of Quantum

Mechanics in Many body Systems

2005，732pp.

Hardback，USD：84

ISBN：9789812562944

W.H.迪克霍夫，D.V.內(nèi)克 著

本書(shū)為一本多體量子理論的教科書(shū)，是由作者們給高年級(jí)大學(xué)生開(kāi)設(shè)的相關(guān)課程的講義基礎(chǔ)上發(fā)展成書(shū)的。作者認(rèn)為當(dāng)前已有的許多關(guān)于多體量子理論的教科書(shū)往往使人產(chǎn)生一種誤解，認(rèn)為近二十多年來(lái)，該領(lǐng)域幾乎沒(méi)有取得什么新的進(jìn)展。事實(shí)當(dāng)然并非如此，關(guān)于低溫下稀薄原子氣的BoseEinsten凝聚的發(fā)現(xiàn)以及關(guān)于電子的許多奇妙性質(zhì)的研究都是典型的事例。作者認(rèn)為超越每個(gè)研究者從事的狹小領(lǐng)域，對(duì)多體系統(tǒng)的性質(zhì)及其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)給出一種統(tǒng)一的描述，對(duì)于大學(xué)生是極有益處的。它可以使剛剛開(kāi)始研究工作的研究生節(jié)省很多時(shí)間。本書(shū)旨在利用源于量子場(chǎng)論的傳播子或格林函數(shù)方法，在相同的理論框架之下，對(duì)于諸如原子、分子、固體中的電子、量子液體、核物質(zhì)等各種不同的多體系統(tǒng)，予以統(tǒng)一的描述，發(fā)展相關(guān)的近似方法，并注重計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，強(qiáng)調(diào)了這一方法的最新的應(yīng)用。

全書(shū)內(nèi)容共分22章，各章目次為：1.全同粒子；2.二次量子化；3.有限系統(tǒng)費(fèi)米子的獨(dú)立粒子模型；4.兩粒子態(tài)與相互作用；5.無(wú)相互作用的玻色子和費(fèi)米子；6.單粒子量子力學(xué)中的傳播子；7.在多體系統(tǒng)中單粒子傳播子；8.單粒子傳播子的微擾展開(kāi)；9.Dyson方程和自洽格林函數(shù)；10.平均場(chǎng)或HartreeFock近似；11.超出平均場(chǎng)近似；12.相互作用玻色子系統(tǒng)；13.有限系統(tǒng)中的激發(fā)態(tài)；14.無(wú)限系統(tǒng)中的激發(fā)態(tài)；15.N±2系統(tǒng)中的激發(fā)態(tài)和介質(zhì)中的散射；16.無(wú)限系統(tǒng)中自能的動(dòng)力學(xué)處理；17.有限系統(tǒng)中自能的動(dòng)力學(xué)處理；18.玻色氣體的Bogoliubov微擾展開(kāi)；19.玻色子微擾理論用于物理系統(tǒng)；20.介質(zhì)中的相互作用及著衣粒子；21.守恒近似和激發(fā)態(tài)；22.配對(duì)現(xiàn)象。

本書(shū)內(nèi)容新穎、詳盡。大部分推導(dǎo)均給出了詳盡的步驟，以降低初次面對(duì)挑戰(zhàn)性資料的學(xué)生們的困難程度。因此本書(shū)不僅適用于相關(guān)領(lǐng)域的大學(xué)生與研究生，對(duì)多個(gè)領(lǐng)域的研究人員也極具參考價(jià)值。

丁亦兵，教授

(中國(guó)科學(xué)院研究生院)

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關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)；塑造；心理；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2015）04-0005-01

健康不僅需要強(qiáng)壯體魄，還要有健康的心理和健全的人格。《中學(xué)德育大綱》明確指出，必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行良好的個(gè)性心理品質(zhì)教育。中學(xué)生處于成長(zhǎng)發(fā)育的高峰期，一方面面對(duì)因青春期生理、心理急劇變化而產(chǎn)生豐富而深刻的感受和體驗(yàn)，有諸多成長(zhǎng)的煩惱；另一方面，則要面對(duì)沉重的學(xué)習(xí)、升學(xué)壓力；同時(shí)開(kāi)放的社會(huì)環(huán)境也帶來(lái)的各種刺激和誘惑、茫然，甚至不知所措。因此，教育并培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)自我調(diào)節(jié)，培養(yǎng)良好的心理素質(zhì)，以適應(yīng)艱巨的學(xué)習(xí)、紛繁復(fù)雜的生活，就顯得十分重要。那么怎樣才能培養(yǎng)學(xué)生具有自我調(diào)節(jié)心理素質(zhì)呢？筆者做了一下探索。

1.以辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論，引導(dǎo)學(xué)生觀察世界，認(rèn)識(shí)自我

1.1 一分為二看社會(huì)，認(rèn)清時(shí)代主流。我們的社會(huì)正處在一個(gè)迅猛發(fā)展、瞬息萬(wàn)變的時(shí)代，科技的日新月異、社會(huì)新舊觀念的猛烈碰撞，產(chǎn)生許多新的社會(huì)現(xiàn)象、社會(huì)問(wèn)題。然而，傳統(tǒng)的教育與社會(huì)發(fā)展的嚴(yán)重脫節(jié)，往往使中學(xué)生在紛繁復(fù)雜的社會(huì)現(xiàn)象和社會(huì)問(wèn)題面前感到疑惑不解、無(wú)所適從。他們對(duì)社會(huì)的看法常常受到消極面得影響，變現(xiàn)為懷疑、偏激、悲觀的情緒，久而久之，其中的少數(shù)人就有可能形成的人格，給社會(huì)和自身帶來(lái)嚴(yán)重的危害。教育學(xué)生正確的觀察社會(huì)、認(rèn)識(shí)社會(huì)，一分為二看社會(huì)，認(rèn)清社會(huì)發(fā)展的主流是使學(xué)生保持積極進(jìn)取、樂(lè)觀向上品質(zhì)的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)的重要基礎(chǔ)之一。

1.2 認(rèn)識(shí)曲高和寡的道理，善待他人。善待他人，首先應(yīng)有助人為樂(lè)、先人后己的優(yōu)秀品質(zhì)。善待他人，應(yīng)該懂得"金無(wú)赤足人無(wú)完人"的道理。應(yīng)該懂的"水至清則無(wú)魚(yú)，人至清察則無(wú)友"的人生哲理，寬以待人，嚴(yán)以律己。善待他人，應(yīng)該牢記祖訓(xùn)："三人行，必有我?guī)熝桑粨衿渖普叨鴱闹?，其不善者而改之?這是能夠?qū)崿F(xiàn)自我調(diào)節(jié)的重要條件。

1.3 創(chuàng)設(shè)融洽的集體環(huán)境，營(yíng)造健康、民主、和諧、寬松、進(jìn)去的氣氛。如果我們必須為學(xué)生提供一個(gè)自我調(diào)節(jié)的土壤的話，那么除了溫馨的家庭之外，便是一個(gè)需要團(tuán)結(jié)、積極、向上的班級(jí)。否則，不良的交往集體，低劣、庸俗的網(wǎng)吧，就必然誘惑著意志薄弱，而又急需尋求心理"平衡"的少年。

班級(jí)體是學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的基本環(huán)境，班主任應(yīng)有意識(shí)地管理、教育，包括表?yè)P(yáng)、批評(píng)、討論、獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰等評(píng)價(jià)手段，以自己身的楷模作用，引導(dǎo)集體輿論；開(kāi)展開(kāi)展有利于青少年身心健康的社會(huì)實(shí)踐，如勞動(dòng)、科技活動(dòng)、文體活動(dòng)，社會(huì)調(diào)查；同時(shí)規(guī)范并強(qiáng)化各項(xiàng)行為訓(xùn)練，習(xí)慣養(yǎng)成，心理素質(zhì)培養(yǎng)，促成良好思想品質(zhì)的形成。（1）正確認(rèn)識(shí)自我、評(píng)價(jià)自我是自我調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。（2）魯迅先生曾言，我們確實(shí)常在解剖別人，但卻更嚴(yán)格的解剖自己，俗話說(shuō)"人貴有自知之明"。處于成長(zhǎng)時(shí)期的青少年他們獨(dú)立性自覺(jué)性迅速發(fā)展，并開(kāi)始深入到自己內(nèi)心世界。但是，他們對(duì)自己的認(rèn)識(shí)還比較膚淺，不夠清新全面，甚至認(rèn)識(shí)中的自己，卻是哈哈鏡中被扭曲變形的自己還不以為然，或者根本不想認(rèn)識(shí)自己。然而，人之于社會(huì)，宛如一艘船與大海。如若不知自己處在什么位置，需要時(shí)往那個(gè)目的地，其危險(xiǎn)當(dāng)不言自明。（3）因此，認(rèn)識(shí)自我卻要首先知道，"我是誰(shuí)？"、"我是干什么的？"、"我應(yīng)該怎么辦？，一個(gè)人深說(shuō)到底就是這三個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在不斷地認(rèn)識(shí)和調(diào)節(jié)中，實(shí)施糾正自己的偏差，逐步的發(fā)展自我，完善自我。（4）認(rèn)識(shí)自我，它包括了個(gè)人對(duì)自己的價(jià)值、目標(biāo)、動(dòng)機(jī)、計(jì)劃、希望、要求的認(rèn)識(shí)，它包括個(gè)人對(duì)自己的知識(shí)、能力、地位、人際關(guān)系、交往水品的認(rèn)識(shí)。它在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)、人際交往中起到行為的指導(dǎo)和調(diào)節(jié)作用。

2.創(chuàng)新教育模式，疏導(dǎo)學(xué)生心理發(fā)展存在危機(jī)

2.1 自信心受損或嚴(yán)重不足。蘇霍米斯林基認(rèn)為不能允許學(xué)生感到自己沒(méi)有愛(ài)好，認(rèn)為 自己干什么都不行。由于科技的迅猛發(fā)展，學(xué)校教育尚未根本沒(méi)有好轉(zhuǎn)"應(yīng)試教育"的狀況，使不少青少年產(chǎn)生自悲情緒，嚴(yán)重的阻礙著他們的身心健康的發(fā)展。教師應(yīng)當(dāng)是教會(huì)學(xué)生全面認(rèn)識(shí)自我，并創(chuàng)建各種條件，滿足這部分學(xué)生的成就感。同樣的使他們能夠享受成功的喜悅，從而逐步的樹(shù)立信心，為心里健康的發(fā)展奠定堅(jiān)定的基礎(chǔ)。

2.2 個(gè)性發(fā)展與傳統(tǒng)教育的矛盾沖突。一個(gè)豐富多彩的社會(huì)本應(yīng)該是由豐富多彩的個(gè)體組成，人們一直在苦苦思索：中國(guó)離諾貝爾獎(jiǎng)有多遠(yuǎn)？追根拋底，談到中國(guó)的教育是模式化的教育，設(shè)置一個(gè)模子，大家都往里倒。最終成了一個(gè)模子倒出來(lái)的"人才"。

2.3 理性思維不足，情緒化傾向嚴(yán)重。青少年由于處在想成年發(fā)展的過(guò)渡階段，但由于相當(dāng)有一部分獨(dú)生子女所受到的溺愛(ài)和嬌寵，他們?nèi)菀资艿酵饨绾团R時(shí)因素的影響，情緒反應(yīng)很容易被激發(fā)，以至于"感情用事"造成不良后果。

3.進(jìn)行抗挫折能力的培養(yǎng)

生活中挫折、失敗無(wú)處不在，人的一生絕非一帆風(fēng)順，難免會(huì)遇到各種各樣的挫折和失敗。心理健康的人往往以積極主動(dòng)的心態(tài)面對(duì)挫折，在挫折中會(huì)自我調(diào)節(jié)情緒，克服困難，頑強(qiáng)拼搏，這種精神又能進(jìn)一步促進(jìn)心理健康的發(fā)展。在教學(xué)過(guò)程中更要刻意強(qiáng)調(diào)，講述一些名人的故事，引導(dǎo)學(xué)生讀一些名人傳記，鼓勵(lì)學(xué)生廣泛涉獵，開(kāi)拓視野，磨煉自我。鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上質(zhì)疑問(wèn)難，看書(shū)自學(xué)、獨(dú)立思考，平時(shí)督促學(xué)生獨(dú)立及時(shí)地完成作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生自我檢查的能力。這樣通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，使學(xué)生弄清知識(shí)的疑難點(diǎn)，使學(xué)生意識(shí)到：遇到"問(wèn)題"不放棄，持之以恒，不斷努力，才能取得最后成功。一定數(shù)量和一定強(qiáng)度的"問(wèn)題"，能使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，提高對(duì)挫折的承受力和克服困難的毅力。

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【關(guān)鍵詞】量子力學(xué)；教學(xué)方法；物理思想

“量子力學(xué)”是20世紀(jì)物理學(xué)對(duì)人類科學(xué)研究?jī)纱髽?biāo)志性貢獻(xiàn)之一，已經(jīng)成為理工科專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，學(xué)生熟練掌握量子力學(xué)的基本概念和基本理論，具備利用量子力學(xué)理論分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。對(duì)提高學(xué)生科學(xué)素，養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)及亦具有十分重要的意義。但是，量子力學(xué)理論與學(xué)生長(zhǎng)期以來(lái)接觸到的經(jīng)典物理體系相去甚遠(yuǎn)，尤其是處理問(wèn)題的思路和手段與經(jīng)典物理截然不同，但它們之間又不無(wú)關(guān)聯(lián)，許多量子力學(xué)中的基本概念和基本理論是類比經(jīng)典物理中的相關(guān)內(nèi)容得出的。思維上的沖突導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)困惑不堪。此外，這門課程理論性較強(qiáng)，眾多學(xué)生陷于煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)之中，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣缺失。針對(duì)這些教學(xué)中的問(wèn)題，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的熱情，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，已經(jīng)成為擺在教師面前的重要課題。對(duì)“量子力學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)作一些合理的調(diào)整。

1 合理安排教學(xué)內(nèi)容

1.1 理清脈絡(luò)，強(qiáng)化知識(shí)背景

從經(jīng)典物理所面臨的困難出發(fā)，到半經(jīng)典半量子理論的形成，最終到量子理論的建立，對(duì)量子力學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行細(xì)致的、實(shí)事求是的分析，特別是對(duì)量子理論早期的概念發(fā)展有一個(gè)準(zhǔn)確清晰的理解，弄清楚到底哪些概念和原理是已經(jīng)證明為正確并得到公認(rèn)的，還存在哪些不完善的地方。這樣一方面可使學(xué)生對(duì)量子力學(xué)中基本概念和基本理論的形成和建立的科學(xué)歷史背景有一深刻了解，有助于學(xué)生理清經(jīng)典物理與量子理論之間的界限和區(qū)別，加深他們對(duì)這些基本概念和基本理論的理解；另一方面，可使學(xué)生對(duì)蘊(yùn)藏在這一歷程中的智慧火花和科學(xué)思維方法有一全面的了解，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)素養(yǎng)。比如：對(duì)于玻爾理論，由于對(duì)量子化假設(shè)很難用已經(jīng)成形的經(jīng)典理論來(lái)解釋，學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得不可思議，難以理解。為此，在講解這部分內(nèi)容時(shí)，很有必要介紹一下玻爾理論產(chǎn)生的歷史背景，告訴學(xué)生在玻爾的量子化假設(shè)之前就已經(jīng)出現(xiàn)了普朗克的量子論和愛(ài)因斯坦的光量子概念，且大量關(guān)于原子光譜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也已經(jīng)被掌握，之前盧瑟福提出的簡(jiǎn)單行星模型卻與經(jīng)典物理理論及實(shí)驗(yàn)事實(shí)存在嚴(yán)重背離。為了解決這些問(wèn)題，玻爾理論才應(yīng)運(yùn)而生。在用量子力學(xué)求解氫原子定態(tài)波函數(shù)時(shí)，還可以通過(guò)定態(tài)波函數(shù)的概率分布圖，向?qū)W生介紹所謂的玻爾軌道并不是真實(shí)存在的，只是電子出現(xiàn)幾率比較大的區(qū)域。通過(guò)這樣講述，學(xué)生可以清晰地體會(huì)到玻爾理論的承上啟下的作用，而又不至于將其與量子力學(xué)中的概念混為一談。

1.2 重在物理思想，壓縮數(shù)學(xué)推導(dǎo)

在物理學(xué)研究中，數(shù)學(xué)只是用來(lái)表述物理思想并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯演算的工具，教師不能將深刻的物理思想淹沒(méi)在復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式之中。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要著重于加強(qiáng)基本概念和基本理論的講授，把握這些概念和理論中所蘊(yùn)含的物理實(shí)質(zhì)。對(duì)一些涉及繁難數(shù)學(xué)推導(dǎo)的內(nèi)容，在教學(xué)中刻意忽略具體數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，著重于使學(xué)生掌握其中的思想方法。例如：在一維線性諧振子問(wèn)題的教學(xué)中，對(duì)于數(shù)學(xué)方面的問(wèn)題，只要求學(xué)生能正確寫(xiě)出薛定諤方程、記住其結(jié)論即可，重點(diǎn)放在該類問(wèn)題所蘊(yùn)含的物理意義及對(duì)現(xiàn)成結(jié)論的應(yīng)用上。這樣，學(xué)生就不會(huì)感到枯燥無(wú)味，而能始終保持較高的學(xué)習(xí)熱情。

2 改進(jìn)教學(xué)方法

“量子力學(xué)”這門課程本身實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱、理論性較強(qiáng)，物理圖像不夠直觀，一味采取傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，學(xué)生勢(shì)必感到枯燥，甚至厭煩。學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)其科學(xué)探索精神及創(chuàng)新能力，在教學(xué)方法上應(yīng)進(jìn)行積極的探索。

2.1 發(fā)揮學(xué)生主體作用

在必要的教學(xué)內(nèi)容講解外，每節(jié)課都留出一定的師生互動(dòng)時(shí)間。教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究討論，或者針對(duì)已講授內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)已學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)、總結(jié)、辨析，以加深理解；或者針對(duì)未講授內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣（比如，在講授完一維無(wú)限深方勢(shì)阱和一維線性諧振子這

兩個(gè)典型的束縛態(tài)問(wèn)題后就可引導(dǎo)學(xué)生思考“非束縛態(tài)下微觀粒子又將表現(xiàn)出什么樣的行為”），這樣學(xué)生就會(huì)積極地預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容；或者選擇一些有代表性的習(xí)題，讓學(xué)生提出不同的解決辦法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。對(duì)于在課堂上不能解決的問(wèn)題，積極鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書(shū)館及網(wǎng)絡(luò)資源等尋求解決，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神。此外，還可使學(xué)生自由組合，挑選他們感興趣的與課程有關(guān)的題目進(jìn)行討論、調(diào)研并完成小組論文，這一方面激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，另一方面使其接受初步的科研訓(xùn)練，一舉兩得。

2.2 注重構(gòu)建物理圖像

在實(shí)際教學(xué)中著重注意物理圖像的構(gòu)建，使學(xué)生對(duì)一些難以理解的概念和理論形成較為直觀的印象，從而形成深刻的記憶和理解。例如：借助電子束衍射實(shí)驗(yàn)，通過(guò)三個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)過(guò)程（強(qiáng)電子束、弱電子束及弱電子束長(zhǎng)時(shí)間曝光），即可為實(shí)物粒子的波粒二象性構(gòu)建出一幅清晰的物理圖像；借助電子束衍射實(shí)驗(yàn)圖像，再以光波類比電子波，即可凝練出波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋；借助電子雙縫衍射實(shí)驗(yàn)圖像，可使學(xué)生更易接受和理解態(tài)疊加原理；借助解析幾何中的坐標(biāo)系，可很好地為學(xué)生建立起表象的物理圖像。盡管這其中光波和電子波、坐標(biāo)系和表象這些概念之間有本質(zhì)上的區(qū)別，但借助這些學(xué)生已經(jīng)熟知和深刻理解的概念，可使學(xué)生非常容易地接受和理解量子力學(xué)中難以言明的概念和理論，同時(shí)，也可使學(xué)生掌握這種物理圖像的構(gòu)建能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有非常積極地作用。

3 教學(xué)手段和考核方式改革

3.1 課程教學(xué)采用多種先進(jìn)的教學(xué)方式

如安排小組討論課，對(duì)難于理解的概念和規(guī)律進(jìn)行討論。先是各小組內(nèi)討論，再是小組間辯論，最后老師對(duì)各小組討論和辯論的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)述和指正。例如，在講到微觀粒子的波函數(shù)時(shí)，有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為是全部粒子組成波函數(shù)，有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為是經(jīng)典物理學(xué)的波。這些問(wèn)題的討論激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，從而進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生對(duì)一些不易理解的概念和量子原理進(jìn)行深入理解，直至最后充分理解這些內(nèi)容。另外課程作業(yè)布置小論文，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家開(kāi)展系列量子力學(xué)講座等都是不錯(cuò)的方式。

3.2 堅(jiān)持研究型教學(xué)方式

把課程教學(xué)和科研相結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)教學(xué)內(nèi)容，吸取科研中的研究成果，通過(guò)結(jié)合最新的科研動(dòng)態(tài)，向?qū)W生講授在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在量子力學(xué)誕生后，作為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一的現(xiàn)代物理學(xué)的每一個(gè)分支及相關(guān)的邊緣學(xué)科都離不開(kāi)量子力學(xué)這個(gè)基礎(chǔ)，量子理論與其他學(xué)科的交叉越來(lái)越多。例如：基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚態(tài)物理到中子星、黑洞各個(gè)層次的研究以量子力學(xué)為基礎(chǔ)；量子力學(xué)在通信和納米技術(shù)中的應(yīng)用；量子理論在生物學(xué)中的應(yīng)用；量子力學(xué)與正在研究的量子計(jì)算機(jī)的關(guān)系等，在教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎暹@些知識(shí)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，消除學(xué)生對(duì)量子力學(xué)的片面認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

量子力學(xué)從誕生到發(fā)展的物理學(xué)史所包含的創(chuàng)新思維是迄今為止哪一門學(xué)科都難以比擬的。在20世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)晴空萬(wàn)里，然而黑體輻射、光電效應(yīng)、原子光譜等物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重沖擊經(jīng)典物理學(xué)理論，讓經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)四伏的境地。量子力學(xué)的誕生，開(kāi)啟了人類科學(xué)發(fā)展的新思維。開(kāi)展好量子力學(xué)的教學(xué)活動(dòng)，在教學(xué)過(guò)程中展現(xiàn)量子力學(xué)數(shù)學(xué)形式之美，使學(xué)生在科學(xué)海洋中得到美的享受，有利于極大的提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從精神上熏陶他們的創(chuàng)新精神。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周世勛.量子力學(xué)教程[m].高教出版社，1979.

篇5

[關(guān)鍵詞] 地方院校；量子力學(xué)；精品課程建設(shè)

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1005-4634（2014）01-0057-04

0 引言

我國(guó)本科高校按隸屬對(duì)象不同，分為部委屬和省屬兩大類別，省屬高校又分為省屬國(guó)家“211”重點(diǎn)高校、省部共建高校、地方性直屬高校三類，本文“地方院校”指省屬高校中的地方性直屬本科高校，這些院校大多采取省市共建、以市為主的管理體制，多數(shù)建校時(shí)間短或由?？粕?。

隨著我國(guó)高等教育大眾化進(jìn)程的不斷深入，生源質(zhì)量降低，教學(xué)資源日趨緊張，高等院校的教學(xué)壓力逐漸加大，引發(fā)了社會(huì)對(duì)高等教育質(zhì)量的擔(dān)憂。2003年4月《教育部關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》（教高[2003]1號(hào)），引起了全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)國(guó)家、省、校三級(jí)精品課程的熱潮。量子力學(xué)精品課程也同其他課程一樣，經(jīng)歷了精品課程建設(shè)的熱潮，截至2013年9月，共有四校建成國(guó)家精品課程，分別是蘭州大學(xué)（2004年）、復(fù)旦大學(xué)（2004年）、清華大學(xué)（2007年）、北京大學(xué)（2008年）；兩校建成湖北省精品課程，分別是華中師范大學(xué)（2003年）和湖北大學(xué)（2003年）；兩校建成湖北省地方院校校級(jí)精品課程，分別是黃岡師范學(xué)院（2007年）、湖北師范學(xué)院（2011年）?？梢?jiàn)，量子力學(xué)國(guó)家精品課程全部由985重點(diǎn)大學(xué)建設(shè)，湖北省精品課程也由211重點(diǎn)大學(xué)和省屬重點(diǎn)大學(xué)建設(shè)，地方院校只有兩校建成校級(jí)精品課程，只占湖北省27所地方院校的7.4%，大多數(shù)地方院校并未開(kāi)展量子力學(xué)精品課程建設(shè)，這與量子力學(xué)課程的重要地位極不相稱。量子力學(xué)是近代物理學(xué)的兩大支柱之一，也是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)，其教學(xué)質(zhì)量的重要性不言而喻，但量子力學(xué)又是一門高度抽象的理論物理課程，遠(yuǎn)離日常經(jīng)驗(yàn)，教與學(xué)都有一定的難度。地方院校由于師資力量薄弱，學(xué)術(shù)資源匱乏，生源素質(zhì)不理想，教學(xué)與科研脫節(jié)，導(dǎo)致這些院校的量子力學(xué)精品課程大多處于有心無(wú)力、舉步維艱的狀態(tài)。

地方院校占我國(guó)高校總數(shù)的90%左右，擔(dān)負(fù)著服務(wù)地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、培養(yǎng)千百萬(wàn)專門人才的重任。地方院校是我國(guó)高等教育金字塔的塔基，塔基不穩(wěn)，必然影響我國(guó)高等教育的健康發(fā)展，因此研究地方院校量子力學(xué)精品課程建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是迫在眉睫的重要問(wèn)題，令人惋惜的是這方面的研究成果太少，難以指導(dǎo)地方院校量子力學(xué)精品課程的建設(shè)。

1 地方院校視角下量子力學(xué)精品課程建設(shè) 的內(nèi)涵

精品課程的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是“五個(gè)一流”，即一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理。精品課程建設(shè)研究大多圍繞“五個(gè)一流”展開(kāi)，但精品課程建設(shè)應(yīng)該是分層次的，不同類型的高校應(yīng)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)學(xué)校都是在自己的層次上、自己的類型上來(lái)辦出最高水平的課程，各個(gè)學(xué)校是不一樣的，精品課定位不一樣，尋找精品課群體也不一樣[1]。地方高校應(yīng)從自己的辦學(xué)定位、培養(yǎng)規(guī)格和生源情況來(lái)考慮量子力學(xué)精品課程建設(shè)，基于地方院校視角來(lái)理解“五個(gè)一流”，揚(yáng)長(zhǎng)避短，不盲目攀比，也不妄自菲薄。

1.1 一流教師隊(duì)伍

地方院校普遍存在教師整體水平不高的問(wèn)題，教師的學(xué)歷、職稱、學(xué)術(shù)水平和重點(diǎn)大學(xué)相比有較大差距，教學(xué)任務(wù)重，技術(shù)應(yīng)用能力不強(qiáng)。重點(diǎn)大學(xué)承擔(dān)培養(yǎng)拔尖人才的任務(wù)，必然要求教師具有較高的學(xué)術(shù)水平和科研能力，地方院校承擔(dān)培養(yǎng)千百萬(wàn)專門人才，即應(yīng)用型技能型人才的任務(wù)，對(duì)教師的學(xué)術(shù)水平要求不是太高，但要求教師具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力。地方院校教師不宜與重點(diǎn)大學(xué)的教師比學(xué)術(shù)水平，但要關(guān)注學(xué)科前沿，盡快掌握與本學(xué)科相關(guān)的最新技術(shù)，提高重點(diǎn)大學(xué)教師并不擅長(zhǎng)的技術(shù)應(yīng)用能力，體現(xiàn)地方院?！半p師”型師資的鮮明特色。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教師隊(duì)伍，就是要建設(shè)一支與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相適應(yīng)的，具有一定的學(xué)術(shù)水平、較高的教學(xué)水平、較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力的“雙師型”教師隊(duì)伍。

1.2 一流教學(xué)內(nèi)容

應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，決定了量子力學(xué)精品課程的教學(xué)內(nèi)容有別于重點(diǎn)大學(xué)，教學(xué)內(nèi)容的核心是量子力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)、基本技能，不求教學(xué)內(nèi)容的高度完整性，適當(dāng)降低內(nèi)容的深度和應(yīng)用數(shù)學(xué)解題的難度，保持教學(xué)內(nèi)容的前沿性和時(shí)代性，滿足學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展前沿及其技術(shù)應(yīng)用的強(qiáng)烈愿望。前沿知識(shí)不僅可以開(kāi)闊學(xué)生的眼界，而且能夠潛移默化地影響學(xué)生未來(lái)的發(fā)展。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教學(xué)內(nèi)容可以理解為，量子力學(xué)基本理論、基本知識(shí)、基本技能等學(xué)科有效知識(shí)與專業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的前沿知識(shí)及其技術(shù)應(yīng)用的有機(jī)整合。有效知識(shí)，就是今后能對(duì)在該領(lǐng)域繼續(xù)學(xué)習(xí)、繼續(xù)研究、開(kāi)辟新的領(lǐng)域、學(xué)習(xí)新的知識(shí)發(fā)揮作用的、最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)性的東西[1]。

1.3 一流教學(xué)方法

重點(diǎn)大學(xué)普遍重視討論式、研究式教學(xué)方法，基于量子力學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和地方院校學(xué)生水平，討論式和研究式的教學(xué)方法要慎重使用，如果準(zhǔn)備不充分，極有可能出現(xiàn)學(xué)生討論時(shí)言之無(wú)物和研究時(shí)無(wú)從著手的難堪局面，反而挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。采用討論式和研究式教學(xué)方法，一要內(nèi)容難度適宜，二要前期準(zhǔn)備充分，三要教師循循善誘。量子力學(xué)內(nèi)容高度抽象，學(xué)生自學(xué)困難較大，因此對(duì)教學(xué)方法和手段的要求較高。無(wú)論選擇什么樣的教學(xué)方法，采用什么樣的教學(xué)手段，都是為了學(xué)生能夠更好地理解和掌握知識(shí)，都要適合學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平，不能為了討論而討論，為了研究而研究，應(yīng)以實(shí)際教學(xué)效果來(lái)評(píng)價(jià)教學(xué)方法的優(yōu)劣。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教學(xué)方法，即以啟發(fā)式講授為主，結(jié)合課程內(nèi)容適當(dāng)采取討論式和研究式教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合，集多種方法與手段于一體的教學(xué)方法體系。

1.4 一流教材

量子力學(xué)教材的選用，國(guó)內(nèi)一般主要選用曾謹(jǐn)言版（重點(diǎn)大學(xué)）和周世勛版（地方院校），另有蘇汝鏗版、張永德版、錢伯初版、關(guān)洪版等多種教材，也有多種國(guó)外優(yōu)秀教材。鑒于量子力學(xué)的某些基本問(wèn)題至今仍有爭(zhēng)議，甚至國(guó)內(nèi)權(quán)威教材中的部分內(nèi)容仍受質(zhì)疑，地方院校不宜盲目自編教材，避免對(duì)某些問(wèn)題的不當(dāng)闡述誤導(dǎo)學(xué)生，宜選用國(guó)內(nèi)經(jīng)典的簡(jiǎn)明教材，輔以優(yōu)秀教材作為參考書(shū)，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，通過(guò)立體化、一體化教材建設(shè)，補(bǔ)充量子力學(xué)的最新進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用，更好地為地方院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才服務(wù)。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教材，即在選用國(guó)內(nèi)經(jīng)典簡(jiǎn)明教材的基礎(chǔ)上，選擇國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材作參考書(shū)，著力打造包括電子教案、PPT、習(xí)題答案、試題庫(kù)、仿真實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)課堂等資源在內(nèi)的立體化、一體化教材。

1.5 一流教學(xué)管理

精品課程需要通過(guò)科學(xué)的管理為其提供制度保證?？茖W(xué)的教學(xué)管理和規(guī)范的管理機(jī)制，是精品課程的重要條件。精品課程的教學(xué)管理既包括對(duì)課堂教學(xué)的組織、實(shí)踐教學(xué)的安排、學(xué)習(xí)成績(jī)的評(píng)定等教學(xué)環(huán)節(jié)的管理，還包括師資隊(duì)伍的配備、課程建設(shè)過(guò)程的管理、教學(xué)保證條件的建設(shè)等[2]。

地方院校作為教學(xué)型大學(xué)，科研上處于劣勢(shì)，教學(xué)管理上更應(yīng)加強(qiáng)，應(yīng)將一流教學(xué)管理作為量子力學(xué)精品課程的重要特色來(lái)建設(shè)。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教學(xué)管理，即建立健全與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的教學(xué)管理制度，包括編、備、教、輔、改、考各教學(xué)環(huán)節(jié)的管理制度，以及經(jīng)費(fèi)投入、師資配備、用人機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制、課程評(píng)價(jià)等教學(xué)質(zhì)量保障制度，認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)教學(xué)管理制度并切實(shí)做好教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，保證課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 地方院校視角下量子力學(xué)精品課程建設(shè) 的對(duì)策

2.1 建設(shè)一支與應(yīng)用型人才培養(yǎng)適應(yīng)的師資隊(duì)伍

地方院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的定位，客觀上要求教師應(yīng)具有教師和工程師（或技能師）的雙重身份。量子力學(xué)精品課程的師資隊(duì)伍建設(shè)，除引進(jìn)高層次人才、抓好現(xiàn)有教師的轉(zhuǎn)型提升、開(kāi)展與課程相關(guān)的教研和科研等常規(guī)措施之外，尤其要重視師資隊(duì)伍的技術(shù)水平和能力的培養(yǎng)，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合切實(shí)提高教師的技術(shù)操作能力、應(yīng)用能力和轉(zhuǎn)化能力。加強(qiáng)學(xué)校與科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)的合作，聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的科研人員和工程師作為兼職教師，提高教師隊(duì)伍整體的科研水平和技術(shù)實(shí)力。

2.2 精選課程有效知識(shí)構(gòu)建學(xué)科基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)理論 與應(yīng)用、基礎(chǔ)與前沿的完美結(jié)合

夯實(shí)基礎(chǔ)、關(guān)注前沿、了解應(yīng)用、激發(fā)興趣是一流教學(xué)內(nèi)容的必然要求。在教學(xué)內(nèi)容的選擇和安排上，要注意與知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，找準(zhǔn)最佳結(jié)合點(diǎn)，融入學(xué)科前沿的理論知識(shí)和學(xué)科發(fā)展的最新成果。

量子力學(xué)的有效知識(shí)包括量子力學(xué)的發(fā)展歷史、量子力學(xué)的五大公設(shè)、定態(tài)問(wèn)題求解、表象變換理論、微擾理論、電子自旋等，有效知識(shí)構(gòu)成課程的核心知識(shí)；學(xué)科前沿知識(shí)、量子力學(xué)在現(xiàn)代科技和其它學(xué)科中的應(yīng)用等內(nèi)容構(gòu)成課程的補(bǔ)充知識(shí)；散射等相對(duì)困難的內(nèi)容構(gòu)成課程的知識(shí)。核心知識(shí)具有相對(duì)穩(wěn)定性，要求熟練掌握；補(bǔ)充知識(shí)具有時(shí)代性，要求學(xué)生了解而不求掌握；知識(shí)具有可選性，建議有能力的學(xué)生選學(xué)。核心知識(shí)和補(bǔ)充知識(shí)屬于第一層次的教學(xué)內(nèi)容，面向全體學(xué)生；知識(shí)屬第二層次的教學(xué)內(nèi)容，面向部分學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容的分類既有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)的層次化，又有利于實(shí)現(xiàn)理論與應(yīng)用、基礎(chǔ)與前沿的有機(jī)結(jié)合。

2.3 構(gòu)建教學(xué)理念先進(jìn)、與學(xué)生水平相適應(yīng)的教 學(xué)方法體系

以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體。變單一教學(xué)方式為多樣化教學(xué)方式構(gòu)成的有機(jī)體系，變以教為主為以學(xué)為主或?qū)W教并重，變傳統(tǒng)課堂教學(xué)為傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)相結(jié)合?；诹孔恿W(xué)的抽象性，講授仍是主要的教學(xué)方法，但應(yīng)注重啟發(fā)學(xué)生積極思考，采取課內(nèi)、課外、網(wǎng)絡(luò)等多種形式增強(qiáng)師生互動(dòng)，結(jié)合適當(dāng)?shù)膬?nèi)容開(kāi)展討論和研究。

可以組織學(xué)生討論如量子力學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的解釋、量子力學(xué)基本原理的各種理解、一維定態(tài)問(wèn)題的求解方法等；也可討論量子力學(xué)的某些新進(jìn)展和新的技術(shù)應(yīng)用，要求學(xué)生就“量子糾纏”、“EPR佯謬”、“量子計(jì)算機(jī)原理”等內(nèi)容展開(kāi)調(diào)研，撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述報(bào)告，將討論和初步的研究結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的基本素質(zhì)；也可建議能力較強(qiáng)的學(xué)生對(duì)“密度矩陣表示量子態(tài)”、“路徑積分量子化”、“自由粒子的狄拉克方程”等較新的內(nèi)容進(jìn)行一些初級(jí)的理論探討，通過(guò)寫(xiě)小論文的方式總結(jié)研究結(jié)果等。

討論和探究的關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)、問(wèn)題意識(shí)和批判意識(shí)，不奢望畢其功于一役，長(zhǎng)期堅(jiān)持一定會(huì)有收獲。

2.4 選擇適宜的教材和教學(xué)參考書(shū)，建設(shè)立體化、 一體化教材

選擇周世勛版《量子力學(xué)教程》作為教材，因?yàn)樗容^簡(jiǎn)明，適合初學(xué)者和地方院校生源的實(shí)際水平；選擇曾謹(jǐn)言版《量子力學(xué)教程》作為主要參考書(shū)，因?yàn)樗侨珖?guó)大多數(shù)高校指定的考研參考用書(shū)，要照顧部分考研學(xué)生的需要；還可選擇其他國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材作為參考書(shū)，以兼收并蓄、博采眾長(zhǎng)。

教材是教學(xué)內(nèi)容的載體，一流教材必然要展現(xiàn)一流教學(xué)內(nèi)容。立體化、一體化教材不是簡(jiǎn)單的教材和教參搬家，應(yīng)將學(xué)科最新的研究成果、成功的教改經(jīng)驗(yàn)和教師自己的教科研成果及時(shí)地反映出來(lái)。一流教材除電子教案、PPT、全程教學(xué)錄像、習(xí)題解答、試題庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)答疑、在線測(cè)試等內(nèi)容外，還要自編學(xué)習(xí)輔導(dǎo)用書(shū)，內(nèi)容大致可包括學(xué)習(xí)內(nèi)容輔導(dǎo)、考研輔導(dǎo)、閱讀材料三大部分。學(xué)習(xí)內(nèi)容輔導(dǎo)應(yīng)梳理各章知識(shí)點(diǎn)及聯(lián)系、重點(diǎn)難點(diǎn)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)充典型習(xí)題；考研輔導(dǎo)可提供各類院校近年來(lái)的量子力學(xué)考研試卷，分析考試內(nèi)容涵蓋的知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)的考核要求；閱讀材料可介紹量子力學(xué)的最新進(jìn)展、與量子力學(xué)有關(guān)的各交叉學(xué)科、量子力學(xué)的發(fā)展歷史以及逸聞趣事等。

2.5 抓緊抓實(shí)全方位全過(guò)程的教學(xué)管理

精品課程建設(shè)是一個(gè)綜合系統(tǒng)工程，只有扎扎實(shí)實(shí)、認(rèn)認(rèn)真真、持之以恒地努力工作，才能把事情做好[3]。一流教學(xué)管理是精品課程建設(shè)的重要方面，建章立制是基礎(chǔ)，教學(xué)各環(huán)節(jié)的過(guò)程管理是縱線，教學(xué)保障條件建設(shè)管理是橫線，教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控、反饋和改進(jìn)是保障。教學(xué)管理不必標(biāo)新立異，抓緊、抓實(shí)、抓細(xì)、抓出成效，就是教學(xué)管理的最大特色。

教學(xué)各環(huán)節(jié)的管理制度中，重點(diǎn)要改變學(xué)業(yè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，變結(jié)果評(píng)價(jià)為過(guò)程評(píng)價(jià)，正確把握考試導(dǎo)向，降低期末考試比重，加大平時(shí)考核比重，將考勤、作業(yè)、提問(wèn)、小論文、課程設(shè)計(jì)納入平時(shí)考核。

教學(xué)質(zhì)量保障制度的建設(shè)和落實(shí)要抓好以下幾個(gè)方面：學(xué)校要加大對(duì)精品課程建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入；選擇學(xué)術(shù)水平較高、教學(xué)效果得到師生公認(rèn)的優(yōu)秀教師擔(dān)任課程負(fù)責(zé)人，組建由課程負(fù)責(zé)人負(fù)總責(zé)、主講教師分工與合作的教學(xué)隊(duì)伍；對(duì)參與精品課程建設(shè)的教師，在評(píng)優(yōu)評(píng)先、晉升職稱等方面優(yōu)先考慮；抓實(shí)教學(xué)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控，完善同行評(píng)教、學(xué)生評(píng)教、畢業(yè)生評(píng)教和評(píng)教意見(jiàn)的及時(shí)反饋及改進(jìn)制度；抓住一切校內(nèi)外的交流機(jī)會(huì)，博采眾長(zhǎng)，不斷更新充實(shí)網(wǎng)上資源，確保精品課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 地方院校視角下量子力學(xué)精品課程建設(shè) 的初步成果

2011年起，荊楚理工學(xué)院應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)量子力學(xué)課程。三年來(lái)，量子力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以建設(shè)校級(jí)精品課程為目標(biāo)，始終追求精品境界，目前量子力學(xué)精品課程的基本資料已準(zhǔn)備就緒，擬申報(bào)校級(jí)精品課程，并計(jì)劃在校級(jí)精品課程基礎(chǔ)上，力爭(zhēng)申報(bào)省級(jí)及以上精品課程，最終轉(zhuǎn)型升級(jí)成為精品資源共享課。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持教學(xué)和科研相結(jié)合，重視研究解決教學(xué)過(guò)程中存在的突出問(wèn)題，以教科研水平的提高帶動(dòng)教學(xué)水平的提高。三年共主持完成湖北省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題“理工類本科生物理學(xué)習(xí)障礙歸因及對(duì)策研究”一項(xiàng)，此課題于2013年5月被湖北省教科規(guī)劃辦批準(zhǔn)結(jié)題，鑒定結(jié)論為：課題研究整體設(shè)計(jì)規(guī)范，研究路線科學(xué)，課題組成員分工合理，研究成果豐富且有實(shí)效；正主持湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題一項(xiàng)：“地方院校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究”。在學(xué)術(shù)研究方面，教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞量子糾纏態(tài)、量子點(diǎn)、反應(yīng)微分截面等方向進(jìn)行了比較深入地研究，取得了一些成果，近幾年在國(guó)外英文期刊和國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表了6篇英文學(xué)術(shù)論文，其中4篇被EI收錄，2篇被INSPECT收錄，并在原子與分子物理學(xué)報(bào)、重慶大學(xué)學(xué)報(bào)、量子光學(xué)學(xué)報(bào)等中文核心期刊上發(fā)表了8篇學(xué)術(shù)論文。

科學(xué)研究提高了教師的學(xué)術(shù)水平，加深了對(duì)量子力學(xué)課程內(nèi)容的深刻理解，促進(jìn)了教學(xué)的深入淺出，實(shí)現(xiàn)了理論與應(yīng)用、基礎(chǔ)與前沿的有機(jī)結(jié)合，量子力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量逐年穩(wěn)步提高：三年來(lái)師生評(píng)教均分都在95分以上，教學(xué)效果得到師生認(rèn)可；學(xué)生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的積極性明顯提高，學(xué)業(yè)成績(jī)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，大部分學(xué)生較好地掌握了量子力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，并對(duì)量子力學(xué)知識(shí)的有關(guān)應(yīng)用和學(xué)科發(fā)展前沿產(chǎn)生了濃厚興趣，越來(lái)越多的學(xué)生開(kāi)始選擇以量子力學(xué)的有關(guān)研究作為畢業(yè)論文選題，其中2009級(jí)兩名學(xué)生的畢業(yè)論文榮獲學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)論文；不少學(xué)生考研時(shí)量子力學(xué)科目也取得了135分以上的較好成績(jī)。荊楚理工學(xué)院量子力學(xué)精品課程建設(shè)取得的初步成效，從理論和實(shí)踐兩方面證明了建設(shè)具有地方院校特色的量子力學(xué)精品課程是可行的。

4 結(jié)束語(yǔ)

精品課程不應(yīng)千課一面，不同類型的院校應(yīng)該有不同類型的精品課程，量子力學(xué)精品課程建設(shè)也不應(yīng)該成為重點(diǎn)大學(xué)的專利，地方院校完全可以根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格、生源狀況，正確地理解“一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理”，建設(shè)具有應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色的量子力學(xué)精品課程，在精品課程建設(shè)上實(shí)現(xiàn)與重點(diǎn)大學(xué)的錯(cuò)位發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]袁德寧.精品課建設(shè)及課程支撐理念的轉(zhuǎn)變[J].清華大學(xué)教育研究，2004，25（3）：53-57.

篇6

乍看,題目好象哲學(xué)的。不屑哲學(xué),只談物理。

大量研究表明,目前為止的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)給出物質(zhì)世界準(zhǔn)確信息,物理學(xué)重要任務(wù)之一就在于找出這信息并揭示其內(nèi)在規(guī)律。遺憾的是,目前為止的理論(無(wú)例外)均未能如此。然而國(guó)內(nèi)外學(xué)界卻一致認(rèn)為理論物理大廈框架——《量子力學(xué)》已經(jīng)建成,剩下只是裝修和美化了。

但經(jīng)本文研究表明,《量子力學(xué)》對(duì)一些基本物理學(xué)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)并不清楚,往往似是而非。然而《量子力學(xué)》卻娓娓動(dòng)聽(tīng)、夸夸其談,實(shí)則以其昏昏使人昭昭!請(qǐng)看事實(shí):

1.1 關(guān)于“量子化”根源問(wèn)題。

微觀世界“量子化”已被證實(shí),人們已經(jīng)公認(rèn)。但接踵而來(lái)的就是“量子化”根源問(wèn)題,又機(jī)制怎樣?這本是物理學(xué)根本任務(wù)之一。已有的理論包括愛(ài)因斯坦、玻爾、量子力學(xué)都未能回答。然而量子力學(xué)家們卻置這本職任務(wù)于不顧,翩翩起舞與數(shù)學(xué)喧賓奪主、相互玩弄!

就是說(shuō),《量子力學(xué)》是在未有弄清量子化根源前提下侈談“量子”的“科學(xué)”。其結(jié)果只能使原子結(jié)構(gòu)憑空量子化,量子化則成為無(wú)源之水,無(wú)本之木。這就是目前物理科學(xué)之現(xiàn)狀!

可有人,例如一位量子力學(xué)教授辯論時(shí)說(shuō):“量子化是電子自身固有屬性,陰極射線中的電子能量也是量子化的”。

雖然,這量子力學(xué)家利用了“微小量子”數(shù)學(xué)“極限”概念進(jìn)行詭辯,顯得很聰明,但卻誤了人類物理學(xué)前程!

不可否認(rèn)的事實(shí)是:陰極射線中的電子、X射線韌致輻射電子、高能加速器中電子或其它自由電子能量都連續(xù)可變,決不表現(xiàn)量子化!這無(wú)疑表明量子化不是電子自身固有屬性。那末,原子結(jié)構(gòu)中能量量子化必有其它原因。顯然這是基本物理學(xué)問(wèn)題,作為理論物理又是非弄清不可的問(wèn)題。其它科學(xué)例如數(shù)學(xué),由于任務(wù)不同尚可不必關(guān)心量子化根源問(wèn)題。然,作為理論物理決不可以!本文如下將準(zhǔn)確具體討論量子化根源問(wèn)題以及物質(zhì)世界又怎樣量子化的,并給出8位數(shù)字有效精度與實(shí)驗(yàn)完全相符的計(jì)算結(jié)果。 1.2 理論與實(shí)踐關(guān)系問(wèn)題

既然憑空將電子能量量子化,就難免臆造之嫌,所以《量子力學(xué)》就下意識(shí)往實(shí)驗(yàn)上靠――“符合”試驗(yàn)。然而,既下意識(shí)就難免拙劣,請(qǐng)看事實(shí):

世界著名理論物理第六冊(cè)——《量子力學(xué)》(文獻(xiàn) [1]) 中著:“量子力學(xué),可建立于數(shù)個(gè)基本假定上,大體上這些基本假定分屬兩大項(xiàng)……,兩項(xiàng)的假定便構(gòu)成一量子力學(xué)完整系統(tǒng)”。

這明確表明,量子力學(xué)就是建立在基本假定上的(種種猜測(cè))?！翱茖W(xué)學(xué)”研究還表明:任何建立在基本假定上的東西都不可能是科學(xué)!然而量子力學(xué)家們卻娓娓動(dòng)聽(tīng)說(shuō):“量子力學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)”。這不是彌天大謊么?!

文獻(xiàn) [1] 在建立對(duì)易關(guān)系:

pq -qp = (?/i)E ――――――――― (1)

時(shí)說(shuō):“這是一基本假定”。并告誡人們:“不可懂”!就是說(shuō)(1)式不能用任何數(shù)學(xué)——物理方法導(dǎo)出,即:不否認(rèn)這是一種猜測(cè)。然而,(1)式就是昭著世界的“波動(dòng)方程”的基礎(chǔ),也就是量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)。

所以確切地說(shuō),量子力學(xué)就是建立在基本假定上的種種猜測(cè)。這分明表現(xiàn)的是量子力學(xué)家們主觀意識(shí)!

研究表明,量子力學(xué)所謂實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),首先在于德布羅意“物質(zhì)波”理論。認(rèn)真研究表明,物質(zhì)波究竟是什么?德布羅意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能說(shuō)“建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上”呢?!

研究表明,量子力學(xué)的實(shí)際過(guò)程是:德布羅意對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行一次連他自己也弄不清的抽象(猜測(cè))(以下證明),提出“物質(zhì)波”概念。量子力學(xué)對(duì)這不清的概念又進(jìn)行一次抽象(猜測(cè))(以下證明),提出“波函數(shù)”(Ψ)概念,并且通過(guò)一種算符將其作用到一個(gè)基本假定即(1)式上,便鑄成了著名的“波動(dòng)方程” ——量子力學(xué)的理論基礎(chǔ):

(h2/2m)2Ψ + (E-V)Ψ = 0 ――――― (2)

由于量子力學(xué)憑空引進(jìn)“波函數(shù)Ψ”,實(shí)際上就賦予了電子神奇性質(zhì)。正是這種神奇性質(zhì)使得量子力學(xué)具備了非凡詭辯能力。

1.3 量子力學(xué)詭辯倫理

1.3.1 關(guān)于理論基礎(chǔ)詭辯

以上及以下討論都證明,量子力學(xué)是,由于缺乏了解,錯(cuò)誤地估計(jì)了試驗(yàn)(以下嚴(yán)格證明),用了錯(cuò)誤的基本假定(不能由任何合理方法導(dǎo)出)而形成的,錯(cuò)誤理論。然而量子力學(xué)家們卻口口聲聲:“量子力學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上地科學(xué)”。這分明是在詭辯,再加上社會(huì)意識(shí),量子力學(xué)又具備了狡辯能力。 1.3.2 關(guān)于物質(zhì)波的狡辯

對(duì)于“物質(zhì)波”概念,量子力學(xué) [1] 應(yīng)用了三個(gè)基本假定:其一假定“對(duì)易關(guān)系”即(1)式,由此構(gòu)成量子力學(xué)骨架;其二假定“測(cè)不準(zhǔn)原理”,由此編造了電子“幾率云”圖像;其三假定“波?；パa(bǔ)原理”,這種原理本身就是一種詭辯,因?yàn)椤安６笮浴眴?wèn)題目前仍屬困難不解的世界性難題。于是量子力學(xué)精心泡制出“波函數(shù)Ψ”并強(qiáng)加給電子。經(jīng)如此之假定,電子便具備了神奇性質(zhì)——量子力學(xué)家們的主觀意識(shí)。

然而“波函數(shù)”的物理意義究竟是什么?量子力學(xué)家們著實(shí)應(yīng)向人們交代清楚,遺憾的是任何學(xué)家都未能如愿。實(shí)際上對(duì)波函數(shù)Ψ的真實(shí)物理意義,量子力學(xué)家們也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。這分明是狡辯理論!

如果需要,量子力學(xué)(文獻(xiàn) [1])首先拿出:

2πa=n ―――――――――――――― (3)

很明顯式中 2πa是粒子中心軌跡。于是說(shuō),物質(zhì)波是粒子軌跡波動(dòng)。此說(shuō)極易征服初學(xué)者,但此說(shuō)問(wèn)題也易敗露。量子力學(xué)立即改變說(shuō)法,言(3) 式系近代物理概念,對(duì)此不能用經(jīng)典概念理解。于是又出現(xiàn):

1.3.3 關(guān)于“經(jīng)典”與“近代”狡辯

量子力學(xué)經(jīng)常炫耀是近代科學(xué)理論,已經(jīng)超脫經(jīng)典,又不時(shí)貶低經(jīng)典理論。

然而,以下討論完全證明:量子力學(xué)除了主觀臆造因素外,完全沒(méi)有離開(kāi)經(jīng)典物理一步,也未超出經(jīng)典物理一點(diǎn),就連波函數(shù) Ψ 的表達(dá)式(無(wú)例外)也完全是經(jīng)典數(shù)學(xué)和經(jīng)典力學(xué)關(guān)系式,并且以下用不可否認(rèn)的事實(shí)——量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤,表明量子力學(xué)連經(jīng)典理論也不通。所以,量子力學(xué)所謂超脫經(jīng)典,正在于一些基本假定連同主觀臆造。在此種意義上說(shuō),量子力學(xué)不僅超脫經(jīng)典,而且也超脫科學(xué)! 1.3.4 量子力學(xué)方法論狡辯

確切說(shuō),量子力學(xué)不能給波函數(shù) Ψ 做出完整的真實(shí)物理學(xué)定義,但在理論中卻輪番使用: ①波函數(shù) Ψ 表示粒子中心軌跡波動(dòng);②波函數(shù) Ψ 表示粒子出現(xiàn)幾率;③波函數(shù) Ψ 表示彌撒物質(zhì)波包三種概念。有了三種概念,又可各取所需,自然一切物理問(wèn)題都“迎刃而解”了。

然而,量子力學(xué)同時(shí)又“有權(quán)”輪番否定這三種概念。但卻不是自我否定,而是另一種需要——否定其它理論,其中包括真理。要指出的是,量子力學(xué)輪番使用三種概念,又輪番否定這三種概念,并不是在同一時(shí)間同一地點(diǎn)進(jìn)行的。因?yàn)閼?yīng)用一種概念的同時(shí)又否定這種概念,這是賣矛又賣盾的故事,連兒童都知道是蠢事。顯然量子力學(xué)家比兒童高明得多,這叫認(rèn)識(shí)方法狡辯。

似這樣,在哲學(xué)面前,用“建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上”量子力學(xué)可以蒙混過(guò)關(guān);其它科學(xué)由于研究任務(wù)不同,不會(huì)關(guān)心“量子化”根源,又由“領(lǐng)地”限制也無(wú)權(quán)過(guò)問(wèn)波函數(shù)的真實(shí)意義;量子力學(xué)又可各取所需輪番應(yīng)用和輪番否定①、②、③三種概念。于是,量子力學(xué)便以狡辯贏得了世界理論權(quán)威!

1.4 關(guān)于“符合”試驗(yàn)問(wèn)題

以下將證明,量子力學(xué)所謂符合實(shí)驗(yàn),實(shí)際上系對(duì)實(shí)驗(yàn)的猜測(cè)。量子力學(xué)很善于做貌似合理實(shí)則謬誤的猜測(cè)(以下揭示),并美其名曰“符合”試驗(yàn)。其實(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)物理過(guò)程并不清楚,又何談相符呢?請(qǐng)看事實(shí):

基于玻爾理論的成功,量子力學(xué)作兩項(xiàng)重要推廣。 心理學(xué)原因,人們對(duì)這種推廣又愿意接受。然而卻出現(xiàn)本質(zhì)性原則錯(cuò)誤,請(qǐng)看:

1.4.1 量子力學(xué)推廣(一)

由于氫原子的試驗(yàn)電離能與玻爾理論真實(shí)能級(jí)相近,于是量子力學(xué)推廣為:

試驗(yàn)電離能 = 原子真實(shí)能級(jí) ―――――――――― (4)

將該式推廣到多電子原子中顯然很省力氣,但這是嚴(yán)重錯(cuò)誤。請(qǐng)看氦原子事實(shí):

試驗(yàn)(文獻(xiàn)[1])測(cè)得氦原子兩個(gè)電離能,這里分別用 E1,E2 表示為:

E1= 1.80(Rhc) = 24.58(ev) ―――――――― (5)

E2= 5.80(Rhc) = 79.01(ev) ―――――――― (6)

量子力學(xué)[1]認(rèn)為這就是氦原子的兩個(gè)真實(shí)能級(jí)。

若用 E玻 表示類氫氦離子基態(tài)能玻爾理論值,則

E玻 = 54.42(ev) ――――――――――――― (7)

顯然下式成立:

E2 = E1+ E玻 ―――――――――――――― (8)

該式明確表明 E2 不是氦原子的真實(shí)能級(jí),因?yàn)槠渲邪?E1 ,即第一電離能。

那么,實(shí)驗(yàn)值 E2 即(8)式表示什么物理內(nèi)容呢?

研究表明:要使氦原子第二電子電離,儀器必先付出能量 E1=24.58(ev) 先使第一電子電離,這好比代價(jià),氦原子于是變成類氫氦離子,其基態(tài)能為 E玻=54.42(ev)。要使它電離,儀器必須再付出與 E玻 相等的能量,才能使第2電子電離。那么儀器付出總能量必為 E2=E1+E玻,這就是氦原子電離實(shí)驗(yàn)真實(shí)過(guò)程,由此不難結(jié)論:

1.4.2 據(jù)電離實(shí)驗(yàn)本文結(jié)論

電離實(shí)驗(yàn)結(jié)論一:氫原子及類氫氦離子玻爾理論值正確。

電離實(shí)驗(yàn)結(jié)論二:目前電離能實(shí)驗(yàn)值 ≠ 原子真實(shí)能級(jí)。

電離實(shí)驗(yàn)結(jié)論三:所有元素最低能級(jí)皆為其類氫離子能級(jí),不存在比這更低的能級(jí)。 然而量子力學(xué)(文獻(xiàn)[1]、[3])卻競(jìng)相用“微擾法”、“變分法”乃至用修正核電荷方法逼近計(jì)算這氦原子的“能級(jí)”E2 :

E2= 5.80(Rhc) = 79.01(ev) ―――――― (9)

篇7

關(guān)鍵詞：量子力學(xué)；材料類專業(yè)；教學(xué)探索

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）08-0122-02

對(duì)于普通高校的材料類本科教學(xué)來(lái)說(shuō)，要求學(xué)生具有數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí)，掌握材料設(shè)計(jì)、性能優(yōu)選、工藝優(yōu)化的原則，以及材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系。這就需要學(xué)生具有材料學(xué)科的完整的知識(shí)體系，量子力學(xué)是半導(dǎo)體、固體物理以及計(jì)算材料學(xué)、材料測(cè)試表征技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)，在材料科學(xué)體系中有著非常重要的地位。然而其由于本課程的學(xué)習(xí)是基于高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、數(shù)學(xué)物理方法等前期課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上的，學(xué)生對(duì)這些基礎(chǔ)課程的掌握情況參差不齊，而大部分學(xué)生對(duì)前期課程多有遺忘，課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)過(guò)程中需要理解的知識(shí)點(diǎn)很多，所以要學(xué)好這門課程需要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，及時(shí)復(fù)習(xí)前期基礎(chǔ)課程和預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)。由于知識(shí)間銜接緊密，需要邏輯推理內(nèi)容非常多，學(xué)生稍有走神或缺課就會(huì)跟不上教師的教學(xué)進(jìn)度，從而對(duì)后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)也喪失信心。此外，對(duì)于工科大環(huán)境下的學(xué)生群體來(lái)說(shuō)，學(xué)生普遍對(duì)實(shí)用的專業(yè)課程較感興趣，而對(duì)基礎(chǔ)理論課程不夠重視，認(rèn)為學(xué)習(xí)非常枯燥也沒(méi)有大多的用處。種種原因造成了在工科大環(huán)境下的理論物理教學(xué)特別是量子力學(xué)課程的教學(xué)困難重重，因此將理論教學(xué)與專業(yè)特色相結(jié)合，探索具有專業(yè)特色的量子力學(xué)的教學(xué)方法具有重要的意義。如何消除學(xué)生對(duì)本課程的畏懼心理，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在課堂上有收獲的同時(shí)也要自覺(jué)利用好課余時(shí)間學(xué)習(xí)是解決本課程教學(xué)的關(guān)鍵。本文結(jié)合材料類專業(yè)的綜合情況，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，總結(jié)幾點(diǎn)較為實(shí)用的教學(xué)方法。

一、與專業(yè)課程體系相結(jié)合，突出課程的重要性

備課之前先熟悉所授課專業(yè)的培養(yǎng)方案，了解學(xué)生的已修課程、同學(xué)期開(kāi)設(shè)的專業(yè)課程以及后續(xù)的專業(yè)課程。材料類專業(yè)的量子力學(xué)課程一般在第四學(xué)期開(kāi)課，在此之前學(xué)生已經(jīng)修完了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、數(shù)學(xué)物理方法等前期課程。同時(shí)學(xué)生開(kāi)始接觸一些材料類的專業(yè)課程，例如材料科學(xué)基礎(chǔ)、高分子物理、物理化學(xué)等，在之后的第五以及第六學(xué)期將有大量的學(xué)科專業(yè)課，如材料分析測(cè)試技術(shù)、計(jì)算材料學(xué)等。教師在對(duì)本專業(yè)的課程設(shè)置以及知識(shí)框架有了整體的了解以后，有針對(duì)性地翻閱一下一些核心專業(yè)課程的教材，將專業(yè)課程當(dāng)中涉及量子力學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)容篩選出來(lái)以備用。在給學(xué)生講授第一堂課時(shí)既將本課程的重要地位告知學(xué)生，哪些課程在后續(xù)課程種會(huì)涉及到相關(guān)知識(shí)，哪些領(lǐng)域會(huì)用到本課程的知識(shí)，以及量子力學(xué)對(duì)本專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的研究生入學(xué)考試以及繼續(xù)深造時(shí)的必要性。讓學(xué)生一開(kāi)始對(duì)本課程的學(xué)習(xí)有心理上的重視。在具體教學(xué)的過(guò)程中，注意將量子理論與專業(yè)內(nèi)容相結(jié)合，包括已修課程和后續(xù)課程。通過(guò)多學(xué)科的滲透將整個(gè)材料學(xué)專業(yè)的課程內(nèi)容進(jìn)行貫穿，凸顯出量子理論的重要性和實(shí)用性，讓學(xué)生意識(shí)到量子力學(xué)并不是高高在上毫無(wú)用處的理論公式，同時(shí)也使得量子力學(xué)的教學(xué)更加豐富和生動(dòng)。

二、與前沿科學(xué)相結(jié)合、活躍課堂氣氛

當(dāng)下的高校教師除了教學(xué)很大一部分時(shí)間精力都用于科學(xué)研究。平時(shí)實(shí)驗(yàn)或看文獻(xiàn)時(shí)可以將所涉及的一些前沿科技成果加以搜集，課堂上通過(guò)多媒體以圖片、音響等直觀的方式將其進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。活躍課堂氣氛的同時(shí)有可以加深對(duì)該理論的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在給學(xué)生講解理論知識(shí)的同時(shí)注重結(jié)合理論的應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合材料學(xué)科的特點(diǎn)以及學(xué)校的特色。作者所在的本校是有著交通特色專業(yè)背景，本校材料類專業(yè)也有水泥混凝土、瀝青混合料等工程材料方面的課程，學(xué)生就業(yè)也有很大比例在交通相關(guān)領(lǐng)域。結(jié)合本科的這一特征，教師講課時(shí)可以作一些前沿材料在交通領(lǐng)域的最新進(jìn)展。在講解知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)穿插該部分知識(shí)的應(yīng)用方面的展望，展示過(guò)程中采用借助多媒體以圖片、音響和板書(shū)講解相結(jié)合的方式。通過(guò)多種途徑讓量子力學(xué)這種看似“高大上”的學(xué)科也有“接地氣”的一面，不至于全是枯燥的理論和生硬的公式，有利于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的激發(fā)。對(duì)于自己的科研課題也可以作一些介紹，還可以挑選部分基礎(chǔ)較好的感興趣的本科生參與到課題的研究或者參觀學(xué)習(xí)，零距離的接觸前沿科學(xué)，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也有一定的幫助。

三、多種教學(xué)手段相結(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

在教學(xué)的過(guò)程中采用多種教學(xué)手段相結(jié)合。鑒于量子力學(xué)的理論抽象、知識(shí)量大、數(shù)學(xué)推理公式繁多，在教學(xué)過(guò)程中教師的講授以基本概念的理解、基本物理思想的和基本的物理模型的建立為主，對(duì)于需要推理演算的部分可以引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間自學(xué)。首先可以拓展多樣化的考核方式。課程考核的成績(jī)以期末考試為主但是學(xué)期內(nèi)平時(shí)的表現(xiàn)也是必要的?？梢钥紤]適當(dāng)增大平時(shí)考核的分?jǐn)?shù)比例，便于調(diào)動(dòng)學(xué)生充分利用課余的時(shí)間。其中平時(shí)表現(xiàn)又可以分為多個(gè)方面來(lái)考核，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)激情。課堂教師講授為主，適時(shí)設(shè)問(wèn)作為課外思考作業(yè)，作業(yè)以書(shū)面形式或者學(xué)生在下一次課作簡(jiǎn)短的展示的方式。才外還可以給學(xué)生布置小論文，鼓勵(lì)學(xué)生多進(jìn)圖書(shū)館，查閱相關(guān)文獻(xiàn)書(shū)籍寫(xiě)一兩篇小綜述。在第一堂課即向?qū)W生說(shuō)明考核的方式和比例，在考分的壓力下學(xué)生自然會(huì)積極準(zhǔn)備相關(guān)內(nèi)容。在應(yīng)對(duì)這些平時(shí)作業(yè)的過(guò)程實(shí)際上就是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中，既鞏固了量課程知識(shí)，又鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和思維。在教學(xué)當(dāng)中采用多媒體和傳統(tǒng)的板書(shū)相結(jié)合的方式，多媒體信息涵蓋量較大，對(duì)一些復(fù)雜又必須的推導(dǎo)過(guò)程可以采用PPT作快速的展示，而對(duì)于一些重要的公式及定理則需要采用板書(shū)加以強(qiáng)化，通過(guò)教師邊書(shū)寫(xiě)邊口訴講解，學(xué)生有足夠的時(shí)間消化理解。同時(shí)可以采用多媒體多展示一些圖片、動(dòng)畫(huà)等內(nèi)容，盡量在枯燥的理論講授過(guò)程中增添一些有趣的小插曲，例如該理論提出的科學(xué)家的肖像及簡(jiǎn)介、名言名句，小故事等。在W習(xí)原子的波爾理論以及氫原子模型的時(shí)候，使用PPT展示基本公式和理論，再輔以教師在黑板上作圖的方式講解。可以將原子內(nèi)電子的運(yùn)動(dòng)類比于在操場(chǎng)跑步以及天體的運(yùn)動(dòng)，在做計(jì)算近似時(shí)甚至可以將近似級(jí)類比于上課教室內(nèi)的座次對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)效果的影響、人際關(guān)系的親疏對(duì)個(gè)人情感生活的影響程度等。此外還可以鼓勵(lì)學(xué)生多接觸一些科普書(shū)籍以及最新出版的一些學(xué)術(shù)專著，例如上帝擲骰子就是很通俗的前沿物理科普書(shū)籍。通過(guò)多種渠道將量子力學(xué)枯燥難懂的教學(xué)過(guò)程生動(dòng)化、有趣化。

作為材料類專業(yè)核心課程的量子力學(xué)一直都是教和學(xué)雙方都感到很困難的課程。由于量子力學(xué)的理論性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)過(guò)程相對(duì)枯燥，學(xué)科的實(shí)用性不是很明顯，學(xué)生容易厭學(xué)。教師在教學(xué)過(guò)程中需要不斷的探索適合本專業(yè)學(xué)生的教學(xué)方法。通過(guò)與專業(yè)課程相結(jié)合，與學(xué)校特色想結(jié)合，采取多種教學(xué)手段，結(jié)合最新的前沿科學(xué)研究，多方面入手使理論知識(shí)深入淺出，使教學(xué)過(guò)程生動(dòng)有趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有非常有益的幫助。

參考文獻(xiàn)：

篇8

近年來(lái)，許多人著書(shū)立說(shuō)，認(rèn)為當(dāng)代物理學(xué)與東方哲學(xué)(包括中國(guó)與印度)之間存在著某種相似性。在本文中，作者將著重討論它與中國(guó)哲學(xué)，特別是易哲學(xué)的共同點(diǎn)。易哲學(xué)主要源出于《易傳》，該書(shū)是約在公元前3世紀(jì)編成的，傳統(tǒng)的看法是由儒家編纂的，但從它的內(nèi)容來(lái)看應(yīng)該推測(cè)是由道家編纂的。

簡(jiǎn)單地把量子力學(xué)與易哲學(xué)做直接的類比，只能給出它們之間相同性的膚淺描述。為了把這種無(wú)定形的直覺(jué)變成為一種有價(jià)值的、具有透徹性的思想，必須要在本體論的層面上對(duì)二者進(jìn)行深入的分析比較。本文作者試圖在這一工作的基礎(chǔ)上，融合量子力學(xué)與易哲學(xué)這兩方面的思想成果，建立起一個(gè)嶄新的哲學(xué)觀，這一哲學(xué)觀將會(huì)較好地對(duì)量子力學(xué)做出哲學(xué)上的詮釋，同時(shí)也包含對(duì)易經(jīng)哲學(xué)中的主要哲學(xué)思想進(jìn)行科學(xué)化與形式化的轉(zhuǎn)變。

2 量子力學(xué)的本體論表述

2.1 玻爾的哲學(xué)觀

從經(jīng)典物理學(xué)到量子力學(xué)，這一過(guò)渡對(duì)物理學(xué)觀念產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在人們已清楚地認(rèn)識(shí)到，經(jīng)典物理學(xué)的原理僅適用于有限的范圍，而且只是一種近似。經(jīng)典力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)哲學(xué)詮釋混淆了物理的現(xiàn)象與本體論的概念，并且與量子力學(xué)是不相容的。

尼爾斯·玻爾是在量子論出現(xiàn)時(shí)期的一位偏好哲學(xué)的著名物理學(xué)家。他對(duì)量子理論引起的哲學(xué)問(wèn)題進(jìn)行過(guò)深刻思考。玻爾關(guān)于量子力學(xué)的哲學(xué)觀既深刻又有局限性，這源于他的方法學(xué)。他的方法學(xué)的中心部分是關(guān)于物理學(xué)概念體系的分析。他尖銳地指出，西方本體論的概念是對(duì)經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的概念體系的不適當(dāng)?shù)耐馔?。玻爾的哲學(xué)觀的局限在于，他的方法學(xué)過(guò)份強(qiáng)調(diào)了物理學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)而忽視了他分析中暴露出的量子力學(xué)含有的思想體系的內(nèi)涵。

在他著名的科莫演講中，玻爾陳述了量子論的基礎(chǔ)：或許可以用所謂“量子假設(shè)”來(lái)表述，即一個(gè)基本的不連續(xù)性或更確切地說(shuō)是分立性，存在于任何原子過(guò)程中。這對(duì)經(jīng)典理論來(lái)說(shuō)是完全陌生的，這一分界以普朗克的量子運(yùn)動(dòng)為標(biāo)志。據(jù)此，他做出以下結(jié)論：量子假設(shè)表明，有關(guān)原子現(xiàn)象的任何觀察，都不可避免地包含觀察者與觀察媒介的相互作用。

2．2 相互作用原理

當(dāng)然，玻爾自己很小心地避開(kāi)了本體論的話題，也拒絕提出任何本體的假設(shè)，因?yàn)檫@樣的假設(shè)違背了他的方法論的原則。雖然如此，因?yàn)樯厦嬲f(shuō)過(guò)量子力學(xué)包涵著新的思想材料，我們可以看見(jiàn)他的立場(chǎng)很含蓄地贊成了本體實(shí)體的存在。這是因?yàn)樗牧?chǎng)既要把觀察描述成一種相互作用又要把在不同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)同一被觀察物得出的現(xiàn)象的描述，作為對(duì)這一被觀察物的互補(bǔ)性的信息。

需要一種新的本體論的原則，來(lái)描述本體與現(xiàn)象之間的關(guān)系。這個(gè)原則可取之于兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是玻爾對(duì)觀察與相互作用的觀念；另一個(gè)是假設(shè)現(xiàn)象是本體與觀測(cè)儀器相互作用的結(jié)果。這導(dǎo)致了相互作用原理：

現(xiàn)象是由于本體與觀測(cè)媒介相互作用的結(jié)果。

相互作用原理將全面的現(xiàn)實(shí)分為兩個(gè)領(lǐng)域：一個(gè)領(lǐng)域是本體現(xiàn)實(shí)，它與實(shí)驗(yàn)媒介相互作用，這一現(xiàn)實(shí)是獨(dú)立存在于相互作用之外的；另一領(lǐng)域是指相互作用的結(jié)果，這是被稱為現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)，相互作用使得這一現(xiàn)實(shí)可以被實(shí)驗(yàn)所感覺(jué)到。從這一理解出發(fā)，本體論的中心問(wèn)題是探索這一本體現(xiàn)實(shí)的性質(zhì)。

2．3 通向本體論的三個(gè)步驟

建立量子力學(xué)的本體論哲學(xué)體系可以分為三個(gè)步驟。第一個(gè)步驟是給出這一概念的形式化的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。薛定諤方程中的波函數(shù)概念是量子力學(xué)的中心形式化概念。玻恩的幾率詮釋符合了使波包與實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一起來(lái)的需求，但是創(chuàng)造一個(gè)本體論的獨(dú)立實(shí)在的概念需要完全不同的方法。由于薛定諤方程可以用來(lái)描述觀測(cè)之間的真實(shí)變化過(guò)程，而符合薛氏方程的波包的量子力學(xué)的干涉有物質(zhì)的結(jié)果，所以本文作者認(rèn)為，薛氏方程所描述的波包概念是一個(gè)比較合適的用以建立本體論概念的形式化概念。

第二步，我們必須考慮，假如有實(shí)體滿足該描述，為了真正的存在，它們還要滿足什么樣的其他條件。在目前情形下，我們必須考慮波包應(yīng)具有怎樣的本體性的性質(zhì)才能得以存在，這即是說(shuō)一個(gè)單獨(dú)的波包不能做一個(gè)本體實(shí)體，我們必須考慮要加上怎樣更多的性質(zhì)去構(gòu)成一個(gè)完備的本體實(shí)體。這一考慮的結(jié)果將會(huì)給波包一個(gè)實(shí)在性的詮釋。具有波包的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的真實(shí)存在，將與我們通常所認(rèn)為的自然實(shí)體有著截然的不同。這一詮釋需要一個(gè)全新的概念體系的框架。因此，詮釋的問(wèn)題，便是在波包的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個(gè)全新的范疇體系，來(lái)表達(dá)一個(gè)合適的本體實(shí)體概念。這一概念必須承認(rèn)，實(shí)體在孤立時(shí)是非局域性的，而當(dāng)與一個(gè)實(shí)驗(yàn)媒介發(fā)生系列相互作用后，便會(huì)成為局域的。根據(jù)這一要求，本文作者提出一個(gè)新的概念就是“雙波包”的概念。雙波包由正弦元波包與相調(diào)節(jié)子波包構(gòu)成。這些概念將在下一章節(jié)里加以闡明。

第三步，是要建立一個(gè)普遍的哲學(xué)體系，使我們能夠理解現(xiàn)實(shí)的一切，它將包含而又超出我們一開(kāi)始所討論的所有科學(xué)問(wèn)題。這將導(dǎo)致對(duì)精神一類性質(zhì)的問(wèn)題的哲學(xué)探索，以及對(duì)雙波包體系的哲學(xué)上的思考。后一問(wèn)題是本文的主要重點(diǎn)，并將在“3”討論，出于適當(dāng)?shù)膭?dòng)機(jī)，將在“2．5”對(duì)精神和意識(shí)問(wèn)題做出一個(gè)粗略的描述。

2．4 雙波包

本體實(shí)體必須是某種真實(shí)波包，從而波包的形式體系可以用來(lái)描述它。構(gòu)成這一波包的波可以認(rèn)為是一組單色正弦元波。這樣的波包是量子力學(xué)的群包的本體論的詮釋。它所組成的各個(gè)單色正弦波不是真正的本體實(shí)體，但是為了構(gòu)成真實(shí)的波包，它們必須具有一種似實(shí)非實(shí)的存在性質(zhì)。它們沒(méi)有現(xiàn)象上的存在，是因?yàn)樗鼈冏约罕旧聿荒苡辛孔恿W(xué)的干涉從而產(chǎn)生局域化而被觀測(cè)到?？梢哉f(shuō)本體實(shí)體的原料不是正弦波而是正弦波之間的量子力學(xué)的干涉。

構(gòu)成這波包的波，必然有很復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)，這樣波與波之間的干涉才能建立并保持下來(lái)。進(jìn)一步，它們還必須具有一些特別的性質(zhì)來(lái)造成它們的粒子現(xiàn)象。如果粒子現(xiàn)象是由于波包里的波之間的干涉被重新調(diào)節(jié)而形成的一個(gè)極限小結(jié)構(gòu)，那么，這就可以用相關(guān)聯(lián)的重新調(diào)節(jié)來(lái)解釋群包的塌縮，就是粒子的出現(xiàn)。所以，在波包形成與塌縮時(shí)，便會(huì)通過(guò)相關(guān)聯(lián)來(lái)建立或調(diào)節(jié)構(gòu)成波之間的干涉。

在量子力學(xué)中，沒(méi)有任何力可以在波包中調(diào)節(jié)一個(gè)單獨(dú)的元波。所有的量子力學(xué)的力都表現(xiàn)于不可分割的基本粒子之間，不表現(xiàn)于一個(gè)基本粒子之內(nèi)。因此，本文作者認(rèn)為本體性的干涉實(shí)際上是通過(guò)一種比量子力學(xué)的力更復(fù)雜精巧的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。借鑒電磁相互作用與強(qiáng)相互作用中的光子與膠子概念，可以把這些干涉相應(yīng)地解釋為一種本體性的實(shí)體，即所謂的相調(diào)節(jié)子，因?yàn)樗{(diào)節(jié)正弦元波的相位。

為構(gòu)成一個(gè)波包，一大群的相調(diào)節(jié)子必須一齊配合起作用。所以，我們提出這大群調(diào)制子構(gòu)成一個(gè)調(diào)節(jié)波包。沒(méi)有相調(diào)節(jié)子來(lái)調(diào)節(jié)一群正弦元波，這群正弦元波就不能構(gòu)成一個(gè)波包。因此正弦波包的存在依靠著相調(diào)節(jié)子波包的作用。所以本文作者認(rèn)為，一個(gè)基本的本體實(shí)體，是由一對(duì)雙波包構(gòu)成的，它包含密切相關(guān)的正弦元波包與相調(diào)節(jié)子波包。雙波包概念是建立在形式化量子理論基礎(chǔ)上的本體論的中心概念。

2．5 精神與意識(shí)

相互作用原理和雙波包的本體論提供了一個(gè)基礎(chǔ)，可以用來(lái)建立一個(gè)關(guān)于意識(shí)的解釋性體系，而這一點(diǎn)用其他的量子論詮釋是無(wú)法達(dá)到的。首先，我們利用相互作用原理把意識(shí)經(jīng)驗(yàn)解釋為本體現(xiàn)實(shí)與經(jīng)驗(yàn)媒介、我們的感官相互作用的結(jié)果。這樣的相互作用的概念是由相調(diào)制波包的相互作用的概念擴(kuò)展而來(lái)的。其次，雙波包的本體論讓我們可以假定相互作用是相調(diào)節(jié)子波包，而非量子力學(xué)的群波包。因此，意識(shí)是本體實(shí)體的相調(diào)節(jié)子與人類的器官的相互作用結(jié)果。意識(shí)現(xiàn)象與它的相應(yīng)本體現(xiàn)實(shí)分子的關(guān)系，與物質(zhì)實(shí)體與它的相應(yīng)本體現(xiàn)實(shí)分子的關(guān)系類似。當(dāng)然，在進(jìn)入相互作用中的本體現(xiàn)實(shí)分子的性質(zhì)必須被詮釋為如下兩種不同的情形：進(jìn)入物理作用的是正弦元波包，它是量子力學(xué)的群波包，可用薛定諤方程描述；有意識(shí)現(xiàn)象做結(jié)果的是相調(diào)節(jié)子波包，它不能用量子力學(xué)來(lái)描述。但是只是通過(guò)量子力學(xué)概念體系就能夠發(fā)揮這個(gè)概念。在這兩個(gè)范圍內(nèi)相互作用必然有性質(zhì)上的不同。在物質(zhì)的方面相互作用是波包的塌縮。在意識(shí)的方面，可以類似地稱之為相調(diào)節(jié)子波包的塌縮。可是由于我們沒(méi)有一個(gè)關(guān)于相調(diào)節(jié)子波包的決定性概念，這樣說(shuō)必然依舊相對(duì)地不明朗。無(wú)論怎樣，這種概念在區(qū)分相互作用的來(lái)源與結(jié)果上有著重要的用處，正像在量子力學(xué)中一樣。正如物質(zhì)實(shí)體是現(xiàn)象，意識(shí)也是現(xiàn)象。它是本體實(shí)體與人類的器官的相互作用的結(jié)果，就像量子力學(xué)的粒子是本體實(shí)體與觀察媒介的相互作用的結(jié)果一樣。

現(xiàn)在，我們有了一個(gè)關(guān)于精神哲學(xué)的全新的概念體系。我們可以稱其最高范疇為相調(diào)節(jié)子領(lǐng)域中的“心”或“靈”，它相應(yīng)于傳統(tǒng)上西方哲學(xué)對(duì)心與靈的理解。但我們必須注意，傳統(tǒng)的解釋有嚴(yán)重缺陷，因?yàn)槿藗儼殃P(guān)于心和靈的本體的因素與意識(shí)的現(xiàn)象的因素混淆在一塊了?，F(xiàn)象的因素必須從本體論概念中抽出來(lái)，歸到現(xiàn)象性的自我，即意識(shí)。心或靈概念中剩下的本體論的內(nèi)容應(yīng)該被詮釋為一個(gè)相調(diào)節(jié)子波包系統(tǒng)。進(jìn)一步地，相調(diào)節(jié)子除在解釋量子力學(xué)的現(xiàn)實(shí)詮釋上有重要作用外，它既給心以自然詮釋也使心的概念自然化，并將它擴(kuò)大到整個(gè)自然界。

總之，量子力學(xué)的雙波包本體論使本體實(shí)體與現(xiàn)象實(shí)體之間有了本質(zhì)上的區(qū)分。現(xiàn)象實(shí)體是本體實(shí)體與經(jīng)驗(yàn)媒介相互作用的結(jié)果。本體實(shí)體與現(xiàn)象實(shí)體，都各有兩個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)象實(shí)體的兩個(gè)領(lǐng)域是意識(shí)和物質(zhì)實(shí)體。本體實(shí)體的兩個(gè)領(lǐng)域是物質(zhì)的正弦元波包和非物質(zhì)的相調(diào)節(jié)子波包。

3 中國(guó)的本體論與量子力學(xué)

3．1 雙波包的本體論與西方本體論概念

現(xiàn)在我們必須把我們的注意力轉(zhuǎn)向建立一個(gè)解釋現(xiàn)實(shí)的普遍的哲學(xué)概念體系?？v觀西方哲學(xué)概念，沒(méi)有類似雙波包理論的。西方哲學(xué)有二元論的傳統(tǒng)，其中以笛卡爾為最。但是二元論與這里提到的雙波包的二元性有根本上的不同。在二元論中，物質(zhì)與精神兩個(gè)領(lǐng)域是截然隔離的。這就是說(shuō)，物質(zhì)與精神這兩個(gè)領(lǐng)域中的每一個(gè)別的實(shí)體，都有著獨(dú)立的本體的存在。但是在雙波包理論中，正弦元波包與相調(diào)節(jié)子波包只能互相關(guān)聯(lián)地存在以構(gòu)成獨(dú)立存在的真實(shí)波包。在這里要強(qiáng)調(diào)，由邏輯觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)正弦元波包與調(diào)節(jié)子波包是先于存在的，但它們本身不是這一本體論的真實(shí)存在，僅僅是構(gòu)成真實(shí)存在的某種前提性的東西。

3．2 雙波包本體論與陰陽(yáng)

笛卡爾的二元論深刻地影響了現(xiàn)代西方哲學(xué)和科學(xué)，但雙波包本體論與它在結(jié)構(gòu)上是完全不相同的。與雙波包類似的本體論卻主導(dǎo)了中國(guó)哲學(xué)近2000年，這就是易哲學(xué)。這種哲學(xué)根源于陰陽(yáng)的原理；陰陽(yáng)是《易經(jīng)》中有關(guān)變化過(guò)程的東西。在陰陽(yáng)及其變化的觀念基礎(chǔ)上形成了《易傳》的宇宙論體系，這是此后所有哲學(xué)的基礎(chǔ)，也是此后大多數(shù)儒家的本體論的基礎(chǔ)。

陰陽(yáng)的概念，來(lái)源于對(duì)自然現(xiàn)象中呈現(xiàn)的對(duì)立兩方面的觀察，并認(rèn)為這是自然界存在與運(yùn)行的基本動(dòng)力。例如，男人與女人的對(duì)立被認(rèn)為是產(chǎn)生生命與維系自然物種的力量。光與暗、熱與冷代表循環(huán)變化的動(dòng)力。當(dāng)《易經(jīng)》演變成為一個(gè)哲學(xué)體系時(shí)，陰與陽(yáng)便成為本體論上的二元性的宇宙的原則。

這就是雙波包與陰陽(yáng)之間的類同之處。純的陰與陽(yáng)可以被認(rèn)為是正弦元波與相調(diào)節(jié)子波。正弦元波與相調(diào)節(jié)子波單獨(dú)地并不構(gòu)成真實(shí)的存在，只有它們的混合交織才能構(gòu)成波包，波包又構(gòu)成雙波包，就是構(gòu)成真實(shí)實(shí)體。這十分近似于對(duì)陰陽(yáng)的本體論解釋的原理。陰和陽(yáng)并不單獨(dú)構(gòu)成真實(shí)世界。自然中沒(méi)有任何東西是純陰或純陽(yáng)的。所有存在之物都是陰與陽(yáng)相互交織的雜交體。本體現(xiàn)實(shí)是由兩個(gè)不同的似實(shí)非實(shí)的領(lǐng)域組成，這兩個(gè)領(lǐng)域的成分本身又不是真實(shí)的實(shí)體。這一命題是兩者比擬的核心；但這抽象命題在兩種不同的體系中卻有著兩種不同的具體內(nèi)容。

3．3 復(fù)雜性的兩個(gè)層次

在《易經(jīng)》體系里，八卦(經(jīng)卦)有三爻，六十四卦(別卦)有六爻，別卦由兩經(jīng)卦組成，這是另外一項(xiàng)類比的根據(jù)。在雙波包本體論與《易經(jīng)》哲學(xué)中，真實(shí)存在的基本成分都是由兩個(gè)部分組成：一個(gè)雙波包包含了正弦元波包和相調(diào)節(jié)子波包，而一個(gè)有六爻的別卦是由二個(gè)有三爻的經(jīng)卦組成的。這便產(chǎn)生了兩個(gè)層次上的現(xiàn)象的復(fù)雜性，在《易經(jīng)》中這一點(diǎn)被十分清楚地闡明了。把這一點(diǎn)應(yīng)用到雙波包情形上，對(duì)于一個(gè)深刻的哲學(xué)問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生十分有趣的觀點(diǎn)。

《易經(jīng)》把現(xiàn)實(shí)組成描述為兩個(gè)階段，其中基本的具體物象是由有三爻的經(jīng)卦結(jié)構(gòu)揭示出的，而事件以及關(guān)于變化運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是由有六爻的別卦的結(jié)構(gòu)揭示出的?！兑讉鳌は缔o傳(下)》說(shuō)：“八卦成列，象在其中矣。因而重之，爻在其中矣。”

從雙波包實(shí)在論的觀點(diǎn)看，不同程度的復(fù)雜性的區(qū)分是十分有意義的。但是把這種區(qū)分看成是現(xiàn)象與變化之間的不同是錯(cuò)誤的。最好是區(qū)分兩個(gè)不同層次的復(fù)雜性的現(xiàn)象的領(lǐng)域，每一個(gè)層次又包含了相應(yīng)的變化規(guī)則。

在20世紀(jì)，好多西方哲學(xué)家試圖將意識(shí)現(xiàn)象歸并到物質(zhì)現(xiàn)象，兩個(gè)層次的復(fù)雜性對(duì)這個(gè)歸并方案導(dǎo)致了一個(gè)既新穎又深刻的觀點(diǎn)。這一方案對(duì)西方的唯物論哲學(xué)家們一直是一個(gè)難于應(yīng)付的問(wèn)題?！艾F(xiàn)象”這個(gè)概念，在普通語(yǔ)言中，比在經(jīng)典物理學(xué)中，是豐富多了。現(xiàn)象的本質(zhì)在物理上處理為位置與動(dòng)量這些東西，但是對(duì)某種層次的現(xiàn)象的徹底性的分析，并不適合去解釋有目的的行為與主觀經(jīng)驗(yàn)這類現(xiàn)象。

使復(fù)雜性的層次性原理適應(yīng)雙波包理論的概念體系便會(huì)產(chǎn)生以下的解釋。正弦元波包與物理中的物質(zhì)聯(lián)系在一起，相調(diào)節(jié)子波包與意識(shí)聯(lián)系在一起。物理學(xué)的原理僅僅是作用在整個(gè)現(xiàn)象范圍的一部分；而作用在這個(gè)有限的物理范圍的原理比之作用在整個(gè)現(xiàn)象現(xiàn)實(shí)的原理要有限得多。任何包含人在內(nèi)的變化必須包含相調(diào)節(jié)子對(duì)正弦元波的影響。這表明，物理只是現(xiàn)象現(xiàn)實(shí)的一部分的描述，在目的性可以被概括進(jìn)描述之前需要引伸到相調(diào)節(jié)子范圍。

雙波包理論與易哲學(xué)的兩種復(fù)雜性的二層次的原理有兩個(gè)重要不同的地方。第一，組成《易經(jīng)》的六爻別卦與兩個(gè)三爻的經(jīng)卦的性質(zhì)是一樣的，但是，組成雙波包的兩個(gè)成分是不同的，互補(bǔ)性的。第二，在《易經(jīng)》的體系中陰陽(yáng)的互相交織組成三爻經(jīng)卦，經(jīng)卦是獨(dú)立的真正的現(xiàn)象，陰陽(yáng)是現(xiàn)象界的原始原料，可是，在雙波包理論中，正弦元波包與相調(diào)節(jié)子波包不是真正現(xiàn)象，只是現(xiàn)象界的原始原料，現(xiàn)象界是由它們的交織構(gòu)成的。

3.4 關(guān)于自然概念的含義

自然的含義在西方科學(xué)中與在易哲學(xué)中是不同的，在西方物理學(xué)中，自然是與能測(cè)量的自然屬性聯(lián)系在一起的，例如位置與動(dòng)量，所以意識(shí)與目的的范疇被完全排斥在外。西方方法學(xué)的優(yōu)點(diǎn)在于分離測(cè)量過(guò)程，這使得科學(xué)得以誕生。它的缺點(diǎn)是丟棄了現(xiàn)實(shí)中的一個(gè)十分重要的部分。

孕育了科學(xué)的哲學(xué)背景現(xiàn)在卻成了它的絆腳石，因?yàn)樗箍茖W(xué)與一個(gè)包括意識(shí)在內(nèi)的全面世界不能相容。量子力學(xué)把經(jīng)典物理的物質(zhì)的本體論粉碎了。我們應(yīng)當(dāng)更進(jìn)一步，希望能在量子力學(xué)的體系中發(fā)掘出能包含目的性在內(nèi)的關(guān)于自然的觀念?！兑捉?jīng)》的一種方法做到了這一點(diǎn)，難以為西方的想象力所接受。雙波包的本體論也做到了這一點(diǎn)，它是以科學(xué)哲學(xué)的理論方式來(lái)敘述的。

基于這一觀點(diǎn)，可以得出結(jié)論：自然的概念應(yīng)該包含目的性。物理學(xué)不包含它的原因在于它是限制于雙波包的正弦波包的范圍。雙波包的哲學(xué)體系的相調(diào)節(jié)子波包卻潛在的蘊(yùn)涵了目的性的因素。這樣自然化目的性的結(jié)果相似于《易經(jīng)》的自然概念?？墒窃谝捉?jīng)的體系中，三爻的經(jīng)卦跟六爻的別卦都有目的性，不過(guò)是兩個(gè)層次的。物理學(xué)的偉大成就證明自然界有一個(gè)非目的性的層次。這表明，在這個(gè)方面雙波包理論的二層次的結(jié)構(gòu)比《易經(jīng)》優(yōu)越。

3．5 道的三個(gè)層面

關(guān)于自然的廣義概念中，易經(jīng)哲學(xué)強(qiáng)調(diào)一種整體性的原理，其中一個(gè)抽象的單一的自然的規(guī)則“道”可以在自然界中不同的實(shí)體與結(jié)構(gòu)中有不同的表現(xiàn)?！兑讉鳌ふf(shuō)卦》中說(shuō)：“是以立天之道，曰陰與陽(yáng)。立地之道，曰柔與剛。立人之道，曰仁與義。”道的三個(gè)自然層面可以解釋為，一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)則概括了物理、生命和目的性過(guò)程。這一點(diǎn)與西方的觀念截然不同。西方哲學(xué)家對(duì)此進(jìn)退兩難：要么把目的性現(xiàn)象看成是物理過(guò)程(唯物主義)；要么把物理過(guò)程看成是目的性現(xiàn)象(唯心主義)；要么認(rèn)為二者是完全地不相容(二元論)。為了把這一統(tǒng)一的原理引進(jìn)現(xiàn)代的西方科學(xué)框架中，需要對(duì)非決定論與目的性做出新的解釋，這將給予它們一個(gè)共同的基礎(chǔ)核心。

3.6 非決定論

雙波包的本體理論既可以把自然的概念由物質(zhì)現(xiàn)象擴(kuò)大到意識(shí)現(xiàn)象，也可以對(duì)非決定論提出新的解釋。在量子力學(xué)中，從決定論轉(zhuǎn)換到非決定論，不會(huì)給出更深的哲學(xué)意義。

這是因?yàn)椋孔恿W(xué)不過(guò)是簡(jiǎn)單的而已。如果能給出一個(gè)物理上的解釋，一個(gè)選擇可以怎樣從一些可能性中做出，那么在量子力學(xué)觀念上這將不是非決定論了。可是相調(diào)節(jié)子的假設(shè)提出選擇過(guò)程在量子力學(xué)描述的領(lǐng)域之外受到影響。

在雙波包中，正弦元波包領(lǐng)域與相調(diào)節(jié)子波包領(lǐng)域在本體論上是截然分開(kāi)的。相調(diào)節(jié)子波包對(duì)一個(gè)事件的影響，從本體論上而言，是在量子力學(xué)描述范圍之外的。所以，這樣講并不矛盾：在物理上是非決定論的，但在更廣的整個(gè)現(xiàn)實(shí)范圍里卻遵從某一選擇。在這一意義上，物理現(xiàn)實(shí)只是本體的現(xiàn)實(shí)的一個(gè)部分而量子力學(xué)是它的完全性描述。這意味著，量子力學(xué)在玻爾與愛(ài)因斯坦?fàn)幷摰囊饬x上是完全的，因?yàn)樵谒姆秶鷥?nèi)它是完整的；但在一個(gè)本體論的意義上說(shuō)，它又是不完全的，因?yàn)樗皇敲枋隽吮倔w現(xiàn)實(shí)的一個(gè)部分而已。

在單個(gè)粒子的量子體系中，選擇由相調(diào)節(jié)子波包所決定，它從由波函數(shù)塌縮而致的可能性中做出選擇，而這一塌縮過(guò)程在標(biāo)準(zhǔn)的量子力學(xué)看來(lái)是純隨機(jī)的。在兩個(gè)粒子的情形中，例如在貝爾實(shí)驗(yàn)中所描述的那樣，兩個(gè)粒子的量子力學(xué)的干涉糾纏在一起以至兩個(gè)事件的結(jié)果是相干的。這兩個(gè)粒子的相調(diào)節(jié)波包也糾纏在一起了，這是一些相調(diào)節(jié)波包構(gòu)成復(fù)雜組織的根據(jù)。在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，相調(diào)節(jié)子波包之間的相互關(guān)聯(lián)變得更強(qiáng)，逐漸地導(dǎo)致了生命、行為、意識(shí)和目的性。在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，選擇變得更復(fù)雜，更有效。量子力學(xué)的可能的觀察結(jié)果的選擇變?yōu)橥耆康男缘淖杂梢庵具^(guò)程。這需要建立一系列的新概念，量子力學(xué)的選擇是其中一個(gè)極端，自由意志是另一極端。這一系列新生的概念可以延伸至

包括意識(shí)與目的性，覆蓋所有層次，而且必須在雙波包的基礎(chǔ)上給它們自然的詮釋。

3．7 目的性概念的廣義化

在這一詮釋下，相調(diào)節(jié)子在十分復(fù)雜的物理體系中于不同層次上發(fā)生作用。第一，它們有著純物理的功能，用以調(diào)節(jié)正弦元波構(gòu)成真實(shí)實(shí)在，也作為最基本的選擇。第二，在包含生命在內(nèi)的十分復(fù)雜的物理體系中，從無(wú)生命物質(zhì)到生物體的構(gòu)成過(guò)程，是一個(gè)更高級(jí)的規(guī)則；這是由相互關(guān)聯(lián)的相調(diào)節(jié)子所構(gòu)成的(關(guān)于所有的有關(guān)的物理粒子)。最后，考慮到人類行為的適應(yīng)性和意識(shí)以及目的性的出現(xiàn)，更高級(jí)的相調(diào)節(jié)子過(guò)程必須構(gòu)造出來(lái)。

在現(xiàn)代科學(xué)思想體系中，關(guān)于現(xiàn)象過(guò)程的三個(gè)層面的特性可以概括為一個(gè)單一的普遍的規(guī)則，它實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用在不同的形式中：物質(zhì)實(shí)體的存在與穩(wěn)定；生命從物質(zhì)中演化出來(lái)；目的性行為從生命中產(chǎn)生出來(lái)。除了語(yǔ)言上的不同外，這一規(guī)則與道的三個(gè)層面的特性有共同之處，它們都給出了自然的一個(gè)圖景，并且都強(qiáng)調(diào)一個(gè)單一的規(guī)則作用在不同的體系中，體現(xiàn)出不同的特性。

篇9

關(guān)鍵詞：量子力學(xué) 氫原子 能量 本征函數(shù)

中圖分類號(hào)：O413.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（a）-0193-01

從17世紀(jì)牛頓力學(xué)出現(xiàn)以后，直到19世紀(jì)，電動(dòng)力學(xué)，熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)也陸續(xù)被建立，從而形成了一個(gè)完整的經(jīng)典物理學(xué)體系?？墒牵诮鉀Q黑體輻射、光電效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)遇到了空前的挑戰(zhàn)，需建立全新的理論來(lái)解決面臨的困難。1900年，普朗克假說(shuō)在黑體輻射上有新的突破，1905年，愛(ài)因斯坦用量子化解釋了光電效應(yīng)，1913年，玻爾建立“玻爾理論”。但玻爾理論具有一定的局限性，十年之后，量子力學(xué)體系逐步建立起來(lái)，才完全解釋了原子問(wèn)題。而氫原子是最簡(jiǎn)單的原子。因此，有必要用量子力學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的求解。

1 理論計(jì)算

氫原子是最簡(jiǎn)單的原子，它是由一個(gè)電荷為的原子核與一個(gè)電荷為的電子構(gòu)成的。如果取無(wú)窮遠(yuǎn)為勢(shì)能的零點(diǎn)，則質(zhì)子與電子的庫(kù)侖勢(shì)能為V（r）=。則根據(jù)定態(tài)薛定諤方程可求出氫原子的能量及能量本征函。在以下的計(jì)算中，采用自然單位。為方便，給出氫原子的自然單位：長(zhǎng)度的自然單位：，能量的自然單位：。氫原子的約化質(zhì)量為，質(zhì)子與電子的庫(kù)侖勢(shì)能為V（r）=?？紤]到V（r）的球?qū)ΨQ性，我們采用球極坐標(biāo)系。而因?yàn)閇]=0，所以角動(dòng)量是守恒的，在球極坐標(biāo)系下，薛定諤方程可表示為：

[]=E （1）

由于的各分量是守恒的，而各分量不對(duì)易，則根據(jù)簡(jiǎn)并定理可知能級(jí)有簡(jiǎn)并。是守恒量，且與的每一個(gè)分量都對(duì)易，因此體系的守恒量完全集可以方便的選為（），方程（1）的解同時(shí)選為的本征態(tài)，即：

…… （2）

代入式（1），可得出徑向波函數(shù)滿足方程：

=0 （3）

和滿足方程：而為的本征值，待定。

對(duì)于式（3），若令，則在自然單位下滿足：

（4）

r=0，是微分方程的兩個(gè)奇點(diǎn)。

當(dāng)時(shí)，按照波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)詮釋，在任何體積元中找到粒子的概率都應(yīng)為有限值。因此，求解徑向方程（3）時(shí)，只有漸進(jìn)行為是∝的解才是物理上可接受的解。

當(dāng)r時(shí)，我們只限于討論束縛態(tài)（E﹤0），則方程（4）可化為：

（5）

該方程屬合流超幾何方程。方程（5）在鄰域有界的解為合流超幾何函數(shù)：（6）

當(dāng)時(shí)，無(wú)窮級(jí)數(shù)解～不滿足在無(wú)窮遠(yuǎn)處的束縛態(tài)邊條件。為了得到物理上允許的解，只要等于0或負(fù)整數(shù)，可以滿足這一條件。按式（6）并將其添上能量的自然單位，得出氫原子的能量本征值：（…），其中：。與相應(yīng)的徑向波函數(shù)可表示為：～其中（添上長(zhǎng)度的自然單位），歸一化的徑向函數(shù)為：，

（7）

對(duì)于式（4），在球坐標(biāo)系下，可表示成：

（8）

將式（7），（8）代入方程（4），并成為勒讓德方程得：

（9）

在-1≤≤1的區(qū)域內(nèi)，有兩個(gè)正則奇點(diǎn)，其余各點(diǎn)均為常數(shù)。由此可知，只當(dāng)（…）時(shí)，方程就有一個(gè)多項(xiàng)式解，即勒讓德多項(xiàng)式：（≤m≤），它在-1≤≤1區(qū)域中是有界的，利用正交歸一性公式，可以定義一個(gè)歸一化的部分的波函數(shù)（實(shí)）：（）。滿足。這樣，（10）

由此可得，氫原子的束縛能量本征函數(shù)為：其中為式（8），為式（11）。

2 結(jié)語(yǔ)

本文運(yùn)用量子理論，求解了氫原子在庫(kù)倫勢(shì)場(chǎng)中的定態(tài)薛定諤方程，得到了氫原子的能量及能量本征函數(shù)：

（1）氫原子的能量為：，其中：…（主量子數(shù)）；（2）能量本征函數(shù)為，其中：，。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾謹(jǐn)言.量子力學(xué)導(dǎo)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，1998.

[2] 周世勛.量子力學(xué)教程[M].北京：高等教育出版社，1979.

[3] 李鈺.一維、二維、三維氫原子能級(jí)和電子分布概率[J].廣西物理，1998（19）.

篇10

j.d.walecka　著

我們對(duì)于物理世界的理解在20世紀(jì)發(fā)生了一場(chǎng)革命，從“經(jīng)典物理”進(jìn)入了“現(xiàn)代物理”時(shí)代。經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)代物理學(xué)及其衍生的各個(gè)分支學(xué)科的廣泛應(yīng)用，不僅使我們對(duì)于自然規(guī)律的理解和認(rèn)識(shí)的深度和廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象，也使當(dāng)今社會(huì)的科學(xué)技術(shù)水平及人類的生活面貌發(fā)生了巨大變化。本書(shū)對(duì)現(xiàn)代物理的幾個(gè)重要領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)給出了簡(jiǎn)明扼要的高水平的闡述。

本書(shū)作者是一位著名的核物理學(xué)家，1986—1992年擔(dān)任連續(xù)電子束加速器設(shè)備(cbaf)的科學(xué)主任，并被授予杰出教授，同時(shí)是斯坦福大學(xué)和威廉一瑪麗學(xué)院的名譽(yù)教授，曾榮獲弗吉尼亞終身科學(xué)成就獎(jiǎng)。在長(zhǎng)期從事現(xiàn)代物理教學(xué)與科研的基礎(chǔ)上，撰寫(xiě)了《現(xiàn)代物理導(dǎo)論：理論基礎(chǔ)》并于2008年由世界科學(xué)出版社出版。該書(shū)用了不長(zhǎng)的篇幅對(duì)于量子力學(xué)、原子物理、核物理、粒子物理、狹義與廣義相對(duì)論、量子流體以及量子場(chǎng)論等現(xiàn)代物理各個(gè)分支學(xué)科的理論基礎(chǔ)作了非常簡(jiǎn)明的介紹。本書(shū)是在該書(shū)的基礎(chǔ)之上撰寫(xiě)的提高版(前一本被作者稱為卷1，而本書(shū)稱為卷2)，旨在對(duì)那些非常優(yōu)秀的學(xué)生擴(kuò)充他們?cè)诰?中所學(xué)到的現(xiàn)代物理理論基礎(chǔ)的范圍，運(yùn)用更抽象的現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具，研習(xí)通常不得不通過(guò)幾門課才能獲取的內(nèi)容。使學(xué)生能用統(tǒng)一的觀念面對(duì)需要解決的現(xiàn)代物理問(wèn)題。

作為對(duì)卷1的補(bǔ)充與提高，本書(shū)側(cè)重以下幾個(gè)論題：量子力學(xué)的重新表述、角動(dòng)量、散射理論、拉格朗日?qǐng)稣?、?duì)稱性、費(fèi)曼規(guī)則、量子電動(dòng)力學(xué)(包括高階貢獻(xiàn))、路徑積分、以及量子系統(tǒng)的正則變換等。

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包括了175個(gè)習(xí)題，以增強(qiáng)和擴(kuò)充覆蓋的范圍。

全書(shū)內(nèi)容共分12章，各章的標(biāo)題分別為：1.引言；2.量子力學(xué)(重新表述)；3.角動(dòng)量；4.散射理論；5.拉格朗日?qǐng)稣摚?.對(duì)稱性；7.費(fèi)曼規(guī)則；8.量子電動(dòng)力學(xué)(qed)；9.高階過(guò)程；10.路徑積分；11.量子系統(tǒng)的正則變換；12.習(xí)題。