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量子物理學(xué)范文第1篇

因而在量子物理學(xué)中，時(shí)間的引入導(dǎo)致了許多重要而有趣的現(xiàn)象，光譜區(qū)域、共振和平衡態(tài)，量子混合，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和不可逆性和“時(shí)間之箭”均與量子物理學(xué)中的時(shí)間衰變有關(guān)。這本書(shū)致力于為量子物理學(xué)中的漸近的時(shí)間衰變的相關(guān)概念和方法提供清晰而準(zhǔn)確的闡述。

本書(shū)內(nèi)容共6章：1.單粒子量子力學(xué)的數(shù)學(xué)和物理背景知識(shí)；2.自由波包的傳播和漸近衰變：靜態(tài)相位方法和van der Corput方法；3.類(lèi)時(shí)間衰變和光譜特性的關(guān)系；4.一類(lèi)稀疏勢(shì)模型的時(shí)間衰變；5.共振和準(zhǔn)指數(shù)衰變；6量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的連接：無(wú)限自由度的量子系統(tǒng)。

本書(shū)作者均來(lái)自巴西圣保羅大學(xué)。本書(shū)適合于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)物理或量子理論的學(xué)生和相關(guān)研究人員。

量子物理學(xué)范文第2篇

人物=P

文小剛=W

P：2016年10月，你因?yàn)橥負(fù)湫蚶碚摷皯?yīng)用獲巴克利獎(jiǎng)，而你最早提出這一概念是在1989年。27年過(guò)去，你的研究有了哪些突破，為什么拓?fù)湮飸B(tài)逐漸成為凝聚態(tài)物理研究的熱點(diǎn)？

W：世界上有很多物質(zhì)態(tài)，像液態(tài)，氣態(tài)，各種晶格，各種各樣的鐵磁、泛鐵磁態(tài)，做凝聚態(tài)物理就是研究各種物質(zhì)狀態(tài)的。怎么用一個(gè)理論描寫(xiě)所有的物質(zhì)狀態(tài)呢？朗道（列夫?達(dá)維多維奇?朗道，因凝聚態(tài)特別是液氦的先驅(qū)性理論，被授予1962年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）就提出，物質(zhì)的狀態(tài)之所以不同是因?yàn)閷?duì)稱(chēng)性不同，物質(zhì)從一個(gè)相變到另一個(gè)相的相變，是一個(gè)對(duì)稱(chēng)性的變化。這就是很有名的朗道對(duì)稱(chēng)性破缺理論。長(zhǎng)期以來(lái)，大家覺(jué)得郎道理論能描寫(xiě)所有的物態(tài)和所有的相變。所以很多人覺(jué)得凝聚態(tài)物理做到頭了。因?yàn)橛幸粋€(gè)理論把所有的物質(zhì)態(tài)都包括了，下來(lái)也沒(méi)有什么好做的了。正是在這個(gè)背景下，我提出了拓?fù)湫虻睦碚摗?/p>

當(dāng)時(shí)我是在做高溫超導(dǎo)，自旋液體，這個(gè)自旋液體呢，就是一個(gè)沒(méi)有對(duì)稱(chēng)破缺、沒(méi)有任何自旋排列結(jié)構(gòu)，這樣一個(gè)無(wú)序的狀態(tài)。后來(lái)，我在理論研究中發(fā)現(xiàn)，有好幾種不同的無(wú)序態(tài)，它們的對(duì)稱(chēng)性都完全一樣。沒(méi)法用對(duì)稱(chēng)性理論來(lái)區(qū)分。我就覺(jué)得，這里面有玩意，應(yīng)該是以前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的一個(gè)超出對(duì)稱(chēng)性的一個(gè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)。我發(fā)現(xiàn)，這種類(lèi)型的物質(zhì)態(tài)，雖然不能夠用對(duì)稱(chēng)性來(lái)區(qū)別它們，但是可以用其不同的拓?fù)湫再|(zhì)來(lái)區(qū)別它們。所以我就把這種新?tīng)顟B(tài)叫做拓?fù)湫?。后?lái)又花了差不多十幾年的時(shí)間才明白，原來(lái)這個(gè)拓?fù)湫蚓褪嵌囿w量子糾纏的構(gòu)形。量子計(jì)算、量子糾纏只有到1995年之后，才變得非常熱門(mén)。但是早期拓?fù)湫蜻@個(gè)名字就留下來(lái)了，沒(méi)有把它重新叫做量子糾纏序。

拓?fù)湫蜻@個(gè)概念的重要性，就在于它指出我們有一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的新大陸新世界。而這一新世界中的主角，不是對(duì)稱(chēng)性，而是量子糾纏。這一新的世界觀，甚至把物質(zhì)材料理論跟基本粒子理論聯(lián)系起來(lái)了。我們的真空本身可能就是一個(gè)物質(zhì)，是由很多很多量子比特所組成的，量子比特中間有很多糾纏。如果這個(gè)量子糾纏合適的話(huà)，那么這一量子比特海就可以產(chǎn)生所有的基本粒子。這就回到150年前的以太的說(shuō)法，麥克斯韋（詹姆斯?克拉克?麥克斯韋，經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人）發(fā)現(xiàn)他的方程之后呢，他總覺(jué)得電磁波是某種媒介的波動(dòng)。這種媒介被叫做以太?？墒且蕴恢睕](méi)有發(fā)現(xiàn)，大家就放棄了?，F(xiàn)在以太又回歸了，它就是高度糾纏的量子比特海。這一量子比特海不僅能給出光子，還能給出其它所有基本粒子。所以拓?fù)湫蛄孔蛹m纏，除了新的物質(zhì)態(tài)之外，還能夠?qū)玖Ｗ悠鹪刺岢鲆粋€(gè)新的看法。

P：每次物理革命都伴隨著新數(shù)學(xué)的發(fā)展，你現(xiàn)在的研究又需要怎樣的數(shù)學(xué)工具？

W：因?yàn)橥負(fù)湫蛩鶎?duì)應(yīng)的多體量子糾纏是一個(gè)新現(xiàn)象，這時(shí)候就有意思了。新現(xiàn)象總是要用新語(yǔ)言來(lái)描寫(xiě)，而新的語(yǔ)言數(shù)學(xué)家有沒(méi)有發(fā)明，就看你的運(yùn)氣了。這種新現(xiàn)象需要新數(shù)學(xué)，在歷史上，發(fā)生過(guò)很多次。

第一次物理革命我們叫做機(jī)械革命。當(dāng)時(shí)牛頓研究他的牛頓力學(xué)的時(shí)候，描寫(xiě)牛頓力學(xué)的工具還沒(méi)有發(fā)明。牛頓很了不起，他既發(fā)明了牛頓力學(xué)，又發(fā)明了數(shù)學(xué)工具微積分。所以當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)和物理是齊頭并進(jìn)的。

第二次麥克斯韋電磁革命，就運(yùn)氣一些。因?yàn)殡姶鸥锩枰臄?shù)學(xué)語(yǔ)言，偏微分方程之類(lèi)的，當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)明了。所以麥克斯韋不用發(fā)明新數(shù)學(xué)，只要拿來(lái)用就好了，用已知的數(shù)學(xué)就能描寫(xiě)電磁波現(xiàn)象。這一理論統(tǒng)一了電，磁，和光學(xué)現(xiàn)象。

第三次革命是愛(ài)因斯坦發(fā)明他的廣義相對(duì)論。當(dāng)時(shí)需要用到黎曼幾何，愛(ài)因斯坦不太懂黎曼幾何，所以他寫(xiě)他的理論時(shí)比較困難。但是黎曼幾何已經(jīng)被發(fā)明了，所以他學(xué)一學(xué)就可以把他的理論寫(xiě)出來(lái)。

量子力學(xué)呢，是第四次物理大革命，要用到的線(xiàn)性代數(shù)早就被發(fā)明了，所以不用再發(fā)明。量子力學(xué)是一個(gè)非常深刻的革命，它統(tǒng)一了波和粒子的概念，統(tǒng)一了頻率和能量。

這次由拓?fù)湫蚨囿w量子糾纏所導(dǎo)致的新的世界觀，我把它叫做第二次量子革命。它不僅揭示了很多新的物質(zhì)態(tài)的存在，還能用量子信息，來(lái)統(tǒng)一所有的相互作用，和所有的基本粒子。甚至連空間幾何和其中的引力，也可能來(lái)源于糾纏的量子信息。多體量子糾纏是新的物理現(xiàn)象，其需要新的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描寫(xiě)。在這第二次量子革命中，物理跟數(shù)學(xué)是齊頭并進(jìn)的。它所用到的數(shù)學(xué)可能是所謂的張量范疇學(xué)，這也是現(xiàn)在數(shù)學(xué)家正在發(fā)展的一個(gè)理論。所以物理和數(shù)學(xué)會(huì)有很大的互動(dòng)。物理學(xué)家研究的東西會(huì)告訴數(shù)學(xué)家，什么方向會(huì)最有意思，可能會(huì)有物理意義;那數(shù)學(xué)家可以告訴物理學(xué)家，可能有這個(gè)結(jié)構(gòu)，這個(gè)性質(zhì)，也許可以用到你的物理理論中。所以最近我也花很多時(shí)間來(lái)學(xué)數(shù)學(xué)，什么張量范疇學(xué)啊，代數(shù)拓?fù)鋵W(xué)啊，很多這種東西。

P：大部分高能物理學(xué)家都持有還原論的觀點(diǎn)，覺(jué)得基本粒子可以無(wú)限分到最小，將萬(wàn)物還原為簡(jiǎn)單基本定律。但是在凝聚態(tài)領(lǐng)域，更多學(xué)者支持演生論，不同層次的物質(zhì)可以演生出全新的基本規(guī)律。你怎么看兩種觀點(diǎn)的分歧？

W：還原論基本上就是想找我們世界的基本構(gòu)件，覺(jué)得幾個(gè)基本的構(gòu)件可以構(gòu)造出世界的所有東西。還原論可以說(shuō)是科學(xué)的主流，但是我們走到現(xiàn)在這個(gè)地步，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電子、光子、夸克這些基本粒子。要要更深刻地理解世界，就需要把它們分成更小的粒子。這時(shí)候就有問(wèn)題了：我們一直沒(méi)有找到這些粒子的更小組成部分。也許到了現(xiàn)在這個(gè)階段，尋找更小的基本構(gòu)件，根本就是一個(gè)錯(cuò)誤的方向。演生論的觀點(diǎn)就是認(rèn)為這些基本粒子根本沒(méi)有更小的部分，進(jìn)一步用分解的思路理解電子光子是錯(cuò)誤的。錯(cuò)在它認(rèn)為空間是一個(gè)空的舞臺(tái)，而物質(zhì)是這個(gè)空的舞臺(tái)上的演員。這一分解的思路，還原論的思路，把空間和物質(zhì)分隔開(kāi)了。但是現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，空間和物質(zhì)本身是一體的，空間本身不是空的舞臺(tái)。空的空間是最復(fù)雜最豐富的東西。這是個(gè)很有哲理的觀念。所以，我們認(rèn)為真空本身是一個(gè)媒介，那這個(gè)媒介是由什么組成的呢？最簡(jiǎn)單的東西是量子比特。真空可以是一個(gè)量子比特的海洋，然后量子比特海洋的波動(dòng)和缺陷就給出了所有的基本粒子。

某種意義上講，演生論也有點(diǎn)還原論的哲理，但是它不是把物質(zhì)分成越來(lái)越小的構(gòu)件，它是把空間分成最小的構(gòu)件，沒(méi)有比量子比特更小更基本的東西了?；緲?gòu)件本身不是用來(lái)構(gòu)造物質(zhì)，而是用來(lái)構(gòu)造空間的。演生論跟還原論的不同之處在于演生論強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)糾纏，而通過(guò)糾纏的擾動(dòng)形變來(lái)產(chǎn)生不同基本粒子。演生論不把基本粒子，看作構(gòu)成宇宙的基本構(gòu)件。

P：你說(shuō)過(guò)“創(chuàng)新的生命力在小科學(xué)中”，為什么以高能物理、天體物理為代表的“大科學(xué)”在21世紀(jì)面臨危機(jī)，而凝聚態(tài)領(lǐng)域的研究層出不窮？

W：我自己并不反對(duì)大科學(xué)，我也是很支持大科學(xué)的。像高能粒子物理的實(shí)驗(yàn)，它的條件是很苛刻的，只有通過(guò)建大型的設(shè)備才能探索新的基本粒子。天體物理也類(lèi)似，需要大型的天體望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星等等，才能看得更遠(yuǎn)更清楚。為什么大家覺(jué)得大儀器值得做？這是因?yàn)榇髢x器能探索新的參數(shù)空間，探索未知的世界。在這些從來(lái)沒(méi)有被探索過(guò)的地方，有時(shí)就能看到新的東西。

目前呢，中國(guó)做大型加速器實(shí)際上是分兩步走，第一個(gè)是正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，這個(gè)第一步能量并沒(méi)有提高多少，但是電子數(shù)的強(qiáng)度提高了很多，所以能做細(xì)致的實(shí)驗(yàn)，也許能發(fā)現(xiàn)一些新東西。第二步呢，需要的一些新技術(shù)還有待解決，這個(gè)新技術(shù)就能增加很多能量。這里就有一個(gè)問(wèn)題，對(duì)撞機(jī)的設(shè)計(jì)觀念并沒(méi)有太新，只是給它加大一號(hào)?？梢哉f(shuō)這種做法太暴力了。我更希望能有一個(gè)新的設(shè)計(jì)，一個(gè)從來(lái)沒(méi)有的東西，像探測(cè)引力波的設(shè)計(jì)就是。

其實(shí)，大科學(xué)小科學(xué)都很重要，只是大科學(xué)需要更多的支持，需要說(shuō)服別人，說(shuō)能看到新的東西。但是一旦你說(shuō)服的理由成立，那看的這個(gè)東西就不是真正的新東西，因?yàn)樗呀?jīng)有了名字，常常是理論上已經(jīng)預(yù)言的東西。其實(shí)最好的理由應(yīng)該是：我不知道能看到什么，我就是想去看看。做探索的思路跟做工程是不一樣的，做工程是有預(yù)期的，做科學(xué)探索，沒(méi)有預(yù)期的預(yù)期，是最好的預(yù)期。如果你看到預(yù)期的東西，其實(shí)是代表失敗。所以現(xiàn)在的LHC看到了Higgs，大家說(shuō)是成功了，但是這個(gè)成功是失敗的成功。沒(méi)有新發(fā)現(xiàn)。

所以說(shuō)，當(dāng)你要錢(qián)的時(shí)候呢，最科學(xué)的理由就是，我不知道能看到能發(fā)現(xiàn)什么東西，我也不能告訴你能發(fā)現(xiàn)什么東西，因?yàn)檫@些東西在發(fā)現(xiàn)之前連名字都沒(méi)有。但這就可能要不來(lái)錢(qián)。小科學(xué)的話(huà)花錢(qián)沒(méi)有那么多，可能就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，你就可以隨意地去探索，可能看到?jīng)]想到的東西。有時(shí)你太為了某個(gè)目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，為了看到已經(jīng)知道的東西，反而可能看不到旁邊一些沒(méi)有想到的東西，會(huì)喪失發(fā)現(xiàn)新東西的機(jī)會(huì)?？偟膩?lái)說(shuō)，科學(xué)探索是為了發(fā)現(xiàn)連名字都沒(méi)有的未知，而不是發(fā)現(xiàn)有了名字的已知。

P：楊振寧先生在《美與物理學(xué)》中說(shuō)，狄拉克（保羅?狄拉克，量子力學(xué)奠基者之一）給人感覺(jué)是“秋水文章不染塵”，而海森堡（沃納?海森堡，量子力學(xué)主要?jiǎng)?chuàng)始人）的文章則朦朧、有渣滓。你做研究的風(fēng)格是怎樣的？

W：這個(gè)很難講，你很難說(shuō)一個(gè)藝術(shù)家他的審美觀念是什么東西，但是每個(gè)藝術(shù)家都有自己的審美觀念。很重要的是，我覺(jué)得每個(gè)人一定要有自己的審美，以自己的審美觀點(diǎn)來(lái)發(fā)展自己的科學(xué)研究，這才有科學(xué)研究的多樣性，才會(huì)有創(chuàng)新。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的訓(xùn)練太標(biāo)準(zhǔn)化了，就是把每個(gè)人的審美都訓(xùn)練成一樣，這樣不是太有利。

量子物理學(xué)范文第3篇

關(guān)鍵詞 量子力學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Teaching Methods and Practice of Quantum Mechanics of

Materials Physics Professional

FU Ping

(College of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan, Hubei 430073)

Abstract For the difficulties faced by students in Materials professional to learn quantum mechanics physics course, by a summary of teaching practice in recent years, from the teaching content, teaching methods and means of exploration and practice, students mobilize the enthusiasm and initiative, and achieved good teaching results.

Key words quantum mechanics; teaching content; teaching methods

0 引言

量子力學(xué)是研究微觀粒子（如原子、分子、原子核和基本粒子等）運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它和相對(duì)論是矗立在20世紀(jì)之初的兩座科學(xué)豐碑，一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩塊理論基石。相對(duì)論和量子力學(xué)徹底改變了經(jīng)典物理學(xué)的世界觀，并且深化了人類(lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)，改造了人類(lèi)的宇宙觀和思想方法，它使人們對(duì)物質(zhì)存在的方式及其運(yùn)動(dòng)形態(tài)等的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。

量子力學(xué)是材料物理專(zhuān)業(yè)一門(mén)承前啟后的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課：量子力學(xué)的教學(xué)必須以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，包括線(xiàn)性代數(shù)、概率論、高等數(shù)學(xué)、數(shù)理方法等，其又是后續(xù)課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、固體物理、材料物理、納米材料等的理論基礎(chǔ)。可見(jiàn)，量子力學(xué)課程在材料物理專(zhuān)業(yè)的課程體系中占有非常重要的地位，學(xué)生掌握的程度直接影響后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)。作者近年來(lái)一直從事量子力學(xué)的教學(xué)工作，針對(duì)量子力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的現(xiàn)象和問(wèn)題，進(jìn)行了較深入細(xì)致的思考與探討，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中對(duì)本課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索與實(shí)踐，收到了較好的教學(xué)效果。

1 量子力學(xué)教學(xué)面臨的難點(diǎn)

量子力學(xué)研究的是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，微觀粒子同宏觀粒子不同，看不見(jiàn)，摸不著，只有借助于探測(cè)器才能察覺(jué)它的存在和屬性。材料物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生之前學(xué)習(xí)的基本上是經(jīng)典物理，而量子力學(xué)理論無(wú)法用經(jīng)典理論進(jìn)行解釋?zhuān)瑢W(xué)生對(duì)此感到難于理解。因此，經(jīng)典物理的傳統(tǒng)觀念對(duì)學(xué)生思想的束縛，構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的思想障礙；量子力學(xué)可以說(shuō)無(wú)處不“數(shù)學(xué)”， 由于材料物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面與物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生相比較為薄弱，在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到數(shù)學(xué)計(jì)算繁難，對(duì)大段的數(shù)學(xué)推導(dǎo)表現(xiàn)出畏難情緒?？梢?jiàn)，量子力學(xué)對(duì)數(shù)學(xué)的精彩詮釋卻構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的心理障礙。這兩大障礙勢(shì)必會(huì)影響量子力學(xué)和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。在這種情況下，我們應(yīng)當(dāng)怎樣開(kāi)展量子力學(xué)教學(xué)從而使學(xué)生重視并努力學(xué)好該課程就成了一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2 明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)、有的放矢

要講授一門(mén)課程，首先應(yīng)該對(duì)課程內(nèi)容有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。量子力學(xué)的內(nèi)容可以包括三個(gè)方面：一是介紹產(chǎn)生新概念的歷史背景及一些重要實(shí)驗(yàn)；二是提出一系列不同于經(jīng)典物理學(xué)的基本概念與原理，如波函數(shù)、算符等概念和相關(guān)原理，是該課程的核心；三是給出解決具體實(shí)際問(wèn)題的方法。三部分內(nèi)容相互聯(lián)系，層層推進(jìn)，形成完整的知識(shí)體系。作為引導(dǎo)者，教師應(yīng)在這三部分內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中幫助學(xué)生成功地突破兩大束縛。第一部分內(nèi)容教師應(yīng)考慮如何引導(dǎo)學(xué)生入門(mén)，從習(xí)慣古典概念轉(zhuǎn)而接受量子概念。在講授這部分內(nèi)容時(shí)要將重點(diǎn)放在“經(jīng)典”向“量子”的過(guò)渡上，引出量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)在研究方法上的顯著不同：經(jīng)典力學(xué)是將其研究對(duì)象作為連續(xù)的不間斷的整體對(duì)待，而量子力學(xué)將其研究對(duì)象看成的間斷的、不連續(xù)的。學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分時(shí)應(yīng)仔細(xì)“品嘗”其中的“滋味”，以便啟發(fā)自己的思維自然地產(chǎn)生一個(gè)飛躍，完成思想的突破。第二、三部分是量子力學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，并且涉及大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，教師應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)。在物理學(xué)研究中，數(shù)學(xué)只是用來(lái)表達(dá)物理思想并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯演算的工具，不能將物理內(nèi)容淹沒(méi)在復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式當(dāng)中。通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)才能得到的結(jié)論，只需告訴學(xué)生，從數(shù)學(xué)上可以得到這樣的結(jié)果就可以了，無(wú)需將重點(diǎn)放在繁難的數(shù)學(xué)推導(dǎo)上，否則會(huì)使學(xué)生本末倒置，忽略了對(duì)量子力學(xué)思想的理解。這樣的教學(xué)可以幫助學(xué)生突破心理障礙，不會(huì)一提量子力學(xué)就想到復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而產(chǎn)生抵觸情緒。成功地突破這兩大障礙，是學(xué)習(xí)量子力學(xué)的關(guān)鍵。

3 教學(xué)方法的改革

3.1 利用現(xiàn)代技術(shù)改進(jìn)教學(xué)手段

傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)能夠形成系統(tǒng)性的知識(shí)框架，教師在板書(shū)推導(dǎo)的過(guò)程中，學(xué)生有時(shí)間反應(yīng)和思考，緊跟教師的思路，從而可以詳細(xì)、循序漸進(jìn)地吸收所學(xué)知識(shí)，并培養(yǎng)了良好的思維習(xí)慣。但全程板書(shū)會(huì)導(dǎo)致上課節(jié)奏慢，授課內(nèi)容有限。目前隨著高校教學(xué)改革的推進(jìn)，授課學(xué)時(shí)相繼減少，對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方式來(lái)講，要完成教學(xué)任務(wù)比較困難。這就要借助現(xiàn)代科技手段進(jìn)行教學(xué)改革，包括多媒體課件的使用和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。但是在量子力學(xué)教學(xué)中，一些繁雜公式的推導(dǎo)，如果使用多媒體課件，節(jié)奏會(huì)較快，導(dǎo)致學(xué)生目不暇接，來(lái)不及做筆記，更來(lái)不及思考，不利于講授內(nèi)容的消化吸收。鑒于此，對(duì)于量子力學(xué)課程，教學(xué)過(guò)程應(yīng)采用板書(shū)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的方式，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.2 建設(shè)習(xí)題庫(kù)

量子力學(xué)課程理論抽象，要深入理解這些理論，在熟練掌握教材基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，需要通過(guò)大量習(xí)題的演練，循序漸近，才能檢驗(yàn)自己理解的程度，真正學(xué)好這門(mén)課程。因此在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)做習(xí)題的重要性。有針對(duì)性地根據(jù)材料物理專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，參考多本量子力學(xué)教材和習(xí)題集，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建設(shè)量子力學(xué)習(xí)題庫(kù)，題型包括選擇、填空、證明、簡(jiǎn)答和計(jì)算題等，內(nèi)容涵蓋各知識(shí)點(diǎn)，從簡(jiǎn)到繁、由淺至深。題庫(kù)操作方便，學(xué)生可自行操作，并對(duì)所做結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，從而清楚自己掌握本課程的程度。這一方式在近幾年的教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。

3.3 加強(qiáng)與學(xué)生互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

教學(xué)是一個(gè)師生互動(dòng)的過(guò)程，應(yīng)讓學(xué)生始終處于主動(dòng)學(xué)習(xí)的位置而不是被動(dòng)的接受。量子力學(xué)課程的學(xué)習(xí)更應(yīng)積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，因此教師應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)。增設(shè)課前提問(wèn)、課后討論環(huán)節(jié)，認(rèn)真批改作業(yè)，積極發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入講解，解決問(wèn)題。另外，由于量子力學(xué)是建立在一系列基本假定基礎(chǔ)之上的，抽象難懂，鑒于學(xué)生難接受的情況，在授課時(shí)注意理論聯(lián)系實(shí)際，盡可能進(jìn)行知識(shí)的滲透和遷移，將量子力學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用穿插于教學(xué)之中，豐富教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)拓學(xué)生視野，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近年來(lái)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和探索，形成了一套適合材料物理專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)課程教學(xué)的方法，該方法教學(xué)效果良好。在近幾年的研究生入學(xué)考試中，學(xué)生量子力學(xué)課程的成績(jī)優(yōu)秀，說(shuō)明采用這樣的教學(xué)方法是成功的。

資助項(xiàng)目：武漢工程大學(xué)2010年校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（X201037）

量子物理學(xué)范文第4篇

今天下午，聽(tīng)說(shuō)要去“科技館”，在一些物體當(dāng)中，體現(xiàn)科學(xué)的奧妙，話(huà)沒(méi)說(shuō)完，大家跳著、蹦著，喊著，叫著，簡(jiǎn)直是要把房頂掀開(kāi)。終于輪到我們班了，我的心碰碰直跳，不知是興奮還是激動(dòng)?？傊蠹叶己荛_(kāi)心。眨眼間，大家都已經(jīng)參觀去了。

“看!籠子里有只鸚鵡!”不知是誰(shuí)在喊，但一定是有原因的，于是我好奇地跑了過(guò)去，想看個(gè)究竟。呀!原來(lái)本來(lái)鸚鵡和籠子不是在同一個(gè)平面內(nèi)，但現(xiàn)在轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去，鸚鵡仿佛關(guān)在了籠子里，兩者為一體，好神奇呀!

參觀完了這個(gè)，我一回頭，眼前掠出了一道紫光，我連忙跑了過(guò)去。哇!原來(lái)，一塊鐵和一個(gè)又大又圓的鋼球之間發(fā)出的紫光呀，距離大約4厘米左右，也不知怎么發(fā)明的，競(jìng)成了一道紫光火花!這里一定藏著科學(xué)的奧妙!太神奇了!

接著我又參觀一個(gè)又一個(gè)科技展品，真是不堪設(shè)想，中國(guó)太偉大了!更令我哭笑不得的是，當(dāng)大家感受電擊時(shí)，他們都被電了一下，張著嘴巴，不敢大叫，真像啞巴吃黃連——有苦說(shuō)不出呀!我們玩得歡天喜地，但好景不長(zhǎng)，我們要回班了，該輪到初中生參觀了，所以我們只好依依不舍地離開(kāi)了陽(yáng)光大廳。

通過(guò)今天下午的參觀，我明白了科學(xué)的力量無(wú)處不在，只要你認(rèn)真觀察、思考，一定能從中獲得知識(shí)的!

量子物理學(xué)范文第5篇

[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)；教學(xué)；錯(cuò)誤資源學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤本來(lái)就是學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)情況的反映，是學(xué)生真實(shí)思維的體現(xiàn)，教師應(yīng)當(dāng)及時(shí)抓住這些錯(cuò)誤資源，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，充分利用這些錯(cuò)誤資源來(lái)服務(wù)于我們的數(shù)學(xué)教學(xué)。但是在實(shí)際教學(xué)中，一些教師總擔(dān)心學(xué)生會(huì)出錯(cuò)，對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤也沒(méi)有認(rèn)真去分析，從而使這些有效資源被所忽略。我們總希望自己的課堂盡善盡美，其實(shí)不出錯(cuò)的課堂是不可能的，也是不真實(shí)的課堂。在教學(xué)中，我們不是防止學(xué)生出錯(cuò)，而是要學(xué)會(huì)如何對(duì)待這些錯(cuò)誤。如果能把學(xué)生的錯(cuò)誤當(dāng)成教學(xué)中不可多得的寶貴學(xué)習(xí)資源的話(huà)，那么，我們的課堂教學(xué)也將為此而精彩。

一、解讀錯(cuò)誤，呈現(xiàn)學(xué)生思維過(guò)程

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，總是有他自己的原因的。即使是錯(cuò)誤的答案，也是經(jīng)過(guò)學(xué)生的思考而得來(lái)的，只是這個(gè)思維的過(guò)程不對(duì)。那么，學(xué)生的錯(cuò)誤原因就要我們教師來(lái)解讀，就要我們教師來(lái)分析學(xué)生思維的過(guò)程。只有這樣，我們才能弄清學(xué)生的思維脈絡(luò)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維的錯(cuò)誤點(diǎn)，才能更好地幫助學(xué)生正確地解題。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)了解題錯(cuò)誤，我們只是簡(jiǎn)單地說(shuō)這樣做是錯(cuò)誤的，直接把正確答案告訴他們，至于如何錯(cuò)的卻不去過(guò)問(wèn)，是不利于學(xué)生思維的形成的。而如果我們組織學(xué)生分析這些錯(cuò)誤形成的原因，就會(huì)把學(xué)生的思維過(guò)程呈現(xiàn)在學(xué)生面前，只有這樣，學(xué)生才能更好地發(fā)展自己的思維。

在教學(xué)人教版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“有余數(shù)除法”時(shí)，在計(jì)算60÷7時(shí)，有一個(gè)學(xué)生的結(jié)果是7余11，另一個(gè)學(xué)生計(jì)算結(jié)果是9余3，當(dāng)時(shí)我沒(méi)有直接說(shuō)出這兩位同學(xué)的錯(cuò)誤之處，只是問(wèn)其他學(xué)生：這兩個(gè)同學(xué)做得對(duì)嗎？為什么有兩種不同的答案呢？請(qǐng)大家分析一下，學(xué)生很快說(shuō)出都是錯(cuò)誤的。對(duì)于第一種錯(cuò)誤，學(xué)生可以直接說(shuō)出來(lái)因?yàn)橛杏鄶?shù)的除法中余數(shù)不能比除數(shù)大，如果比除數(shù)大，就說(shuō)明試商小了，要重新試商。但是對(duì)于第二種錯(cuò)誤，學(xué)生也不知道是錯(cuò)在什么地方。這時(shí)，我就讓這一位學(xué)生來(lái)說(shuō)一說(shuō)他自己的思考過(guò)程，這個(gè)學(xué)生不好意思地站起來(lái)說(shuō)，他當(dāng)時(shí)先試商8的時(shí)候積比60小，后來(lái)的商9后是拿9乘7得63，然后又倒過(guò)來(lái)減60的，所以得余數(shù)是3。噢，通過(guò)學(xué)生把自己的解題思路一說(shuō)，我們才發(fā)現(xiàn)他錯(cuò)誤的原因是什么。這時(shí)，我再組織學(xué)生討論，如何來(lái)計(jì)算有余數(shù)的除法。這時(shí)，學(xué)生通過(guò)討論得出試商的時(shí)候當(dāng)乘積比被除數(shù)大的時(shí)候，那么前面的商就是這個(gè)除法算式的商了。這樣，通過(guò)對(duì)錯(cuò)誤資源的解讀與研討，學(xué)生很順利地掌握了有余數(shù)除法的計(jì)算方法。而如果不讓學(xué)生把他的錯(cuò)誤思維給呈現(xiàn)出來(lái)，那么學(xué)生以后還會(huì)習(xí)慣性地用這些錯(cuò)誤解法的。

二、糾正錯(cuò)誤，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷變化的過(guò)程，學(xué)生隨時(shí)都可能出現(xiàn)教師所想不到的錯(cuò)誤。我們就應(yīng)該利用這些錯(cuò)誤，引導(dǎo)學(xué)生去糾正錯(cuò)誤。在學(xué)生糾正錯(cuò)誤的過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生多角度地去審視題目，分析題目中的數(shù)量關(guān)系，給學(xué)生一個(gè)寬廣的思維空間，突破題目中的原有問(wèn)題與條件的范圍，讓學(xué)生合理地去分析與推理，訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性與創(chuàng)新性。

三、收藏錯(cuò)誤，豐富學(xué)生數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)