原子核物理教学大纲
原子物理学教学大纲(1)
《原子物理学》教学大纲课程性质：专业基础课程先修课程：力学、电磁学、光学总学时：60 学分：3.5理论学时：60 实验学时：实验纳入《近代物理实验》课程开课学院：物电学院适用专业：物理学大纲执笔人：凤尔银大纲编写时间：2007年元月教研室主任审核：凤尔银教学院长审定：一、说明1、课程的性质、地位和任务原子物理学为物理学专业的必修课，是物理学专业的一门重要基础课。
本课程的主要目标和任务是：以原子结构为中心，以实验事实为线索，了解原子和原子核层次的物质结构及运动和变化规律，揭示宏观现象与规律的本质。
介绍有关问题所需要的量子力学基本概念，阐述物质微观结构三个层次的物理过程、研究方法，培养创新思维。
使学生对物质世界有更深入的认识，获得在本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力。
2、课程教学的基本要求通过本课程的学习，力图使学生初步建立描述微观世界的物理图像，理解适应微观世界的新概念，掌握处理微观世界物理问题的新方法，为后续《量子力学》课程的学习打下一定的基础；本课程涉及知识面较广，讲授时要针对实际情况，对内容加以选择，尽量做到详略得当，让学生既能较全面，又能较深刻地理解和掌握。
课程教学中，要结合有关内容，适当将一些背景材料和物理学史引入教学，以利于加深对新知识的理解和把握。
同时，通过介绍二十世纪初物理学家，在解决经典物理学应用于微观粒子体系遇到困难时的大胆探索、勇于出新的思想脉络，使学生受到创新意识和创新精神方面的熏陶和教育，提高学生分析问题和解决问题的能力。
使学生了解物理学家对物质结构的实践——理论——再实践的认识过程，引导学生养成严谨、活跃、创新的思维方式和学习方法。
3、本课程的重点与难点重点：培养学生初步建立微观世界的物理图像，掌握描述原子结构的基本概念、基本原理和方法；掌握认识原子世界的基本规律，以便从思想和方法上做好准备，为今后学习量子力学打下基础。
难点：由于原子物理学课程是学生第一次系统的接触到的近代物理学的理论体系，它的许多概念、观点与学生长期形成的观念不相符合。
原子物理与核物理
原子物理与核物理原子物理与核物理教案引言在物理学中，原子物理和核物理是两个重要的分支领域。
原子物理研究的是原子的结构、性质和相互作用，而核物理则关注原子核的结构、衰变和核反应。
本教案旨在通过深入探讨原子物理和核物理的基本概念、理论和实验方法，培养学生对这两个领域的兴趣和理解。
一、原子物理的基本概念1.1 原子的结构原子是物质的基本单位，由原子核和电子云组成。
介绍原子核的组成和电子的分布规律，以及电子云中的能级和轨道。
1.2 原子的性质探讨原子的质量、电荷和自旋等性质，以及原子的稳定性和不稳定性。
介绍原子的离化能和电子亲和能等概念。
1.3 原子的相互作用讲解原子之间的相互作用力，如库仑力、范德华力和分子力等。
探讨原子的化学键和分子的稳定性。
二、核物理的基本概念2.1 原子核的结构介绍原子核的组成，包括质子和中子的数量和排列方式。
讲解原子核的半径、质量和密度等基本特性。
2.2 原子核的衰变探讨原子核的衰变过程，包括α衰变、β衰变和γ衰变。
介绍衰变速率、半衰期和衰变能量等概念。
2.3 核反应讲解核反应的基本原理，包括裂变和聚变。
介绍核反应的能量释放和应用，如核电站和核武器等。
三、原子物理与核物理的实验方法3.1 原子物理实验方法介绍原子物理实验中常用的仪器和技术，如原子吸收光谱、原子荧光光谱和原子力显微镜等。
探讨实验数据的处理和分析方法。
3.2 核物理实验方法讲解核物理实验中常用的仪器和技术，如粒子加速器、核磁共振和闪烁探测器等。
探讨实验数据的处理和分析方法。
四、原子物理与核物理的应用4.1 原子物理的应用介绍原子物理在材料科学、化学和生物医学等领域的应用。
讲解原子能级和光谱在材料表征和分析中的作用。
4.2 核物理的应用探讨核物理在能源、医学和环境保护等领域的应用。
介绍核能的发电原理和核医学的诊断和治疗方法。
结语通过本教案的学习，学生将对原子物理和核物理的基本概念、实验方法和应用有更深入的理解。
同时，培养学生的科学思维和实验技能，为他们今后的学习和研究打下坚实的基础。
原子物理学教学大纲
原子物理学教学大纲
一、课程简介
本课程是一门针对大学物理专业的高级选修课，主要介绍原子物理
学的基础知识，包括原子结构、原子能级、原子核模型、原子光谱学
等内容。
通过学习本课程能够掌握原子物理学的基本理论和实验方法，为后续相关课程的学习和科研工作打下坚实的基础。
二、课程目标
本课程的主要目标在于：
1.着重掌握原子结构、原子能级、原子核模型、原子光谱学
等基础概念；
2.简要介绍原子物理学的历史发展和现状；
3.探讨原子物理学理论与实验的关系；
4.培养学生分析和解决有关原子物理学问题的能力；
5.激发学生对原子物理学科研工作的兴趣，为今后做好科研
工作奠定基础。
三、教学内容与教学时长
本课程共分为四个章节，具体内容如下：
第一章原子结构
•真空管和阴极射线实验
•半经验模型。
原子物理学教学大纲
原子物理学教学大纲原子物理学教学大纲引言：原子物理学是物理学的重要分支之一，研究原子及其组成部分的性质和行为。
在现代科学中，原子物理学扮演着关键的角色，为我们理解自然界的基本规律提供了重要的基础。
为了更好地进行原子物理学的教学，制定一份合理的教学大纲是必要的。
本文将探讨原子物理学教学大纲的内容和结构。
一、基本概念与原理1. 原子的基本结构：介绍原子的组成部分，包括质子、中子和电子，以及它们的相对质量和电荷。
2. 原子的量子性质：介绍原子的量子理论，包括波粒二象性、不确定性原理等，以及与原子性质相关的量子数和波函数。
3. 原子的能级结构：讲解原子的能级和轨道，以及原子的光谱现象，如吸收光谱、发射光谱和拉曼光谱等。
二、原子物理学实验技术1. 原子的探测与观测：介绍原子的探测技术，如原子力显微镜、透射电子显微镜等，以及原子的观测技术，如原子吸收光谱法、原子发射光谱法等。
2. 原子的激发与激光技术：讲解原子的激发过程和激发能级，以及激光技术在原子物理学中的应用，如激光冷却和激光激发等。
三、原子物理学的应用1. 原子核物理学：介绍原子核的结构和性质，以及核反应和核能的应用。
2. 量子力学的应用：讲解量子力学在原子物理学中的应用，如原子的波函数描述、原子的束缚态和散射态等。
3. 原子物理学在材料科学中的应用：探讨原子物理学在材料性质研究、纳米材料制备和表征等方面的应用。
四、实验与实践1. 实验设计与操作：介绍原子物理学实验的设计原理和操作技巧，培养学生的实验能力和科学思维。
2. 数据分析与结果解读：引导学生分析实验数据，理解实验结果，并提出合理的解释和结论。
结语：原子物理学教学大纲的制定旨在系统地介绍原子物理学的基本概念、原理和应用，并培养学生的实验能力和科学思维。
通过学习原子物理学，学生可以深入理解物质的微观结构和性质，为他们今后的学术研究和科学实践打下坚实的基础。
同时，教学大纲的内容和结构应不断更新，以适应科学研究的发展和教学需求的变化。
《原子核物理》(辐照方向)课程大纲
《原子核物理》课程教学大纲课程性质：专业基础课教学对象：核工程与核技术辐射化工专业本科学生学时学分：54学时 3学分编写单位：核工程与技术学院编写人：杜纪富审定人：编写时间：2011年5月一、课程说明1、课程简介本课程是原子物理学课程的姊妹篇，它以阐述原子及原子核的结构、特性为中心。
主要内容包括核结构模型、原子核的放射性、α衰变、β衰变、γ衰变、核反应及核能和放射性的应用等。
2、课程教学目标本课程是近代物理学中的一个重要领域。
通过该门课程的学习，使学生了解和掌握原子核的基本性质和结构、放射性现象及一般规律、原子核反应、射线与物质的相互作用、离子加速器、原子能的利用、核技术及应用、粒子物理的一些简单理论，为学生将来继续学习核工程与核技术的课程奠定理论基础和实验技术能力。
3、预修课程与后续课程大学物理、量子力学、原子物理学4、教学手段及教学方法建议原子核物理学是现代物理学的重要内容，作为应用物理专业的学生，原子核物理学的基础知识理论成为必要的学习内容。
因此本门课程首先把基础知识和基本技能教给学生，使得学生扎实地学好，然后再介绍相关现代科学技术的重要成果。
本课程以讲授为主，然后在课程中会介绍与核辐射相关的案例以及实验等。
5、考核方式平时成绩占30%（考勤、课堂表现和作业），闭卷考试成绩占70%。
6、指定教材杨福家等著，原子核物理（第一版）复旦大学出版社，19937、教学参考书[1] 卢希庭主编，原子核物理，原子能出版社，2000年[2] 王炎森、史福庭，原子核物理学，原子能出版社， 1998年8、教学环节及学时安排表1 课程学时分配表9、教学大纲修订说明二、教学内容第一章原子核物理（8学时）教学目标1、了解原子核物理的研究对象及其发展历史2、理解原子核是由核子（中子和质子）组成的，原子核半径的两种含义。
3、理解原子核的结合能及其与质量的关系。
4、了解原子核的自旋、磁矩、电四极矩、宇称的定义。
本章重点1、原子核半径的两种含义以及结合能与质量的关系。
《原子物理学》教学大纲
《原子物理学》课程教学大纲一、课程基本信息英文名称 Atomic Physics 课程代码 PHYS2030课程性质 大类基础课程 授课对象 物理学专业学 分 3 学 时 54主讲教师 修订日期 2021年9月指定教材 杨福家，原子物理学（第四版）[M]， 北京：高等教育出版社，2008.二、课程目标（一）总体目标：使学生通过以原子结构为中心，以实验事实为线索，了解原子和原子核层次的物质结构及运动和变化规律，揭示宏观现象与规律的本质；学习相关问题所需要的量子力学基本概念，掌握物质微观结构三个层次的物理过程、研究方法，培养创新思维；对物质世界有更深入的认识，获得在本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力。
（二）课程目标：课程目标1：使学生初步了解并掌握原子的结构和运动规律，了解物质世界的原子特性，原子层次的基本相互作用，为今后继续学习量子力学、固体物理学、近代物理实验等课程打下坚实基础。
课程目标2：在学习原子物理学的过程中引导学生学会近代物理的研究方法，提高其分析问题和解决问题的能力。
课程目标3：使学生了解并适当涉及一些正在发展的原子物理学科前沿，扩大视野，引导学生勇于思考、乐于探索发现，培养其良好的科学素质。
课程目标4：通过重大科学发现过程的讲授和科学家生平事迹的介绍，培养学生树立辩证唯物主义世界观。
通过探究式教学，锻炼学生的科学探究和创新能力。
通过学习和了解人类对物质结构认识的发展史、教材中的重大科学事件和物理学家的传记等，体会物理学家的物理思想和科学精神，培养学生的爱国热情，探索未知、追求真理、永攀高峰的责任感和使命感。
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标对应课程内容对应毕业要求课程目标1第一章第二章第三章第四章第五章第六章 掌握数学、物理相关的基础知识、基本物理实验方法和实验技能, 具有运用物理学理论和方法解决问题、解释或理解物理规律。
原子核物理教学大纲
《原子核物理》教学大纲课程名称：原子核物理课程性质：专业必修课课程教学目的：本课程是一门原子核理论和医学相结合的课程，它是原子核物理应用中的一个重要领域。
通过该门课程的学习，使学生了解和掌握原子核的基本性质和结构、放射性现象及一般规律、电离辐射的生物效应，还有对核辐射剂量学、放射性测量学以及医学照射计量学进行初步的学习和了解。
课程教学原则与教学方法：原子核物理学是现代物理学的重要内容，作为应用物理专业的学生，原子核物理学的基础知识理论成为必要的学习内容。
因此本门课程首先把基础知识和基本技能教给学生，使得学生扎实地学好，然后再介绍相关现代科学技术的重要成果。
同时，在原子核理论与医学相结合的过程中，要注意培养学生的思维能力和运用所学知识来分析和解决问题的能力。
本课程以讲授为主，然后在课程中会介绍与核辐射相关的案例以及实验等。
课程总学时：36学时课程教学内容要点及建议学时分配：第三章：原子核的基本性质及核力（3学时）第一节原子核的组成第二节原子核的自旋和宇称第三节核力说明：①明确原子核是由核子（中子和质子）组成的，原子核半径的两种含义以及结合能与质量的关系。
②掌握核自旋的概念，以及核磁矩、宇称和电四极矩的计算方法。
③明确核力的特性及其产生机制。
第四章原子核的结构模型（4学时）第一节液滴模型和费米气体模型第二节壳层模型第三节集体模型说明：①明确能较为成功的解释结合能半经验公式的两个核结构模型，即液滴模型和费米模型，并且了解其所提出的事实依据。
②正确掌握幻数及其对壳层结构的几个实验事实的支持，明确单粒子壳层模型和强自旋-轨道耦合壳层模型所提出的事实依据及其应用。
③了解核的形变的原因和导致的结果，以及尼尔森的形变壳层模型和集体模型。
第五章原子核反应（5学时）第一节原子核反应的基本理论第二节原子核反应的基本类型第三节原子核反应的基本过程说明：①明确实验室坐标系与质心坐标系之间的物理量变换方法，核反应截面的精细平衡原理和分波分析，核反应的两种模型和Q方程的数学表达式。
原子物理学教学大纲
原子物理学教学大纲一、引言原子物理学作为物理学领域的重要分支，研究的是原子及其内部结构的性质和行为。
本教学大纲旨在提供一套系统而全面的教学计划，帮助学生全面理解和掌握原子物理学的基础知识和实验技能。
二、教学目标1. 理解原子结构的基本概念，包括原子核、电子和中子的组成和性质。
2. 掌握原子模型的历史演变和发展，并能运用不同模型解释实验现象。
3. 理解量子力学的基本原理，包括波粒二象性、不确定性原理等。
4. 掌握原子能级和谱线的性质，包括原子光谱、玻尔理论等。
5. 熟悉原子核的结构和性质，包括核衰变、核反应等。
6. 掌握原子物理学实验方法与技巧，培养实验设计和数据分析能力。
7. 发展学生对原子物理学的兴趣和探索精神，培养科学思维和创新能力。
三、教学内容1. 原子结构的基本概念1.1 原子核的组成和性质1.2 电子的轨道和能级1.3 中子的作用和性质2. 原子模型的发展2.1 道尔顿原子模型2.2 汤姆逊原子模型2.3 卢瑟福原子模型2.4 波尔原子模型3. 量子力学的基本原理3.1 波粒二象性的解释3.2 不确定性原理的解释3.3 薛定谔方程的基本概念4. 原子能级和谱线4.1 原子光谱的特征和分类 4.2 玻尔理论对光谱的解释4.3 能级跃迁和谱线的产生5. 原子核的结构和性质5.1 质子和中子的相互作用5.2 电荷守恒和质量守恒定律的应用5.3 核衰变和核反应的基本过程6. 实验方法与技巧6.1 原子物理实验仪器的使用和操作6.2 实验设计和数据处理方法6.3 实验安全和实验守则7. 原子物理学的应用7.1 原子能与核能的利用和开发7.2 原子物理学在材料科学和生物医学中的应用7.3 原子物理学对环境保护和能源问题的影响四、教学方法和手段1. 组织讲座，通过PPT课件等多媒体方式，介绍原子物理学的基本概念、实验案例和应用领域。
2. 设置小组讨论和实验操作环节，培养学生合作意识和实践能力。
3. 布置实验报告、文献综述等作业，培养学生的科学写作和信息检索能力。
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《原子核物理》教学大纲
课程名称：原子核物理
课程性质：专业必修课
课程教学目的：
本课程是一门原子核理论和医学相结合的课程，它是原子核物理应用中的一个重要领域。
通过该门课程的学习，使学生了解和掌握原子核的基本性质和结构、放射性现象及一般规律、电离辐射的生物效应，还有对核辐射剂量学、放射性测量学以及医学照射计量学进行初步的学
习和了解。
课程教学原则与教学方法：
原子核物理学是现代物理学的重要内容，作为应用物理专业的学生，原子核物理学的基础知识理论成为必要的学习内容。
因此本门课程首先把基础知识和基本技能教给学生，使得学生扎实地学好，然后再介绍相关现代科学技术的重要成果。
同时，在原子核理论与医学相结合的过程中，要注意培养学生的思维能力和运用所学知识来分析和解决问题的能力。
本课程以讲授为主，然后在课程中会介绍与核辐射相关的案例以及实验等。
课程总学时：36学时
课程教学内容要点及建议学时分配：
第三章：原子核的基本性质及核力（3学时）
第一节原子核的组成
第二节原子核的自旋和宇称
第三节核力
说明：
①明确原子核是由核子（中子和质子）组成的，原子核半径的两种含义以及结合能与质量的关系。
②掌握核自旋的概念，以及核磁矩、宇称和电四极矩的计算方法。
③明确核力的特性及其产生机制。
第四章原子核的结构模型（4学时）
第一节液滴模型和费米气体模型
第二节壳层模型
第三节集体模型
说明：
①明确能较为成功的解释结合能半经验公式的两个核结构模型，即液滴模型和费米模型，并且了解其所提出的事实依据。
②正确掌握幻数及其对壳层结构的几个实验事实的支持，明确单粒子壳层模型和强自旋-轨道耦合壳层模型所提出的事实依据及其应用。
③了解核的形变的原因和导致的结果，以及尼尔森的形变壳层模型和集体模型。
第五章原子核反应（5学时）
第一节原子核反应的基本理论
第二节原子核反应的基本类型
第三节原子核反应的基本过程
说明：
①明确实验室坐标系与质心坐标系之间的物理量变换方法，核反应截面的精细平衡原理和分波分析，核反应的两种模型和Q方程的数学表达式。
②掌握原子核反应的三种基本类型，即直接反应、复合核生成与衰变及原子核的裂变和聚变。
③了解原子核反应的三个基本过程。
第六章原子核的放射性衰变（4学时）
第一节放射性现象的发现和描述
第二节放射性衰变的基本规律
说明：
①使学生掌握α衰变、β衰变和γ衰变的基本理论，四个放射性核素系所含核素以及它们之间的比较。
②明确放射性衰变的动力学过程，放射性活度、比活度和放射性纯度、强度的计算方法，以及怎样用衰变图来描述衰变过程。
第七章射线与物质的相互作用（4学时）
第一节射线与物质的相互作用
第二节射线与物质的相互作用
第三节射线与物质的相互作用
第四节中子与物质的相互作用
说明：
①明确射线与物质的相互作用过程中射程与能量关系式，以及作用过程中的能量传递情况。
②明确射线与物质的相互作用过程中碰撞电离的射程与射线能量的关系，以及粒子与物
质作用的能量损失。
③熟练掌握射线与物质的相互作用的三种结果，即光电效应、康普顿效应和电子对效应，以及物质对射线的减弱和能量吸收。
④要求学生了解实用中子源和中子的种类，以及中子与物质的相互作用机制。
第八章电离辐射的生物效应（学时）
第一节细胞效应
第二节基因效应和细胞的修复系统
第三节全身照射和临床效应
第四节电离辐射生物效应的动力学机制
说明：
①理解电离辐射所引起的细胞变化，细胞对辐射的敏感性。
②了解基因效应的概念和产生原因，细胞的两个修复系统，即骨髓修复系统和胃肠修复系统。
③了解全身照射的定义及引起的两种临床效应，即急性放射病综合征和造血系统综合征。
④理解随机效应和非随机效应的概念，以及自由基的作用机制。
第九章核辐射计量与防护（学时）
第一节基本计量与防护
第二节电离辐射剂量的估算和应用
第三节电离辐射的安全与防护
说明：
①明确吸收剂量、比释动能、照射量率、剂量当量和有效剂量当量的单位及其测定方法。
②理解γ放射源的源强的估算方法，α和β辐射表面源和均匀分布源的剂量估算方法、内照射剂量评价的MIRD法以及中子源的吸收剂量的计算方法。
③了解电离辐射的安全评价标准，以及防护的基本原则和措施。
第十章放射性测量（学时）
第一节放射性衰变的统计特性
第二节放射性测量的非独立性
第三节放射性测量的限度
第四节放射性剂量的测量
说明：
①确切理解核衰变的相关记录方法，以及放射性测量结果的正确表达。
②了解放射性测量的非独立性的原因。
③明确放射性测量的探测下线和最小可探测活度，以及测量仪器的品质因数。
④了解气体电离型探测器的结果分析，并且掌握照射量和吸收剂量的测量和换算的方法。
第十一章医学辐射剂量学基础（4学时）
第一节临床计量学的测量和标定
第二节医用辐射场的剂量学计量
第三节放射治疗计划的制定和介入疗法
说明：
①确切理解通过照射量计量吸收剂量的基本原理以及用电离室测量吸收剂量的基本技术。
②了解医用辐射场的剂量学计量的深度效应和界面效应，学会形状不规则的辐射场的剂量估算方法以及等剂量曲线的描绘。
③学会制定放射治疗计划和放射性介入疗法的治疗计划，以及放射治疗中的辐射防护问题。
教材和主要参考书
1．翟建才，《简明医用原子核物理学》北京原子能出版社， 2004
2．卢希庭，《原子核物理》北京原子能出版社，2000
3．杨福家、王炎森、陆福全，《原子核物理》上海复旦大学出版社，1993
4．王炎森、史福庭，《原子核物理学》北京原子能出版社， 1998
课程考试与要求：
本考试为闭卷、笔试方式，考试时间为110分钟。