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量子力学研究方向

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量子力学研究方向

量子力学研究方向范文第1篇

关键词:类比教学法;量子力学;应用探究

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)24-0100-02

量子力学作为描写微观物质结构、运动与变化规律的学科,是现代物理学的基础之一,而且在化学和很多近代技术中也有广泛应用。量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的,对于量子数大到一定的极限的量子系统,可以用经典理论精确描述。量子力学、经典力学既有区别也有联系,从这些区别和联系入手可以使学生更加容易理解量子力学的新知识。基于此,本文在分析量子力学和经典力学的相似点的基础上,探究并实践了如何让学生加深理解的问题。将类比教学法应用于量子力学的实践教学当中,这样既可以丰富教学内容,提高学生积极性,又可以培养学生创造性思维,同时还可以巩固学生以前学过的经典物理学的相关知识,进而能提升量子力学课教学质量。

一、类比教学法

类比方法是根据两类物理现象在某些性质的相同或相似处,推断出这两类物理现象的另一些性质也相同或相似的一种逻辑推理方法。类比法是专业术语,指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。在我们学习一些十分抽象地看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的且与之很相似的事物来进行对照学习。类比方法强调在分析、发现不同事物的共同性质的基础上,把一个事物的属性转移到另一类事物上。类比的过程具有创造性,是科学家常用的思维方法。

二、量子力学与经典力学的相似点及类比教学法的应用

物理学研究的目的是总结、概括各种不同物质在时空中的运动规律,并且把这些规律用数学公式表示出来。量子力学和经典力学的研究对象不同,而宏观和微观物质自身性质的巨大差异,造成了学习量子力学相比于学习经典力学的困难。而另一方面,把量子力学和经典力学类比,找到它们之间的共同点,再进一步推理,可以更加容易理解量子力学理论。在处理物体直线运动或是自由落体运动时,我们自然会想到在(x,y,z)所组成的空间坐标系中,根据牛顿运动学定律,分析物体的状态随时间的变化情况。每一时刻,物体的位置可以用三维空间里的任何一个点的坐标表示出来。为了方便地处理不同物理问题,空间直角坐标系可以变换成柱坐标系、球坐标系。处理物体的碰撞时,把实验室坐标系换成质心坐标系,利用动量守恒原理,也可以使表达式更加简单,易于求解。因此,选择最佳的坐标系,可以让复杂的问题变的简单。在微观世界中,量子力学仍然需要在恰当的坐标系中讨论物理问题。在经典力学中,物体处在某个状态的位置和角动量可以被精确的计算。但是,对于微观体系,比如一个电子在原子中的环绕原子核运动,它的位置、动量不能同时精确确定。当该电子处于定态时,它的能量不会随时间变化,即它的能量守恒。这时,我们可以把电子放在能量坐标系中讨论。在数学中,希尔伯特空间是欧几里得空间的一个推广,它不再局限于有限维的情形。在量子力学中,能量坐标系被称为能量表象。量子力学中常见的表象包括:动量表象,能量表象,粒子数表象等。在矩阵力学中,把状态Ψ看成是一个列向量。选择一个特定的Q表象,就相当于选取一个特定的坐标系。■的本征函数u1(x1),u2(x2),u3(x3)…un(xn)就是这个表象的基矢,相当于笛卡尔坐标系的单位矢量i,j,k;波函数a1(t),a2(t)…an(t),是态矢量Ψ在Q表象中沿基矢方向的“分量”,正如A沿i,j,k三个方向的分量是(Ax,Ay,Az)一样;■本征函数的归一性,类似于几何坐标系的i・ij・jk・k1;而本征函数的正交性,类似于几何坐标系中i・ji・kj・k0[5]。在量子力学中,■的本征函数有无限多,称态矢量所在空间是无限维的希尔伯特空间。由此看来,几何坐标和力学表象是同一个概念,只是处理不同的问题时,选择不同的坐标系可以减小复杂程度。在量子力学中如果知道了状态的波函数,那么粒子处于空间某点的几率,以及力学量的平均值均可求得,因此说波函数完全描述粒子体系的运动状态。而对于同一个状态,在不同的表象中,有不同的波函数形式。量子力学的一种基本假设是波函数满足态叠加原理:

ψc1ψ1+c2ψ2+K+cnψn (1)

此式的物理意义是量子体系的一般状态是所有本征态的线性叠加。Ψn是体系的可能态,相应的概率分别为|ck|2,而且满足归一化■c■■1。在经典力学中,伽利略变换可以变换不同的惯性系。量子力学则借助幺正矩阵来实现不同表象之间的变换。那什么是幺正矩阵呢?简单来说就是满足S+S-1的矩阵称为幺正矩阵,而由幺正矩阵所表示的变化称为幺正变换。所以由一个表象到另一个表象的变换是幺正变换。如果以F'表示算符■在B表象中的矩阵,F表示■在A表象中的矩阵,则通过幺正变换可得:F'S-1FS (2) 也就是说力学量F在A表象中的矩阵左右分别乘幺正矩阵的逆矩阵和原矩阵就可以把力学量F转换到B表象中去。量子力学和经典力学间的相似点还有很多。量子力学类比教学法的核心是,注意强调量子力学与经典力学的必然联系,引导学生积极思考、探索量子力学新知识的本质,把新知识与已经掌握的量子力学知识类比,深入透彻的理解量子力学的假设、定义和公式。

综上所述,把量子力学与经典力学做类比,就是要发掘出、并重点讲解它们之间的相似点,让学生在这些相似点的基础上,主动的思考分辨量子力学和经典力学的相同和不同。本文以表象为例,把表象变换与数学上几何坐标进行了类比,讲述了对表象及其变换的理解。总之,在讲授抽象的量子力学时,把它和经典物理进行类比可以帮助学生更好的理解、掌握新知识,能起到很好的教学效果,也有助于培养学生的创新精神。但类比法不是万能的,要灵活、恰当地应用到位,才能最大程度地发挥它的积极作用。

参考文献:

[1]吕增建.从量子力学的建立看类比思维的创新作用[J].力学与实践,2009,(31):90-92.

[2]蔡晓烽.物理教学中的类比教学[J].宁德师专学报(自然科学版),2010,22(3):323-325.

[3]周世勋.量子力学教程(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2009.

[4]曾谨言.量子力学教程(第二版)[M].北京:科学出版社,2008.

[5]赵凤娇.对量子力学中表象及变换的理解[J].硅谷,2011,(23):17.

[6]郭华.用类比方法讨论量子力学问题[J].中央民族大学学报(自然科学版),2013,2(2):45-50.

量子力学研究方向范文第2篇

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目录类别

博士

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学科、专业名称(代码)研究方向

指导教师

预计招生人数

考试科目

备注

070201 理论物理

80

01 粒子物理理论

王建雄

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3402量子场论(乙)

张新民

①1001英语一②2246广义相对论(甲)或2295群论(甲)③3402量子场论(乙)

吕才典

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3402量子场论(乙)

黄梅

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3232广义相对论(乙)或3402量子场论(乙)

陈莹

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3402量子场论(乙)

贾宇

同上

邢志忠

同上

凌意

①1001英语一②2246广义相对论(甲)③3402量子场论(乙)或3456群论(乙)

02 原子核物理理论

董宇兵

①1001英语一②2207高等量子力学(甲)③3402量子场论(乙)或3904原子核理论(乙)

邹冰松

同上

赵强

同上

王平

同上

03 数学物理理论

常哲

①1001英语一②2261微分几何(甲)或2295群论(甲)③3402量子场论(乙)

黄超光

①1001英语一②2246广义相对论(甲)③3456群论(乙)或3710微分几何(乙)

凌意

同上

04 粒子宇宙学理论

张新民

①1001英语一②2246广义相对论(甲)或2295群论(甲)③3402量子场论(乙)

05 强子物理理论

邹冰松

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3402量子场论(乙)

黄梅

同上

赵强

同上

贾宇

同上

王平

同上

070202 粒子物理与原子核物理

01 粒子物理实验

陈国明

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)

陈江川

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3406量子力学(乙)或3471软件基础(乙)

李海波

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

沈肖雁

同上

衡月昆

同上

张家文

同上

杨长根

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力学(乙)

陈和生

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

胡涛

同上

王贻芳

同上

曹俊

同上

金山

同上

刘怀民

同上

何康林

同上

陈元柏

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力学(乙)

娄辛丑

①1001英语一②2229量子力学(甲)③3397粒子物理(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

胡海明

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3399粒子物理与核物理实验方法(乙)或3406量子力学(乙)

吕军光

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

荣刚

同上

季晓斌

同上

欧阳群

同上

同上

张景芝

①1001英语一②2274粒子物理(甲)③3402量子场论(乙)

董燎原

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

房双世

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)或2274粒子物理(甲)③3406量子力学(乙)

02 探测器物理

胡涛

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

陈元柏

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力学(乙)

吕军光

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

欧阳群

同上

娄辛丑

①1001英语一②2229量子力学(甲)③3397粒子物理(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

03 高能物理计算

陈江川

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3406量子力学(乙)或3471软件基础(乙)

李卫东

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

刘怀民

同上

何康林

同上

季晓斌

同上

董燎原

同上

04 宇宙线物理

曹臻

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)

陈国明

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)

姚志国

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

何会海

①1001英语一②2106天体辐射过程(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3156高等电动力学(乙)或3315计算机技术基础(乙)或3790现代核电子学(乙)

卢红

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2274粒子物理(甲)③3406量子力学(乙)

胡红波

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力学(乙)

黄晶

同上

05 高能天体物理

李惕碚

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3406量子力学(乙)

王焕玉

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3406量子力学(乙)或3790现代核电子学(乙)

王建民

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2106天体辐射过程(甲)③3406量子力学(乙)

陈勇

①1001英语一②2306现代核电子学(甲)或2336软件基础(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3661天体辐射过程(乙)或3918真空技术(乙)

屈进禄

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2106天体辐射过程(甲)③3397粒子物理(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)或3406量子力学(乙)

张澍

①1001英语一②2106天体辐射过程(甲)或2229量子力学(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)或3790现代核电子学(乙)

卢方军

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2106天体辐射过程(甲)③3406量子力学(乙)

宋黎明

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2106天体辐射过程(甲)③3399粒子物理与核物理实验方法(乙)或3406量子力学(乙)

吴伯冰

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3661天体辐射过程(乙)或3790现代核电子学(乙)

张双南

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2106天体辐射过程(甲)③3406量子力学(乙)

黄晶

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力学(乙)

06 核方法及其应用

衡月昆

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

张家文

同上

魏龙

①1001英语一②2229量子力学(甲)③3205固体物理(乙)或3245核技术基础(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

叶铭汉

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3406量子力学(乙)

吕军光

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子场论(乙)

吴伯冰

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3661天体辐射过程(乙)或3790现代核电子学(乙)

07 粒子加速器物理

高杰

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2313微波技术(甲)③3341加速器物理(乙)

唐靖宇

同上

王九庆

同上

王生

同上

秦庆

同上

徐刚

同上

08 同步辐射技术方法

冼鼎昌

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2229量子力学(甲)③3205固体物理(乙)或3406量子力学(乙)

09 材料物性研究

冼鼎昌

同上

10 核医学成像技术及应用

单保慈

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)或2322脑功能成像(甲)③3245核技术基础(乙)或3471软件基础(乙)或3600数字图像处理(乙)

魏龙

①1001英语一②2229量子力学(甲)③3205固体物理(乙)或3315计算机技术基础(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

唐孝威

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)或2322脑功能成像(甲)③3245核技术基础(乙)或3471软件基础(乙)或3600数字图像处理(乙)

070205 凝聚态物理

01 同步辐射应用及实验方法研究

吴自玉

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2229量子力学(甲)③3173高等物理光学(乙)或3205固体物理(乙)

刘鹏

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2330高等物理光学(甲)③3205固体物理(乙)

胡天斗

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2295群论(甲)③3173高等物理光学(乙)或3406量子力学(乙)

姜晓明

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2330高等物理光学(甲)③3205固体物理(乙)

董宇辉

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2229量子力学(甲)③3205固体物理(乙)

伊福廷

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2338核技术基础(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3471软件基础(乙)或3918真空技术(乙)

陶冶

①1001英语一②2229量子力学(甲)或2330高等物理光学(甲)③3205固体物理(乙)或3949材料化学(乙)

奎热西

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2229量子力学(甲)③3156高等电动力学(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)或3456群论(乙)

吴忠华

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2229量子力学(甲)③3156高等电动力学(乙)或3173高等物理光学(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

02 核技术方法物质结构研究

王宝义

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2207高等量子力学(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3406量子力学(乙)或3790现代核电子学(乙)

陶举洲

①1001英语一②2229量子力学(甲)或2342分析化学(甲)③3205固体物理(乙)或3315计算机技术基础(乙)或3949材料化学(乙)

03 蛋白质结构及功能研究

刘鹏

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2330高等物理光学(甲)③3205固体物理(乙)

董宇辉

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2229量子力学(甲)③3205固体物理(乙)

李敬源

同上

刘全胜

①1001英语一②2340生物化学(甲)③3136分析化学(乙)或3949材料化学(乙)

04 新材料的同步辐射研究

吴自玉

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2229量子力学(甲)③3173高等物理光学(乙)或3205固体物理(乙)

陶冶

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2229量子力学(甲)③3173高等物理光学(乙)或3949材料化学(乙)

奎热西

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2229量子力学(甲)③3173高等物理光学(乙)或3205固体物理(乙)或3456群论(乙)

吴忠华

①1001英语一②2056固体物理(甲)或2229量子力学(甲)③3156高等电动力学(乙)或3173高等物理光学(乙)或3949材料化学(乙)

张静1

①1001英语一②2344材料化学(甲)③3205固体物理(乙)

070207 光学

01 X射线成像理论及方法

朱佩平

①1001英语一②2325数字图像处理(甲)或2330高等物理光学(甲)③3156高等电动力学(乙)或3205固体物理(乙)或3406量子力学(乙)

02 同步辐射光学技术及应用

朱佩平

同上

070301 无机化学

01 元素化学与金属组学

柴之芳

①1001英语一②2340生物化学(甲)或2342分析化学(甲)③3245核技术基础(乙)或3949材料化学(乙)

丰伟悦

同上

刘宇

同上

王东琪

同上

02 环境与健康

张智勇

同上

03 纳米化学与纳米材料

赵宇亮

同上

孙宝云

同上

吴海臣

同上

高兴发

同上

魏钟晴

同上

0703Z2 生物无机化学

01 纳米生物效应

高兴发

①1001英语一②2340生物化学(甲)或2342分析化学(甲)③3245核技术基础(乙)或3949材料化学(乙)

赵宇亮

同上

孙宝云

同上

高学云

同上

邢更妹

同上

秘晓林

同上

02 纳米生物检测与成像

高学云

同上

魏钟晴

同上

03 环境健康与化学生物学

吴海臣

同上

王东琪

同上

张智勇

同上

丰伟悦

同上

081203 计算机应用技术

01 大规模数据共享

陈刚

①1001英语一②2333计算机技术基础(甲)③3471软件基础(乙)

02 数据处理环境及软件

孙功星

同上

03 网格技术

孙功星

同上

陈刚

同上

04 网络安全技术

孙功星

同上

陈刚

同上

刘宝旭

同上

082703 核技术及应用

01 加速器磁铁与电源技术

张旌

①1001英语一②2310自动控制理论(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3341加速器物理(乙)

康文

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)③3341加速器物理(乙)

程健

①1001英语一②2310自动控制理论(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3341加速器物理(乙)

02 加速器高频与微波技术

潘卫民

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2180加速器物理(甲)③3703微波技术(乙)或3968自动控制理论(乙)

裴国玺

①1001英语一②2313微波技术(甲)③3341加速器物理(乙)

戴建枰

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2180加速器物理(甲)③3703微波技术(乙)或3968自动控制理论(乙)

侯汨

①1001英语一②2313微波技术(甲)③3341加速器物理(乙)

孙虹

①1001英语一②2313微波技术(甲)③3341加速器物理(乙)或3968自动控制理论(乙)

赵风利

①1001英语一②2313微波技术(甲)③3341加速器物理(乙)

史戎坚

同上

池云龙

同上

沈莉

①1001英语一②2310自动控制理论(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3341加速器物理(乙)

03 加速器真空技术

董海义

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2180加速器物理(甲)③3918真空技术(乙)

04 加速器控制与束测技术

曹建社

①1001英语一②2001高等电动力学(甲)或2313微波技术(甲)③3341加速器物理(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

孔祥成

①1001英语一②2310自动控制理论(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3471软件基础(乙)或3790现代核电子学(乙)

王春红

①1001英语一②2333计算机技术基础(甲)③3471软件基础(乙)或3968自动控制理论(乙)

雷革

①1001英语一②2310自动控制理论(甲)或2333计算机技术基础(甲)③3341加速器物理(乙)或3471软件基础(乙)或3790现代核电子学(乙)

05 加速器低温超导技术

戴建枰

①1001英语一②2319低温物理与超导(甲)③3341加速器物理(乙)或3703微波技术(乙)

李少鹏

①1001英语一②2319低温物理与超导(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3918真空技术(乙)

朱自安

同上

06 辐射防护技术

王庆斌

①1001英语一②2301原子核理论(甲)或2338核技术基础(甲)③3399粒子物理与核物理实验方法(乙)或3790现代核电子学(乙)

07 核电子学与核探测技术

刘振安

①1001英语一②2306现代核电子学(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

朱科军

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)或2333计算机技术基础(甲)③3471软件基础(乙)或3790现代核电子学(乙)

王铮

①1001英语一②2306现代核电子学(甲)③3205固体物理(乙)或3315计算机技术基础(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

赵京伟

①1001英语一②2146粒子物理与核物理实验方法(甲)③3790现代核电子学(乙)

江晓山

①1001英语一②2306现代核电子学(甲)③3205固体物理(乙)或3315计算机技术基础(乙)或3399粒子物理与核物理实验方法(乙)

08 同步辐射实验技术及应用

盛伟繁

①1001英语一②2330高等物理光学(甲)③3968自动控制理论(乙)

09 精密机械工程

屈化民

①1001英语一②2180加速器物理(甲)或2316真空技术(甲)③3315计算机技术基础(乙)或3968自动控制理论(乙)

朱自安

①1001英语一②2310自动控制理论(甲)或2316真空技术(甲)③3061低温物理与超导(乙)或3315计算机技术基础(乙)

量子力学研究方向范文第3篇

关键词:基础量子化学 教学实践 教学改革

量子化学是高等师范院校化学专业为硕士研究生开设的一门专业基础课程,其任务是使学生利用量子力学的基本原理和方法掌握微观物质运动的基本规律,探索物质的结构及结构与性能关系[1,2]。目前,量子化学理论已愈来愈广泛地应用到化学各个分支学科领域中,并渗透到其他自然学科中,从而使量子化学的教学在整个化学专业教学计划中的重要性日益增加。但它涉及面广,内容比较抽象,且具有极强的理论性,同时要求学生具有较强的空间思维能力,因而量子化学教学不仅对教师提出较高的素质要求,而且对教学方法提出新的课题。下面我结合多年来在量子化学教学改革中的探索和尝试,谈谈教学感受和体会。

三、开展第二课堂,培养学生计算技能

为了让学生把学到的量子化学理论运用到研究中,掌握一些专业软件的计算技巧,教师可利用课余时间开展第二课堂,为学生提供一个学习和实践的平台,给他们创造更多的锻炼机会。例如,搞有机合成的研究生,根据专业需要可以让这些学生学会过渡态的寻找和优化,通过理论计算探索反应机理,能预测最佳反应通道,为他们的研究方向提供理论支持;研究方向是无机配位化学,可以让这些学生学习一些金属配合物的计算方法,学习配合物电子吸收光谱、荧光光谱及磁性的计算,这些计算结果对合成具有特殊性能的配合物都是很有帮助的。在第二课堂中,也可以让基础较好的学生参与到自己的科研活动中,承担一部分力所能及的科研课题,使学生科研能力得到锻炼,激发他们的科研热情,拓宽他们的视野,同时自己通过学生的实践活动,找到自己课堂教学中的不足。第二课堂的开展,不仅把学生所学的理论知识转化成学生认识和解决实际问题的能力,更重要的是教师身上这些品质能够言传身教地影响学生,从而使学生具备创造的兴趣和素质。

四、结语

量子化学的教学改革取得了一定的效果,首先学生克服了量子化学难学的畏难心理,激发了学生学习量子化学的激情,可以在有限的教学时间内达到较好的教学效果;其次,通过开展第二课堂,将量子化学理论与科研实例有机地结合起来,培养了学生分析问题、解决问题及科研创新的能力。

参考文献:

量子力学研究方向范文第4篇

>> 地方普通高校开展双语教学的思考 地方性普通高校双语教学中的若干问题分析 普通高校体育专业学生的双语教学探索 普通高校法学双语教学的困境与出路 地方普通高校旅游管理专业开展双语教学的SWOT分析 谈普通高校声乐教学改革的探索 试论地方普通高校专业教学团队建设的研究与实践 普通高校体育课程教学的改革与探索 普通高校《有机化学》教学改革的探索与实践 普通高校体育“三自主”教学改革的探索与分析 普通高校双语教学实践与策略 普通高校双语教学现状与反思 普通高校体育教学改革的对策研究 普通高校武术教学的改革研究 普通高校体育教学改革的实践研究 地方普通高校专业使命教育探索与实践 普通高校游泳教学模式的改革与实践 普通高校体育教学模式的改革与探究 地方普通高校量子力学教学探索 普通高校双语教学的目标及达标建议 常见问题解答 当前所在位置:l

2.http:///zong_he_870/20120330/t20120330_760603.shtml

3.吕小艳.论促进地方综合大学双语教材建设[J]. 中国成人教育, 2008年9月

4.双语教学课程设置研究-以本科院校工科专业为例[J]. 教育理论与实践, 2011年33期

5.工科专业双语教材的编写出版模式―《机械制造技术基础》双语教材的启示[J]. 科技与出版, 2010年 第8期

作者简介:夏凌,女,(1962.11-),籍贯:四川成都,博士,副教授。工作单位:西华大学电气信息学院 610039,研究方向:信息与信号处理。

阳小明, 男,(1972.3-),籍贯:四川德阳,硕士,副教授。工作单位:西华大学 电气信息学院 610039,研究方向:集成电路与功率器件

项目名称:2011年四川省高等教育“质量工程”专项项目

项目代码:70005020344

项目名称:西华大学信息工程特色专业建设项目

项目代码:70005020174

量子力学研究方向范文第5篇

【关键词】计算机技术;技术创新;创新原因

一、电子计算机发展中的突破性进展及其技术原因

由于现代社会对于复杂计算量任务的需求日益增加,人们迫切需要一种能够进行精确计算的电子设备,于是电子计算机应运而生,在随后的几年中,电子计算机技术得到了更加迅速的发展,并取得了很多里程碑式的突破,其主要表现和原因如下:

(一)晶体管技术与晶体管计算机的发明

在第二次世界大战以前,贝尔实验室的科研人员发现了一种能够使得微弱电流少量的变化,能够对另外的电流产生很大影响的材料,人们称之为“晶体管”;后来,人们逐渐发展晶体管在工作上不仅能够替代原有部件的作用,而且能够更好地提高计算机的性能,于是一些科研人员开始研究以晶体管计算机代替原有的电子管计算机,并确立了读写方便的二进制,同时人们从中得到启发,发明小型的供个人使用的计算机将会成为未来计算机的发展方向之一。采用晶体管作为主要部件的计算机被成为“第二代电子计算机”,并在随后的时期被广泛地运用,同时为以后的发展提供了契机。

(二)集成电路与PC机时代的到来

通过在发明晶体管计算机中的启发,通过当时的科学技术人们已经能够将晶体管、二极管和电阻等一些元部件和电路连线在一块集成电路板上,与普通的电子电路相比,集成电路具有体积小、重量轻、易携带、功耗低等优点,而且其可靠性也在逐步提高。后来,人们逐渐认识到集成电路的好处,并将集成电路运用到电子计算机的技术中来,同时将集成电路进行规模化生产,不仅促进了电子计算机的发展,而且使得计算机的成本降低,为未来计算机的普及奠定了良好的基础。

集成电路的发展不仅推动了电子计算机技术的发展,而且为PC时代的到来开辟了道路,随着集成电路被广泛的应用到电子计算机中,IBM公司首先建立了自己的集成电路工厂,并且在不断的摸索中,终于制造出了以集成电路为基础的电子计算机,从而使得计算机的发展到了第三时期。

(三)微处理芯片与英特尔系列

微处理器与集成电路和晶体管并称为计算机发展过程中的三大发明,可见微处理器对于计算机发展的推动力是不可或缺的,这三项发明分别使得电子计算机进入了新的时代。

当时微处理器的发明人员认为可以将复杂的芯片设计方案更加简洁化,在这一启发下,计算机的芯片主要是由只读存储器、随机存取器和输入输出接口和中央处理器组成,在这一结构的启发下,研发人员开始投入到微处理器的试运行过程中。

微处理器最终成功地研发并投入生产,使得整个计算机产业向着更加微型化的方向发展,尤其是在PC机领域,微处理器的产生,使得很多设想成为可能。

二、影响现代计算机技术创新的科学技术因素

科学家认为,电子计算机的集成度已经到达一个瓶颈时期,在集成电路板上如果再放置具有更强计算能力的部件,容易使得芯片散热不好,从而影响计算机的使用寿命。但是,人们对于电子计算机的要求却在不断提高,这一矛盾就导致了科学家开始寻找其他的路径来不断推进现代计算机的技术创新,主要包括以下几点:

(一)人工智能技术的发展

随着计算机功能和计算性能的进一步提高,人们开始思考能否让计算机模拟人类的思考和解决问题的模式,从而变得更加智能化,使得能够进一步解放人类劳动。目前为止,计算机技术在人工智能的领域已经取得了重大的成就,例如:一些专家系统已经能够利用已有的知识帮助人们解决问题,另外一些语音识别技术能够解放人们的双手,通过声音的录入就能够生成文字等等,这些技术虽然能够在一定程度上,使得电子计算机模拟人脑的行为,但是还远远无法跟人类的智能相媲美,因此在人工智能的道路上,我们还需要更多的研究和突破。

(二)量子力学的研究推动着量子计算机的发展

当人们认识到传统的综合性应用的计算机的发展已经到达一个瓶颈时期的时候,人们开始探索能否将计算机向着专用的方向发展,例如:人们可以利用量子计算机进行量子计算,但是从传统的综合性应用的计算机到量子计算机的改造是一项复杂的过程,这一过程中必须要攻克以下几个难题,例如:去相干的问题和纠错的问题等等,随着科学技术的发展,人们发明了量子计算机并且使得它的应用走向成熟,目前,对于量子力学的不断研究为量子计算机的发展提供了坚实的基础,成为未来电子计算机发展的新方向。

(三)光学为光子计算机的研究提供可能

光学的概念来自于爱因斯坦对于光学的研究,他在研究中发现与电子相比,光具有以下特点:光子的分辨率比较高;光子的速度更加快;光子的这些特点使得其未来具有更广阔的应用前景。而对于光学的研究,例如:激光、光纤、光存储和光显示等等,以及光学与光电子学的结合,标志着现代光学的诞生,这些技术的发展都有力地推动了光子计算机的发展。

作为一种全新的计算机,光子计算机是以光子作为信息的载体,而且能够进行光运算的新型计算机;在光学研究的基础上,目前光子计算机能够“与”、“或”、“非”三种基本的运算,同时还支持加法的运算等等,虽然目前光子计算机还没有正式的诞生,但是人们已经逐渐认识到其优势,也成为计算机未来发展的方向之一。

(四)DNA分子逻辑门奠定了DNA计算机发展的基础

DNA计算机是计算机科学与分子生物学相结合的产物,从此计算机的发展又开辟了一个新的领域。DNA分子具有较高的存储能力和强大的并行运算能力,所以DNA计算能够解决一些复杂的问题。DNA计算机的出现能够使得计算机的应用场合进入到人体内甚至细胞内,可以作为一种监控机制,发现DNA的变化等等,而且还能够合成一些药物,用来治疗人体的疑难杂症等等,具有非常广阔的应用前景,但是,目前DNA计算机的还处于研究过程中,完成对其真正的应用尚需时日。

(五)纳米技术的出现使得纳米计算机成为研究热潮

随着国际上对于纳米技术的研究,一些纳米材料正式诞生,使得全世界投入到了一股研究纳米技术的热潮中。同样,人们开始思考利用纳米计算机来实现一些传统计算机一些更加强大的功能,例如:可以利用纳米技术制作一些缩微计算机元件,而且这种纳米计算机一旦研究成功就有可能消耗很少的资源,在性能上也将获得更大的提高。目前,建造一个芯片生产工厂耗资巨大,使得很多厂商都不堪重负,但是如果利用纳米技术来制造和生产计算机的芯片,工厂的占地面积和所需资源等等都将大大降低。

三、影响现代计算机技术创新的社会因素

通过以上的分析和论述可知,在计算机的发展过程中,很多技术的研究为计算机的诞生和发展提供了契机,使得现代计算机朝着很多方向进行发展。但是,影响现代计算机技术创新的因素远远不止科学技术因素,还与社会因素密不可分,影响现代计算机技术创新的社会因素主要有以下几点:

(一)国家需求对于计算机技术的发展要求

随着目前世界上各个国家都处速发展时期,一些工程项目的数据和计算复杂程度逐步增加,采用传统的计算机已经无法满足这些需求。因此,必须要对计算机技术进行创新。例如:目前的加密技术正在逐步提高,密文在目前的计算量来讲是无法破译的,但是随着超级计算机性能的提高,运算速度的加快等等,密码必须进行更严密的运算,这就需要超级计算机来进行。超级计算机能够使得运算速度得到很大提高,可以在国防安全和信息安全等方面起着重要的作用。

(二)人们对于计算机的需求也是创新因素之一

目前,随着科学技术的发展,计算机已经被普遍地推广和应用,人们对于计算机的需求也在不断上升,这也成为计算机技术创新的重要因素之一,主要表现在以下几点:第一,体积微型化,为了能够打破时间和空间对于计算机使用的限制,人们需要一种能够便于携带的、体积更小、续航能力更强的计算机,这就促使着计算机技术向着更加完善的方向发展;第二,功能全面化,人们对于计算机的需求也向着功能更加全面的方向发展,希望能够利用一台计算机进行工作、学习和娱乐等等,所以现代的计算机也正在向着功能更加全面的方向发展着。

四、面对计算机技术创新的几点建议

人们的生活每时每刻都在变动,计算机技术的创新也无时无刻不在发展,面对日新月异的计算机技术创新,主要有以下几点建议:

第一,准确把握需求,一项新技术的产生肯定有一定的需求因素为推动力,明确需求才能更好地研究出符合相关需求的计算机技术。

第二,计算机技术有着众多的研究领域,每个研究领域都可能为计算机技术的创新提供启发,所以在通用计算机的基础上研究一些针对专业领域的计算机技术也非常重要,从而能够更好地促进计算机技术的创新。

第三,计算机在给人们带来方便的同时,也存在着很多隐患,例如:病毒、网络攻击、信息窃取和辐射等问题,不仅影响着人们的健康,而且还威胁着国家的安全,因此我们在致力于计算机技术的创新过程中,也需要考虑计算机带来的负面影响。

第四,信息时代的到来,为计算机技术的发展提供了另一个契机,随着人们逐渐认识到信息的重要性,人们开始利用计算机进行沟通和交流,所以计算机的携带、功耗、续航以及成本等问题也成为计算机技术创新过程中需要考虑的重要因素。

第五,由于目前计算机已经被广泛地运用到各个领域,所以计算机技术的发展不仅仅需要本领域相关知识的支持,而且还需要其他领域知识的配合,在此过程中需要研发和技术人员对于相关领域的技术有着深入的了解,才能够真正制造出跨领域发展的计算机。

参考文献:

[1]李乃胜.当代科学技术发展前沿[M].青岛:中国海洋大学出版社,2004年1月出版.

[2]杨华.未来计算机的发展趋势展望[J].黑龙江科技信息,2007年7月.

[3]高文.计算机技术发展的历史、现状与趋势[J].中国科学基金,2002年1月.

[4]侯跃武.计算机基础与实训教材系列:电脑入门实用教程[M].清华大学出版社,2009年5月出版.