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大学物理实验, 2026, 39(1): 91-98     https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.01.016
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第一性原理计算软件赋能量子力学不确定关系教学实验设计与应用#br#
王笠雅 1 ,李金英 1* ,路心怡 2 ,刘明俊 2 ,刘双良 1
1.吉林师范大学 物理学院,吉林 四平 136000;2.吉林师范大学 工程学院,吉林 四平136000
Design and Application of Teaching Experiments for Quantum MechanicalUncertainty Relation Empowered by First-Principles Calculation Software#br#
WANG Liya 1 ,LI Jinying 1* ,LU Xinyi 2 ,LIU Mingjun 2 ,LIU Shuangliang 1
1.School of Physics,Jilin Normal University,Siping 136000,China;2.School of Engineering,Jilin Normal University,Siping
136000,China
下载:  PDF (2854KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对四大力学量子力学部分“不确定关系”教学抽象、实验验证困难的痛点,将第一性原理计算软件(VASP)与虚拟仿真技术融合,通过 VASP 软件对氢原子基态波函数、电子位置-动量分布进行量化计算,结合 Python 可视化工具生成动态仿真结果,设计“理论推导-计算模拟-实验验证-拓展应用”四阶段教学流程。该教学模式为量子力学教学提供了“计算可视化”的新路径,为计算物理工具在中学物理课堂的应用提供了可复制的实践范例。
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王笠雅
李金英
路心怡
刘明俊
刘双良
关键词:  VASP 软件  不确定关系  虚拟仿真实验  量子力学教学    
Abstract: Aiming at the pain points of Abstract:teaching and difficult experimental verification in the
"uncertainty principle" section of quantum mechanics(one of the Four Fundamental Mechanics),this study
integrates first-principles calculation software (VASP)with virtual simulation technology. Specifically,the
VASP software is used to perform quantitative calculations on the ground-state wave function of hydrogen atoms
and the electron position-momentum distribution.Combined with Python visualization tools,dynamic simulation
results are generated,and a four-stage teaching process of " theoretical derivation-computational simulation-
experimental verification-extended application " is designed. This teaching model provides a new
"computational visualization" path for quantum mechanics teaching and offers a replicable practical example
for the application of computational physics tools in middle school physics classrooms.
Key words:  VASP software    uncertainty principle    virtual simulation experiment    quantum mechanics teaching
                    发布日期:  2026-02-25     
ZTFLH:  O 413.1   
引用本文:    
王笠雅 , 李金英 , 路心怡 , 刘明俊 , 刘双良 . 第一性原理计算软件赋能量子力学不确定关系教学实验设计与应用#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(1): 91-98.
WANG Liya , LI Jinying , LU Xinyi , LIU Mingjun , LIU Shuangliang . Design and Application of Teaching Experiments for Quantum MechanicalUncertainty Relation Empowered by First-Principles Calculation Software#br#. Physical Experiment of College, 2026, 39(1): 91-98.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.01.016  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2026/V39/I1/91
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