理论物理.docx
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理论物理
理论物理
TheoreticalPhysics
（070304）
●培养方案
（一）培养目标和要求
本专业培养德、智、体全面发展的理论物理的研究人才，能胜任高等院校、科研机构或其他相关单位的物理数学、研究或其他相关工作。
具体要求如下：
1．热爱祖国、热爱物理、勤奋好学、求实创新、追求真理、善于与人协作，具有强烈的事业心和高度的责任感。
2．具有宽而厚的物理学、应用数学、计算机编程及与研究方向相关的其他学科的基础知识、基本技能。
具有清晰物理思维的能力及应用已有基本理论进行创新和解决问题的能力。
3．能比较熟练地运用一门外语阅读本专业的外文资料、能用此门外语撰写论文，并具备一定的听、说的能力。
（二）研究方向
1、量子体系的多粒子问题Multi-particleProblemsinQuantumSystems
2、引力与宇宙学GravitationandCosmology
3、原子、分子物理AtomicandMolecularPhysics
4、粒子物理ParticlePhysics
（三）学制
三年
（四）课程设置
（一）必修课程：
（1）学位公共课：
科学社会主义理论与实践TheoryandPracticeofScientificSocialism
自然辩证法DialecticsofNature
第一外国语FirstForeignLanguage
（2）学位基础课：
高等量子力学AdvancedQuantumMechanics
量子统计物理QuantumStatisticsPhysics
群论GroupTheory
量子场论QuantumFieldTheory
专业计算机编程ComputerProgrammingforSpecialty
专业外语SpecializedForeignLanguage
2、选修课程：
核结构理论TheoriesonNuclearStructures
广义相对论GeneralTheoryofRelativity
原子、分子物理AtomicandMolecularPhysics
粒子物理导论IntroductiontoParticlePhysics
天体物理导论IntroductiontoAstrophysics
量子力学最新进展LatestAdvancesinQuantumPhysics
3、任选课
核多体问题NuclearMulti-StructureProblems
凝聚态物理StasisPhysics
超对称物理导论IntroductiontoSuper-symmetricalPhysics
4、实习
第五学期，研究生应至少给本科生讲6节课。
（五）教学和培养方式
（六）成绩考核
课程学习考核采用闭卷、开卷或者撰写专题论文的方式进行；成绩可以按百分制计，也可以分优（90分-100分）、良（80分-89分）、中（70分-79分）、及格（60分-69分）、不及格五等；必修课及格标准为“中”，选修课及格标准为“及格”；学位课程三分之二以上达到优良者，方可参加学位论文答辩。
（七）学位论文撰写
1、第三学期开始以后，在导师的指导下确定选题，并开始进入研究工作。
2、论文的选题应具有一定的理论价值、创新性和前沿性；
3、正文一般不少于3万字，外文摘要2000字符，中文摘要800字。
4、论文的封面、中外文摘要、正文、附录和参考文献的编排、格式等均须符合学术杂志对论文的规范。
5、学位论文答辩前，研究生必须至少有一篇论文在国内外学术期刊上发表。
（八）论文答辩与学位授予
1、论文答辩
（1）学位论文答辩须由作者本人向答辩委员会提出申请，并将学位论文提交答辩委员会，由答辩秘书送答辩委员会。
（2）硕士学位论文答辩前须聘请2位（或以上）具有副教授（或以上）职称的专家评阅。
（3）答辩委员会由4-5名与选题有关的教授（或研究员）、副教授（或副研究员）组成。
答辩委员会推举一名答辩主席，答辩人的导师和副导师不能担任答辩主席。
答辩后由答辩委员会投票表决，答辩主席在答辩决议书上签字。
2、学位授予
论文在获三分之二（或以上）答辩委员通过后，答辩委员会可建议授予答辩人所申请的学位。
●教学大纲
☆高等量子力学
（一）教学目的和要求
量子力学是现代高科技不可或缺的，还在不断发展的一门基础学科。
本课程是在本科已学过的量子力学基础上的加深课程。
通过此课程的教学，使研究生在本科阶段具备的初步量子力学知识和技能的基础上，加宽加深对量子力学基本思想、基本内容和基本应用的认识和能力。
学会从微观角度来认识物质结构及相关规律，并用它做武器来解决一些未知问题。
（二）基本教学内容
第一章量子力学与经典力学的关系
1．1对应原理
1．2Possion括号
1．3WKB近似
1．4中心力场中粒子的准经典近似
1．5Schroedinger方程与Jacobi-Hamilton方程的关系，力学与光学的相似性
第二章路径积分
2.1传播子
2.2路径积分的基本思想
2.3路径积分的计算方法
2.4Feyman路径积分理论与Schroedinger波动方程等价
2.5路径积分理论的规范不变性，Aharonov-Bohm效应
第三章二次量子化
3.1粒子数表象，粒子产生与湮灭算式
3.2Bose子单体和二体算符的表示式
3.3Fermi子单体和二体算符的表示式
3.4坐标表象
3.4.1坐标表象
3.4.2无相互作用Fermi气体
3.4.3无相互作用无自旋多粒子体系
第四章散射理论
4.1散射的形式理散41散射的形式理论
4.1.1相互作用表象中态随时间的演化
4.1.2微扰论展开
4.1.3散射矩阵
4.1.4S矩阵的微扰论展开
4.1.5散射截面
4.1.6分波法
第五章角动量理论（续）
5.1转动算符的矩阵表示
5.2陀螺的转动
5.2.1对称陀螺的转动铺的代数解法
5.2.2对称陀螺的波函数
5.3不可约张量Winger-Eckart定理
5.3.1不可约张量算符
5.3.2Winger-Eckart定律
5.3.3张量积
5.3.4一阶张量的投影定理
第六章相对论量子力学
6.1Klein-Gordon方程
6.2Dirac方程
6.2.1Dirac方程的引进
6.2.2电子的速度算符
6.2.3α与β的矩阵表示
6.3自由电子的平面波解
6.4电磁场中电子的Dirac方程与非相对论极限
6.4.1电磁场中电子的Dirac方程
6.4.2非相对论极限与电子磁矩
6.4.3中心力场下的非相对极限，自旋轨道耦合
6.5氢原子光谱的精细结构
6.5.1电子力场中电子的守恒量
6.5.2（K，j2，jz）的共同本征态
6.5.3径向方程
6.5.4氢原子光谱的精细结构
第七章量子体系的对称性
7.1绪论
7.1.1对称性在经典物理中的应用
7.1.2对称性在量子物理学中更深刻的含义
7.2守恒量与对称量
7.3量子态的分类与对称性
7.3.1量子态按对称群的不可约表示分类
7.3.2简并态的标记，子群链
7.3.3力学量的矩阵元
7.4能级简并度与对称性的关系
7.4.1一般讨论
7.4.2一维粒子能级的简并性
7.4.3二维势阱中粒子能级的简并性
7.4.4轴对称变形势
7.5对称性在简并微扰中的应用
7.5.1一般原则及应用举例
7.5.2对称性在原子光谱中的应用，LS耦合
第八章时间反演
8.1时间反演态与时间反演算符
8.2时间反演不变性
8.2.1经典力学中的时间反演不变性
8.2.2量子力学中的时间反演不变性
8.2.3Schroedinger方程的时间反演不变性
8.2.4T2的本征值与统计性的关系
8.2.5Kramers简并
8.3力学量的分类与矩阵元的计算
（三）主要参考资料
《量子力学》（卷Ⅱ）第二版，曾谨言著，科学出版社1997年版。
《量子力学习题精选与剖析》，钱伯初、曾谨言编著，科学出版社1995年版。
《高等量子力学》，喀兴林，高等教育出版社1999年版。
《量子力学》（第二卷），（法）A.梅西亚著，科学出版社1986年。
《量子力学原理》P.A.M狄拉克科学出版社1979年版。
《量子力学》，苏入铿编著，复旦大学出版社1997年版。
（四）任课教师：
郑仁蓉
（五）总时数：
72学时
（六）考核方式：
☆群论及其应用
（一）教学目的和要求
本课程在阐明拓扑、张量、流形等近似代数方法的基础上，着重讲解群论与群表示论以及它们在量子力学、粒子物理、固体物理以及原子和原子核物理等学科中的应用，目的在于使研究生把它作为一种新的数学工具，为解决研究课题中的相关问题服务。
要求研究生掌握群论的基本知识与应用技能，在课题研究需要之时能够用群论这种数学工具来解决问题。
（二）基本教学内容
1、集合论
集合概念
集合运算
集合影射
集合关系
2、群论基础
群的定义
子群和陪集
共轭群
不变子群与商群
同态与同构
直积群
3、代数系和数系
数系
向量空间
体上的代数
4、向量空间的理论
商空间
对偶空间
内积空间
不变子空间
张量空间
5、群表示论
可约和不可约
商表示
重要定理
群论和量子力学
6、拓扑和流形
定义
连续映射
连通性
流形
流形上的张量场
7、SO
（2），SO（3），SU
（2）群及其应用
张量
旋量
A型李代数
C-G系数
W-E定理
选择定则
8、晶体群及其应用
欧几里德群
点群
格群
布喇菲格子
空间群
9、对称群及其应用
对称群的共轭结构
不可约表示
分歧律
Young氏图形
10、Lorents群及其表示
定义
覆盖群SL（2，c）
旋量
旋量方程
11、李群和李代数
定义
李群的李代数
伴随表示
典型群及其表示论
12、应用实例
各向同性谐振子
氢原子
费米子与壳层结构
八重态与夸克模型
（三）主要参考资料
《对称群及其应用》，W.Miller著，栾德怀、冯承天等译，科学出版社1981年版。
《典型群及其在物理上的应用》，B.G.Wybourne著，科学出版社1982年版。
《理论物理导论》、《从理论物理到数学结论》，L.E.H.Trainor等著，冯承天等译，科学出版社1987年版。
《物理学中的几何方法》，余杨政，冯承天著，高等教育出版社，施谱林格出版社1998年版。
（四）任课教师：
冯承天
（五）总时数：
72
（六）考核方式：
考试
☆量子统计与多体理论
（一）教学目的和要求
本课程为理论物理专业硕士研究生的学位课程。
本课程的目的是使学生对量子统计物理学的理论方法和研究对象有一个系统的理解，并对这一领域当前的发展有一定的了解，为日后进一步学习有关专题课程和从事相关的科学研究工作打下良好的基础。
（二）基本教学内容
第一章量子统计系综的基本原理
1、经典统计系综理论的回顾
2、量子统计系综理论
3、量子刘维方程
4、密度算符的薛定锷绘景和海森伯绘景
第二章量子统计热力学
1、平衡态量子统计系综
2、密度矩阵的计算
3、密度矩阵的布洛赫方程及其微扰展开
4、热力学等式
5、量子系统中的涨落
6、热力学极限
7、量子统计系综的热力学等价性
8、热力学第三定律的统计解释
9、量子统计的经典极限
第三章近独立子系所组成的系统
1、量子统计描写
2、密度矩阵和配分函数
3、用巨正则系综讨论理想气体
4、理想玻色气体的性质
5、理想费米气体的性质
6、理想费米气体的磁性质
第四章非理想气体理论——集团展开法
1、买厄的经典非理想气体理论
2、量子非理想气体的第二维里系数
3、量子集团展开
4、双碰撞方法
5、粒子径向分布函数
第五章量子流体
1、元激发
2、液4He的性质
3、朗道超流理论
4、简并近理想玻色气体（排斥势），波戈留波夫变换
5、朗道的正常费米液体理论
6、简并近理想费米气体（排斥势）
7、超流费米液体
第六章相变理论-Ⅰ
1、Ising模型，Bragg-Williams近似
2、Bethe近似
3、Ising模型的其他应用
4、Ising模型的严格解
5、杨—李相变理论
第七章相变理论-Ⅱ
1、临界点附近的涨落、关联长度
2、序参数，临界指数
3、临界现象的标度理论
4、坐标空间重整化群
5、高斯模型及其严格解
6、动量空间重整化群
第八章趋向平衡的过程
1、刘维定理和彭加勒周期
2、H定理
3、Ehrenfest模型
（三）主要参考资料
《量子统计物理学》，北大物理系编写组，北京大学出版社1987年。
《统计物理现代教程》上册，[美]雷克著，北京大学出版社1983年。
《统计物理现代教程》下册，[美]雷克著，北京大学出版社1983年。
《统计力学》，李政道编，北京师范大学出版社1984年。
（四）任课教师：
（五）总时数：
72学时
（六）考核方式：
●培养计划表
院（系、
所）
理工信息学院
学科、
专业
理论物理
研究
方向
1.量子体系的多粒子问题2.引力与宇宙学
3.原子、分子物理4.粒子物理
课程类别
课程
名称
学
分
周学时
总
学
时
各学期教学周时数
任课
教师
考核方式
一
二
三
四
五
六
必
修
课
程
学
位
公
共
课
第一外国语
6
6
216
6
6
考试
政治理论课
自然辩证法（理）/哲学（文）
2
3
54
3
考试
科学社会主义的理论与实践
2
3
54
3
考试
学
位
课
程
1.2.群论
3
4
72
4
冯承天
考试
1.2.高等量子力学
3
4
72
4
郑仁蓉
考试
1.2.量子统计物理学
3
4
72
4
朱炯明
考试
1.2.量子场论
3
4
72
4
陆继宗
考试
1.2.专业计算机编程
3
3
54
3
朱顺泉
考试
1核结构理论原子分子物理
3
3
54
3
导师
考试
2.广义相对论粒子物理导论
3
3
54
3
导师
考试
指定选修
课
1.2.专业外语
3
2
36
2
考查
1.2.专题讲座
2
考查
1核多体问题
2
3
54
3
郑仁蓉
考查
2.天体物理导论
2
3
54
3
李新洲
考查
任
选
课
1.2.量子力学新进展
2
2
36
2
郑仁蓉
考查
1.2.量子混沌
2
2
36
2
郑仁蓉
考查
1.2.超对称物理导论
2
2
36
2
李新州
考查
其他
培养
环节
名称
2
9
18
9
√
评审
论文写作与答辩
√
答辩
同等学力者补修课程
量子力学
√
郑仁蓉
考试
统计物理
√
朱炯明
考试
数学物理方法
√
李新州
考试
升级会员 