量子物理

课程编码：080900M01001H 英文名称：Quantum Physics 课时：50 学分：3.00 课程属性：一级学科核心课 主讲教师：曹俊鹏等

本课程为物理电子学专业研究生的学科基础课。教学目的是使物理电子学专业的研究生及相关交叉学科的研究生系统地掌握量子物理的基础内容：实验基础与量子力学的基本概念和理论框架；双态系统；从一维系统到凝聚态物质，原子、分子、原子核、粒子及量子力学的新进展。为了加强实验和理论的结合，有全光纤量子密钥分发实验和贝尔不等式实验检验等实验演示。

大学普通物理的光学部分、微积分和线性代数等

第一章 量子物理基础 2.0学时
第1节 量子理论基础
第2节 基本学派
第二章 量子态和薛定谔方程 4.0学时
第1节 波函数的统计诠释、态叠加原理
第2节 薛定谔方程、概率流密度矢量及相关守恒律
第3节 力学量的期望值、定态薛定谔方程
第4节 测量值及其概率、束缚态和散射态、波函数塌缩
第三章 一维问题 8.0学时
第1节 一维无限深方势阱、delta势阱
第2节 定态的一般性质
第3节 一维简谐振子：代数法
第4节 一维简谐振子：解析法
第5节 自由粒子、量子隧道效应
第6节 delta势垒
第7节 周期场、布拉赫定理
第8节 固体的价带结构
第四章 量子理论中的物理量、对称性和守恒律 8.0学时
第1节 力学量算符的一般性质
第2节 厄密算符、广义统计诠释
第3节 对易关系、不确定关系
第4节 坐标算符、动量算符
第5节 角动量算符、三种绘景
第6节 力学量期望值随时间的变化与守恒
第7节 对称性和守恒律
第8节 海尔曼-费曼定理和维里定理、时间-能量不确定关系
第五章 矩阵量子论 6.0学时
第1节 态的表象、算符的矩阵表示
第2节 公式的矩阵表述、表象变换
第3节 狄拉克符号
第4节 坐标表象、动量表象
第5节 本征值为分立谱算符的表象
第6节 Fock空间和占有数表象、相干态和相干态表象
第六章 电子在库仑场中的运动 2.0学时
第1节 中心力场、电子在库仑场中的运动
第2节 氢原子
第七章 近似方法：定态微扰论和变分法 4.0学时
第1节 近似方法：非简并微扰理论
第2节 简并微扰理论
第3节 简并微扰进一步讨论
第4节 氢原子光谱的一阶斯塔克效应、变分法
第八章 量子跃迁和激光原理 4.0学时
第1节 含时微扰理论
第2节 光的发射和吸收
第3节 选择定则
第4节 激光原理、绝热近似
第九章 电子自旋和全同粒性原理 6.0学时
第1节 电子自旋、电子的完整波函数
第2节 自旋算符和自旋波函数
第3节 电子的总角动量和自旋轨道耦合、角动量耦合
第4节 自旋交换作用及其波函数
第5节 光谱的精细结构、塞曼效应
第6节 反常塞曼效应、全同粒子体系的波函数
第十章 几何相和朗道能级 4.0学时
第1节 绝热定理、贝瑞相
第2节 AB效应、电子在磁场中的运动
第3节 朗道能级
第4节 纯态、混态、密度矩阵、量子纠缠
第十一章 考试 2.0学时
第1节 考试

曹俊鹏 博导 低维强关联系统中的电子及自旋性质；量子磁性；量子多体理论；量子场论；量子可积系统及严格可解统计模型；冷原子系统。