理论物理专业硕士研究生培养方案Word格式文档下载.docx
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硕士英语听说
64
001
高等量子力学
70
3
海文华
方细明
余洪伟
专业
002
群论
匡乐满
刘翔
003
量子场论
吕君丽
荆继良
004
量子统计
肖长明
方卯发
曾浩生
选修课
005
量子光学
60
2
006
腔量子电动力学
007
量子计算与量子通讯
008
原子分子理论
009
混沌动力学
010
冷原子理论
011
孤立子理论
颜家壬
012
非线性波动理论
周光辉
013
孤子微扰理论
014
张量分析与拓扑
王永久
015
引力理论基础
016
引力效应
017
引力场方程严格解
018
广义相对论
019
黑洞物理学
020
弯曲时空量子场论
021
相互作用的统一理论
022
时空大尺度结构与演化
023
量子信息理论
刘翔副
024
原子玻色-爱恩斯坦凝聚
025
单光子物理
026
量子混沌
027
计算物理专题
028
光场与原子相互作用
029
非平衡态热力学
030
非平衡态统计力学
031
结构、功能与材料设计
廖树帜
032
输运理论
曹治觉
教学实践
10
必修环节
学术报告
6-8次
五、专业课程开设具体要求
课程编号：
课程名称：
英文名称：
AdvancedQuantumMechancs
教学内容：
第一章：
量子态的描述；
第二章：
量子力学与经典力学的关系；
第三章：
路径积分；
第四章：
量子力学中的相位；
第五章：
二次量子化；
第六章：
角动量理论；
第七章：
量子体系的对称性；
第八章：
时空反演；
第九章：
散射理论；
第十章：
相对论量子力学
预修课程：
大学本科物理专业课程
主要教材及参考文献：
1、曾谨言．量子力学（卷Ⅱ）［M］．
2、余寿绵．高等量子力学［M］．
3、P.Roman,AdvancedQuantumTheory［M］．
4、J.Bjorkenetal．RelativisticQuantumMechanics［M］．
GroupTheory
群的基本知识10学时，第二章：
群的线性表示10学时；
对称群及其表示10学时；
点群及其表示10学时；
连续群和李代数10学时；
转动群的表示论10学时；
Lorentz群的表示论10学时。
线性代数、量子力学等
1、约什．物理学中的群论基础［M］．
2、怀邦．典型群及其在物理中的应用［M］．
3、孙洪洲．群论［M］．
4、曾高坚．近代物理中的群论方法（讲义）．
QuantumFieldTheory
教学要求：
量子场论是描写基本粒子等微观客体运动规律及其相互作用的理论，在现代物理学的许多领域内都有十分重要的应用。
熟悉量子场论，才能较好地阅读近代物理文献和从事较高层次的科学研究。
量子场论的基本原理；
标量场的量子化理论；
电磁场的量子化理论；
旋量场的量子化理论；
量子场的相互作用；
S矩阵与协变的微扰理论；
一些物理过程的初级近似；
重整化理论；
规范场理论概要。
大学本科水平的理论物理、高等量子力学
1、何宝鹏、熊钰庆．量子场论导论［M］．华南理工大学出版社．
2、邹国兴．量子场论导论［M］．科学出版社．
3、FieldTheory［M］．
4、曹昌祺．量子规范场论［M］．高等教育出版社．
QuantumStatistics
掌握量子统计物理学的基本理论和统计物理中的格林函数方法，以及它们在理论物理和凝聚态物理中的应用。
包括量子统计物理学和格林函数理论两大部分。
第一章经典统计系综理论；
第二章量子统计系综理论；
第三章理想量子气体；
第四章非理想气体；
第五章相变的平均场理论；
第六章相变的重整化辟理论；
第七章零温格林函数；
第八章重整化方法；
第九章有限温度下的格林函数。
经典热力学与统计物理、量子力学
1、梁希侠．高等统计力学导论［M］．内蒙古大学出版社．
2、北京大学牧师系《量子统计物理学》编写组．量子统计物理学［M］．北京大学出版社．
3、蔡建华等．量子统计中的格林函数理［M］．科学出版社．
4、统计物理现代教程上、下册［M］．L.E.黄田匀等译校[美]．北京大学出版社．
QuantumOptics
掌握量子光学的基本原理和研究光的量子本性的基本方法。
光场的非经典态及其生成，光的相干性，电磁场的各种表示，量子耗散系统，光与原子的相互作用，共振荧光，激光的量子理论，量子非破坏测量，原子光学。
高等量子力学、场论
1、，Optics［M］．
2、
3、Nois［M］．
4、J.Perina．QuantumstatisticsofLinearandNonlinearOpticalPhenomena［M］．
腔量子电动力学
CavuttQuantumElectrodynamics
掌握腔QED的原理和基本方法，并能运用这些方法解决一些具有一定难度的科研问题。
囚禁空间中的原子，腔内非经典场态的操纵与控制，腔QED中的结构和动力学，运动原子的自发辐射，Casimir效应。
高等量子力学、量子光学
1、P.P….Berman．CavuttQuantumElectrodynamics［M］．
2、Cohen-Tannoudji．PhotonsandAtoms;
IntroductiontoQuantumElectrodynamics［M］．
3、Cohen-Tannoudji．Atom-PhotonInteractions:
BasicProcessesandApplications［M］．
量子计算与量子通讯
QuantumComputation&
QuantumCommunication
课程内容：
本课程的内容包括量子计算的基本概念，量子计算的物理实现（包括离子阱量子计算，核磁共振量子计算，腔QED量子计算，约瑟夫森量子计算，线性光学量子计算等），量子算法（包括Shor的大数因子化算法和Grover的量子搜寻算法），量子克隆方法，量子纠缠，量子隐形传态，量子道的容量。
主要教材参考文献：
1、J.Preskill．QuantumInformation&
Computation［M］．1998．
2、C.P.Quantum．ComputingandQuantumCommunications［M］．1998．
3、J.Gruska．QuantumComputing［M］．1999．
原子分子理论
AtomicandMolemlarTheroy
掌握以多通道专理论为核心的原子理论以及量子化学的基本原理和方法为研究原子、分子的结构及其与外场相互作用机制打下牢固的基础。
1.ReviewofMechanics；
2.AtomsNDions；
3.AtomicaSpectra；
4.SimpleReactions；
5.SpecialTopics。
量子力学及大学物理本科专业相关的课程
1、byH.Friedrich．TheorticalAtomicPhysic［M］．
2、R.N波特，M.卡普路斯．原子与分子［M］．王荣顺等．
3、唐敖庆．量子化学［M］．
混沌动力学
ChaoticDynamics
初步掌握经典混沌分析与控制方法
引言；
一维映射：
普遍理论；
微分动力学；
分形维；
保守系统；
混沌的度量；
混沌控制；
混沌应用；
超混沌。
理论力学、数理方程、高等数学
1、S.Rasband．ChaoticDynamicsofNonlinearSystems［M］．
3、ChaosTheory
4、刘曾荣.混沌的微扰判据［M］．
5、刘秉正.非线性动力学与混沌基础［M］．
010
冷原子理论
TheoryofColdAtoms
初步掌握原子与离子冷却方法及冷原子与离子的基本运动规律。
离子阱；
冷离子动力学；
超冷离子的量子力学；
磁光阱；
第六章：
原子玻色-爱恩斯坦凝聚；
原子激光；
冷原子的混沌运动。
理论力学、高等量子力学
1、Nature［M］．Vol.416（2002），205-246．
2、F.DalfovoandS.Giorg．Rev.ModernPhys［M］．71（1999）,463.
3、W.Paul，Rev.ModernPhys.,62（1990）,531
011
孤立子理论
SolitonicTheory
掌握求几种常见非线性方程孤子解的逆散射问题方法。
kdv方程，NLS方程，SG方程，Mkdv等方程的逆散射方法，多孤子解，哈密顿系统。
数学物理方法，量子力学
1、黄念宁．孤子理论微扰方法（1-5章）［M］．
2、扎哈罗夫等．孤子理论（逆问题方法）（第一章）［M］．
3、ofSoltiomTheory［M］．
NonlinearWaveTheory
了解非线性波动理论及渐近方法。
非线性物理模型、波动方程、渐近方法。
１、谷内俊弥，西原功修．非线性波动［M］（1-3章）．
孤子微扰理论
SolitonicPerturbationTheory
掌握逆散射微扰论和几种主要的孤子微扰论直接方法。
逆散射扰论，几种常见的孤子微扰论直接方法，我们自己所创立的孤子微扰分离变量法。
数理方法、量子力学、孤立子理论
1、黄会宁．孤子理论和微扰方法（第六章）［M］．
2、相关文献．
掌握张量分析中诸概念和张量分析的诸种运算方法
逆变矢量和协变矢量，张量代数，张量的对称性，度规张量，纯空间度规，仿射联络空间，黎曼空间，广义黎曼空间，张量密度，联络和克里斯托菲符号，协变微分，曲率张量，短程线，共形变换，Well张量.微分流形，拓扑空间，连续映射和同胚映射，可数性和分离性，紧致性和连通性，微分流形，积分流形，外微分，外微分式的积分，Rieman流形，Lie导数。
线性代数、矢量代数、矢量分析
1、王永久．广义相对论和宇宙学［M］第一篇．
2、栗田稔[日]．张量分析［M］．
引力理论基础
掌握4维狭义相对论的运动学,动力学,电动力学方程和能量动量张量的表述;
牛顿引力理论的困难,引力场的几何化及各种性质。
Lorentz变换，相对论运动学，相对论动力学，相对论动力学，能量动量张量的表述;
牛顿引力理论的困难，水星近日点的进动，Newman疑难，Olbes佯谬，惯性质量和引力质量，狭义相对论的绝对性，狭义相对性原理推广的必要性;
等效原理和广义相对性原理，Einstein引力理论基础，引力场中的空间和时间，转盘上的非欧几何，弯曲时空几何，引力场的矢势和标势;
引力场的几何化。
理论力学、狭义相对论
1、王永久．空间时间和引力［M］．
2、王永久，唐智明.引力理论和引力效应［M］．
3、霍金．时间简史［M］．吴仲超．
引力效应
掌握引力频移效应效应，轨道类引力效应，延迟类引力效应，亏损类引力效应，加速类引力效应和其他诸种引力效应.
了解和掌握轨道类引力效应，延迟类引力效应，亏损类引力效应，Kerr场中的亏损效应，质量亏损效应，加速类引力效应，时钟佯谬的严格讨论,频移类诸种引力效应，均匀引力场的情况，静态引力场的情况，史瓦西场中的频移效应，质量四极矩轨道场中的频移效应，Kerr场中的频移效应，引力波场中的频移效应.透镜类引力效应，偏振类引力效应和其他引力效应。
狭义相对论、广义相对论
1、王永久．黑洞物理学［M］．
2、王永久.广义相对论和宇宙学［M］．
3、王永久，唐智明．引力理论和引力效应（第八篇）［M］．
引力场方程严格解
掌握诸种引力场方程的求解方法
根据场的对称性,确定度规的具体形式;
从而确定联络和里契张量,构成场方程,运用黎曼几何和张量分析的方法和技巧求解;
讨论所得结果预言的物理意义.求解史瓦西场，克尔场，Rissner-Nodstrom场，Kerr-Newman场，Kasuya场，AME场，Toiman场，Kasner场，Ernst场，Kinnersley场，电荷和磁矩的复合场等。
广义相对论、张量分析
主要教材及参考文献；
1、唐智明．引力理论和引力效应王永久（第八篇）［M］．
2、王永久．黑洞物理学［M］．
3、王永久．广义相对论和宇宙学［M］．
熟练掌握广义相对论基本原理、引力场方程的推导和求解、以及引力辐射的研究。
一、广义相对论的基本原理；
二、用变分原理建立爱因斯坦场方程，引力场的弱场近似，关于宇宙项的讨论，爱因斯坦－MAXWELL方程，物质运动方程和物质场的能量－动量张量；
三、LIE导数和时空的对称性，KILLING矢量，引力场的对称性；
四、引力场方程的正交标架形式，引力场的零标架形式；
五、引力场方程的严格解；
六、引力场的能量表述；
七、引力辐射；
八、宇宙学，宇宙学原理，ROBERTSON－WALKER度规，宇宙物质的密度与压强，宇宙年龄的计算，粒子视界和事件视界，宇宙的演化和背景辐射等。
狭义相对论、黎曼几何、张量分析
1、王永久，唐智明．引力理论和引力效应［M］．
2、刘辽．广义相对论［M］．
3、S.Hawking．GeneralRelativity［M］．
4、M.Cameli.．ClassicalFields:
GeneralRelativityandGaugeTheory［M］．
熟练掌握黑洞时空分析方法、了解黑洞重要特征量的推导、以及黑洞热热力学。
一、静态黑洞时空结构，史瓦西面，自由下落坐标系，史瓦西黑洞，KRUSKAL坐标系；
二、稳态黑洞时空结构，旋转天体的引力场，无限红移面和视界；
三、恒星的引力塌缩，恒星的广义相对论动力学；
四、黑洞的HAWKING辐射，标量粒子的波函数，标量量子的散射与吸收，电子散射，中微子的散射和吸收，HAWKING温度；
五、黑洞热力学，黑洞热力学的四条定律；
六、量子黑洞，黑洞的热力学熵和统计力学熵；
七，黑洞的演化；
八、与黑洞物理相关的课题及今年研究进展。
广义相对论、高等量子力学、量子场论
1、P.K.Townsend．BlackHoleCambridge大学97年教材［M］．
2、王永久、唐智明．引力理论和引力效应［M］．
3、刘辽．广义相对论［M］．
4、S.Hawking．GeneralRelativity［M］．
５、R.M.Wald．BlackHoleThermodynamics［M］．Chicago大学，1994．
掌握弯曲时空量子场理论和研究方法。
闵氏时空量子场论回顾（标量场、狄拉克场、电磁场的量子化；
格林函数，路径积分量子化）。
弯曲时空量子场论，1、Penrose图与时空结构；
2、标量场的量子化；
3、粒子概念的意义与粒子探测器；
4、宇宙粒子产生；
5、共形真空；
6、弯曲时空中任意自旋的场；
非平庸平直时空。
1、柱面二维时空；
2、格林函数的应用；
3、Casimir效应；
4、运动镜；
5、Rindler时空量子场；
第五章、具体弯曲时空举例。
掌握相互作用的统一的理论和研究方法。
规范对称性理论；
1、时空对称性与内部对称性；
2、整体规范对称性；
3、定域规范对称性。
第二章，对称性自发破缺：
对称性自发破缺和歌德斯通定理，希格斯机制。
弱作用唯象理论，费米四费米子作用理论，中性流的引入,GIM机制，弱作用V-A理论,中间玻色子理论.第四章，Weinberg-Salam模型,模型的构造,轻子统一理论,夸克统一理论,W-S模型的实验验证.
时空大尺度结构与演化:
了解时空大尺度结构与演化规律
第一章:
实验观测,宇宙膨胀,大尺度均匀性,微波背景辐射,宇宙的大尺度结构.第二章：
标准宇宙学模型,1、R-W度规；
2、Friedmann方程；
3、平衡热力学；
4、熵、宇宙视界第三章：
暴涨宇宙学模型,1、标准宇宙学模型的缺陷；
2、暴涨基本图像；
3、慢滚暴涨；
4、各种暴涨模型介绍；
结构起源与演化模型；
1、高斯扰动；
2、密度扰动—牛顿处理；
3、宇宙扰动理论；
4、演化方程；
5、视界进入与星系形成；
6、微波背景辐射的各项异性,极化；
7、CDM模型
QuantumInformationTheory
本课程通过介绍量子熵与信息、量子纠缠、量子操作、量子信息的距离量度、量子数据压缩、量子通道的通信容量、量子隐形传态、量子保密通信等内容，使学生了解量子信息研究的前沿动态.
主要教材及参考文献:
１、MichaaelA.Nielsen&
IsaacL．Chuang．QuantumComputationandQuantumInformation［M］．
024
AtomicBose-EinsteinCondensation
本课程的内容包括囚禁原子玻色-爱恩斯坦凝聚（BEC）的基本概念，囚禁BEC的基态性质，囚禁BEC的基本激发，囚禁BEC的光散射,囚禁BEC的Feshbach共振，BEC的破缺对称性，BEC的量子隧穿，BEC的相干输出,光学晶格上的BEC,转动的BEC与超流。
1、D.W.Snoke,S.Stringari,A.Griffin．Bose-EinsteinCondensation［M］．1996．
2、CraigM.Savage,Mukunda．Das,Bose-EinsteinCondensation:
FromAtomicPhysicstoQuantumFluids［M］．2001．
单光子物理专题
SinglePhotonPhysics
本课程的内容包括单光子物理的基本概念，单光子的产生与探测（包括微腔中单光子的产生,半导体材料中单光子的
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