理论物理专业070201培养方案

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理论物理专业(070201)培养方案
(学术型硕士研究生)TheoreticalPhysics

一、培养目标和要求
1.努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论,坚持党的基本路线,热爱祖国,遵纪守法,品德良好,学风严谨,具有较强的事业心和献身精神,积极为社会主义现代化建设服务。
2.培养掌握坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识,能将物理理论与实际问题关联起来的、具有理论与实践相结合能力的研究与应用性专业人才。
3.积极参加体育锻炼,身体健康。4.硕士研究生应达到的要求:
(1掌握本学科的基础理论和相关学科的基础知识,有较强的自学能力,及时跟踪学科发展动态;能广泛获取各类相关知识,对科技发展具有敏感性。
(2具有项目组织综合能力和团队工作精神,具有强烈的责任心和敬业精神。(3有扎实的英语基础知识,能流利阅读专业文献,有较好的听说写译综合技能。(4获得具有创新价值的研究结果。
5.本专业的主要学习内容有:高等量子力学,群论,广义相对论,统计物理和多体理论,量子场论,宇宙学,物理中的数学方法,激光物理,光电子物理,计算物理,专业英语等课程,另外还要参加教学实习,全国性学术交流会议,撰写毕业论文等实践环节。硕士生毕业可以继续深造攻读博士学位,或从事中学教学以及在相关企事业任职。
二、学习年限
1.学习年限
硕士研究生:学制3年,培养年限总长不超过5年。在完成培养要求的前提下,对少数学业优秀的研究生,可申请提前毕业。

三、研究方向与导师(一)研究方向
1.引力与宇宙学,导师主要有翟向华教授、冯朝君副研究员、奚萍副研究员等。2.量子宏观效应与量子场论,导师主要有刘道军研究员、张一副教授、SvenAhrens副研究员等。
3.光与物质相互作用,导师主要有张敬涛研究员、冯勋立研究员等。4.计算物理,导师主要有叶翔研究员(二)导师简介:

翟向华,女,理学博士,博士生导师,教授,上海市学位委员会学科评议组成员。19697月生,1998年于华东理工大学获得理学博士学位,上海市启明星学者,主要在宇宙真

空能(卡什米尔能量)、广义相对论和修正引力理论等方面进行研究,已在Phys.Rev.Phys.Lett.等刊物上发表了70多篇论文。她曾获得上海市科技进步奖二等奖。国际引力波探测项目KAGRA合作成员。招收硕士生和博士生。
张敬涛男,理学博士,博士生导师,研究员;197010月生,19987-20143月任职于中国科学院上海光机所;20143月入职上海师范大学物理系。多年来致力于激光和原子、分子的相互作用研究,对强激光场中原子、分子的多光子电离和高次谐波生成进行了系统地研究,相关研究在国内外重要学术刊物发表SCI收录的论文60余篇(其中绝大多数为第一作者或联系作者),其中在IF>2.0的刊物上发表高质量的学术论文近30篇(含Phys.Rev.Lett.文章3张敬涛研究员作为课题负责人,先后主持国家自然科学基金五项,并获得上海市青年科技启明星项目以及后续择优资助。现今主要研究方向为:强激光场中原子分子的多光子电离,量子态的成像等。
冯勋立,男,理学博士,博士生导师,研究员。19638月出生,1998年于中国科学院安徽光学精密机械研究所获博士学位,在中国科学院上海光学精密机械研究所担任研究员、博士生导师,长期在新加坡国立大学物理系和量子技术中心担任研究员、高级研究员。主要从事量子光学和量子计算的理论研究工作。以第一作者在.Lett.上发表论文2篇,其中之一的单篇他引超过200次,并在.A.B等国际知名刊物发表论文60余篇,论文他引800余次,主持国家自然基金项目3项,并以学术骨干参与多项973项目。目前主要研究腔QED体系的超强耦合、考虑原子振动的腔QED和腔光力学等。
刘道军,男,理学博士,研究员;19767月生,2004年毕业于华东理工大学,获理学博士学位,上海市启明星学者,主要从事量子场论、广义相对论等方面的研究,.,.B等刊物上发表40多篇论文,曾获上海市科技进步奖一等奖。
叶翔,男,研究员,19803月生,2007年复旦大学物理系理论物理专业毕业,理学博士学位。20072009年美国加州大学尔湾分校UniversityofCaliforniaIrvine分子生物与生化系博士后。2010年加入上海师范大学。已在Phys.Rev.BCarbonBiophysicalJournal等国际期刊上发表SCI论文20余篇。主持国家自然科学基金1项。现今主要研究方向为:隐性溶剂分子动力学方法开发和低维纳米体系的力学性质及电子结构研究。
冯朝君,男,理学博士,副研究员;19825月生,2009年毕业于中科院理论物理所,获理学博士学位,上海市晨光学者,曾获得上海师范大学优秀青年教师称号。近年来,一直致力于宇宙学和引力方向的研究,ApJ,PRD,PLB,JCAP等高影响因子SCI杂志上发表学术论文30多篇。
奚萍,女,理学博士,副研究员;19757月生,2008年毕业于上海师范大学,获理学博士学位。近年来从事黑洞拟正则模与挠率宇宙方面的研究,.,Phys.Lett.B,JCAP等高影响因子的SCI杂志上发表学术论文20多篇。国际引力波探测项目KAGRA合作成员。
张一,男,副教授,19719月生,2003年毕业于美国俄亥俄州KentStateUniversity物理系,以相对论重离子对撞中的大横动量粒子产生及JetQuenching的相关理论研究获得哲学博士学位。2007年加入上海师范大学物理系,从事理论物理的教学、科研工作。张一博士自2009年起转入复杂系统统计物理、色超导夸克物质的研究,先后在Phys.Rev.CEurophys.Lett.等发表了一些研究结果,也与国内外同行建立了良好的合作关系。近年的研究兴趣集中在色超导夸克物质的相以及相变(特别是强磁场环境下的拓扑涡旋)复杂系统

的临界现象、QED/QCD基础问题的研究上。
SvenAhrens副研究员,
四、课程设置与学分(总学分不少于27学分)
(一)必修课程(不少于23学分)1.学位公共课(不少于5学分)
中国特色社会主义理论与实践研究TheoryandPracticeofSocialismwithChineseCharacteristics2学分)
自然辩证法DialecticsofNature1学分)第一外国语FirstForeignLanguage2学分)2.学位基础课(不少于9学分)
高等量子力学AdvancedQuantumMechanics3学分)物理学中群论GroupTheory3学分)
统计物理与多体理论StatisticalPhysicsandMultibodyTheory3学分)广义相对论GeneralRelativity3学分)3.学位专业课(不少于9学分)
激光物理与技术LaserPhysicsandtechnology3学分)计算物理ComptuionPhysics(3学分非线性光学NonlinearOptics3学分)量子光学QuantumOptics(3学分量子场论QuantumFieldTheory(3学分宇宙学Cosmology(3学分
物理中的数学方法MathematicalMethodinPhysics(3学分

(二)选修课程(不少于4学分)1.公共选修课
英语口语2学分)计算机基础2学分)2.专业选修课(不少于4学分)
专业外语SpecializedForeignLanguage(限定选修课,2学分)物理学前沿导论IntroductiontofrontiersofPhysics3学分)
五、培养方式与考核方式
(一)培养方式1.培养方式
采用课堂教授、讨论、专题发言与课后自学、写读书笔记;社会调研与教学实习;参与科研与学术活动相结合的培养模式。在学习年限内,要求学生保证规定的在校学习时间。助学生全面而扎实地掌握本专业的基础知识,打好专业基础。
2.指导学生阅读国内外新近的专业文献,举办学术讲座,组织学术访问,举办研究生

讨论班,帮助学生及时地掌握学术动态,开拓学术思路。
3.指导学生撰写专业学术论文。每位学生在三年内必须完成具有较高质量的硕士论文一篇。
4.专业学习、学位论文写作、教学实践三方面有机结合,专业教学实习纳入培养过程。(二)考核方式
1.课程考核可以采用考试或撰写课程论文两种方式,成绩实行百分制,分5个等级,59分以下、60~6970~7980~8990~100分别对应不及格、及格、中、良好、优秀这几个等级。
2.中期考核
课程学习阶段完成以后,硕士研究生最迟须在入学后的第四学期末之前完成中期考核,其办法参照“研究生中期考核规定”。中期考核合格者方可继续攻读学位。
学术型硕士研究生发表论文的要求是:鼓励学术型硕士研究生在学期间发表高质量的论文,学校参照教师学术成果奖励办法给予奖励。学术型硕士研究生发表学术论文是否与学位授予挂钩,学校不作统一规定。各学院和学位点根据自身学科发展要求,可对学术型硕士研究生提出获得学位必须发表学术论文的要求,并报研究生院备案,严格遵照执行。

六、学位论文撰写与答辩
1.学位论文的选题
论文选题和内容应具有一定理论价值和应用价值,体现理论物理专业的专业内涵,有一定的创意和前沿性。按照研究生培养细则规定的时间节点完成论文开题,填写《研究生学位论文选题报告书》。
2.学位论文的撰写
按照上海师范大学《研究生论文写作规范》(载《上海师范大学研究生教育工作条例》),论文封面、中外文提要、目录、正文、附录、注释、参考文献等环节的编排必须符合《研究生论文写作规范》要求。
3.学位论文答辩
1学位论文首先需要参加学校组织的双盲评,415日前将完整的论文打印稿一份交到研究生处。学位论文通过双盲评之后,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。
2)学位论文答辩一般在每年的5月份,学位论文由作者本人提交答辩委员会,由答辩秘书分送答辩委员。
3)答辩委员会由35名与选题有关的教授(或研究员)、副教授(或副研究员)组成,至少一人是校外专家。答辩委员会推举一名答辩主席(一般是外校专家),答辩人的导师和副导师不能担任答辩委员或主席。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。4.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。有关学位论文和学位评定的具体要求请参阅《上海师范大学研究生教育工作条例》。
七、参考书目
喀兴林,《高等量子力学》,高等教育出版社,1999年。

张永德,《高等量子力学》(上,下),科学出版社,2010年。A.梅西亚,《量子力学》(第二卷),科学出版社,1986年。P.A.M.狄拉克,《量子力学原理》,科学出版社,1979年。
W.Miller著,栾德怀、冯承天等译,《对称群及其应用》,科学出版社,1981年。B.G.Wybourne,《典型群及其在物理上的应用》,科学出版社,1982年。杨展如,《量子统计物理》,高等教育出版社,2007年。
北大物理系编写组,《量子统计物理学》,北京大学出版社,1987年。雷克著,《统计物理现代教程》上、下册,北京大学出版社,1983年。李政道编,《统计力学》,北京师范大学出版社,1984年。
Misner,C.W.,Thorne,KipS.&Wheeler,J.A.(1986.Gravitation,W.H.FreemanandCompanypublishers.
CarrollS.(2004.SpacetimeandGeometry:AnIntroductiontoGeneralRelativityAddisonWesley.
L.H.RyderQuantumfieldtheory,2ndedition,CambridgeUniversityPress1996M.E.PeskinandD.V.Schroeder,AnIntroductiontoQuantumFieldTheory,WestviewPress,1995
M.D.Schwartz,QuantumFieldTheoryandtheStandardModel,CambridgeUniversityPress2014
李灵峰,《量子场论》,科学出版社,2015
V.F.MukhanovandS.WinitzkiIntroductiontoQuantumEffectsinGravity,CambridgeUniversityPress&BeijingworldPublishingCorporation2010
龚云贵,《宇宙学基本原理》第二版,科学出版社,2016年。
ScottDodelson著,张同杰、于浩然译,《现代宇宙学》,科学出版社,2016年。StevenWeinberg著,向守平译,《宇宙学》,中国科学技术大学出版社,2013年。Arfken,G.B.,Weber,H.J.andHarris,F.E.(2013,Mathematicalmethodsforphysicists,AcademicPress
李新洲,徐建军,《现代数学及其应》,上海科学技术出版社,2006.,《AdvancedSemiconductorDevicePhysicsandModeling》,1994徐建军,《量子场论》,复旦大学出版社,2004年。
M.O.ScullyandM.S.Zubairy,QuantumOptics,世界图书出版公司,2011年。李淳飞,《非线性光学》,上海交通大学出版社,2015年。叶佩弦,《非线性光学物理》,北京大学出版社,2007年。
宋菲君,S.Jutamulia,《近代光学信息处理》,北京大学出版社,2006年。彭桓武,徐锡申,《理论物理基础》,北京大学出版社,2005年。C.CDavis,《激光和电子学》,世界图书出版公司,2004年。张存林,《太赫兹感测与成像》,国防工业出版社,2008年。盛政明,《强场激光物理研究前沿》,上海交通大学出版社,2014年。
谭维翰,《量子光学导论》,科学出版社,2015年。

附录1理论物理专业硕士研究生课程设置

附录2理论物理专业硕士研究生课程教学大纲



附录1理论物理专业硕士研究生课程设置
院(系、所)课程类别
数理学院物理系
科、
物理学、理论物理
1、引力与宇宙学2、量子宏观效应与量子场论3、光与物质相互作用4、计算物理
各学期教学周时数
2123333333333332
444433333333







任课教师
刘道军翟向华吉凯/张敬
翟向华刘道军冯朝君奚萍梁云烨/
冯勋立张敬涛刘锋/闫爱
导师张一

考核方式
考试考试考试考试考试考试考试考试考试考试考试考试考试考试考查考查考查评审答辩
第一外国语

自然辩证法

中国特色社会主

义理论与实践研


高等量子力学
群论
统计物理与多体理论
广义相对论
量子场论
宇宙学
物理中的数学方计算物理量子光学
非线性光学激光物理与技术
物理学前沿导论
专业外语粒子物理

其他培养环节名称同等学力者补修课
论文写作与答辩

原子物理电动力学数学物理方法
727272




7254545454




545454545454


















附录2:理论物理专业硕士研究生课程教学大纲

《高等量子力学》课程教学大纲
课程名称】高等量子力学
AdvancedQuantumMechanics
【课程类别】学位基础课【总学时】72【学分】3
【教学目标】该课程是本科生量子力学课的提高和深化,授课对象为新入学的研究生。本课程的教学目的是使学生的量子力学知识更为全面、系统和深入,一方面为研究生学习阶段的后续课程,如量子场论、量子统计等,提供知识和技能储备,同时也为他们开展相关科研工作打好基础。【任课教师】刘道军【编写日期】2018【主要章节】第一章经典力学回顾
§1.1经典力学的哈密顿形式、最小作用量原理§1.2经典时空对称性第二章量子力学基本原理
§2.1态叠加原理
§2.2量子力学的数学语言、Dirac符号§2.3连续本征值问题
§2.4对应原理正则对易关系、普朗克常数
§2.5量子动力学:薛定谔方程、时间演化算符、海森堡绘景§2.6不确定关系
§2.7简谐振子、相干态和压缩态第三章量子力学中的对称性§3.1转动与转动算符§3.2角动量算符的一般性质§3.3量子跃迁理论
§3.4角动量的耦合,Clebsch-Gordon系数§3.5对称性和守恒律§3.6空间反射与宇称§3.7时间反演对称性第四章近似方法
§4.1束缚态的微扰理论
§4.2自旋轨道耦合,氢原子的精细结构、Zeeman效应§4.3变方法§4.4WKB方法

第五章散射理论
§5.1Lippmann-Schwinger方程§5.2Born近似§5.3光学定理§5.4Eikonal近似
§5.5分波法
第六章量子力学的路径积分形式
§6.1经典作用量、量子力学振幅和传播子§6.2自由粒子传播子、简谐振子传播子§6.3路径积分的Euclidean形式、基态能§6.4路径积分的正则形式与薛定谔方程第七章量子力学中的相位
§7.1电磁势和规范变换
§7.2Aharonov-Bohm效应和磁通量量子化§7.3绝热近似与Berry相因子第八章全同粒子系统
§8.1全同粒子§8.2置换群
§8.3自旋的影响:双电子系统
§8.4氦原子§8.5全同粒子的散射第九章量子多体问题
§9.1二次量子化方法、产生和湮灭算符、单体算符和多体算符§9.2玻色子和费米子§9.3二次量子化后的哈密顿量
§9.4Hartree-Fock平均场近似§9.5玻色-爱因斯坦凝聚【教学方式】课堂教学
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】
1.喀兴林,《高等量子力学》(第二版),高等教育出版社,北京,20012.苏汝铿,《量子力学》(第二版),高等教育出版社,北京,2002
3.倪光炯、陈苏卿,《高等量子力学》(第二版),复旦大学出版社,上海,2004

4.E.S.Abers,QuantumMechanics(英文影印版,清华大学出版社,北京,20085.J.J.Sakurai&J.Napolitano,ModernQuantumMechanics(2ndedition,世界图书出
版公司,北京,2011
二、《群论》课程教学大纲
课程名称】群论

GroupTheory
【课程类别】学位基础课【总学时】72【学分】3
【教学目标】在阐明拓扑、张量、流形等近世代数方法的基础上,着重讲解群论与群表示论以及它们在量子力学、粒子物理、广义相对论等领域中的应用,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。【任课教师】翟向华【编写日期】2018【主要章节】
第一章群论的基础知识§1.1群的定义§1.2群的生成元§1.3置换群§1.4陪集和共轭类§1.5同态与同构§1.6不变子群和商群§1.7群的直积
第二章群表示论基础§2.1表示的定义§2.2正则表示§2.3schur引理§2.4正交定理§2.5群表示的特征标§2.6群表示的确定§2.7表示的直积
第三章n次对称群Sn§3.1Sn的共轭类
§3.2Sn群的不可约表示和杨图§3.3Sn群不可约表示的维数§3.4Sn群的标准表示
§3.5Sn群两个不可约表示的内积§3.6Sn不同对称群两个不可约表示的外积
第四章物理学中的基本对称性§4.1对称变换和守恒量§4.2经典力学中的时空对称性


§4.3量子力学中的对称性§4.4转动及其相关性质§4.5在转动下场的变换§4.6转动群的不可约表示
第五章Lie§5.1Lie群的定义§5.2Lie群的整体性质§5.3连续变换群§5.4群上的不变积分§5.5Lie群的无穷小性质§5.6Lie定理§5.7半单Lie
§5.8经典Lie群的张量表示
第六章Lie代数§6.1Lie代数§6.2伴随表示§6.3Killing形式§6.4单根与Dykin§6.5权与Lie代数的表示§6.6Casimir算符
第七章物理学中的常用Lie§7.1Lorentz§7.2SO(n§7.3SL(2,c§7.4SU(n
【教学方式】课堂教学
【考核方式】考试(平时成绩占40%+期末成绩占60%
【参考资料】
1、徐建军,《物理学中的群论基础》,清华大学出版社,20102、马中骐《物理学中的群论》科学出版社,1998年版
3B.G.Wybourne,《典型群及其在物理上的应用》,科学出版社,1982年。
4J.P.Elliott,P.G.Dawber,SymmetryinPhysics,MaMillanPress,1979.译本:物理学中的对称性,仝道荣译,科学出版社,1986
5RobertGilmore,LieGroup,LieAlgebras,andSomeofTheirApplications,DoverPublications,2006.
6A.A.Komar,GroupTheory,GravitationandElementaryParticlePhysics,NovaSciencePubInc.,1987.


三、《统计物理与多体理论》课程教学大纲
课程名称】统计物理与多体理论
StatisticalPhysicsandMultibodyTheory
【课程类别】学位基础课【总学时】72【学分】3
【教学目标】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。【任课教师】吉凯,张敬涛【编写日期】2017【主要章节】第〇章绪论
§0.1量子力学要点复习§0.2概率论有关知识回顾§0.3经典热力学与统计物理概要第一章密度矩阵及量子系综理论§1.1密度矩阵§1.2量子系综理论
§1.3密度矩阵的计算及Bloch方程§1.4密度矩阵的微扰展开§1.5约化密度矩阵及Wigner函数§1.6密度矩阵的路径积分形式§1.7热力学函数§1.8平衡系综的等价性§1.9配分函数的经典极限第二章量子理想气体§2.1引言§2.2量子理想气体§2.3理想玻色气体§2.4光子统计§2.5声子统计§2.6理想费米气体§2.7Pauli顺磁性§2.8Landau反磁性
§2.9deHass-Van.Alphen效应§2.10金属中的电子气§2.11白矮星的统计平衡第三章集团展开

§3.1经典集团展开
§3.2非理想气体的Virial展开§3.3量子集团展开
§3.4量子系统的第二Virial系数§3.5两体碰撞方法§3.6刚体气体第四章元激发方法§4.1引言
§4.2非理想玻色气体§4.34HeII的性质及二体模型§4.44HeII超流的唯象理论§4.5Feynman的微观理论§4.6非理想费米气体§4.7费米液体的Landau理论第五章相变及临界现象§5.1引言
§5.2Ising模型的Bragg-Williams近似§5.3Bethe-Peierls近似§5.4Ising模型的严格解§5.5格气模型及有序-无序相变§5.6-李定理
§5.7相干函数及临界散射§5.8序参量及临界指数§5.9Landau的唯象理论§5.10标度理论§5.11重正化群理论§5.12实空间重正化群§5.13权重函数及连续自旋变数§5.14动量空间重正化群§5.15S4模型
第六章量子统计中的场论方法§6.1基态格林函数§6.2格林函数的物理意义§6.3Wick定理§6.4有限温度格林函数§6.5有限温度的微扰展开§6.6Feynman§6.7Dyson方程§6.8简并电子气第七章低维系统统计力学§7.1低维系统的特点

§7.2Peierls相变§7.3二维体系§7.4KT相变
§7.5分形维数(Fractal【教学方式】课堂教学
【考核方式】考试(平时成绩占40%+期末成绩占60%【参考资料】
北大物理系编写组,《量子统计物理学》,北京大学出版社,1987年。雷克著,《统计物理现代教程》上、下册,北京大学出版社,1983年。李政道编,《统计力学》,北京师范大学出版社,1984年。

四、《广义相对论》课程教学大纲
课程名称广义相对论
GeneralRelativity
课程类别】学位基础课
【总学时】72学时【学分】3学分
【教学目标】在自然界四种基本相互作用中,引力相互作用是当前科学探索的热点。广义相对论是描述引力的基本理论框架。本课程讲述广义协变原理、黎曼几何、引力场方程、测地方程的基本理论。本课程还将广义相对论应用到球对称引力系统、单极子的引力场和黑洞等具体例子。要求学生能初步掌握广义相对论的基本理论及具体问题的解法。【任课教师】翟向华【编写日期】2018【主要章节】
第一章狭义相对论§1.1相对性原理§1.2相对论力学
第二章弯曲空间的几何学§2.1常曲率空间§2.2张量代数§2.3能量密度§2.4克氏记号§2.5协变微商§2.6测地方程§2.7N维曲率
第三章场方程§3.1引力场方程§3.2引力场作用量§3.3弯曲空间的电动力学§3.4李导数

§3.5Killing方程
§3.6初值问题第四章引力系统§4.1球对称引力系统§4.2Birkhoff定理§4.3旋转对称的引力场§4.4引力坍缩系统§4.5单极子的引力场§4.6黑洞
第五章广义相对论的检验§5.1水星近日点的进动§5.2太阳引起的光线偏折§5.3引力红移和雷达回波延迟§5.4引力透镜§5.5引力波

【教学方式】课堂教学
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】
[1]Misner,C.W.,Thorne,KipS.&Wheeler,J.A.(1986.Gravitation,W.H.FreemanandCompanypublishers.
[2]CarrollS.(2004.SpacetimeandGeometry:AnIntroductiontoGeneralRelativityAddisonWesley.

五、《量子场论》课程教学大纲课程名称】量子场论
QuantumFieldTheory
【课程类别】学位专业课【总学时】54学时【学分】3学分
【教学目标】通过该课程的教学,让理论物理专业的研究生在前修课程《高等量子力学》《电动力学》等本科课程的基础上,比较深入地了解和掌握理论物理学的基本研究工具和语言,提高对现代基础物理的基本思想、基本方法的认识和应用能力,从而为之后在相关学科领域开展科研工作打下基础。【任课教师】刘道军【编写日期】2017【主要章节】第一章绪论
§1.1量子场论的必要性§1.2狭义相对论回顾

§1.3作用量原理、对称性和Noether定理第二章相对论性波动方程和经典场
§2.1Lorentz§2.2Klein-Gordon方程§2.3Dirac方程
§2.4MaxwellProca方程第三章场的正则量子化§3.1实标量场§3.2复标量场§3.3Dirac
§3.4电磁场,辐射规范量子化,Lorentz规范量子化§3.5Proca
第四章相互作用场、微扰论与Feynman规则§4.1相互作用理论、S矩阵§4.2LSZ约化公式、U矩阵§4.3真空期望值的微扰展开§4.4Feynman规则
§4.5量子电动力学第五章路径积分量子化
§5.1量子力学的路径积分形式、跃迁振幅、Green函数§5.2标量场的路径积分量子化,phi^4理论§5.3Grassman代数,费米子场的泛函方法§5.4规范场的路径积分量子化简介第六章重整化
§6.1量子场论中的发散、正规化、圈图展开§6.2幂次计算和可重整化性§6.3重整化群第七章对称性自发破缺
§7.1对称性与简并,Goldstone定理§7.2相对论性系统中的对称性自发破缺§7.3非相对论性系统中的对称性自发破缺现象第八章弯曲空间量子场论简介
§7.1膨胀宇宙中的量子场§7.2DeSitter空间中的量子场§7.3Unruh效应
§7.4Hawking效应,黑洞热力学§7.5Casimir效应
【教学方式】课堂教学
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】

1.L.H.RyderQuantumfieldtheory,2ndedition,CambridgeUniversityPress19962.M.E.PeskinandD.V.Schroeder,AnIntroductiontoQuantumFieldTheory,WestviewPress,1995
3.M.D.Schwartz,QuantumFieldTheoryandtheStandardModel,CambridgeUniversityPress2014
4.李灵峰,《量子场论》,科学出版社,2015
5.V.F.MukhanovandS.WinitzkiIntroductiontoQuantumEffectsinGravity,CambridgeUniversityPress&BeijingworldPublishingCorporation2010

六、《宇宙学》课程教学大纲
课程名称】宇宙学
Cosmology
【课程类别】学位专业课【总学时】54【学分】3
【教学目标】通过本课程,研究生不仅能够初步掌握宇宙学的基本知识和计算技巧,并且能尽快进入本领域的前沿课题开展研究工作。本课程的前期课程是广义相对论。【任课教师】冯朝君【编写日期】2017【主要章节】
第一章标准宇宙学模型
§1.1宇宙学原理§1.2FRW度规§1.3Friedmann方程§1.4物质、辐射为主的宇宙§1.5deSitter宇宙
第二章观测宇宙学
§2.1宇宙学红移§2.2视界§2.3Hubble常数§2.4宇宙年龄§2.5距离测量
第三章宇宙的热历史
§3.1平衡态热力学
§3.2中微子温度以及物质-辐射相等§3.3再结合与退耦§3.4原初核合成
第四章暴涨宇宙学
§4.1标准宇宙学中的困难§4.2标量场暴涨模型

§4.3原初扰动简介§4.4宇宙微波背景辐射
第五章暗能量和暗物质
§5.1暗能量的观测证据§5.2标准烛光和超新星§5.3参数化模型§5.4标量场模型§5.5动力学分析
第六章宇宙学数据处理和模型拟合
§6.1光度距离§6.2
拟合与边缘化方法
§6.3蒙特卡罗方法
第七章宇宙学微扰理论
§7.1金斯理论
§7.2牛顿力学中的微扰力学§7.3相对论微扰力学
§7.4原初扰动再深入与原初扰动谱
【教学方式】课堂教学
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】

龚云贵,《宇宙学基本原理》第二版,科学出版社,2016年。
ScottDodelson著,张同杰、于浩然译,《现代宇宙学》,科学出版社,2016StevenWeinberg著,向守平译,《宇宙学》,中国科学技术大学出版社,2013
七、《物理学中的数学方法》课程教学大纲
课程名称】物理学中的数学方法
MathematicalmethodsinPhysics
课程类别】学位专业课【总学时】54【学分】3
【教学目标】本课程主要介绍物理学科研工作中所需的数学知识和相应的数学基础,为研究生开展科研工作打好基础。通过本课程的学习,要求学生能够正确计算在学习和研究中遇到的大多数物理问题。【任课教师】奚萍【编写日期】2017【主要章节】
第一章数学物理定解问题§1-1定解问题的提法

§1-2数学物理方程的导出§1-3定解条件和定解问题
§1-4二阶线性偏微分方程的分类与化简§1-5线性方程的叠加原理第二章直角坐标系中的分离变量法§2-1第一类边值问题§2-2第二类边值问题§2-3第三类边值问题
§2-4含非齐次边界条件的定解问题§2-5非齐次方程的定解问题第三章正交曲面坐标系中的分离变量法§3-1正交曲面坐标系
§3-2亥姆霍兹方程及其分离变量§3-3斯特姆-刘维本征值问题§3-4定态薛定谔方程
§3-5二阶线性常微分方程的求解§3-6球函数和柱函数第四章格林函数法§4-1广义函数与基本解
§4-2u/t=Lu型和u/t=Lu+f型方程§4-32u/t2=Lu型方程§4-4含时边值问题的格林函数
§4-5亥姆霍兹方程和泊松方程边值问题的格林函数第五章非线性方程§5-1非线性偏微分方程§5-2孤立子§5-3自治系统§5-4临界点§5-5宇宙动力学第六章方程求根迭代法§6-1求实根的对分区间法§6-2牛顿法§6-3弦截法§6-4迭代法
§6-5用牛顿法解方程组第七章常微分方程数值解法§7-1泰勒级数法§7-2龙格-库塔方法§7-3打靶法
第八章电磁场的数值计算§8-1Maxwell方程及边值问题

§8-2二维泊松方程§8-3二维拉普拉斯方程【教学方式】课堂教学
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】
[1]Arfken,G.B.,Weber,H.J.andHarris,F.E.(2013,Mathematicalmethodsforphysicists,AcademicPress
[2]李新洲和徐建军,《现代数学及其应》,上海科学技术出版社,2006.
八、《计算物理》课程教学大纲【课程名称】计算物理
ComputionialPhysics【课程类别】学位专业课
【总学时】54【学分】3
【教学目标】计算物理学是借助计算机的计算能力,通过数值计算的方法,来解决实际的物理问题的科学。由于可以定性及定量地解决一些实际的物理问题,目前,在物理学研究中正获得越来越广泛的应用。其与理论、实验一起列为研究物理的三大支柱。由于计算机计算能力的不断提高,各种不同的开源或商业计算程序的出现,计算物理学发展很快,潜力巨大。本课程以物理专业研究生为主要授课对象,结合典型的物理问题,有选择地介绍若干主要的方法和计算软件,使学生初步掌握物理模型与数学建模的方法,提高科学研究的能力,培养其独立解决科学问题的能力。【任课教师】梁云烨,叶翔【编写日期】2017【主要章节】
1绪论
通过简单的例子,对计算物理的应用范围有一个基本的认识;理解计算物理学对物理学研究中的意义;学习MATLABOctace等程序的一些基本功能。学习重点:熟练掌握MATLAB的命令,特别是对矩阵的一些基本操作、可视化方法,学习使用帮助文件。
学习难点:正确编写简单的可执行脚本、循环、判断等命令。
2基本数值方法
掌握常用的插值、最小二乘法、积分与微分、求根及极值等方法的原理,能熟练调用MATLAB中的相关函数实现以上功能,可以编写相关的程序实现这些功能。
学习重点:熟练调用相关函数,并用它们实现较为复杂的功能。学习难点:相关函数的适用范围。
3常微分方程的数值解法
掌握常微分方程的数值解法,如龙格-库塔方法的基本理论,使用常微分方程数值解法解决物理学中的运动学问题以及其他初值问题。理解常微分方程

中的刚性问题以及边值问题以及本征值问题的解法。学习重点:龙格-库塔方法解决物理学中的运动学问题。难点:龙格-库塔方法的编程以及物理问题建模。
4傅立叶变换
掌握离散傅立叶变换的基础知识及其在物理学中的应用。学会使用MATLAB中的快速傅立叶变换求解问题。知道一些常用的实现快速傅立叶变换的程序包,如FFTW等。
学习重点:学会快速傅立叶变换及其逆变换。学习难点:运用快速傅立叶变换解决实际的问题。
5拓展
介绍目前计算物理中特别是涉及到凝聚态固体材料性质计算的常用方法、算程序及其运用方法。将介绍目前主要计算分子等材料的常用量子化学程序,如GaussianGammes等。介绍计算固体材料性质的基于密度泛函的第一性原理程序,如VASPWien2kSiestaQuantumEspresso等。计算电子输运性质的程序如ATK等。以及处理相关材料结构,可视化图形界面程序,分析软件等。
学习重点:使学生对不同软件适用的相应体系有一个基本的认识。在今后的研究中,可以自主选择相关计算程序完成研究课题。学习难点:不同方法及不同程序的局限性与适用范围。
【教学方式】以课堂讲授+上机操作
【考核方式】
考核内容主要为考勤情况,作业成绩,期中与期末考试成绩。其中考勤占10%,作业占30%,期中考试占20%,期末考试占40%
【参考书目】
计算物理学,作者:马文淦,科学出版社
计算物理的MATLAB解法与可视化,作者:唐炼/赵昆,中国石化出版社

九、《量子光学》课程教学大纲【课程名称】:量子光学
QuantumOptics
【课程类别】学位专业课【总学时】54【学分】3
【教学目标】系统学习并掌握光的量子性质及其与物质相互作用过程中的非经典特性,包括经典电磁场与原子的相互作用;电磁场的量子性质;量子电磁场与原子的相互作用;耗散的量子理论;量子光学中常用的实验系统及典型实验;并简单介绍量子信息科学和冷原子物理,为学生以后从事量子光学的研究打下基础。【任课教师】冯勋立

【编写日期】2017【主要章节】
第一章绪论及量子力学基础
第二章电磁场的量子化及光场的量子态§2.1电磁场的量子化
§2.2光场的几种常见的量子态(Fock态、相干态、压缩态)第三章光场在相干态表象中的三种分布函数§3.1相干态表象§3.2光场的P表示§3.3光场Q表示
§3.4光场Wigner分布函数第四章光场的相干特性和非经典特性§4.1光场的关联函数§4.2光场的相干特性描述§4.3光场的非经典特性
第五章光场与原子相互作用的半经典理论§5.1光场与原子相互作用的哈密顿量§5.2两能级原子与经典光场相互作用的求解
§5.3两能级原子与经典光场光场相互作用的密度矩阵主方程求解初步§5.3三能级原子与经典光场光场的相互作用第六章光场与原子相互作用的全量子理论§6.1量子化光场与原子相互作用的哈密顿量
§6.2QED两能级原子的Jaynes-Cummings模型及其求解§6.3Rabi模型
§6.4超导量子比特与量子化光场的相互作用§6.5求解等效哈密顿量的方法
第七章量子体系与热库的相互作用耗散理论§7.1量子体系与热库相互作用的哈密顿量§7.2密度算符主方程§7.3Fokker-Planck方程§7.4郎之万方程第八章光谱理论共振荧光
§8.1光谱的一般理论量子回归定理§8.2两能级原子在热库中的共振荧光§8.3两能级原子在压缩真空库中的共振荧光第九章冷原子和原子光学简介§9.1囚禁离子§9.2激光冷却理论§9.3BEC
第十章量子纠缠及量子信息、量子计算简介

【教学方式】课堂教学
【考核方式】考试(平时成绩占40%+期末成绩占60%【参考资料】
谭维翰,《量子光学导论》,科学出版社,2015年。
Scully&Zubairy,《量子光学》,世界图书出版公司,2000年。张智明,《量子光学》,科学出版社,2015年。
十、【课程名称】:非线性光学【英文名称】:NonlinearOptics【适用专业】:理论物理、光学【课程类别】:学位专业课【先修课程】:光学,电磁学【任课教师】张敬涛,沈百飞【编写日期】2017.6【总学时】54【学分】3【教学目标】
非线性光学是应用物理学专业的专业选修课程之一,它是一门介于基础与应用之间的学科,随着实验与理论研究的深入,它几乎在所有科学领域中都获得广泛的应用。本课程介绍了非线性光学的理论基础,介绍在非线性介质中产生的各类非线性光学现象,让学生了解有关非线性光学的基本现象及其物理描述,为学生今后在本领域或相关领域工作提供理论基础。同时,还重点介绍强激光场中的高度非线性效应,让学生了解非线性光学的前沿课题,为从事强激光物理的科学研究奠定基础。本课程是理论物理、光学、激光物理、等离子体物理等专业研究生的必修课程。【课程教学基本要求】
1.课程重点
1.1了解传统非线性光学的基本现象1.2了解非线性的产生机理及其应用1.3掌握传统非线性光学的处理方法

1.4了解强场非线性光学的常见现象1.5掌握强场非线性的基本理论和方法2.课程难点
2.1传统非线性的产生机制
2.2强激光与原子、分子相互作用的非微扰处理方法2.3相对论强激光与等离子体相互作用的理论处理

【主要章节】课堂教学54学时1绪论
§1.1非线性光学的重要性§1.2非线性光学的物理含义§1.3非线性光学的研究内容§1.4非线性光学的应用2非线性介质的极化理论§2.1非线性介质的波动方程§2.2非线性介质的极化强度和极化率§2.3非线性极化率的实部和虚部3二阶非线性光学效应§3.1二阶非线性光学效应综述§3.2光学二次谐波§3.3光学合频和光学差频§3.4光学参量放大
4三阶非线性光学效应(一)§4.1三阶非线性光学效应综述§4.2光学三次谐波§4.3光学四波混频§4.4光学相位共轭

4三阶非线性光学效应(二)§4.1光学Kerr效应§4.2光束的自聚焦和自散焦§4.3受激拉曼散射§4.4受激布里渊散射5光学双稳§5.1光学双稳概述§5.2光学双稳器件§5.3光学双稳的不稳定性6光孤子
§6.1非线性薛定谔方程§6.2群速色散与自相位调制§6.3时间光孤子和空间光孤子7基于非线性光学的全光开关§7.1全光开关综述§7.2全光开关的物理机制§7.3全光开关的应用8非线性光吸收和光折射§8.1单光子吸收和双光子吸收§8.2饱和吸收和反饱和吸收§8.3饱和折射和反饱和折射9强激光场中的多光子电离
§9.1强激光场中原子物理的基本过程§9.2强激光场中多光子电离的实验观测§9.3强激光场中多光子电离的理论处理方法10强激光场中的高次谐波
§10.1强激光场中高次谐波的实验研究

§10.2强激光场中高次谐波的理论处理方法§10.3高次谐波的应用
11.相对论激光等离子体基本理论§11.1相对论激光场的发展和理论描述§11.2等离子体物理基本理论
§11.3强激光等离子体相互作用基本理论12.激光聚变
§12.1热核聚变与约束
§12.2聚变点火、能量增益、束靶物理
§12.3流体和参量不稳定性、点火方式、前景展望13.强场激光物理前沿§13.1激光驱动电子加速§13.2激光驱动离子加速§13.3强激光的量子电动力学效应§13.4强激光的角动量效应
教学方式】以课堂讲授为主要授课方式
【考核方式】考试(平时成绩占40%+期末成绩占60%【参考资料】
《激光物理》,卢亚雄著,北京邮电大学出版社,2005《非线性光学》,石顺祥等,西安电子科技大学出版社,2003《非线性光学》,李淳飞主编,哈尔滨工业大学出版社,2015各阉

十一、《激光物理与技术》课程教学大纲
【课程名称】激光物理与技术
LaserPhysicsandTechnology
【课程类别】学位专业课【总学时】54【学分】3
【教学目标】通过激光物理学的学习,了解激光产生的基本原理、典型激光器、激光的性质、激光与物质的相互作用理论、激光技术及其重要应用等。通过教学要求学生掌握激光与光电子技术的原理、特点、方法以及在现代科学技术中最基本的应用,并为后续课程的学习打下良好的理论基础和实践基础。

【任课教师】刘锋,闫爱民【主要章节】第一章绪论
§1.1激光产生及其发展史§1.2激光技术应用§1.3激光物理学课程体系
第二章辐射理论概要与激光产生的条件§2.1光的波粒二象性§2.2原子的能级和辐射迁跃§2.3跃迁速率与爱因斯坦关系
§2.4自发辐射、受激辐射与受激吸收间的关系§2.5半导体中的载流子复合§2.4谱线加宽机制与线型函数§2.5激光产生的条件第三章激光器的工作原理§3.1激光器的基本结构§3.2谐振腔的本征模式和特征§3.3光学谐振腔的衍射理论§3.4速率方程组与粒子数反转
§3.5连续工作状态下的增益系数及增益饱和§3.6激光器的损耗与阈值条件第四章激光器的输出特性
§4.1激光器的输出功率和输出能量§4.2激光器的振荡模式§4.3激光的特点§4.4高斯光束的传播特性§4.5稳定球面腔的光束传播特性§4.6高斯光束的变换§4.7单模激光的线宽极限
§4.8激光光束质量的品质因子M2§4.9频率牵引第五章激光器的种类§5.1固体激光器§5.2气体激光器§5.3液体激光器§5.4半导体激光器

第六章激光的基本技术§6.1激光脉冲技术§6.2激光选模技术§6.3激光稳频技术§6.4激光调制技术§6.5激光偏转技术第七章场与物质相干相互作用§7.1相干相互作用的数学描述§7.2光学章动现象
§7.3光子回波
§7.4超辐射
§7.5面积定理与自感应透明现象
教学方式】以课堂讲授为主要授课方式
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】
卢亚雄著,《激光物理》,北京邮电大学出版社,2005年。
陈家璧等编著,《激光原理及应用》(第二版),电子工业出版社,2004.王雨三,张中华著,《激光物理基础》,哈尔滨工业大学出版社,2004年。伍长征主编,《激光物理学》,复旦大学出版社,1989邹英华著,《激光物理学》,北京大学出版社,1991

十二、《粒子物理》课程教学大纲
课程名称】粒子物理
ParticlePhysics
【课程类别】专业选修课【总学时】54【学分】3【教学目标】
本课程是硕士研究生核与粒子物理方向的专业基础课,授课对象为低年级硕士研究生。本课程的教学目的是培养粒子物理方向的硕士研究生的专业基础,一方面为研究生学习阶段的后续课程如量子场论提供衔接,另一方面为他们开展相关科研工作奠定良好的知识储备,使其具备尽快进入相关领域的基本能力。课程主要覆盖粒子物理的强以及电弱相互作用的标准模型,以及一些晚近的进展如夸克胶子等离子体(解禁闭)相变、夸克物质相以及超出标准模型的有关物理。【任课教师】张一【编写日期】2018
【前修课程】高等量子力学,群论

【主要章节】第八章绪论
§1.1粒子物理标准模型概观§1.2四种基本相互作用§1.3粒子与物质的相互作用§1.4对撞机上的实验与测量第九章基本观念
§2.1粒子物理的单位制
§2.2(狭义)相对论运动学、Poincare§2.3Mendelstam变量第十章衰变率、顶角、截面§3.1Fermi黄金规则§3.2相空间§3.3粒子衰变
§3.4相互作用截面微分截面第四章相对论量子力学§4.1Klein-Gordon方程§4.2Dirac方程
§4.3Dirac方程的解、反粒子§4.4自旋与螺旋态
§4.5Dirac费米子的内禀宇称第五章粒子交换的相互作用
§5.1二阶微扰论§5.2费曼图和虚粒子
§5.3QED(量子电动力学)基础§5.4QED的费曼规则第六章正负电子湮灭
§6.1微扰论的计算§6.2正负电子湮灭§6.3正负电子湮灭中的自旋§6.4手征性
§6.5Trace技术
第七章电子-质子弹性散射、深度非弹性散射(DIS
§7.1如何探索质子内部结构§7.2形式因子、Rosenbluth公式§7.3深度非弹性散射
§7.4电子-夸克散射
§7.5部分子模型(PartonModel)以及部分子分布函数(PDF第八章SU(N对称性、夸克模型
§8.1SU(N对称性,味道量子数(Flavor§8.2夸克组合为重子

§8.3反夸克的同位旋表示
§8.4重子基态波函数§8.5SU3)味对称性第九章QCD—量子色动力学
§9.1局域规范原理
§9.2色自由度(Color)、胶子(Gluon§9.3色禁闭(Colorconfinement)、色因子
§9.4跑动耦合与渐近自由§9.5QCD应用于强子-强子碰撞
§9.6QCD相图:解禁闭相变、夸克胶子等离子体、色超导夸克物质第十章弱相互作用
§10.1弱荷流与轻子弱作用§10.2宇称、V-A结构、手征结构§10.3W-玻色子传播子
§10.4轻子散射§10.5中微子散射基础
第十一章电弱统一、Higgs玻色子、标准模型
§11.1弱相互作用规范群§11.2电弱统一、Z-玻色子衰变
§11.3Higgs玻色子的必要性,标准模型拉氏量
§11.4Higgs机制以及Higgs玻色子的发现§11.5超出标准模型的物理、暗物质等
【教学方式】课堂教学
【考核方式】(平时成绩占30%+期末成绩占70%【参考资料】
推荐教材:MarkThomson,ModernParticlePhysics,CambridgeUniversityPress,
(2013
其他参考资料:
1.KaneG.,ModernElementaryParticlePhysics:ExplainingandExtendingtheStandardModel2ndEdition,CambridgeUniversityPress
2.Halzen,F.,andA.D.Martin.Quarks&Leptons:AnIntroductoryCourseinModern
ParticlePhysics.NewYork,NY:JohnWiley&Sons,1984.
3.Barger,V.D.,andR.J.N.Phillips.ColliderPhysics.MenloPark,CA:Addison-Wesley,1996.
4.Griffith,D.IntroductiontoElementaryParticles.NewEded.NY:WileyTextBooks,1March1987.

十二、物理学前沿导论

英文名称】:IntroductiontofrontiersofPhysics【总学时】54【学分】3
【适用专业】:理论物理、光学、凝聚态物理【课程类别】:专业选修课【任课教师】各导师【编写日期】2017【教学目标】
本课程拟采取每个研究生导师给学生做一个自己研究方向的报告,目的通过这些报告让学
生了解物理学各个研究领域的前沿进展和课题,扩大学生的知识面;同时让学生对导师的研究方向课课题加深了解,尽快进入导师的课题。【教学形式】
研究生导师给研究生做课题前沿报告,每周一次,共计16

【考核形式】
研究生结合导师的研究课题,写调研报告。



本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/3336834e743231126edb6f1aff00bed5b8f3736f.html

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