理论物理专业070201培养方案

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，计和物理，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.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。

2.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、张宏升研究员、冯朝君副研究员等。

2.■子宏观效应与■子场论，导师主要有刘道军研究员、奚萍副研究员等。

3.光与物质相互作用，导师主要有张敬涛研窕员、冯勋立研究员、张一副教授等。

4.计算物理，导师主要有叶翔研究员、谢逸群副教授、吉凯副教授、梁云炜副教授等。

(二)导师简介(每位导师介绍不得超过400字)

翟向华，女，埋学博士，博士生导师，教授，上海市学位委员会学科评议组成员。1969

年7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.Lelt.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：1970年1（）月生，1998年7月-2014年

3月任职于中国科学院上海光机所：2014年3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（其中葩大

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.Len.文章3篇）。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。现今主耍研究方向为：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。1963年8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窕工作。以第一作者在.Leit.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6。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。

张宏升，男，理学博士，博士生导师，研究员：1977年1月生，2003年毕业于中科院

理论物理所，获理学博士学位，曾获韩国空间研究院最佳博士后称号,现为上海市东方学者、浦

江学者。近年来一直致力于引力与宇宙学方面的研究,并取得了出色的成果.在.,Phys.Lett.B,

Nucl.Phys.BJHEP等高影响因子的SCI杂志上发表学术论文40多篇。

刘道军，男，理学博士，讲究员：1976年7月生，2004年毕业于华东理工大学,获理学

博士学位，上海市后明星学者，主要从事量子场论、广义相对论等方血的研究，在.,.B等刊物

上发表40多篇论文，曾获.匕海市科技进步奖一等奖。

叶翔，男，研究员，198。年3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。2007至2009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.B,Carbon,BiophysicalJournal

等国际期刊上发表SCI论文29余篇。主持国家自然科学基金I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；1982年5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.瞥获得上海师范大学优秀者年教师称号。近年来，一直致

力于宇宙学和引力方向的研究，在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，副讲究员：1975年7月生，2008年毕业于上海师范大学,获理学

博士学位。近年来从事黑洞拟止则模与挠率宇宙方面的研究，在..Phys.Lett.B,JCAP等岛

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。

谢逸群，男，理学博士，副教授。1979年12月出生，2009年在复旦大学获得理学博士

学位。领域为计算物理，目前主攻研究内容利用高性能计算机模拟计算掺杂体系的电子结构

及电、热输运对器件的性能，这是预测、设计半导体器件的核心问题。目前他他主要采用第

性原理计算软件Nanodsim计算器件的输运性能，研究•些纲米结构的电输运特性、热输

运性能，并在此基础上进行材料功能预测、结构设计。

吉凯，男，理学博士，副教授。1974年出生，2004年在日本综合研究大学院获理学博

2004-2016年先后在日本东京大学、德国海德堡大学等高校、研究机构从事理论凝聚态

物理研窕，2016年9月入上海师范大学任副教授，已在Phys.Rev.Lett.、Phys.Rev.等主流学

术刊物发表论文20余篇。研究工作主要包括以下三个方向：（1）量子多体效应。发现并解

释了超导材料的异常同位素效应，驱动量子系统的动态局域化等新奇性质。（2）玻色-爱因

斯坦凝聚。建立了杂质在玻色-爱因斯坦凝聚体中的极化了•动力学响应理论，发现了激了极

化激元凝聚体在时空关联上的非线性普适类特征。（3）数值计算方法开发。采用分子动力

学技术将量子蒙特卡罗模拟收敛速度提高了约一个数量级：采用迭代拟合算法解决了蒙特卡

罗的解析延拓失真问题。

张一，男，副教授，1971年9月生，2003年毕业于美国俄亥俄州KenlStaleUniversity

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.C.

Europhys.Lcil.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。

梁云悻，男，副教授，1S80年12月生，2009年在复旦大学物理系获得理学博士学位，

2009-2015年在日本东北大学做博士后，2015年加盟上海师范大学物理系。研究方向计算物

理，主要是通过基于第一性原理的计算方法，通过密度泛函理论，使用高性能计算机，模拟

固体材料的电子结构及相关性质,特别是二维材料或一位材料筑低维材料的号子输运性质及

其受外场的调控机制以及计算方法，计算程序的开发等。先后发表23篇SCI文章，其中以

第一或通讯作者发表7篇。

四、课程设置与学分（总学分不少于27学分）

（-）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TheoryandPracticeofSocialismwithChinese

Characteristics（2学分）

自然辩证法DialecticsofNature（1学分）

第一外国语FirstForeignLanguage（2学分）

2.学位基础课（不少于9学分）

高等量子力学AdvancedQuantumMechanics（3学分；

物理学中群论GroupTheory（3学分）

统计物理与多体理论StatisticalPhysicsandMultibodyTheory（3学分）

广义相对论GeneralRelativity（3学分）

3.学位专业课（不少于9学分）

激光物理与技术LaserPhysicsandtechnology（3学分）

计算物理ComptuionPhysics（3学分）

非线性光学NonlinearOptics（3学分）

量子光学QuantumOptics（3学分）

量子场论QuantumFeldTheory。学分）

宇宙学Cosmology。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）

物现学前沿导论IntroductiontofrontiersofPhysics（3学分）

五、培养方式与考核方式

（一）培养方式

1.通过课堂讲授、课堂讨论和阅读指导的方式，帮助学生全而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、60-69.70-79.80-89.90~100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

I.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以业内涵，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》），

论文封而、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

（I）学位论文首先需要参加学校组织的双盲评，4月15E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3或，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。容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。

'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.（1^^.Gravitation,W.H.Freemanand

Companypublishers.

CarrolLS.（2（X）4）.SpacetimeandGeometry:AnIntroductiontoGeneralRelativity,Addison

Wesley.

L.H.Ryder,Quantumfieldtheory,2ndedition,CambridgeUniversityPress.1996

M.E.PeskinandD.V.Schroeder,AnIntroductiontoQuantumFieldTheory,Westview

Press,1995

M.D.Schwartz,QuantumFieldTheoryandtheStandardModel,CambridgeUniversityPress,

2014

李灵峰，《量子场论》，科学出版社，2015

V.F.MukhanovandS.Winitzki,IntroductiontoQuantumEffectsinGravity,Cambridge

UniversityPress&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.0.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、数理学院物学科、

物理学、理论物理

所）S理系专业

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

[T学周

课程课程各学期教学周时数任课教师考核方式

学

类别名称-JL.

分时一二三四五八

第一外国语2考试

位

公白然辩证法1考试

共中国特色社会主

必课

义理论与实践研2考试

究

高等量子力学3472刘道军考试

群论3472V翟向华考试

修统计物理与多体吉凯/张敬

3472V考试

理论涛

广义相对论3472J翟向华考试

量子场论3354刘道军考试

课宇宙学3354冯朝君考试

物理中的数学方

3354J奚萍考试

法

梁云第叶

计算物理3354考试

翔

程量子光学3354冯勋立考试

非线性光学3354张敬涛考试

刘锋/闫爱

激光物理与技术3354J考试

民

选物理学前沿导论3354V导师考查

专业外语2导师考查

修

粒子物理54张考查

54

程

其他专业调查

培养实习

环节论文开题报告V评审

论文写作与答辩J答辩

名称

原子物理V

电动力学V

数学物理方法V

程

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量子力学的数学沼•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：薛定娉方程、时间演化算符、海森堡绘景

§2.6不确定关系

§2.7简谐振手、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

§5.2Bom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路径积分的止则形式与薛定谓方程

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氮原子

§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-弹因斯坦凝聚

【教学方式】课堂教学

【考核方式】（平时成绩占3（）%+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，北京，2001

2.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年

4.E.S.Abers,《QuantumMechanics》（英文影印版），清华大学出版社，北京，2（X）8

5.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匕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】很向华

【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陪集和共辄类

§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的共趣类

§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枳

§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群

§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群

§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图

§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群

§7.1Lorentz群

§7.2SO(n)群

§7.3SL(2,c)群

§7.4SU(n)群

【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，2010。

2、马中骐《物理学中的群论》科学出版社，1998年版

3、B.G.Wybourne,《典型群及其在物理上的应用》，科学出版社，1982年。

4、J.P.Elliott,P.G.Dawber,SymmetryinPhysics,MaMillanPress,1979.中

译本：物理学中的对称性.仝道荣译,科学出版社.1986。

5、RobertGiImore,l.ieGroup,UeAlgebras,andSomeofTheirApplications,

DoverPublications,2006.

6、A.A.Komar,GroupTheory,GravitationandEleirentaryParticlePhysics,

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。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密度矩阵的计凫及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.Alphcn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

§4.3"Hell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

§5.3Beihe-Peierls近f以

§5.4Ising模型的严格解

§5.5格气模型及有序-无序相变

§5.6杨-李定理

§5.7相干函数及临界散对

§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实空间垂正化群

§5.13权重函数及连续自旋变数

§5.14动量空间重正化攀

§5.15S’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图

§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，《量了-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。木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克民记号

§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.Freemanand

Companypublishers.

[2]Carroll»S.(2004).SpacelimeandGeometry:AnIntroductiontoGeneralRelativity,Addison

Wesley.

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3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》以

及《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】

第一章结论

§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群

§2.2Klein-Gordon方程

§2.3Dirac方程

§2.4Maxwell和Proca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场

§3.4电磁场，辐射规范量子化，Lorentz规范量子化

§3.5Proca场

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规贝ij

§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饵理论

§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辕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

§7.2DeSiller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.Ryder,Quantumfieldtheory,2ndedition,CambridgeUniversityPress,1996

2.M.E.PeskinandD.V.Schroeder,AnIntroductiontoQuantumFieldTheor)\WestviewPress,

1995

3.M.D.Schwartz,QuantumFieldTheoryandtheStandardModel,CambridgeUniversityPress,

2014

4.李灵峰，《量子场论》，科学出版社，2015

5.V.F.MukhanovandS.Winitzki,IntroductiontoQuantumEffectsinGravity,Cambridge

UniversityPress&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兑技巧，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

第五章暗能量和喑物质

§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*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，2016年

StevenWeinberg著，向守平译，《宇宙学》，中国科学技术大学出版社，2013年

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线性方程的登加原理

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正交曲而坐标系

§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定态薛定考方程

§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

§4-2du/d(=Lu型和du/di=Lu+f型方程

§4-3d2u/dt2=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宇市动力学

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

§72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完软件，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】梁云炜,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•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MATLAB或Octace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：相关困数的适用范围。

3.常微分方程的数值解法

掌握常微分方程的数值解法，如龙格一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：龙格一座塔方法解决物理学中的运动学问题。

难点；龙格一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、

计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Gaussian、Gammes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VASP、Wien2k>SiestaQuantumEspresso等。计算

电子输运性质的程序如