5.6．氧化物巨磁电阻材料 5.7．氧化物超导体
第六章：金属键和金属晶体的结构和性质（选学）
6.1．金属键理论 6.2．金属单质的结构 6.3．合金的结构和性质 6.4．固体表面的结构
第七章：团簇和超微颗粒的结构和性质（2学时）
7.1．团簇的结构和性质 7.2．超微颗粒的结构和性质 第八章：分子间作用力（4学时）
8.1．范德华力
8.2．范德华半径及分子的大小和形状 8.3．氢键
8.4．水的结构和性质
第九章：分子的电性和磁性（2学时，部分选学）
9.1．分子的电性 9.2．分子的磁性 9.3．核磁共振 9.4．电子顺磁共振
第十章：分子光谱（2学时，部分选学）
10.1．分子光谱的基本概念 10.2．双原子分子的转动光谱 10.3．双原子分子的振动光谱 10.4．多原子分子的振动光谱 10.5．红外光谱 10.6．拉曼光谱
10.7．分子的紫外可见光谱 八、教材：
自编《结构与物性》讲义 九、参考书：
1．周公度编：《结构与物性》，高等教育出版社，1993。 2．徐光宪等编：《物质结构》，高等教育出版社，1987。 3．周公度等编《结构化学基础》，北京大学出版社，1995。 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：平时成绩，课程小论文，期末考试 十二、主讲教师：顾本喜，唐少龙，钟伟，顾书林，邹志刚 十三、撰稿人：顾本喜
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一、课程编号：12012 二、课程名称：计算物理
三、英文名称：Calculating physics 四、周讲课时数：2 学分：2 五、先修课程：
本课程要求学生已学习过一种程序设计语言，C或FORTRAN均可，并具备高等数学和普通物理的基本知识。
六、课程目的和要求：
计算物理学是利用计算机进行数据采集，数值计算和数字仿真来研究物理规律的一门学科。本课程的目的是向学生讲授计算物理学的基本理论和方法，训练学生上机操作的基本技能，从而使学生获得利用所学知识解决实际问题的能力 。通过本课程的学习要求学生（1）掌握计算物理的基本理论和方法，包括：误差的基本理论和错误值的剔除；实验数据的插值，拟合和平滑滤波；线性代数方程组的求解，实对称矩阵的对角化；数值积分；常、偏微分方程的数值解；快速傅利叶变换；蒙特卡罗方法对随机过程的模拟。（2）掌握编写程序和上机操作的基本要领并获得解决计算过程中实际问题的能力。 七、课程简介：
第一章：实验数据的统计处理（2学时） 第二章：实验数据的插值（2学时） 第三章：实验数据的拟合（2学时） 第四章：实验数据的平滑滤波（2学时） 第五章：数值计算中的舍入误差（2学时） 第六章：线性代数方程组的求解（5学时） 第七章：实对称矩阵的对角化（5学时） 第八章：积分计算（2学时）
第九章：常微分方程的数值解（2学时） 第十章：热传导方程的差分解（2学时） 第十一章：波动方程的差分解（2学时） 第十二章：快速傅利叶变换（3学时） 第十三章：蒙特卡罗方法（5学时） 八、教材： 九、参考书：
1．《计算物理学》，陈锺贤编，哈尔滨工业大学出版社，2001 2．《实验误差与数据处理》，滕敏康主编，南京大学出版社，1989 3．《数值方法大全》，W.H.普斯雷等，兰州大学出版社，1991 4．《统计物理学中的蒙特卡罗模拟方法》，宾得，赫尔曼著，北京大学出版社，1994
（参考书1发给学生使用，并在授课过程中补充书中没有的五、七两章和各章习题。补充的两章可作为较高要求的选讲内容。） 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：由于本课程实践性较强，平时成绩应占总成绩的40%左右，期终采取闭卷考
试。
十二、主讲教师：张志勇，王骏，万贤纲，王强华，董锦明 十三、撰稿人：张志勇
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一、课程编号：12003
二、课程名称：微机原理及其应用
三、英文名称：Computer Principles and Applications 四、周讲课时数：5 学分：4 五、先修课程：模拟电路与数字电路 六、课程目的和要求：
了解16位和32位INTEL系列微机的基本结构和工作原理，掌握和应用16位和32位CPU的指令系统，汇编语言中的标记、表达式和伪指令，汇编语言程序的基本编程方法。掌握INTEL系列微机中接口通用电路的结构工作原理及使用方法，学会将微机应用到实验物理系统中，为系统的数据采集和自动控制提供有力的工具。 七、课程简介：
第一章 微机计算机概述（2学时）
第二章 16位和32位微处器（12学时）
2.1．16位微处理器8086 2.2．32位微处理器80386 2.3．32位微处理器PENTIUM
第三章 16位和32位微处器的指令系统（16学时）
3.1．8086的寻址方式和指令系统
3.2．汇编语言中的标记、表达式和伪指令 3.3．80386的寻址方式和指令系统 3.4．80486新增加的指令 3.5．PENTIUM新增加的指令
第四章 存储器和高速缓存技术（4学时）
4.1．存储器和高速缓存技术（4学时） 4.2．微型机系统中存储器的体系结构 4.3．高档微机系统中的高速缓存技术
第五章 微型计算机和外设的数据传输（4学时）
5.1．接口电路的作用
5.2．CPU和输入输出设备之间的信号 5.3．CPU和外设之间的数据传送方式 第六章 串并行通信和接口技术（10学时）
6.1．接口的功能及在系统中的连接 6.2．可编程串行通信接口8251A 6.3．可编程并行通信接口8255A 6.4．并行接口总线IEEE-488总线
第七章 中断控制器、DMA控制器和计数/定时器（12学时）
7.1．中断控制器8259A 7.2．DMA控制器8237A 7.3．计数/定时器8253
第八章 数/模和模/数转换（4学时）
8.1．数/模转换器 8.2．模/数转换器
八、教材：
戴梅萼、史嘉权编著：《微型计算机技术及应用》（第三版），清华大学出版，2003
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九、参考书：
郑学坚、周斌编著：《微型计算机原理及应用》（第三版），清华大学出版社，2001 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：笔试与实验考核相结合 十二、主讲教师：冯小宁、赵明华、修向前 十三、撰稿人：冯小宁
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一、课程编号：12002
二、课程名称：C语言程序设计
三、英文名称：C Programming Language 四、周讲课时数：3 学分：3 五、先修课程：计算机基础 六、课程目的和要求：
C语言是由UNIX的研制者丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）和肯·汤普逊（Ken Thompson）于1970年研制出的B语言的基础上发展和完善起来的。C语言可以广泛应用于不同的操作系统，例如UNIX、MS-DOS、Microsoft Windows及Linux等。C语言是一种面向过程的结构化和模块人经的计算机语言，同时具有高级语言和汇编语言的优点。C语言功能丰富、表达能力强、使用灵活方便、应用面广、目标程序效率高、可移植性好。
近年来C语言在国内外得到迅速推广使用。现在，C语言已不仅为计算机专业工作者所使用，更为广大计算机应用人员所喜爱和使用。开设《C语言程序设计》的主要目的，是让学生学习和掌握程序设计，特别是结构化程序设计的基本方法，进而能通过C语言编程，解决一些简单的科学问题。通过对《C语言程序设计》这门课的学习，学生还能对计算机算法的概念和一些简单的算法实例有一个初步的了解。另一方面，学好《C语言程序设计》，也将为学生自学一些广为流行的，在C语言的基础上发展起来的面向对象语言（如C++、Java、JavaScript、C#等）打下良好的基础。 由于C语言牵涉到的概念比较复杂、规则繁多、使用灵活、容易出错，对初学者而言比较难于掌握，本课程采用课堂教学与上机操作相结合的教学方式，使学生能在较短的时间内基本掌握：
1．C语言的基本数据类型、运算符号与表达式； 2．C语言的常用语句和常用标准库函数 3．C语言函数的编写和调用方法
4．C语言的数组、简单的指针类型、结构体和共用体类型 5．C语言的基本位运算和文件操作 6．C语言的常用预处理命令
要求学生在掌握上述内容的基础上，能够读懂简单的C语言程序，能够自己编写和调试简单的C语言程序。
七、课程简介：
第一章：程序设计与算法（3学时）
1.1．程序设计语言的发展
1.2．C语言的起源、特点、程序结构 1.3．算法及算法的描述方法
第二章：数据类型、运算符和表达式（3学时）
2.1．C语言的数据类型 2.2．常量与变量
2.3．整型数据、实型数据、字符型数据 2.4．变量赋初值 2.5．运算符和表达式
第三章：程序控制语句（4学时）
3.1．C语句概述
3.2．程序的三种基本结构 3.3．数据的输入与输出 3.4．条件控制语句 3.5．循环控制语句
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物理系课程教学大纲
(2004版)
南京大学物理系 2004年5月
目 录
1．大学物理实验（一）………………………………………………… 1 2．大学物理实验（二）………………………………………………… 3 3．大学物理实验（三）………………………………………………… 5 4．力学…………………………………………………………………… 7 5．热学…………………………………………………………………… 9 6．电磁学…………………………………………………………………11 7．光学……………………………………………………………………13 8．原子与亚原子物理学…………………………………………………15 9．近代物理实验…………………………………………………………17 10．数学物理方法…………………………………………………………23 11．理论力学………………………………………………………………28 12．电动力学………………………………………………………………30 13．统计物理………………………………………………………………33 14．量子力学………………………………………………………………35 15．固体物理………………………………………………………………37 16．原子核物理……………………………………………………………40 17．结构与物性……………………………………………………………42 18．计算物理………………………………………………………………44 19．微机原理与应用………………………………………………………45 20．C 语言程序设计………………………………………………………47 21．统计物理补充…………………………………………………………50 22．量子力学补充…………………………………………………………52 23．近代物理设计性实验…………………………………………………53 24．数据库原理与应用……………………………………………………55 25．现代电子技术…………………………………………………………57 26．晶体衍射………………………………………………………………60 27．晶体物理性能…………………………………………………………62 28．铁磁学…………………………………………………………………64 29．磁性材料………………………………………………………………67 30．粒子物理………………………………………………………………69 31．反应堆与加速器………………………………………………………71 32．生物物理………………………………………………………………73 33．超导物理与器件………………………………………………………75 34．现代光学………………………………………………………………78 35．光电子技术……………………………………………………………81 36．半导体物理……………………………………………………………83
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37．半导体器件物理……………………………………………………… 85 38．单片机原理与接口技术……………………………………………… 87 39．硬件描述语言………………………………………………………… 89 40．计算机图形学………………………………………………………… 91 41．物理学史……………………………………………………………… 93 42．物理英语文献………………………………………………………… 95 43．晶体生长物理学……………………………………………………… 97 44．集成电路原理与设计基础…………………………………………… 99 45．微加工技术……………………………………………………………102 46．能源工学………………………………………………………………103 47．辐射探测与防护………………………………………………………105 48．机械制图………………………………………………………………107 49．数字电路………………………………………………………………109 50．电工学…………………………………………………………………111 51．操作系统………………………………………………………………113 52．计算机网络……………………………………………………………114 53．计算机辅助设计………………………………………………………117 54．汇编语言………………………………………………………………120 55．离散数学………………………………………………………………122 56．光通信原理与技术……………………………………………………124 57．凝聚态光物理…………………………………………………………126 58．高新技术中的物理……………………………………………………128 59．计算机基础……………………………………………………………130 60．制冷原理与技术………………………………………………………133 61．管理学概论……………………………………………………………135 62．演示物理………………………………………………………………137
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一、课程编号：1200A
二、课程名称：大学物理实验（一） 三、英文名称：Experiments in physics(I) 四、周讲课时数：3 学分：2 五、先修课程：无 六、课程目的和要求：
本课程是为理科学生开设的公共基础课。课程的目的是为了给学生奠定实验物理学的基础，使学生获得实验物理学的基本知识和技能，并且使学生初步建立实验物理学的基本思维方式，形成初步从事物理实验研究的能力。与此同时，还要培养学生将已知的物理规律运用于实际问题的意识，激发学生从事探索未知规律的热情。 七、课程简介： 序号 实验项目名称 内容提要 学时 本专业 非本专业 3 （一） 绪论 基本物理实验方法： 3 比较法、放大法、补偿法、转换法、模拟法、量纲法 物理实验中常用的数据处理方法、误差和有效数字理论 列表法、作图法、累加法、分组逐差法、经验公式拟合法 冷却法测比热,了解热电偶原理与应用 36 3 （二） 基础实验 （1） （2） 物体冷却规律研究 36 3 3 用扭摆法测定金属切变和扭变力矩的关系，测量转动惯量、3 （钢）的切变模量和扭转系数、切变模量及内耗 内耗 用光杠杆法测钢的杨杨氏模量的物理意义、静态测量，光杠杆3 氏模量 —放大法，累加法及作图法处理数据 用拉脱法测液体的表表面张力及其系数的概念及测量，乔力秤3 面张力 原理，逐差法处理数据 自搭电位差计测电动掌握补偿电路的原理，测量微小电动势的3 势 方法 示波器的使用 示波器的构造及原理，波形的观察，利用3 李萨如图测量频率及相位差 （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） 3 3 3 3 3 3 3 3 3 地球磁场水平分量的测量地磁场水平分量，在振动周期达不到3 测量 无限大时，采用作图外推法 运算放大器的简单应运算放大器的原理及使用方法：反比例器、3 用 加法器、减法器、电压比较器 透镜组基点的测量 透镜组的基点及其性质，转台法测量节点，3 测量透镜组的焦距 （10） 用分光计测量玻璃的分光计的构造、使用方法，三棱镜分光，3 折射率 观察光谱，绘制色散曲线 （11） 平行光束在球形界面通过光线在球面的反射、折射，熟悉反射3 上的反射和折射 和折射定律，球面镜的基本性质，光路的基本调节，激光器的使用
1
（12） 黑白照相技术—印相照相机的构造和使用方法，拍摄相片和冲3 和放大 洗负片的操作技术 （三） 开放式讨论课 3 6 （四） 实验方案设计，开卷 考评 3 3 6 八、教材： 《大学物理实验（一）》，万春华编，南京大学出版社，2002年版。 九、参考书：
1．《普通物理实验》，林抒、龚镇雄编，高等教育出版社，1982年。 2．《基础物理实验》，沈元华、陆申龙，高等教育出版社，2003年。 十、授课手段：物理实验 十一、成绩考核方式：
学生主要以平时实验成绩为主，期末考核是提供若干个实验中未有的测量题目。要求学生综合所学知识、方法写出测量方案。考核训练旨在开拓学生在实验领域的知识面，同时在实验综合能力上有个飞跃，从而调动他们的学习积极性和创造性。
十二、主讲教师：周进，王思慧，丁剑平，苏为宁，王均义，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉，高文莉，杨燚，应学农，李昂，张序余 十三、撰稿人：周进
2
4.2. 平面波法
4.3. 近自由电子近似 4.4. 紧束缚近似 4.5. 正交平面波法 4.6. 赝势方法 4.7. 能态密度
4.8. 布洛赫电子的动力学性质
4.9. 布洛赫电子在恒定电场中的准经典运动 4.10. 布洛赫电子在恒定磁场中的准经典运动
4.11. 布洛赫电子在相互垂直的恒定电场和磁场中的运动 4.12. 能带论的局限性 第五章 金属电子论
5.1. 费米分布函数和自由电子气比热 5.2. 金属的费米面 5.3. 费米面的实验测定 5.4. 输运现象 5.5. 金属的电导率
5.6. 弛豫时间τ（k）与碰撞几率θ（kk`）的关系 5.7. 电子和声子的相毒作用金属电阻率与温度的关系 5.8. 等离激元与准电子 第六章 半导体电子论
6.1. 半导体的基本特征和分类
6.2. 半导体带边的能带结构和有效质量 6.3. 半导体载流子的浓度 6.4. 接触效应
6.5. 半导体载流子的输运问题 第七章 固体磁性
7.1. 原子磁性及外场响应 7.2. 抗磁性 7.3. 顺磁性
7.4. 载流子的磁性 7.5. 铁磁性 7.6. 铁磁自旋波
7.7. 铁磁金属自发磁化的巡游电子模型 7.8. 自旋相关输运 7.9. 反铁磁性 第八章 超导电性
8.1. 超导体的基本物理性质 8.2. 超导电性的物理机制与理论 8.3. 超导弱连接和宏观量子效应
八、教材：
固体物理学自编教材
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九、参考书：
C.Kittel,Introduction to Solid State Physics, New York : Wiley, 1996 十、授课手段：黑板推演+多媒体课堂讲解 十一、成绩考核方式：命题考试 ，平时成绩
十二、主讲教师：胡安，章维益，顾民，吕笑梅，杜军，于涛等 十三、撰稿人：章维益，胡安
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一、课程编号：12018
二、课程名称：原子核物理
三、英文名称：Nuclear Physics 四、周讲课时数：3 学分：3 五、先修课程：普通物理学 六、课程目的和要求：
原子核是介于原子和粒子之间的物质结构层次，是物理学的二级学科。原子核物理是研究原子核性质、结构和运动变化规律的科学。是当代公认的尖端科学，它是核能和核技术的基础，是国民经济现代化和社会现代化的重要标志之一。因而为当代几乎所有大国的政府所重视。
本课程的目的是讲述原子核物理的基础，适当联系发展前沿和应用实例。十分注重习题和练习。 七、课程简介：
第一章：原子核的基本性质（6学时）
1.1. 电荷，质量，半径 1.2. 自旋，磁矩 1.3. 电四极矩 1.4. 宇称，同位旋
1.5. 统计性，核内的非核子自由度。 第二章：放射性（4学时）
2.1. 基本规律 2.2. 递次衰变
2.3. 放射性平衡，放射系 2.4. 人工放射性活度。
第三章：液滴模型和结合能（5学时）
3.1. 结合能
3.2. 原子核的稳定性 3.3. 液滴模型
3.4. 结合能半经验公式。 第四章：α衰变（6学时）
4.1. 衰变能量 4.2. 实验规律 4.3. 势垒贯穿理论
4.4. 质子及其它重粒子发射的奇特放射性。 第五章：β衰变（6学时）
5.1. β能谱，中微子β衰变的类型，衰变纲图，β衰变的费米理论 5.2. 跃迁分类和选择定则，苛里标绘
5.3 双β衰变，弱相互作用中的宇称不守恒，粒子的螺旋性 第六章：γ跃迁（8学时）
6.1. 多极性跃迁几率 6.2. 选择定则
6.3. 内转换，同质异能态，角关联 6.4. 衰变纲图的研究 6.5. 穆斯堡尔效应。 第七章：核结构（12学时）
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7.1. 幻数
7.2. 壳模型，相对论平均场模型，集体模型 7.3. 转动能级和振动能级，高自旋态和回弯现象 7.4. 相互作用玻色子模型。 第八章：核反应（15学时）
8.1. 核反应运动学Q方程及其应用
8.2. L系和C系的转换核反应截面，核反应产额 8.3. 细致平衡原理，反应截面的分波分析
8.4. 核反应机制，光学模型，核反应共振和复合核模型 8.5. Breit-Wigner公式，黑核模型和蒸发模型 8.6. 直接反应，巨共振，重离子核反应 第九章：核力（6学时）
9.1. 基本性质 9.2. 氘核
9.3. 核子—核子散射 9.4. 核力的介子场理论。 第十章：若干应用简介（4学时）
10.1. 加速器
10.2. 核能和反应堆
10.3. 放射性防护的基本原则。 八、教材：
1.卢希庭《原子核物理》，原子能出版社出版，1984。(说明：此书曾获全国优秀教材一等奖，是全国统编教材。)
2. 杨福家, 王炎森, 陆福全著,《原子核物理》，复旦大学出版社,2002 九、参考书：
1．徐四大：《原子核物理》，清华大学出版社出版，1994。
2．S.B.Patel, Nuclear Physics, 1996, New Age International Limited, London. 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：平时成绩，课程小论文，期末考试 十二、主讲教师：任中洲，宗红石，丁小平，赵经武，黄红波 十三、撰稿人：任中洲
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一、课程编号：12019
二、课程名称： 结构与物性
三、英文名称：Structures and propertyies of Materials 四、周讲课时数：2 学分：2
五、先修课程：普通物理，量子力学，固体物理 六、课程目的和要求：
《结构与物性》研究物质材料的微观结构与宏观性质间的关系，是物理系学生的一门基础课。科学技术的高速发展，各门学科的相互渗透，对物理系学生提出了更高的要求。物质材料所表现出来的性质是多种多样的，其机理是很复杂的，一时很难解释清楚。但是物质材料的性质是由它们的结构决定的，有些方面的机理可以用化学原理做出定性或半定量的解释。因此，了解一些化学原理及其处理问题的方法对于改善物理系学生的知识结构，扩展思考问题的途径是十分有益的。本课程重点介绍物质材料中存在的几种化学键的特性及其与结构和性能的关系，用量子力学的基本原理去揭示化学键的本质，引导学生应用化学原理去分析物质的结构和特性。在分析问题中，除了引用一些典型材料外，重点介绍最近国际上出现的一些新型材料。要求学完这门课后，能掌握一些化学原理的基本内容以及应用化学原理分析、解释物质的结构和特性的基本方法。 七、课程简介：
第一章：原子的结构和性质（4学时）
1.1. 氢原子
1.2. 多电子原子的结构 1.3. 元素的周期性质 1.4．原子光谱和电子光谱
第二章：双原子分子的结构和性质（6学时）
2.1．氢分子离子的结构 2.2．分子轨道理论
2.3．双原子分子的结构和性质 2.4．价键理论
第三章：多原子分子的结构和性质（6学时）
3.1．杂化轨道理论 3.2．非定域分子轨道
3.3．休克尔分子轨道法和共轭分子的结构 3.4．C60的结构和性质
第四章：配位化合物的结构和性质（5学时）
4.1．配位化合物与配位键 4.2．价键理论 4.3．晶体场理论
4.4．配位化合物的性质 4.5．分子轨道理论 4.6．配位场理论简介
第五章：离子键和离子化合物的结构与性质（5学时）
5.1．离子键 5.2．离子半径 5.3．离子晶体 5.4．离子的极化 5.5．氧化物磁性材料
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一、课程编号：12011 二、课程名称：理论力学
三、英文名称：Theoretical Mechanics 四、周讲课时数：3 学分：3 五、先修课程：力学，高等数学 六、课程目的和要求：
本课程以分析力学的理论和方法为重点，主要介绍Langrange动力学和Hamilton动力学、正则变换、Hamilton-Jacobi方程，并用以处理质点、质点系、刚体等系统的相关问题，建立处理连续介质及场的基本理论框架，通过对某些物理上有意义的问题（如有心力场、刚体定点运动，小振动）的讨论，介绍处理力学和相关问题的重要方法（如有效势方法，线性化近似方法等），适当渗透问题的几何背景和数值处理问题的思想，为学生进一步学习和将来的工作打下牢固的理论基础，培养和提高运用有关数学工具处理问题的能力。
一点说明：鉴于已开设非线性物理课程和学时限制，非线性力学和相对论等内容不在本课程中讲授。
七、课程简介：
第一章：绪论，牛顿力学基础（3学时） 第二章：拉格朗日动力学（8学时）
2.1. 约束和广义坐标 2.2. 虚功原理 2.3. 达朗贝尔原理
2.4. 变分法初步，哈密顿原理 2.5. 拉格朗日方程
2.6. 运动积分，对称性和守恒定律，Noether定理* 第三章：两体运动，有心力问题（7学时）
3.1. 两体问题约化为等价的单体问题 3.2. 运动方程和运动积分 3.3. 等效势方法 3.4. 开普勒问题 3.5. 散射
第四章：刚体力学（10学时）
4.1. 刚体运动学，欧拉角 4.2. 刚体的动能和角动量
4.3. 刚体的转动惯量张量；惯量椭球 4.4. 欧拉动力学方程 4.5. 对称刚体的自由运动 4.6. 重对称刚体的定点运动 4.7. 带电体在磁场中的旋进* 第五章：小振动（7学时）
5.1. 两自由度线性谐振子的耦合振动 5.2. 小振动的一般理论 5.3. 简正坐标和简正频率
5.4. 线性三原子分子的自由振动，一维晶格的振动* 第六章：哈密顿正则方程和正则变换（9学时）
6.1. 勒让德变换
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6.2. 正则变量和哈密顿运动方程 6.3. 守恒定理 6.4. 泊松括号 6.5. 刘维定理 6.6. 正则变换
6.7. 无穷小正则变换，运动积分和对称性
6.8. 哈密顿—雅可比方程，哈密顿主函数和特征函数 6.9. 作用量，角变量，Hannay角*
第七章：连续介质系统和场的拉格朗日哈密顿理论（6学时）
7.1. 由分立系统到连续系统的过渡 7.2. 连续介质的拉格朗日理论 7.3. 连续介质的哈密顿理论 7.4. 场的变分原理 八、教材：
力学（下册），第三版，梁昆淼，1995年4月。 九、参考书：
1．梁昆淼，力学（下册），高等教育出版社，1995
rd
2．Herbert Goldstein, Charles Poole, John Safko, Classical Mechanics, 3 ed., San Francisco: Addoson Wesley, 2002
3．Jerry B. Marion, Stephen T. Thornton, Classical Dynamics of Particles and Systems, th
4 ed., Fort Worth: Saunders College Pub, 1995
rd
4．L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Mechanics, 3 ed., 北京：世界图书出版公司，1999 5．强元綮，经典力学（上下册），科学出版社，2003 6．金尚年，马永利，理论力学（第二版），高等教育出版社，2002 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：平时成绩，课程小论文，期末考试
十二、主讲教师：鞠国兴，王强华，万贤纲，蒋正生，苏为宁，王智河，施毅 十三、撰稿人：鞠国兴
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一、课程编号：12015 二、课程名称：电动力学
三、英文名称：Electrodynamics 四、周讲课时数：3 学分：3 五、先修课程：数学物理方法 六、课程目的和要求：
本课程为物理专业和天文、材料、强化部相关专业的学生设置。阐述电磁场的普遍规律和运动形态以及电磁场与物质的相互作用。静电场的基本方程和边界值问题；静磁场的基本方程和边界值问题；麦克斯韦（Maxwell）方程组和电磁场的守恒定律；平面电磁波的传播和边界问题；相对论磁场的守恒定律；平面电磁波的传播和边界问题；相对论电动力学和电磁场规律的统一描述；简单系统的辐射场；运动带电粒子的辐射；特殊材料中的电磁现象（超导、电磁流体、晶体和磁性材料等）；电磁波的散射、衍射和吸收。 七、课程简介： 引言
第一章：电磁场基本方程式（5学时）
1.1. 真空中的麦克斯韦方程 1.2. 介质中的麦克斯韦方程组 1.3. 电磁场的矢量势和标量势
1.4. 在介质分界面的电磁场的边界关系 1.5. 罗伦兹力密度
1.6. 电磁场总能量、互作用能和自能、场能密度 第二章：电磁场的对称性和守恒定律（4学时）
2.1. 电磁场能量守恒和转化 2.2. 电磁场动量和动量守恒 2.3. 电磁场角动量和角动量守恒 2.4. 电磁场对称性与守恒定律 第三章：静电边界值问题（5学时）
3.1. 电势的泊松方程和拉普拉斯方程 3.2. 边界条件
3.3. 解的唯一性定理 3.4. 特解法及其应用 3.5. 电像法 3.6. 格林函数法
3.7. 电势的多极展开和电多极子 第四章：静磁场的边值问题（4学时）
4.1. 静磁场方程和边界条件 4.2. 矢量势的微分方程 4.3. 磁标势和等效磁荷法 4.4. 磁镜象法
4.5. 矢量势的多极展开和磁多极子 第五章：无限空间的平面电磁波（6学时）
5.1. 电磁场的矢势和标势 5.2. 电磁场的波动方程 5.3. 规范变换
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5.4. 真空中的电磁波 5.5. 均匀介质中的电磁波 5.6. 导体中的电磁波
5.7. 稀薄等离子体中的电磁波 5.8. 波包、群速、相速
第六章：电磁波在有界空间的传播（4学时）
6.1. 电磁波在介质分界面的反射和折射 6.2. 电磁波在导体表面的反射和折射 6.3. 理想导体边界问题 6.4. 导行波
6.5. 金属矩形波导 6.6. 导波的阻抗、损耗 6.7. 谐振腔
第七章：相对论电动力学（7学时）
7.1. 电荷守恒和四维电流密度 7.2. 四维势和波动方程
7.3. 电磁场张量和麦克斯韦方程 7.4. 四维力密度和能量动量张量 7.5. 电磁场守恒定律的协变形式 7.6. 多普勒效应和光行差
第八章：相对论粒子在电磁场中的运动（4学时）
8.1. 力学量的四维形式 8.2. 相对论力学方程
8.3. 相对论能量、动量和质量 8.4. 动量守恒和能量守恒 8.5. 质心坐标系*
8.6. 电磁场的Lagrangian和Hamiltonian* 8.7. 关于光子的静止质量* 第九章：辐射（8学时）
9.1. 推迟势
9.2. 热Φ和A的多极展开
9.3. 多极辐射的一般解步骤和近似条件 9.4. 电偶极辐射
9.5. 磁偶极和电四极辐射 9.6. 天线的辐射
第十章：运动带电粒了的辐射（4学时）*
10.1. 任意运动带电粒子的势—Lienard-Wiechert势* 10.2. 加速运动带电粒子的辐射场* 10.3. 韧致辐射和同步辐射* 10.4. 辐射频谱分析*
10.5. 带电粒子辐射对自身的反作用*
第十一章：电磁场与物质的相互作用（4学时）*
11.1. Cerenkov辐射
11.2. 电子对电磁波的散射
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11.3. 电磁波在小颗粒上的散射 11.4. 电磁波的吸收 11.5. 电磁波的衍射 11.6. 介质的色散和损耗 八、教材：
1．《电动力学》，尹真编, 南京大学出版社,1999 2．《电动力学》(第二版)，郭硕鸿, 高等教育出版社,1997 九、参考书：
1．J.D.杰克逊，《经典电动力学》，人民教育出版社，1978年。 2．蔡圣善、朱耘《经典电动力学》，复旦大学出版社出版，1985年。 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：平时成绩，课程小论文，期末考试 十二、主讲教师：李建新，尹真，王振林，黄润生，徐骏 十三、撰稿人：尹真，李建新，王振林
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一、课程编号：12017 二、课程名称：统计物理
三、英文名称：Statistical Physics 四、周讲课时数：3 学分：3
五、先修课程：化学物理学，高等数学等 六、课程目的和要求：
热力学与统计物理学是物理科学中重要基础理论学科之一。本课程为物理系本科生必修专业基础理论主干课程，也可作为化学和其他理科专业的选修课程。其目的是教授给学生利用热力学和统计工具分析物理问题的基本思路和方法，培养他们积极进行逻辑思考的习惯，使他们能够适应现代物理学科的发展，为造就面向新世纪的高素质研究型人才的培养打好扎实的基础。
本课程的教学要求是：介绍热力学和统计物理的基本内容、研究范围和相应的物理应用。以物理体系热运动的基本过程为基础，遵循热力学和统计物理的基本研究方法和思路，讲述热力学和统计物理的基本假设，注重讨论基本规律在各个相关系统中的运用和实现。本课程要求学生掌握热力学的基本规律，热力学的三个定律，掌握热力学函数如内能、焓、熵、自由能、吉布斯函数的物理意义及利用这些函数判断系统的平衡条件、平衡稳定条件。掌握单元系、多元系的相变特性，相平衡条件，吉布斯相律，化学平衡条件。统计物理部分要求学生掌握等几率原理，玻尔兹曼统计、费米及波色统计，了解系综理论，并对非平衡现象和过程有一个基本的了解和处理与此相关问题的基本思路。由于本课程在物理学科中的基础性和重要性，本课程主要引导学生掌握本学科的基本内容、物理概念和物理图象以及研究方法，培养学生自学能力和独立工作能力。 七、课程简介：
本课程内容共设7章，每章设复习思考题。总学时48。 第一章：热力学的基本规律（6学时）
1.1. 热力学系统的平衡状态 1.2. 平衡态状态参量及物态方程 1.3. 热力学第一定律 1.4. 热力学第二定律 1.5. 热力学定律的应用
第二章：均匀物质的热力学（6学时）
2.1. 麦克斯韦关系
2.2. 麦克斯韦关系的应用
2.3. 热力学系统的特性函数和应用 2.4. 热动平衡条件和平衡稳定条件 第三章：复相平衡（6学时）
3.1. 开放系统的热力学描述 3.2. 单元复相系的平衡性质
3.3. 单元复相系的界面对平衡的影响 3.4. 多组分系统的复相平衡
第四章：系统状态的统计描述（6学时）
4.1. 粒子微观运动状态的经典和量子特征 4.2. 粒子微观运动状态的统计描述 4.3. 微观粒子系统的统计描述 4.4. 统计的基本数学知识
第五章：玻尔兹曼统计理论（7学时）
5.1. 等几率原理
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5.2. 玻尔兹曼分布
5.3. 热力学关系的导出及玻尔兹曼公式 5.4. 经典近拟
5.5. 理想气体的统计理论 5.6. 固体比热的爱因斯坦理论
第六章：玻色统计和费密分布（6学时）
6.1. 玻色分布和费密分布 6.2. 热力学关系的导出 6.3. 光子气体的统计物理 6.4. 玻色—爱因斯坦凝聚 6.5. 自由电子气的统计物理 第七章：系综理论（5学时）
7.1. 系综理论的基本概念 7.2. 微正则系综
7.3. 相空间状态密度和热力学关系 7.4. 正则分布的统计物理 7.5. 真实气体状态方程 7.6. 巨正则分布
习题课：4个学时，专题讲座或讨论：2个学时 八、教材：
1. 汪志诚编：《热力学 统计物理》（第三版），高等教育出版社，2003。 2. 龚昌德编：《热力学 统计物理》，高等教育出版社，1982年。 九、参考书：
1．王竹溪：《热力学简程》，高教出版社，1964。 2．王竹溪：《统计物理学导论》，第二版，高教出版社，1965。 3．苏汝铿：《热力学与统计物理基础》，复旦大学出版社，1990。 4．王诚泰：《统计物理学》，清华大学出版社，1997。 5．L．E．雷克著，黄畇等校译：《统计物理现代教程》，上册，北京大学出版社。
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6．Lifshitz E.M. & Landau L.D., Statistical Physics (3 edition), Butterworth-Heinemann; (January 1, 1980).
7．Kadanoff L.P., Statistical Physics, World scientific, 2000.
8．Amit D.J. and Verbin Y., Statistical Physics, world scientific, 1999. 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：平时成绩，课程小论文，期末考试 十二、主讲教师：王炜，邢定钰，肖明文，王骏，王伯根 十三、撰稿人：王炜
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一、课程编号：12014 二、课程名称： 量子力学
三、英文名称：Quantum mechanics 四、周讲课时数：4 学分：4
五、先修课程：高等数学，普通物理，数学物理方法，理论力学 六、课程目的和要求：
量子力学是理解近代物理的重要工具。本课程的目的是要求学生掌握非相对论性量子力学的基本原理和使用方法，熟悉量子力学的语言，并能够运用量子力学方法解决一些简单问题。 七、课程简介：（打*的内容为选讲内容） 第一章：经典物理学面临的困难
1.1. 经典物理学面临的困难 1.2. 光的粒子性的实验基础 1.3. 粒子的波动性的实验基础
1.4. 波粒二重性的基本图像，位置一动量不确定关系和德布罗意波。 1.5. 玻尔的量子论*
第二章：量子力学的基本概念（11学时）
2.1. 波函数
2.2. 力学量的平均值和算符 2.3. 薛定谔方程 2.4. 一维定态问题
第三章：量子力学的数学表述（11学时）
3.1. 力学量与算符
3.2. 不确定关系及其应用 3.3. 力学量的本征值问题
3.4. 力学量的可能测量值及其几率分布 3.5. 演化问题
3.6. 量子力学的和左阵形式 3.7. 么正变换*
3.8. 量子力学的矩阵形式及狄拉克符号应用举例 3.9. 量子力学的路径积分形式* 3.10. 密度矩阵*
第四章：单粒子问题（6学时）
4.1. 粒子在有心力场中运动的普遍特征 4.2. 轨道磁矩
4.3. 三维可解模型举例 4.4. 粒子在电磁场中的运动
第五章：定态问题近似方法（7学时）
5.1. 非简并定态微扰论
5.2. 简并情况下的定态微扰论 5.3. 微扰论举例 5.4. 变分法 5.5. WKB近似*
第六章：量子跃迁（5学时）
6.1. 含时微扰论
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6.2. 量子跃迁
6.3. 含时微扰论与定态微扰论的关系* 6.4. 光的发射与吸收 第七章：散射（5学时）
7.1. 散射问题的一般描述 7.2. 分波法 7.3. 玻恩近似
7.4. 跃迁矩阵（T矩阵）和散射矩阵（S矩阵）* 7.5. 非弹性散射* 第八章：自旋（7学时）
8.1. 电子自旋
8.2. 两电子自旋角动量的耦合
8.3. 电子自旋角动量和轨道角动量的耦合 8.4. 泡利方程
8.5. 碱金属原子光谱的双线结构和反常塞曼效应 8.6. 磁共振
8.7. 弱相互作用中的宇称不守恒问题* 第九章：多粒子体系（6学时）
9.1. 全同粒子系
9.2. 全同粒子的散射* 9.3. 交换能与共价键
9.4. 自洽场近似与准粒子* 9.5. 原子的电子壳层结构*
第十章：量子力学前沿问题（2学时）*
10.1. 爱因斯坦的定域实在性与贝尔不等式，纠缠态 10.2. 薛定谔猫与量子退相干问题 10.3. 量子通讯与量子计算
八、教材：量子力学，蔡建华，高等教育出版社，1999。 九、参考书：
1．蔡建华：《量子力学》, 高等教育出版社，1999 2．曾谨言：《量子力学导论》，北京大学出版社,1992 《量子力学》(第三版)卷I, 科学出版社,2000
3．P.A.M.Dirac, The Principles of Quantum Mechanics, Clarendon Press, 1958,(中译本, 量子力学原理, 科学出版社,1979) 十、授课手段：课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：命题考试，平时成绩占40%，期末考试成绩占60%。 十二、主讲教师：沈瑞，马余强，秦国毅，王均义，金国钧，熊诗杰等 十三、撰稿人：沈瑞
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一、课程编号：12016 二、课程名称： 固体物理
三、英文名称：Solid state physics
四、周讲课时数：4，习题和答疑2小时 学分：4 五、先修课程：量子力学 六、课程目的和要求：
通过本课程的学习使学生掌握从事凝聚态物理研究工作的起码物理基础以及进一步学习“固体理论”、“凝聚态物理导论”的基本概念和知识。
课程将晶态物质作为主要讨论对象，充分利用晶格的平移对称性，统一处理周期结构中波的传播问题，格波在周期结构中传播导致晶格动力学、德布罗意波在周期结构中传播导致能带论，也包括自旋波和电磁波在周期结构中的传播。由于晶体对弱外场扰动的响应决定了系统的基本物理性能和元激发类型，在各相应章节中应用简单模型和处理方法论述系统的基态和低激发态属性，自然地引入各类元激发，包括电子、空穴、声子、自旋波量子、极化激元和等离激元等，而不必将固体中元激发作专章处理，对于建立在周期性基础上的晶格动力学和固体能带论在特殊情况下遭到的破坏问题不做全面论述，但要求在适当的章节中穿插某些典型例子，如准周期系统和无序系统，低维系统，偏离周期性系统（缺陷、表面、界面等）以及由无序导致的局域化问题，来说明简单模型的局限性和解决问题的思路，超出单粒子近似而计入粒子间相互作用的多体效应问题，如金属磁性与超导电性以及窄带系统中强电子关联所导致的金属绝缘体相变等，也应作为典型例子穿插在相应章节中讨论。
七、课程简介： 绪言
第一章：晶体的结构及其平移对称性
1.1. 晶格及其平移对称性 1.2. 晶向和晶面 1.3. 倒点阵
1.4. 晶体的宏观对称性 1.5. 晶体点阵和结构的分类 1.6. 晶体X-射线衍射 1.7. 准晶体 第二章节 晶体的结合
2.1. 原子的负电性 2.2. 晶体结合的类型 2.3. 结合能
第三章 晶体动力学和晶体的热学性质
3.1. 简正模和格波 3.2. 一维单原子链振动 3.3. 一维双原子链振动
3.4. 三维晶格振动，格波量子—声子 3.5. 离子晶体中的长光学波 3.6. 非完整晶格的振动，局域模 3.7. 晶格比热
3.8. 晶格状态方程和热膨胀 第四章 能带论
4.1. 布洛赫定理和布洛赫波
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