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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