《量子引言》PPT课件.ppt
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1、量子与统计,主讲人:杜春光(副教授)本人主要研究领域:量子光学(用量子力学研究与光有关的现象,激光与物质相互作用等基本问题)其它研究领域:光子晶体,左手材料,激光等离子体物理,超导器件等。本人以前主讲过的课程应用量子力学(研究生课程)量子与统计(本科生课程)联系电话:62783459Email:,教材,1 量子力学教程 周世勋 著,高等教育出版社(除第六章(散射)以外的所有内容)2.统计物理学 王诚泰 著,清华大学出版社热力学部分(概要):参考第一章,第二章统计力学部分:第四章,第五章,第六章,第七章(主要学习前1-3节)注意:本课程要求掌握的内容以课件为准,以上教材主要用于布置作业和学生自学
2、。课件中没有包括的内容不作考试要求。,第一部分 量 子 力 学,教材:量子力学教程,周世勋 著,高等教育出版社参 考 书量子力学(卷1),曾谨言,科学出版社,第二部分 统计物理,教材:统计物理学,王诚泰 著,清华大学出版社参考书:热力学 统计物理 汪志诚,高等教育出版社,教学日历,第一部分 量子力学2月23日 第一章 量子力学的历史渊源 1.1 Planck的光量子假说 1.2 Bohr的原子结构模型2月25日 1.3 de Broglie的物质波假说 第二章 Schrodinger方程和一维运动问题 2.1 波函数及其统计解释3月2日 2.2 Schrodinger程 2.3 一维运动问题的
3、一般分析3月4日 2.4 一维无限深势阱和方势阱 2.5 线性谐振子 3月9日 2.6 量子隧道效应,3月11日 第三章:量子力学中的力学量和三维运动问题 3.1 力学量用算符表示 3.2 动量算符和角动量算符3月16日 3.3 中心力场中的运动,氢原子 3.4 本征函数系一般性质3月18日 3.5 力学量的测量几率和平均值 3.6 不确定关系,3月23日 第四章 量子力学的矩阵表象和电子自旋 4.1 态和力学量的表象 4.2 量子力学的矩阵形式3月25日 4.3 Dirac符号 4.4 周期性势场的能带结构3月30日 4.5 电子自旋及其描述 4.6 角动量的合成,4月1日 第五章 微扰论
4、5.1 定态微扰论I:非简并情形 5.2 定态微扰论II:简并情形 4月8日 5.3 在外磁场中的原子 4月13日 5.4 量子跃迁,4月15日 第六章 全同粒子体系 多粒子体系的量子力学描述 全同性概念 玻色系统与费米系统的波函数4月20日 量子力学总结,量子力学前沿问题介绍 习题例题讲解(1)4月22日 量子力学总结,习题例题讲解(2)4月27日 期中考试 五一放假,第二部分 统计物理,5.4 第零章 热力学概论 0.1 热力学第一定理及相关物理概念。(温度、热容、物态方程、准静态、可逆、广延和强度量等等)5.6 02 热力学第二,三定理及相关物理 概念(卡诺热机、熵、特性函数、麦氏关系、
5、化学势、复相系等等),5.11 第一章 近独立粒子系统的统计分布 1.1 统计力学的基本概念和近独立粒子系统 1.2 粒子和系统状态的量子力学描述 1.3 分布与微观状态数5.13 1.4 Bose分布和Fermi分布 1.5 半经典分布和Boltzmann分布,5.18 第二章 Boltzmann统计理论 2.1 配分函数与宏观量 2.2 粒子状态的半经典描述 5.20 2.3 理想气体 2.4 晶格振动的Einstein理论,5.25 第三章 Bose统计和Fermi统计理论 3.1 Bose系统和Fermi系统的热力学公式 3.2 Bose-Einstein凝聚 5.27 3.3 光子气
6、体 3.4 声子气体,6.1 3.5 Fermi气体 第四章 统计系综理论 4.1 系统微观状态的几率分布和统计系综的概念6.3 4.2 正则系综与正则分布 4.3 正则分布的热力学公式,6.8 统计物理部分总结,习题讲解6.10 总复习,考核方式:考试,总评成绩计算方法,作业,请各班课代从第二周开始,每周将本班作业按时交给助教,并取回上次作业(具体时间请与助教联系确定)。助教1:李佳,电话:62772784;手机,电子邮件:地址:理科楼2401室助教2:张文号,电话:,电子邮件:地址:理科楼2327,答疑安排,暂定为每周一次答疑,每次1个小时(从第二周开始)请各班代表与助教商定一个合适的时间
7、,答疑地点由助教安排。,第一部分 量 子 力 学,经典力学 牛顿力学不适用于微观(如电子、原子、分子)体系。量子力学:是描述微观物理体系状态和运动规律的科学。量子力学比牛顿力学适用范围更广。,量子力学在人类科学中的地位,量子力学是近代物理学的基础。量子力学改变了人们的物理观量子力学正在电子学、化学、材料、信息、核技术、生物等诸多领域扮演着重要角色。小到基本粒子,大到天体,本质上都是量子体系,许多情况下需要用量子力学进行描述。,怎样学习量子力学,1.量子力学理论的特点:量子力学摆脱了经典物理思想的束缚,建了新概念,提出了新的假设,理论形式也与经典力学截然不同。2.学习量子力学需要注意的问题 逐渐
8、熟悉并掌握量子力学“语言”。重新思考一些基本概念。多练习、多思考、多讨论。,状态:x,v。满足牛顿方程,经典,量子,第一章 量子力学的历史渊源,量子力学是一批最杰出的物理学家集体智慧的结晶。来源于Planck的能量量子化的假说(20世纪初)Planck、Einstein光量子理论 Bohr的原子结构模型 de Broglie的物质波假说。海森堡建立矩阵力学 薛定谔建立波动力学 玻恩的量子力学统计诠释(几率波概念)狄拉克相对论量子力学,量子力学的核心思想:波-粒子二象性如何认识粒子具有波的属性?(本课程重点内容)如何认识波具有粒子属性?(历史上量子概念从这里建立)什么是粒子?什么是波?波和粒子概
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