高等量子力学-教学大纲 、授课计划.docx

高等量子力学教学大纲一、课程信息课程名称：高等量子力学课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：高等量子力学，闰学群主编，2020年，电子工业出版社教材。适用专业：本课程可作为物理及相关专业研究生的高等量子力学课程，也可供教师和科 研人员参考。课程负责人：二、课程简介本课程系统和详细地讲述了量子力学的基本概念、原理、处理问题的方法和些重要理论 问题。课程共分8章，内容不仅包括传统的量子力学基本概念和一般理论、二次量子化方 法、辐射场的量子化及其与物质的相互作用、形式制才理论、相对论量子力学，还包括丘些 年发展起来的量子力学测量问题、开放量子系统动力学和开放系统退相干。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识1 .掌握量子力学的基本概念、原理、处理问题的方法和些 重要理论问题。2 .了解高等量子力学应用领域和市场需求，为产品设计 和开发提供指导。L2问题分析1 .学会对高等量子力学应用中出现的问题进行分析和解 决，包括硬件故障、软件错误、网络问题等。2 .学会进行故障排除和维修和计算方法，以实现数据处 理应用。H3设计/开发解决方案1 ,掌握辐射场的量子化及其与物质的相互作用，能将高 等量子力学应用到工作和生活领域中。2.学会进行系统测试和验证，以确保系统的质量和性能 符合要求。H4研究L5使用现代工具M6工程与社会1 .了解高等量子力学对社会的影响和作用，以及相关的 法律法规和标准。2 .学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社 会做出贡献。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1 .学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素 质。2 .学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队 合作氛围。H10沟通1 .学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持 良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文 化交流能力。M11项目管理1 .学会进行项目管理和组织，包括项目计划、进度控制、 质量管理等。2 .学会进行风险评估和管理，提高项目成功的概率和效 率。L12终身学习1 .学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业 水平和创新能力。2 .学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领 域和发展空间。H、课程教学内容注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具 体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三 档分别表示为“H” 或。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程 与所对应的专业毕业要求条目不相关。章节名称主要内容重难点关键词学时类型1量子力学基本概 念和一般理论态矢量和力学量算符的表 示幺正交换的一般理论 状态随时间改变的描述一 三种绘景矢量空间的重和与直积密度矩阵复合体系的关联特性 维格纺函数路径积分了解幺正交换的一 般理论、复合体系 的关联特性8理论2量子力学测量问题量子测量基本概念 间接量子测量掌握量子测量中的 纠缠和煽8理论犯量子非破坏性测量 非选择性连续测量 量子测量中的纠缠和煽3二次量子化方法全同粒子量子态粒子数表象场的量子化方法全同粒子系统的二次量子 化理论掌握全同粒子系统 的二次量子化理论8理论4辐射场的量子化 及其与物质的相 互作用辐射场的最子化原子和电磁场的相互作用掌握汇编语言程序 的基本结构和系统 编程的步骤、方法 和技巧4理论5开放量子系统动 力学开放量子系统 量子马尔科夫过程 主方程的微观推导 量子光学主方程 量子布朗运动 量子轨道掌握量子光学主方 程和量子布朗运动12理论6开放系统退相干退相干函数一个精确可解模型退相干的马尔科夫机制 阻尼谐振子电磁场Calderra Leggett 模型 退相干和量子测量了解退相干的马尔 科夫机制8理论7形式散射理论跃迁矩阵(T矩阵) 李普曼-许温格方程 戴逊方程散射矩阵掌握李普曼-许温格 方程等形式散射理 论8理论8相对论量子力学克莱因高登万程狄拉克方程狄拉克方程的自由粒子解 电磁场中的狄拉克方程 狄拉克方程的协变形式 表立场中的狄拉克方程 狄拉克方程的库仑场解掌握电磁场中的狄 拉克方程8理论五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重(%)备注1期末成绩期末考试考试50百分制，60分为及格2平时成绩实践8次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议(-)学习方法建议1 .依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多 个任务，系统化地学习。2 .通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3 .了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的 智能终端产品应用相关实例，对已有技术持续进行更新。4 .通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、 协调等等。(-)学生课外阅读参考资料高等量子力学，闰学群主编，2020年，电子工业出版社教材。七、课程改革与建设通过引导式教学，设计包括引导问题、优化决策、具体实施、课后拓展等内容，培养学 生的团结协作能力和勤于思考的习惯，避免重讲轻练、重知识轻能力的弊端。与纠缠方面相 关的内容，量子测量理论、量子开放系统理论等，以往国内少数高等量子力学教材对此只是 粗浅地一捷，大部分内容甚至从未涉及。因此，本课程内容主要是针对传统的高等量子力学 做符合近些年量子力学研究前沿需求的调整和补充。平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的学习成果、课堂讨论等方面，占期末总评 的50%。期末考试成绩占期末总评的50%。制订人 签字：教研室主任签字：院部负责人 签字：修订时 间：年月日教学日历（20xx20xx学年第x学期）开课学院开课专业讲授学时32课程名称高等量子力学授课教师实践/实验学时32授课年级授课班级总学时64使用教材高等量子力学参考书目高等量子力学校历周次授课内容分章节题目第1周第一章 量子力学基本概念和一般理论（4学时）1.1 态矢量和力学量算符的表示（1学时）1.2 幺正交换的一般理论（1学时）1.3 状态随时间改变的描述一三种绘景（1学时）1.4 矢量空间的重和与直积（1学时）第2周第一章 量子力学基本概念和一般理论（4学时）1.5 密度矩阵（1学时）1.6 复合体系的关联特性（1学时）1.7 维格纺函数（1学时）1.8 路径积分（1学时）第3周第二章量子力学测量问题（4学时）2.1 量子测量基本概念（2学时）2.2 间接量子测量（2学时）第4周第二章量子力学测量问题（4学时）2.3 量子非破坏性测量（1学时）2.4 非选择性连续测量（1学时）2.5 量子测量中的纠缠和煽（2学时）第5周第三章 二次量子化方法（4学时）3.1 全同粒子量子态（1学时）3.2 粒子数表象（1学时）3.3 场的量子化方法（1学时）3.4 全同粒子系统的二次量子化理论（1学时）第6周第三章 二次量子化方法（4学时）3.3 场的量子化方法（2学时）3.4 全同粒子系统的二次量子化理论（2学时）第7周第四章辐射场的量子化及其与物质的相互作用（4学时）4.1 辐射场的最子化（2学时）4.2 原子和电磁场的相互作用（2学时）第8周第五章 开放量子系统动力学（4学时）5.1 开放量子系统（2学时）5.2 量子马尔科夫过程（2学时）第9周第五章开放量子系统动力学（4学时）5.3主方程的微观推导（2学时）r- a当十工口 / o 区 口日、5.4里/几子王万机干叼）第第周第五章开放量子系统动力学（4学时）5.5 量子布朗运动（2学时）5.6 量子轨道（2学时）第11周第六章 开放系统退相干（4学时）6. 1退相干函数（1学时）6.2 一个精确可解模型（1学时）6.3 退相干的马尔科夫机制（1学时）6.4 阻尼谐振子（1学时）第第周第六章 开放系统退相干（4学时）6. 5电磁场（1学时）6. 6 Calderra Leggett 模型（1 学时）6.7退相干和量子测量（2学时）第第周第七章形式散射理论（4学时）7.1 跃迁矩阵（T矩阵）（1学时）7.2 李普曼-许温格方程（1学时）7.3 戴逊方程（1学时）7.4 散射矩阵（S矩阵）（1学时）第14周第七章形式散射理论（4学时）7.3 戴逊方程（2学时）7.4 散射矩阵（S矩阵）（2学时）第15周第八章相对论量子力学（4学时）8.1 克莱因高登万程（1学时）8.2 狄拉克方程（1学时）8.3 狄拉克方程的自由粒子解（1学时）8.4 电磁场中的狄拉克方程（1学时）第16周第八章相对论量子力学（4学时）8.5 狄拉克方程的协变形式（1学时）8.6 表立场中的狄拉克方程（1学时）8.7 狄拉克方程的库仑场解（2学时）