原子與分子物理學(xué)專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案

1、原子與分子物理學(xué)專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案（專業(yè)代碼：070203）一、學(xué)科概況原子與分子物理學(xué)研究原子分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，闡明物理學(xué)基本定律，提供各種原子分子的科學(xué)數(shù)據(jù)。原子與分子物理學(xué)是揭示微觀世界奧秘的先驅(qū)，是現(xiàn)代物理學(xué)創(chuàng)立的奠基石。原子、分子和團(tuán)簇是物質(zhì)結(jié)構(gòu)從微觀過渡到宏觀過程的必經(jīng)層次和橋梁。從天體到凝聚態(tài)、等離子體，從化學(xué)到生命過程都與原子分子過程密切相關(guān)。原子與分子物理學(xué)是基礎(chǔ)性強(qiáng)、滲透面寬、應(yīng)用范圍廣的物理學(xué)分支學(xué)科。不僅為現(xiàn)代科學(xué)各分支學(xué)科提供基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)方法和基本數(shù)據(jù)，而且在能源、材料、環(huán)境、醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)以及國防研究中發(fā)揮重要作用，在開拓高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、推動(dòng)科

2、技發(fā)展和促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步方面占有不可忽視的重要地位。二、培養(yǎng)目標(biāo)本專業(yè)培養(yǎng)的碩士研究生應(yīng)是熱愛祖國、學(xué)風(fēng)良好、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、身體健康，具有本專業(yè)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)的專門知識(shí)及技能，有一定的創(chuàng)新能力，較熟練的掌握一門外語，并初步具有獨(dú)立從事與原子分子物理學(xué)專業(yè)有關(guān)學(xué)科的教學(xué)、科研和管理工作的專門人才。三、研究方向A、原子結(jié)構(gòu)與原子光譜 B、原子碰撞C、激光與原子、分子和物質(zhì)的相互作用 D、分子結(jié)構(gòu)與分子光譜四、學(xué)習(xí)年限及應(yīng)修學(xué)分學(xué)習(xí)年限為三年；應(yīng)修34分。五、課程設(shè)置（見課程設(shè)置與教學(xué)計(jì)劃表）六、培養(yǎng)方式與方法本專業(yè)碩士生的培養(yǎng)主要由導(dǎo)師或指導(dǎo)小組負(fù)責(zé)，對課程學(xué)習(xí)和科研工作進(jìn)行指導(dǎo)。課程學(xué)習(xí)應(yīng)采取教師

3、授課和小組式討論的方式進(jìn)行，并在學(xué)習(xí)過程中強(qiáng)調(diào)對研究生能力的培養(yǎng)。對研究生的課程考試采用書面考試和提交與該課程有關(guān)的小型論文結(jié)合進(jìn)行。對實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)要充分發(fā)揮研究生的創(chuàng)造能力，與教師密切配合，共同參與對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的制定、實(shí)驗(yàn)過程的具體操作以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析?？蒲泄ぷ鲬?yīng)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下結(jié)合學(xué)位論文進(jìn)行。七、學(xué)位論文研究生在修滿規(guī)定學(xué)分后，可開始進(jìn)入學(xué)位論文階段。學(xué)位論文應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在通過閱讀文獻(xiàn)資料、調(diào)查研究、分析總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合導(dǎo)師的科研課題，提出開題報(bào)告和設(shè)計(jì)方案，經(jīng)導(dǎo)師組討論通過后實(shí)施。在論文撰寫階段，導(dǎo)師要經(jīng)常檢查并和學(xué)生進(jìn)行必要的討論，對論文中出現(xiàn)的問題及時(shí)加以解決。研究

4、生獨(dú)立完成學(xué)位論文撰寫后，應(yīng)聘請本專業(yè)有影響的專家學(xué)者進(jìn)行評(píng)閱，評(píng)閱人至少應(yīng)有三分之一為外單位具有副高級(jí)職稱人員。學(xué)位論文評(píng)閱通過后，可組織答辯，答辯通過后方能授予碩士學(xué)位。原子與分子物理專業(yè)碩士研究生課程設(shè)置與教學(xué)計(jì)劃表課程類別課程名稱課程編號(hào)開課學(xué)期周學(xué)時(shí)總學(xué)時(shí)學(xué)分任課教師姓名及職稱是 否學(xué)位課公共課必修課科學(xué)社會(huì)主義理論與實(shí)踐0911201一4803政法學(xué)院學(xué)位課自然辯證法0911203第一外國語（英語）0911204一、二41604外語學(xué)院學(xué)位課必選課計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)0920201二4802數(shù)信學(xué)院概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)*0920203二4802數(shù)信學(xué)院基礎(chǔ)理論課物理學(xué)中的群論基礎(chǔ)094120

5、1一4803陳宏善 副教授學(xué)位課偏微分方程的數(shù)值解法0941202一4803薛具奎 副教授學(xué)位課高等量子力學(xué)0941203二4803孫愛民 副教授學(xué)位課專業(yè)課必修課原子結(jié)構(gòu)與原子光譜理論(I)(II)0951204二、三41605董晨鐘 教 授學(xué)位課原子碰撞理論0951205三4803周效信 教 授學(xué)位課分子結(jié)構(gòu)與分子光譜0951206三4803陳宏善 副教授學(xué)位課激光光譜實(shí)驗(yàn)0951206二2402陳冠英 副教授選修課固體理論三4803馬書懿 副教授論文選講三2402董晨鐘 周效信等教 學(xué) 實(shí) 踐四2401導(dǎo)師負(fù)責(zé)總 學(xué) 分38注：物理與電子工程學(xué)院的研究生在本科階段已修線性代數(shù)。原子與分子

6、物理專業(yè)碩士研究生學(xué)位課程教 學(xué) 大 綱課程名稱：物理學(xué)中的群論基礎(chǔ)課程編號(hào)：0941201學(xué) 分：3總學(xué)時(shí)數(shù)：80開課學(xué)期：第一學(xué)期考核方式：考試說 明：群論是處理具有一定對稱性的物理體系的一種有利工具。通過本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握群的基本特性和表示方法，學(xué)會(huì)從群的角度解決量子力學(xué)和原子結(jié)構(gòu)中的一些問題，為后期的專業(yè)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容：第一章 群論基本知識(shí)1.1 群的定義和性質(zhì)1.2 群的幾個(gè)例子1.3 群的乘法表和重排定理1.4 商群、同構(gòu)和同態(tài)1.5 子群、生成元和直積1.6 陪集、共軛元素和類1.7 對稱操作群1.8 置換群第二章 矢量空間、算符和線性變換2.1 矢量空間與Hi

7、lbert空間2.2 函數(shù)空間2.3 矢量空間中的線性算符和線性變換2.4 本征值問題2.5 Unitary算符和 Unitary變換2.6 Hermite算符2.7 矩陣的直和和直積第三章 群的表示理論3.1 群表示的定義3.2 可約表示與不可約表示，不變子空間3.3 Schur引理3.4 正交定理3.5 等價(jià)表示和特征標(biāo)3.6 群元空間和正規(guī)表示3.7 直積群的表示3.8 某些群的不可約表示3.9 投影算符表示空間的約化3.10 表示的直積及其分解第四章 群論在量子力學(xué)中的應(yīng)用4.1 量子力學(xué)中的希爾伯特空間4.2 函數(shù)的變換4.3 空間平移和時(shí)間平移4.4 哈密頓算符的對稱性4.5 對稱

8、性所引起的約化4.6 微擾和能級(jí)分裂4.7 矩陣元定理和選擇定則4.8 動(dòng)力學(xué)對稱性4.9 時(shí)間反轉(zhuǎn)對稱性和空間反演對稱性4.10 原子對稱性4.11 原子躍遷的選擇定則4.12 塞曼效應(yīng)第五章 完全轉(zhuǎn)動(dòng)群的不可約表示和角動(dòng)量5.1 用歐拉角描述轉(zhuǎn)動(dòng)的完全轉(zhuǎn)動(dòng)群的不可約表示 5.2 二維幺正群5.3 由二維幺正群導(dǎo)出的完全轉(zhuǎn)動(dòng)群的不可約表示5.4 無窮小轉(zhuǎn)動(dòng)算符和角動(dòng)量算符5.5 角動(dòng)量耦合與矢量耦合系數(shù)5.6 矢量耦合系數(shù)的性質(zhì)5.7 張量算符5.8 不可約張量算符矩陣元的約化，Wigner-Eckart定理5.9 三個(gè)角動(dòng)量的耦合，Racha系數(shù)5.10 自旋角動(dòng)量5.11 計(jì)入自旋轉(zhuǎn)動(dòng)耦

9、合的哈密頓算符所屬的群參考文獻(xiàn)：1 量子化學(xué)，徐光憲，科學(xué)出版社。2 量子力學(xué)II，曾謹(jǐn)言，科學(xué)出版社。3 群論在化學(xué)中的應(yīng)用，科頓，科學(xué)出版社。4 群論及其在物理和化學(xué)中的應(yīng)用，方可，重慶大學(xué)出版社。6 群論及其在物理學(xué)中的應(yīng)用，謝希德，科學(xué)出版社。課程名稱：偏微分方程數(shù)值解法課程編號(hào)：0941202學(xué) 分：3總學(xué)時(shí)數(shù)：80開課學(xué)期：第一學(xué)期考核方式：考試說 明：使學(xué)生熟練掌握偏微分方程的基本差分格式的設(shè)計(jì)方法和處理技巧，深刻理解差分格式的相容性、收斂性和穩(wěn)定性極其分析方法，了解譜方法和有限元方法.教學(xué)內(nèi)容：第一章 有限差分方法的基本概念1.1 微分方程的定解問題1.2 有限差分近似1.3

10、差分格式的相容性、收斂性及穩(wěn)定性1.4 差分格式穩(wěn)定性分析方法第二章 雙曲型方程的差分法2.1 一維問題2.2 二維問題2.3 初邊值問題第三章 拋物型方程的差分方法3.1 線性問題3.2 非線性問題3.3 對流擴(kuò)散方程3.4 波動(dòng)方程的解法第四章 橢圓型方程的差分方法4.1 Poisson方程4.2 邊界條件的處理4.3 特征值問題第五章 譜方法簡介第六章 有限元方法簡介參考書目：1 陸金甫，關(guān)治：偏微分方程數(shù)值解法，清華大學(xué)出版社，1987.2 李榮華，馮果枕：偏微分方程數(shù)值解法，人民教育出版社，1980.課程名稱：高等量子力學(xué)課程編號(hào)：0941203學(xué) 分：3總學(xué)時(shí)數(shù)：80開課學(xué)期：第二

11、學(xué)期考核方式：考試說 明：1深入理解量子力學(xué)的基本概念及微觀粒子運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)2深入認(rèn)識(shí)量子力學(xué)的基本原理及理論體系3提高應(yīng)用量子力學(xué)基本方法解決具體問題的能力4學(xué)習(xí)相對論量子力學(xué)和量子場論的基本內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：第一章 散射理論1.1 相互作用表象態(tài)隨時(shí)間的演化1.2 微擾論展開1.3 散射矩陣1.4 幺正矩陣的微擾論展開1.5 散射截面1.6 分波法1.7 庫侖散射第二章 角動(dòng)量理論2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)算符的矩陣表示，D函數(shù)2.2 對稱陀螺的轉(zhuǎn)動(dòng)譜及波函數(shù)2.3 非對稱陀螺的轉(zhuǎn)動(dòng)譜2.4 不可約張量算符2.5 Wigner-ECKart定理2.6 張量積2.7 一階張量的投影定理及矢量模型第三章 量子體系

12、的對稱性3.1 守恒量與對稱性3.2 量子態(tài)按對稱性的分類3.3 能級(jí)簡并度與對稱性的關(guān)系3.4 矩陣元的選擇定則第四章 時(shí)間反演4.1 時(shí)間反演與時(shí)間反演算符4.2 時(shí)間反演不變性4.3 力學(xué)量的分類與矩陣元的計(jì)算第五章 相對論量子力學(xué)5.1 Klein-Gordon方程5.2 Dirac方程5.3 自由電子的平面波解5.4 電磁場中電子的Dirac方程5.5 氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)第六章 輻射場的量子化及其與物質(zhì)的作用6.1 經(jīng)典輻射場6.2 輻射場的量子化6.3 多極輻射場及其量子化6.4 自發(fā)多極輻射參考書目：1曾謹(jǐn)言 著，量子力學(xué) 卷II，科學(xué)出版社，1993.2II.II.郎道 E.

13、M.粟弗席茨 著，嚴(yán)肅 譯，量子力學(xué)，人教出版社，1981.3L.I.Schikk 著，李淑嫻，陳崇光 譯，量子力學(xué)，人教出版社，1981.4P.A.M.Dirac 著，陳咸亨譯, 量子力學(xué)原理，科學(xué)出版社，1965.5鄒國興 著，量子場論導(dǎo)論，科學(xué)出版社，1980.課程名稱：原子結(jié)構(gòu)與原子光譜理論（I）課程編號(hào)：0951204學(xué) 分：3總學(xué)時(shí)數(shù)：80開課學(xué)期：第二學(xué)期考核方式：考試（書面檢測）說 明：本門課程主要講授原子結(jié)構(gòu)與原子光譜方面的基本概念、基本理論以及對簡單原子體系的具體計(jì)算方法.教學(xué)內(nèi)容：第一章 基本概念第二章 矢量模型2.1 薛定諤方程2.2 矩陣方法2.3 中心力場模型2.4

14、 乘積波函數(shù)2.5 反對稱化波函數(shù)的耦合2.7 電子組態(tài)2.8 同科電子，閉合殼層2.9 同科電子的 LS 譜項(xiàng)2.10 具有幾個(gè)開殼層的電子組態(tài) 2.11 組態(tài)平均能量2.12 組態(tài)的相對能量2.13 電離能隨Z的變化2.14 LS耦合下的能級(jí)結(jié)構(gòu)2.15 洪特定則2.16 jj耦合2.17 對耦合 2.18 實(shí)例：Si I 3pns2.19 其它耦合表象2.20 統(tǒng)計(jì)權(quán)重2.21 能級(jí)結(jié)構(gòu)的定量計(jì)算第三章 3nj符號(hào)3.1 3j符號(hào)3.2 6j符號(hào)3.3 9j符號(hào)第四章 組態(tài)平均能量4.1 對稱算符的對角矩陣元4.2 單電子束縛能和原子總束縛能4.3 電離能和單電子束縛能4.4 計(jì)算實(shí)例第

15、五章 徑向波方程5.1 變分原理5.2 Hartree-Fock方程5.3 經(jīng)典勢能5.4 交換勢能5.5 Hartree-Fock方程的求解5.6 齊次方程（局域勢）方法 5.7 各種近似方法5.8 相對論修正5.9 相關(guān)修正第六章 徑向波函數(shù)和徑向積分6.1 徑向波函數(shù)的計(jì)算6.2 各種計(jì)算方法的比較6.3 組態(tài)平均能量和計(jì)算精度6.4 相對論效應(yīng)6.5 單電子束縛能量隨Z的變化6.6 庫侖積分和自旋-軌道積分隨Z的變化第七章 耦合反對稱7.1 兩個(gè)角動(dòng)量的耦合7.2 三個(gè)角動(dòng)量的重耦7.3 不同耦合表象間的轉(zhuǎn)換7.4 同科電子反對稱化的困難7.5 部分根源系數(shù)7.6 祖份系數(shù)7.7 先行

16、數(shù)7.8 任意組態(tài)的反對稱化波函數(shù)7.9 對稱算符的單組態(tài)矩陣元7.10 旁觀子殼層的影響第八章 能級(jí)結(jié)構(gòu)（簡單組態(tài)）8.1 動(dòng)能和電子核相互作用能8.2 閉合殼層的影響8.3 單電子組態(tài)8.4 雙電子組態(tài)的自旋軌道矩陣元8.5 雙電子組態(tài)的庫侖矩陣元8.6 中間耦合8.7 本征失的純度8.8 對耦合教材及主要參考書目：1Robert D.Cowan, The Theory of Atomic Structure and Spectra, University of California Press,Berkeley, 1981.2美J.C.斯萊特 著，楊朝潢 譯，原子結(jié)構(gòu)的量子理論，第一卷，

17、第二卷，上?？茖W(xué)出版社，1981.3Sobelman，Atomic Spectra and Radiative Transition , Springer-Verlag, 1979.4鄭樂民、徐庚武，原子結(jié)構(gòu)和原子光譜，北京大學(xué)出版社，1991.課程名稱：原子結(jié)構(gòu)與原子光譜理論（II）說 明：本門課程是原子結(jié)構(gòu)與原子光譜（I）的后繼課程。在對不可約張量算符代數(shù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論復(fù)雜原子的結(jié)構(gòu)和輻射躍遷幾率的計(jì)算問題，并通過對高激發(fā)態(tài)和高離化態(tài)原子特性的介紹，把學(xué)生直接帶入當(dāng)今原子結(jié)構(gòu)與原子光譜學(xué)研究的前沿.教學(xué)內(nèi)容：第一章 不可約張量算符的代數(shù)1.1 復(fù)雜矩陣元的計(jì)算1.2 拉卡代數(shù)1.

18、3 不可約張量算符1.4 維格納艾卡特定理1.5 兩個(gè)算符的乘積的矩陣元1.6 兩個(gè)張量算符的張量積1.7 約化矩陣元的不耦公式1.8 兩個(gè)張量算符的標(biāo)積1.9 單位張量算符1.10 雙張量算符1.11 自旋軌道矩陣元（單電子組態(tài)）1.12 直接庫侖矩陣元（雙電子組態(tài)）1.13 交換庫侖矩陣元（雙電子組態(tài)）1.14 交換矩陣元的等效算符第二章 能級(jí)結(jié)構(gòu)（復(fù)雜組態(tài)）2.1 引言2.2 庫侖矩陣元（同科電子）2.3 非同科電子的直接積分2.4 非同科電子的交換積分2.5 自旋軌道矩陣元2.6 實(shí)例：f3sd22.7 能級(jí)結(jié)構(gòu)：近LS耦合條件下的自旋軌道作用效應(yīng)2.8 lw組態(tài)的能級(jí)結(jié)構(gòu)2.9 組態(tài)

19、的能級(jí)結(jié)構(gòu)第三章 組態(tài)相互作用3.1 一般情況3.2 波函數(shù)的正交性問題3.3 雙電子組態(tài)3.4 類單組態(tài)的相互作用3.5 里德伯系列的相互作用3.6 單電子組態(tài)3.7 Brillouin定理第四章 輻射躍遷4.1 愛因斯坦躍遷幾率 4.2 電偶極輻射（經(jīng)典）4.3 電偶極輻射（量子力學(xué)）4.4 電偶極躍遷選擇定則4.5 偶極譜線強(qiáng)度4.6 振子強(qiáng)度4.7 譜線強(qiáng)度的理論計(jì)算4.8 LS耦合下的選擇定則和相對強(qiáng)度4.9 單電子組態(tài)的輻射偶極積分4.10 單占據(jù)子殼層中的單電子躍遷4.11 違背選擇定則的情況4.12 磁偶極輻射、電四極輻射4.13 禁戒躍遷的實(shí)例第五章 原子能級(jí)和輻射躍遷的數(shù)值

20、計(jì)算5.1 計(jì)算程序5.2 從頭計(jì)算5.3 最小二乘擬合計(jì)算5.4 實(shí)例第六章 連續(xù)態(tài)6.1 引言6.2 單電子的連續(xù)基函數(shù)6.3 徑向波函數(shù)的歸一化6.4 波函數(shù)的能量量綱6.5 連續(xù)態(tài)和分立態(tài)的徑向積分間的關(guān)系6.6 光電離6.7 分立態(tài)和連續(xù)態(tài)之間的相互作用第七章 高離化態(tài)原子7.1 等電子系列中電子的束縛能7.2 能級(jí)結(jié)構(gòu)7.3 組態(tài)相互作用7.4 輻射多極積分7.5 光譜7.6 自電離和雙電子復(fù)合教材及主要參考書目：1Robert D. Cowan, The Theory of Atomic Structure and Spectra, University of California Press, Berkeleyo 1981.2美 J. C. 斯萊特 著，楊朝潢 譯，原子結(jié)構(gòu)的量子理論，第一卷，第二卷，上?？茖W(xué)出版社，1981.3Sobelman, Atomic Spectra and Radi