高等量子力學-教學大綱、授課計劃

《高等量子力學》教學大綱課程信息課程名稱：高等量子力學課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計劃學時：64計劃學分：4先修課程：無選用教材：《高等量子力學》，閏學群主編，2020年，電子工業(yè)出版社教材。適用專業(yè)：本課程可作為物理及相關(guān)專業(yè)研究生的高等量子力學課程，也可供教師和科研人員參考。課程負責人：二、課程簡介本課程系統(tǒng)和詳細地講述了量子力學的基本概念、原理、處理問題的方法和些重要理論問題。課程共分8章，內(nèi)容不僅包括傳統(tǒng)的量子力學基本概念和一般理論、二次量子化方法、輻射場的量子化及其與物質(zhì)的相互作用、形式制才理論、相對論量子力學，還包括丘些年發(fā)展起來的量子力學測量問題、開放量子系統(tǒng)動力學和開放系統(tǒng)退相干。三、課程教學要求序號專業(yè)畢業(yè)要求課程教學要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識1.掌握量子力學的基本概念、原理、處理問題的方法和些重要理論問題。2.了解高等量子力學應(yīng)用領(lǐng)域和市場需求，為產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)提供指導。L2問題分析1.學會對高等量子力學應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯誤、網(wǎng)絡(luò)問題等。2.學會進行故障排除和維修和計算方法，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。H3設(shè)計/開發(fā)解決方案1.掌握輻射場的量子化及其與物質(zhì)的相互作用，能將高等量子力學應(yīng)用到工作和生活領(lǐng)域中。2.學會進行系統(tǒng)測試和驗證，以確保系統(tǒng)的質(zhì)量和性能符合要求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具M6工程與社會1.了解高等量子力學對社會的影響和作用，以及相關(guān)的法律法規(guī)和標準。2.學會將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)和社會服務(wù)中，為社會做出貢獻。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個人和團隊1.學會個人發(fā)展和團隊合作，提高個人和團隊的綜合素質(zhì)。2.學會與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團隊合作氛圍。H10溝通1.學會進行有效的溝通和表達，與客戶、同事和上級保持良好的溝通和協(xié)作。2.學會進行跨文化溝通和合作，提高國際化視野和跨文化交流能力。M11項目管理1.學會進行項目管理和組織，包括項目計劃、進度控制、質(zhì)量管理等。2.學會進行風險評估和管理，提高項目成功的概率和效率。L12終身學習1.學會進行自我學習和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學會進行終身學習和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學要求”欄中內(nèi)容為針對該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點關(guān)鍵詞學時類型1量子力學基本概念和一般理論態(tài)矢量和力學量算符的表示幺正交換的一般理論狀態(tài)隨時間改變的描述--三種繪景矢量空間的重和與直積密度矩陣復合體系的關(guān)聯(lián)特性維格紡函數(shù)路徑積分了解幺正交換的一般理論、復合體系的關(guān)聯(lián)特性8理論2量子力學測量問題量子測量基本概念間接量子測量量子非破壞性測量非選擇性連續(xù)測量量子測量中的糾纏和煽掌握量子測量中的糾纏和煽8理論3二次量子化方法全同粒子量子態(tài)粒子數(shù)表象場的量子化方法全同粒子系統(tǒng)的二次量子化理論掌握全同粒子系統(tǒng)的二次量子化理論8理論4輻射場的量子化及其與物質(zhì)的相互作用輻射場的最子化原子和電磁場的相互作用掌握匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)編程的步驟、方法和技巧4理論5開放量子系統(tǒng)動力學開放量子系統(tǒng)量子馬爾科夫過程主方程的微觀推導量子光學主方程量子布朗運動量子軌道掌握量子光學主方程和量子布朗運動12理論6開放系統(tǒng)退相干退相干函數(shù)一個精確可解模型退相干的馬爾科夫機制阻尼諧振子電磁場CalderraLeggett模型退相干和量子測量了解退相干的馬爾科夫機制8理論7形式散射理論躍遷矩陣（T矩陣）李普曼-許溫格方程戴遜方程散射矩陣掌握李普曼-許溫格方程等形式散射理論8理論8相對論量子力學克萊因高登萬程狄拉克方程狄拉克方程的自由粒子解電磁場中的狄拉克方程狄拉克方程的協(xié)變形式表立場中的狄拉克方程狄拉克方程的庫侖場解掌握電磁場中的狄拉克方程8理論五、考核要求及成績評定序號成績類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績期末考試考試50百分制，60分為及格2平時成績實踐8次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學生學習建議學習方法建議1.依據(jù)專業(yè)教學標準，結(jié)合崗位技能職業(yè)標準，通過案例展開學習，將每個項目分成多個任務(wù)，系統(tǒng)化地學習。2.通過每個項目最后搭配的習題，鞏固知識點。3.了解行業(yè)企業(yè)技術(shù)標準，注重學習新技術(shù)、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設(shè)置的智能終端產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)實例，對已有技術(shù)持續(xù)進行更新。4.通過開展課堂討論、實踐活動，增強的團隊協(xié)作能力，學會如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。學生課外閱讀參考資料《高等量子力學》，閏學群主編，2020年，電子工業(yè)出版社教材。七、課程改革與建設(shè)通過引導式教學，設(shè)計包括引導問題、優(yōu)化決策、具體實施、課后拓展等內(nèi)容，培養(yǎng)學生的團結(jié)協(xié)作能力和勤于思考的習慣，避免重講輕練、重知識輕能力的弊端。與糾纏方面相關(guān)的內(nèi)容，量子測量理論、量子開放系統(tǒng)理論等，以往國內(nèi)少數(shù)高等量子力學教材對此只是粗淺地一捷，大部分內(nèi)容甚至從未涉及。因此，本課程內(nèi)容主要是針對傳統(tǒng)的高等量子力學做符合近些年量子力學研究前沿需求的調(diào)整和補充。平時對學生的考核內(nèi)容包括出勤情況、學生的學習成果、課堂討論等方面，占期末總評的50%。期末考試成績占期末總評的50%。制訂人簽字：教研室主任簽字：院部負責人簽字：修訂時間：年月日教學日歷（20xx～20xx學年第x學期）開課學院開課專業(yè)講授學時32課程名稱高等量子力學授課教師實踐/實驗學時32授課年級授課班級總學時64使用教材《高等量子力學》參考書目《高等量子力學》校歷周次授課內(nèi)容分章節(jié)題目第1周第一章量子力學基本概念和一般理論（4學時）1.1態(tài)矢量和力學量算符的表示（1學時）1.2幺正交換的一般理論（1學時）1.3狀態(tài)隨時間改變的描述--三種繪景（1學時）1.4矢量空間的重和與直積（1學時）第2周第一章量子力學基本概念和一般理論（4學時）1.5密度矩陣（1學時）1.6復合體系的關(guān)聯(lián)特性（1學時）1.7維格紡函數(shù)（1學時）1.8路徑積分（1學時）第3周第二章量子力學測量問題（4學時）2.1量子測量基本概念（2學時）2.2間接量子測量（2學時）第4周第二章量子力學測量問題（4學時）2.3量子非破壞性測量（1學時）2.4非選擇性連續(xù)測量（1學時）2.5量子測量中的糾纏和煽（2學時）第5周第三章二次量子化方法（4學時）3.1全同粒子量子態(tài)（1學時）3.2粒子數(shù)表象（1學時）3.3場的量子化方法（1學時）3.4全同粒子系統(tǒng)的二次量子化理論（1學時）第6周第三章二次量子化方法（4學時）3.3場的量子化方法（2學時）3.4全同粒子系統(tǒng)的二次量子化理論（2學時）第7周第四章輻射場的量子化及其與物質(zhì)的相互作用（4學時）4.1輻射場的最子化（2學時）4.2原子和電磁場的相互作用（2學時）第8周第五章開放量子系統(tǒng)動力學（4學時）5.1開放量子系統(tǒng)（2學時）5.2量子馬爾科夫過程（2學時）第9周第五章開放量子系統(tǒng)動力學（4學時）5.3主方程的微觀推導（2學時）5.4量子光學主方程（2學時）第10周第五章開放量子系統(tǒng)動力學（4學時）5.5量子布朗運動（2學時）5.6量子軌道（2學時）第11周第六章開放系統(tǒng)退相干（4學時）6.1退相干函數(shù)（1學時）6.2一個精確可解模型（1學時）6.3退相干的馬爾科夫機制（1學時）6.4阻尼諧振子（1學時）第12周第六章開放系統(tǒng)退相干（4學時）6.5電磁場（1學時）6.6CalderraLeggett模型（1學時）6.7退相干和量子測量（2學時）第13周第七章形式散射理論（4學時）7.1躍遷矩陣（T矩陣）（1學時）7.2李普曼-許溫格方程（1學時）7.3戴遜方程（1學時）7.4散射矩陣（S矩陣）（1學時）第14周第七章形式散射理論（4學時）7.3戴遜方程（2學時）7.4散