《高等統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》課程教學(xué)大綱

《高等統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》課程教學(xué)大綱一、中文課程簡(jiǎn)介（含課程名、課程編號(hào)、學(xué)分、總學(xué)時(shí)、課程內(nèi)容概要等內(nèi)容）高等統(tǒng)計(jì)物理學(xué)（課程編號(hào)：0702060003），3學(xué)分，48學(xué)時(shí)統(tǒng)計(jì)物理的研究對(duì)象是由大量粒子（或大量自由度）構(gòu)成的宏觀系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)物理從單個(gè)粒子的力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律出發(fā)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)的假設(shè)，最終獲得系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。統(tǒng)計(jì)物理是微觀與宏觀的橋梁，為研究宏觀系統(tǒng)的性質(zhì)提供了一個(gè)強(qiáng)有力的理論工具。本課程在本科熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理和量子力學(xué)的基礎(chǔ)上，講述量子統(tǒng)計(jì)物理的基本原理及其應(yīng)用。二、英文課程簡(jiǎn)介（含課程名、課程編號(hào)、學(xué)分、總學(xué)時(shí)、課程內(nèi)容概要等內(nèi)容）AdvancedStatisticalPhysics(No.0702060003),4credits，48classhoursStatisticalphysicsisabranchofphysicsstudyingthelawofmacroscopicsystemscomposingofalargenumberofparticles.Statisticalphysicsestablishesabridgebetweenthemacroscopicandmicroscopicsystems.Theadvancedstatisticalphysicsmainlystudiesthequantumstatisticsbasedonthethermodynamicsandquantummechanicsstudiedintheundergraduatecourses.教學(xué)目標(biāo)本課程的內(nèi)容主要涵蓋系綜理論、玻色系統(tǒng)、超流性和費(fèi)米系統(tǒng)、以及相變與臨界現(xiàn)象、重整化群等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，將為理論物理、凝聚態(tài)物理等專業(yè)的研究生提供在研究工作中所需的物理概念與方法，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。同時(shí)，通過(guò)分析各類宏觀物理現(xiàn)象的微觀機(jī)制及其關(guān)聯(lián)，討論相關(guān)物理理論的正確性和局限性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到事物之間的普遍聯(lián)系，對(duì)真理的絕對(duì)性和相對(duì)性有更深刻的認(rèn)識(shí)。教學(xué)內(nèi)容緒論統(tǒng)計(jì)物理的基本內(nèi)容和研究方法課程介紹量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)基礎(chǔ)引言純粹系綜和混合系綜統(tǒng)計(jì)算符劉維爾定理統(tǒng)計(jì)物理的基本假設(shè)微正則系綜正則系綜巨正則系綜計(jì)算密度矩陣舉例從統(tǒng)計(jì)物理基本假設(shè)出發(fā)推導(dǎo)三種獨(dú)立粒子系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分布熵增加定律微觀可逆性與宏觀不可逆性高斯分布系統(tǒng)的配分函數(shù)配分函數(shù)與統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)配分函數(shù)的經(jīng)典極限由巨正則系綜出發(fā)推導(dǎo)理想氣體的統(tǒng)計(jì)分布及物態(tài)方程熱力學(xué)函數(shù)的奇異性李-楊定理玻色系統(tǒng)理想玻色氣體系統(tǒng)的性質(zhì)玻色—愛(ài)因斯坦凝聚非理想玻色氣體中的玻色—愛(ài)因斯坦凝聚多普勒致冷和磁—光陷阱簡(jiǎn)諧勢(shì)阱中理想玻色氣體的玻色—愛(ài)因斯坦凝聚簡(jiǎn)諧勢(shì)阱中非理想玻色氣體的玻色—愛(ài)因斯坦凝聚玻色—愛(ài)因斯坦凝聚的序參量和判據(jù)陷阱中玻色—愛(ài)因斯坦凝聚的激發(fā)態(tài)關(guān)于玻色—愛(ài)因斯坦凝聚的幾點(diǎn)評(píng)注超流性液He4中的超流相變液HeⅡ的特性二流體模型超流體的渦旋運(yùn)動(dòng)朗道超流理論簡(jiǎn)并性近理想玻色氣體液HeⅡ中正常流體的質(zhì)量密度元激發(fā)譜的另一推導(dǎo)費(fèi)米系統(tǒng)理想費(fèi)米氣體的一般性質(zhì)白矮星的統(tǒng)計(jì)平衡朗道抗磁性量子霍爾效應(yīng)泡利順磁性正常費(fèi)米液體理論（一）：元激發(fā)正常費(fèi)米液體理論（二）：準(zhǔn)粒子的相互作用正常費(fèi)米液體理論（三）：零聲具有排斥勢(shì)的簡(jiǎn)并近理想費(fèi)米氣體相變與臨界現(xiàn)象的基本概念相變與相變分類序參量熱力學(xué)函數(shù)的臨界指數(shù)關(guān)聯(lián)函數(shù)標(biāo)度律響應(yīng)函數(shù)及其與關(guān)聯(lián)函數(shù)的聯(lián)系漲落—耗散定理平均場(chǎng)理論平均場(chǎng)理論的失效金茲堡判據(jù)標(biāo)度假說(shuō)普適性自發(fā)對(duì)稱破缺連續(xù)對(duì)稱系統(tǒng)的Goldstone定理空間維數(shù)與漲落幾種典型的晶格統(tǒng)計(jì)模型Ising模型平均場(chǎng)理論一維Ising模型的嚴(yán)格解格氣模型XY模型KT相變重整化群理論引言卡丹諾夫變換塊自旋重整化群的定義重整化群變換的不動(dòng)點(diǎn)標(biāo)度場(chǎng)與臨界指數(shù)普適性的解釋有限尺寸標(biāo)度小結(jié)五、課程考核本課程考核主要由四部分構(gòu)成：課堂考勤（20%），作業(yè)（20%），文獻(xiàn)閱讀報(bào)告（20%），期末考試（40%）。六、教材及參考資料量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，楊展如，高等教育出版社，2007年。StatisticalPhysics(thirdedition),R.K.PathriaandPaulD.Beale,Elsevier,2011.AModernCourseinStatisticalPhysics,