理論物理專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案

理論物理專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案

一、培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)符合國家建設(shè)需要，為祖國和人民服務(wù)的，具有良好道德品質(zhì)和科學(xué)素

質(zhì)的，具有集體主義精神，實(shí)事求是，追求真理，獻(xiàn)身科學(xué)教育事業(yè)的，具有扎

實(shí)基礎(chǔ)知識和良好科研能力的理論物理專門人才和高等院校師資.

獲得本專業(yè)碩士學(xué)位的研究生應(yīng)掌握理論物理學(xué)科堅(jiān)實(shí)、寬厚的基礎(chǔ)知識，

較全面和深入的專業(yè)知識，熟悉本專業(yè)研究方向的發(fā)展前沿和熱點(diǎn).碩士論文選

題時(shí)，應(yīng)對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行較全面的調(diào)研和分析，在此基礎(chǔ)上，完成具有創(chuàng)

造性的研究成果。熟練掌握一門外語，包括專業(yè)閱讀和寫作，以及能用外語進(jìn)行

簡單的學(xué)術(shù)交流。

二、本專業(yè)總體概況、優(yōu)勢與特色

理論物理是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其相互作用的基本規(guī)律的一門基礎(chǔ)學(xué)科。

本學(xué)科于1990年獲得碩士學(xué)位授予權(quán)，1996年成為湖南省重點(diǎn)學(xué)科，1999年其

中的“非線性物理”成為“211工程”重點(diǎn)學(xué)科，1995年起招收博士生，2000

年獲得博士學(xué)位授予權(quán)。該學(xué)科現(xiàn)已形成四個(gè)穩(wěn)定的研究方向。其特色在于抓

住當(dāng)前和未來高技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題和物理學(xué)中的基本問題開展基礎(chǔ)研究，把

基礎(chǔ)研究與高技術(shù)問題的探索相結(jié)合，在多個(gè)學(xué)科前沿領(lǐng)域的交叉點(diǎn)尋找突破。

三、本專業(yè)研究方向及簡介

本學(xué)科分四個(gè)方向，方向一：光與物質(zhì)的的相互作用物理。方向二：原子分

子理論。方向三：非線性理論。方向四：引力與相對論天體物理。

四、專業(yè)課程一覽表

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)時(shí)分師（春/

秋）

科學(xué)社會主義理論

201秋

與實(shí)踐

自然辯證法概論361.5春公共

碩士英語精讀翻譯必修課

1444秋、春

與寫作

碩士英語聽說641.5秋、春

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)口寸分師（春/

秋）

海文華

01107020秋

高等量子力學(xué)703方細(xì)明

101

余洪偉

專業(yè)

0110072070匡樂滿

群論3秋必修課

102劉翔

0110072070呂君麗春

量子場論3

103荊繼良

肖長明

01100720專業(yè)

量子統(tǒng)計(jì)703方卯發(fā)秋

104選修課

曾浩生

01100720匡樂滿

量子光學(xué)602春

105方卯發(fā)

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)口寸分師（春/

秋）

01100720匡樂滿

腔量子電動(dòng)力學(xué)602秋

106曾浩生

01100720量子計(jì)算與量子通方卯發(fā)

602春

107訊匡樂滿

01100720

原子分子理論602方細(xì)明春

108

01100720

混沌動(dòng)力學(xué)602海文華春

109

01100720海文華

冷原子理論602秋

110方細(xì)明

01100720

孤立子理論602顏家壬春

111

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)口寸分師（春/

秋）

01100720顏家壬

非線性波動(dòng)理論602秋

112周光輝

01100720

孤子微擾理論602顏家千秋

113

01100720

張量分析與拓?fù)?02王永久春

114

01100720

引力理論基礎(chǔ)602王永久春

115

01100720

引力效應(yīng)602王永久秋

116

01100720

引力場方程嚴(yán)格解602王永久秋

117

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)口寸分師（春/

秋）

01100720

廣義相對論602荊繼良秋

118

01100720

黑洞物理學(xué)602荊繼良春

119

01100720

彎曲時(shí)空量子場論602余洪偉春

120

01100720相互作用的統(tǒng)一理

602余洪偉秋

121論

01100720時(shí)空大尺度結(jié)構(gòu)與

602余洪偉春

122演化

01100720方卯發(fā)

量子信息理論602春

123劉翔副

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)口寸分師（春/

秋）

01100720原子玻色-愛恩斯坦匡樂滿

602春

124凝聚曾浩生

01100720

單光子物理602匡樂滿秋

125

01100720

量子混沌602海文華春

126

01100720

計(jì)算物理專題602方卯發(fā)秋

127

01100720光場與原子相互作

602方卯發(fā)春

128用

01100720

非平衡態(tài)熱力學(xué)602肖長明春

129

01100720非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)力學(xué)602肖長明秋

開課學(xué)

課程學(xué)任課教期

課程編號課程名稱備注

學(xué)口寸分師（春/

秋）

130

01100720結(jié)構(gòu)、功能與材料設(shè)

602廖樹幟春

131計(jì)

01100720

輸運(yùn)理論602曹治覺春

132

教學(xué)實(shí)踐101

必修環(huán)

6-8

學(xué)術(shù)報(bào)告2節(jié)

次

五、專業(yè)課程開設(shè)具體要求

課程編號：01107020101

課程名稱：嵩等量子力學(xué)

英文名稱：AdvancedQuantumMechancs

教學(xué)內(nèi)容：第一章：量子態(tài)的描述；第二章：量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系;

第三章：路徑積分；第四章：量子力學(xué)中的相位；第五章：二次量子化；第六

章：角動(dòng)量理論；第七章：量子體系的對稱性；第八章：時(shí)空反演；第九章：散

射理論；第十章：相對論量子力學(xué)

預(yù)修課程：大學(xué)本科物理專業(yè)課程

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、曾謹(jǐn)言.量子力學(xué)（卷H）[M].

2、余壽綿.高等量子力學(xué)[M].

3、P.Roman,AdvancedQuantumTheory[M].

4、J.Bjorkenetal.RelativisticQuantumMechanics[M].

課程編號：01107020102

課程名稱：群論

英文名稱：GroupTheory

教學(xué)內(nèi)容：第一章：群的基本知識10學(xué)時(shí)，第二章：群的線性表示10學(xué)時(shí);

第三章：對稱群及其表示10學(xué)時(shí)；第四章：點(diǎn)群及其表示10學(xué)時(shí)；第五章：連

續(xù)群和李代數(shù)10學(xué)時(shí)；第六章：轉(zhuǎn)動(dòng)群的表示論10學(xué)時(shí)；第七章：Lorentz群

的表示論10學(xué)時(shí)。

預(yù)修課程：線性代數(shù)、量子力學(xué)等

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、約什.物理學(xué)中的群論基礎(chǔ)[M].

2、懷邦.典型群及其在物理中的應(yīng)用[M].

3、孫洪洲.群論[M].

4、曾高堅(jiān).近代物理中的群論方法（講義）.

課程名稱:01107020103

課程名稱：量子場論

英文名稱：QuantumFieldTheory

教學(xué)要求：量子場論是描寫基本粒子等微觀客體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其相互作用的理

論，在現(xiàn)代物理學(xué)的許多領(lǐng)域內(nèi)都有十分重要的應(yīng)用。熟悉量子場論，才能較好

地閱讀近代物理文獻(xiàn)和從事較高層次的科學(xué)研究。

教學(xué)內(nèi)容：第一章：量子場論的基本原理；第二章：標(biāo)量場的量子化理論；

第三章：電磁場的量子化理論；第四章：旋量場的量子化理論；第五章：量子場

的相互作用；第六章：S矩陣與協(xié)變的微擾理論；第七章：一些物理過程的初級

近似；第八章：重整化理論；第九章：規(guī)范場理論概要。

預(yù)修課程：大學(xué)本科水平的理論物理、高等量子力學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn):

1、何寶鵬、熊桂慶.量子場論導(dǎo)論[M].華南理工大學(xué)出版社.

2、鄒國興.量子場論導(dǎo)論[M].科學(xué)出版社.

3、L.H.Ryder.QuantumFieldTheory[M].

4、曹昌祺.量子規(guī)范場論[M].高等教育出版社.

課程編號：01107020104

課程名稱：量子統(tǒng)計(jì)

英文名稱：QuantumStatistics

教學(xué)要求：掌握量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的基本理論和統(tǒng)計(jì)物理中的格林函數(shù)方法，

以及它們在理論物理和凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用。

教學(xué)內(nèi)容：包括量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和格林函數(shù)理論兩大部分。第一章經(jīng)典統(tǒng)

計(jì)系綜理論；第二章量子統(tǒng)計(jì)系綜理論；第三章理想量子氣體；第四章非理

想氣體；第五章相變的平均場理論；第六章相變的重整化辟理論；第七章零

溫格林函數(shù)；第八章重整化方法；第九章有限溫度下的格林函數(shù)。

預(yù)修課程：經(jīng)典熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、梁希俠.高等統(tǒng)計(jì)力學(xué)導(dǎo)論[M].內(nèi)蒙古大學(xué)出版社.

2、北京大學(xué)牧師系《量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》編寫組.量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)[M].北

京大學(xué)出版社.

3、蔡建華等.量子統(tǒng)計(jì)中的格林函數(shù)理[M].科學(xué)出版社.

4、統(tǒng)計(jì)物理現(xiàn)代教程上、下冊[M].L.E.黃田勻等譯校[美].北京大學(xué)出

版社.

課程編號：01107020105

課程名稱：量子光學(xué)

英文名稱：QuantumOptics

教學(xué)要求：掌握量子光學(xué)的基本原理和研究光的量子本性的基本方法。

教學(xué)內(nèi)容：光場的非經(jīng)典態(tài)及其生成，光的相干性，電磁場的各種表示，量

子耗散系統(tǒng)，光與原子的相互作用，共振熒光，激光的量子理論，量子非破壞測

量，原子光學(xué)。

預(yù)修課程：高等量子力學(xué)、場論

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、D.F.Wall,GJ.Mibum.QuantumOptics[M].

2、W.H.Louisell.輻射場的量子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)[M].

3、C.W.Gardiner.QuantumNois[M].

4>J.Perina.QuantumstatisticsofLinearandNonlinearOpticalPhenomenaLM].

課程編號：01107020106

課程名稱：腔量子也動(dòng)力學(xué)

英文名稱：CavuttQuantumElectrodynamics

教學(xué)要求：掌握腔QED的原理和基本方法，并能運(yùn)用這些方法解決一些具

有一定難度的科研問題。

教學(xué)內(nèi)容：囚禁空間中的原子，腔內(nèi)非經(jīng)典場態(tài)的操縱與控制，腔QED中

的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，運(yùn)動(dòng)原子的自發(fā)輻射，Casimir效應(yīng)。

預(yù)修課程：高等量子力學(xué)、量子光學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1P.P….Berman.CavuttQuantumElectrodynamics[M].

2、Cohen-Tannoudji.PhotonsandAtomsjntroductiontoQuantum

Electrodynamics[M].

3、Cohen-Tannoudji.Atom-PhotonInteractions:BasicProcessesandApplications

[M].

課程編號：01107020107

課程名稱：量子計(jì)算與量子通訊

英文名稱：QuantumComputation&QuantumCommunication

課程內(nèi)容：本課程的內(nèi)容包括量子計(jì)算的基本概念，量子計(jì)算的物理實(shí)現(xiàn)（包

括離子阱量子計(jì)算，核磁共振量子計(jì)算，腔QED量子計(jì)算，約瑟夫森量子計(jì)算,

線性光學(xué)量子計(jì)算等），量子算法（包括Shor的大數(shù)因子化算法和Grover?的量子

搜尋算法），量子克隆方法，量子糾纏，量子隱形傳態(tài)，量子道的容量。

主要教材參考文獻(xiàn)：

1、J.Preskill.QuantumInformation&Computation[M]?1998.

2、C.P.Quantum.ComputingandQuantumCommunications[M].1998.

3、J.Gruska.QuantumComputing[M].1999.

課程編號：0110（）720108

課程名稱：原子分子理論

英文名稱：AtomicandMolemlarTheroy

教學(xué)要求：掌握以多通道專理論為核心的原子理論以及量子化學(xué)的基本原理

和方法為研究原子、分子的結(jié)構(gòu)及其與外場相互作用機(jī)制打下牢固的基礎(chǔ)。

教學(xué)內(nèi)容：1.ReviewofMechanics；2.AtomsNDions；3.AtomicaSpectra；

4.SimpleReactions；5.SpecialTopicso

預(yù)修課程：量子力學(xué)及大學(xué)物理本科專業(yè)相關(guān)的課程

主要教材及參考文獻(xiàn):

1>byH.Friedrich.TheorticalAtomicPhysic[M].

2、R.N波特，M.卡普路斯.原子與分子[M].王榮順等.

3、唐敖慶.量子化學(xué)[M].

課程編號：01107020109

課程名稱：混沌動(dòng)力學(xué)

英文名稱：ChaoticDynamics

教學(xué)要求：初步掌握經(jīng)典混沌分析與控制方法

教學(xué)內(nèi)容：第一章：引言；第二章：一維映射：第三章：普遍理論；第四章:

微分動(dòng)力學(xué)；第五章：分形維；第六章：保守系統(tǒng)；第七章：混沌的度量；第八

章：混沌控制；第九章：混沌應(yīng)用；第十章：超混沌。

預(yù)修課程：理論力學(xué)、數(shù)理方程、高等數(shù)學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、S.Rasband.ChaoticDynamicsofNonlinearSystems[M].

2、A.Tsonis.Chaos[M].

3、A.Cambel.ppliedChaosTheory

4、劉曾榮.混沌的微擾判據(jù)[M].

5、劉秉正.非線性動(dòng)力學(xué)與混沌基礎(chǔ)[M].

課程編號：01100720110

課程名稱：小原子理論

英文名稱：TheoryofColdAtoms

教學(xué)要求：初步掌握原子與離子冷卻方法及冷原子與離子的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

教學(xué)內(nèi)容：第一章：引言；第二章：離子阱；第三章：冷離子動(dòng)力學(xué)；第四

章：超冷離子的量子力學(xué)；第五章：磁光阱；第六章：原子玻色-愛恩斯坦凝聚;

第七章：原子激光；第八章：冷原子的混沌運(yùn)動(dòng)。

預(yù)修課程：理論力學(xué)、高等量子力學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、Nature[M].Vol.416(2002),205-246.

2、F.DalfovoandS.Giorg.Rev.ModernPhys[M].71(1999),463.

3、W.Paul,Rev.ModemPhys.,62(1990),531

課程編號：01107020111

課程名稱：孤立子理論

英文名稱：SolitonicTheory

教學(xué)要求：掌握求幾種常見非線性方程孤子解的逆散射問題方法。

教學(xué)內(nèi)容：kdv方程，NLS方程，SG方程，Mkdv等方程的逆散射方法，多

孤子解，哈密頓系統(tǒng)。

預(yù)修課程：數(shù)學(xué)物理方法，量子力學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、黃念寧.孤子理論微擾方法（1-5章）[M].

2、扎哈羅夫等.孤子理論（逆問題方法）（第一章）[M].

3、GL.Lamb.ElementsofSoltiomTheory[M].

課程編號：01107020112

課程名稱：非線性波動(dòng)理論

英文名稱：NonlinearWaveTheory

教學(xué)要求：了解非線性波動(dòng)理論及漸近方法。

教學(xué)內(nèi)容：非線性物理模型、波動(dòng)方程、漸近方法。

預(yù)修課程：孤立子理論

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、谷內(nèi)俊彌，西原功修.非線性波動(dòng)[M]（1-3章）.

課程編號:01107020113

課程名稱：孤子微擾理論

英文名稱：SolitonicPerturbationTheory

教學(xué)要求：掌握逆散射微擾論和兒種主要的孤子微擾論直接方法。

教學(xué)內(nèi)容：逆散射擾論，幾種常見的孤子微擾論直接方法，我們自己所創(chuàng)立

的孤子微擾分離變量法。

預(yù)修課程：數(shù)理方法、量子力學(xué)、孤立子理論

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、黃會寧.孤子理論和微擾方法（第六章）[M].

2、相關(guān)文獻(xiàn).

課程編號：01107020114

課程名稱：張量分析與拓?fù)?/p>

教學(xué)要求：掌握張量分析中諸概念和張量分析的諸種運(yùn)算方法

教學(xué)內(nèi)容：逆變矢量和協(xié)變矢量，張量代數(shù)，張量的對稱性，度規(guī)張量，純

空間度規(guī)，仿射聯(lián)絡(luò)空間，黎曼空間，廣義黎曼空間，張量密度，聯(lián)絡(luò)和克里斯

托菲符號，協(xié)變微分，曲率張量，短程線，共形變換，Well張量.微分流形，拓

撲空間，連續(xù)映射和同胚映射，可數(shù)性和分離性，緊致性和連通性，微分流形,

積分流形，外微分，外微分式的積分，Rieman流形，Lie導(dǎo)數(shù)。

預(yù)修課程：線性代數(shù)、矢量代數(shù)、矢量分析

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、王永久.廣義相對論和宇宙學(xué)［M］第一篇.

2、栗田稔［日］.張量分析［M］.

課程編號：01107020115

課程名稱：引力理論基礎(chǔ)

教學(xué)要求：掌握4維狹義相對論的運(yùn)動(dòng)學(xué),動(dòng)力學(xué)，電動(dòng)力學(xué)方程和能量動(dòng)量

張量的表述；牛頓引力理論的困難，引力場的幾何化及各種性質(zhì)。

教學(xué)內(nèi)容：Lorentz變換，相對論運(yùn)動(dòng)學(xué)，相對論動(dòng)力學(xué)，相對論動(dòng)力學(xué)，

能量動(dòng)量張量的表述；牛頓引力理論的困難，水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)，Newman疑難,

Olbes佯謬，慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量，狹義相對論的絕對性，狹義相對性原理推廣

的必要性；等效原理和廣義相對性原理，Einstein引力理論基礎(chǔ)，引力場中的空

間和時(shí)間，轉(zhuǎn)盤上的非歐兒何，彎曲時(shí)空兒何，引力場的矢勢和標(biāo)勢;引力場的

兒何化。

預(yù)修課程：理論力學(xué)、狹義相對論

主要教材及參考文獻(xiàn):

1、王永久.空間時(shí)間和引力[M].

2、王永久，唐智明.引力理論和引力效應(yīng)[M].

3、霍金.時(shí)間簡史[M].吳仲超.

課程編號：01107020116

課程名稱：引力效應(yīng)

教學(xué)要求：掌握引力頻移效應(yīng)效應(yīng)，軌道類引力效應(yīng)，延遲類引力效應(yīng)，虧

損類引力效應(yīng)，加速類引力效應(yīng)和其他諸種引力效應(yīng).

教學(xué)內(nèi)容：了解和掌握軌道類引力效應(yīng)，延遲類引力效應(yīng)，虧損類引力效應(yīng),

Kerr場中的虧損效應(yīng)，質(zhì)量虧損效應(yīng)，加速類引力效應(yīng)，時(shí)鐘佯謬的嚴(yán)格討論,

頻移類諸種引力效應(yīng)，均勻引力場的情況，靜態(tài)引力場的情況，史瓦西場中的頻

移效應(yīng)，質(zhì)量四極矩軌道場中的頻移效應(yīng)，Ken?場中的頻移效應(yīng)，引力波場中的

頻移效應(yīng).透鏡類引力效應(yīng)，偏振類引力效應(yīng)和其他引力效應(yīng)。

預(yù)修課程：狹義相對論、廣義相對論

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、王永久.黑洞物理學(xué)[M].

2、王永久.廣義相對論和宇宙學(xué)[M].

3、王永久，唐智明.引力理論和引力效應(yīng)（第八篇）[M].

課程編號：01107020117

課程名稱：引力場方程嚴(yán)格斛

教學(xué)要求：掌握諸種引力場方程的求解方法

教學(xué)內(nèi)容：根據(jù)場的對稱性，確定度規(guī)的具體形式；從而確定聯(lián)絡(luò)和里契張量,

構(gòu)成場方程，運(yùn)用黎曼幾何和張量分析的方法和技巧求解;討論所得結(jié)果預(yù)言的物

理意義.求解史瓦西場，克爾場，Rissner-Nodstrom場，Kerr-Newman場，Kasuya

場，AME場，Toiman場，Kasner場，Ernst場，Kinnersley場，電荷和磁矩的復(fù)

合場等。

預(yù)修課程：廣義相對論、張量分析

主要教材及參考文獻(xiàn)；

1、唐智明.引力理論和引力效應(yīng)王永久（第八篇）[M].

2、王永久.黑洞物理學(xué)[M].

3、王永久.廣義相對論和宇宙學(xué)[M].

課程編號：01107020118

課程名稱：廣義相對論

教學(xué)內(nèi)容：熟練掌握廣義相對論基本原理、引力場方程的推導(dǎo)和求解、以及

引力輻射的研究。

教學(xué)內(nèi)容：一、廣義相對論的基本原理；二、用變分原理建立愛因斯坦場方

程，引力場的弱場近似，關(guān)于宇宙項(xiàng)的討論，愛因斯坦一MAXWELL方程，物

質(zhì)運(yùn)動(dòng)方程和物質(zhì)場的能量一動(dòng)量張量；三、LIE導(dǎo)數(shù)和時(shí)空的對稱性，KILLING

矢量，引力場的對稱性；四、引力場方程的正交標(biāo)架形式，引力場的零標(biāo)架形式;

五、引力場方程的嚴(yán)格解；六、引力場的能量表述；七、引力輻射；八、宇宙學(xué),

宇宙學(xué)原理，ROBERTSON-WALKER度規(guī)，宇宙物質(zhì)的密度與壓強(qiáng)，宇宙年

齡的計(jì)算，粒子視界和事件視界，宇宙的演化和背景輻射等。

預(yù)修課程：狹義相對論、黎曼幾何、張量分析

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、王永久，唐智明.引力理論和引力效應(yīng)[M].

2、劉遼.廣義相對論[M].

3、S.Hawking.GeneralRelativity[M].

4、M.Cameli..ClassicalFields:GeneralRelativityandGaugeTheory[M].

課程編號：01107020119

課程名稱：黑洞物理學(xué)

教學(xué)內(nèi)容：熟練掌握黑洞時(shí)空分析方法、了解黑洞重要特征量的推導(dǎo)、以及

黑洞熱熱力學(xué)。

教學(xué)內(nèi)容：-、靜態(tài)黑洞時(shí)空結(jié)構(gòu)，史瓦西面，自由下落坐標(biāo)系，史瓦西黑

洞，KRUSKAL坐標(biāo)系；二、穩(wěn)態(tài)黑洞時(shí)空結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)天體的引力場，無限紅移

面和視界;三、恒星的引力塌縮,恒星的廣義相對論動(dòng)力學(xué)；四、黑洞的HAWKING

輻射，標(biāo)量粒子的波函數(shù)，標(biāo)量量子的散射與吸收，電子散射，中微子的散射和

吸收，HAWKING溫度；五、黑洞熱力學(xué)，黑洞熱力學(xué)的四條定律；六、量子

黑洞，黑洞的熱力學(xué)嫡和統(tǒng)計(jì)力學(xué)嫡；七，黑洞的演化；八、與黑洞物理相關(guān)的

課題及今年研究進(jìn)展。

預(yù)修課程：廣義相對論、高等量子力學(xué)、量子場論

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1P.K.Townsend.BlackHoleCambridge大學(xué)97年教材.[M].

2、王永久、唐智明.引力理論和引力效應(yīng)[M].

3、劉遼.廣義相對論[M].

4、S.Hawking.GeneralRelativity[M].

5>R.M.Wald.BlackHoleThermodynamics[M].Chicago大學(xué)，1994.

課程編號：01107020120

課程名稱：彎曲時(shí)空量子場論

教學(xué)內(nèi)容：掌握彎曲時(shí)空量子場理論和研究方法。

教學(xué)內(nèi)容：第一章：閔氏時(shí)空量子場論回顧（標(biāo)量場、狄拉克場、電磁場

的量子化；格林函數(shù)，路徑積分量子化）。第二章:彎曲時(shí)空量子場論，l、Penrose

圖與時(shí)空結(jié)構(gòu)；2、標(biāo)量場的量子化；3、粒子概念的意義與粒子探測器；4、宇

宙粒子產(chǎn)生；5、共形真空；6、彎曲時(shí)空中任意自旋的場；第三章：非平庸平直

時(shí)空。1、柱面二維時(shí)空；2、格林函數(shù)的應(yīng)用；3、Casimir效應(yīng)；4、運(yùn)動(dòng)鏡；

5、Rindler時(shí)空量子場；第五章、具體彎曲時(shí)空舉例。

課程編號：01107020121

課程名稱：相互作用的統(tǒng)一理論

教學(xué)要求：掌握相互作用的統(tǒng)一的理論和研究方法。

教學(xué)內(nèi)容：

第一章：規(guī)范對稱性理論；1、時(shí)空對稱性與內(nèi)部對稱性；2、整體規(guī)范對稱

性；3、定域規(guī)范對稱性。第二章，對稱性自發(fā)破缺：對稱性自發(fā)破缺和歌德斯

通定理，希格斯機(jī)制。

第三章：弱作用唯象理論，費(fèi)米四費(fèi)米子作用理論，中性流的引入,GIM機(jī)

制，弱作用V-A理論，中間玻色子理論.第四章，Weinberg-Salam模型，模型

的構(gòu)造，輕子統(tǒng)一理論，夸克統(tǒng)一理論，W-S模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.

課程編號：01107020122

課程名稱：時(shí)空大尺度結(jié)構(gòu)與演化：

教學(xué)內(nèi)容：了解時(shí)空大尺度結(jié)構(gòu)與演化規(guī)律

教學(xué)內(nèi)容：第一章：實(shí)驗(yàn)觀測，宇宙膨脹，大尺度均勻性，微波背景輻射，宇

宙的大尺度結(jié)構(gòu).第二章：標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型，1、R-W度規(guī)；2>Friedmann方程;

3、平衡熱力學(xué)；4、嫡、宇宙視界第三章：暴漲宇宙學(xué)模型，1、標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模

型的缺陷；2、暴漲基本圖像；3、慢滾暴漲；4、各種暴漲模型介紹；第四章：

結(jié)構(gòu)起源與演化模型；1、高斯擾動(dòng)；2、密度擾動(dòng)一牛頓處理；3、宇宙擾動(dòng)理

論；4、演化方程；5、視界進(jìn)入與星系形成；6、微波背景輻射的各項(xiàng)異性，極

化；7、CDM模型

課程編號：01107020123

課程名稱：量子信息理論

英文名稱：QuantumInformationTheory

課程內(nèi)容：本課程通過介紹量子熠與信息、量子糾纏、量子操作、量子信息

的距離量度、量子數(shù)據(jù)壓縮、量子通道的通信容量、量子隱形傳態(tài)、量子保密通

信等內(nèi)容，使學(xué)生了解量子信息研究的前沿動(dòng)態(tài).

主要教材及參考文獻(xiàn):

1、MichaaelA.Nielsen&IsaacL.Chuang.QuantumComputationand

QuantumInformation[M].

課程編號：01107020124

課程名稱：原子玻色-爰恩斯坦凝聚

英文名稱：AtomicBose-EinsteinCondensation

課程內(nèi)容：本課程的內(nèi)容包括囚禁原子玻色-愛恩斯坦凝聚(BEC)的基本概

念，囚禁BEC的基態(tài)性質(zhì)，囚禁BEC的基本激發(fā)，囚禁BEC的光散射，囚禁

BEC的Feshbach共振，BEC的破缺對稱性，BEC的量子隧穿，BEC的相干輸

出，光學(xué)晶格上的BEC,轉(zhuǎn)動(dòng)的BEC與超流。

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1>D.W.Snoke,S.Stringari,A.Griffin.Bose-EinsteinCondensation

[M].1996.

2、CraigM.Savage,Mukunda.Das,Bose-EinsteinCondensation:FromAtomic

PhysicstoQuantumFluids[M].2001.

課程編號：01107020125

課程名稱：單光子物理專題

英文名稱：SinglePhotonPhysics

課程內(nèi)容：本課程的內(nèi)容包括單光子物理的基本概念，單光子的產(chǎn)生與探測

（包括微腔中單光子的產(chǎn)生，半導(dǎo)體材料中單光子的生成,原子系統(tǒng)中單光子的產(chǎn)

生），單光子態(tài)的相干操縱與控制及其在量子信息過程中的應(yīng)用。

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1＞國內(nèi)外文獻(xiàn).

課程編號：01107020126

課程名稱：量子混沌

英文名稱：QuantumChaos

教學(xué)要求：了解量子混沌的-一般特征，初步掌握量子混沌的研究方法

教學(xué)內(nèi)容：第一章：從經(jīng)典混沌到量子混沌；第二章：Hamilton系統(tǒng)；第三

章：半經(jīng)典方法；第四章：經(jīng)典混沌的量子特征；第五章：量子體系對微擾的敏

感性；第六章：反常電離；第七章：均勻磁場的氫原子；第八章：經(jīng)典一量子對

應(yīng)。

預(yù)修課程：高等量子力學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn):

1、顧雁.量子混沌[M].

2、徐躬耦.量子混沌運(yùn)動(dòng)[M].

3、K.Nakamua,QuantumChaos[M].

4、F.Haake.QuantumSignaturesofChaosinClassiclandQuantumMechanics

[M].

課程編號：01107020127

課程名稱：計(jì)算物理

英文名稱：ComputationalPhysics

課程內(nèi)容：本課程首先介紹Matlab和Maple的數(shù)值計(jì)算功能，然后介紹基

本數(shù)學(xué)運(yùn)算原理、物理上常用的數(shù)值解法，包括常微分的數(shù)值解、邊值問題和本

征值問題，以及量子散射、玻恩近似和程函近似的數(shù)值計(jì)算方法等。

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、北師大.計(jì)算物理（講義）.

課程編號：01107020128

課程名稱：光場與原子相互作用

教學(xué)要求：理解光場與原子相互作用是量子光學(xué)研究的主要內(nèi)容，掌握光場

與原子相互作用的基本模型與理論，所呈現(xiàn)的量子效應(yīng)，多光子過程，多原子系

統(tǒng)共振熒光和激光冷卻的基本規(guī)律。

教學(xué)內(nèi)容：1、光場與原子相互作用的基本理論模型——JC模型；2、與原

子相互作用的光場的量子效應(yīng)；3、共振熒光；4、超熒光；5、多原子系統(tǒng)的量

子效應(yīng)；6、激光冷卻。

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、彭金生，李高翔.現(xiàn)代量子光學(xué)導(dǎo)論[M].科學(xué)出版社.

課程編號：01107020129

課程名稱：非平衡出熱力學(xué)

英文名稱：Non-equilibriumThermodynamics

教學(xué)要求：理解熱力學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)及非平衡態(tài)熱力學(xué)發(fā)展的必然性；掌握

線性非平衡態(tài)熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用；掌握非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)中的穩(wěn)定性

理論、非平衡定態(tài)的穩(wěn)定性和耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的可能條件及動(dòng)力學(xué)因素的熱力學(xué)效

應(yīng)。

教學(xué)內(nèi)容：1.熱力學(xué)的成功和面臨的挑戰(zhàn)；2.非平衡態(tài)熱力學(xué)基礎(chǔ)，包括局

域平衡假設(shè)、衡算方程、嫡流和炳產(chǎn)生；3.線性非平衡態(tài)熱力學(xué)，包括非平衡態(tài)

熱力學(xué)中的線性關(guān)系，線性關(guān)系中唯象系數(shù)的性質(zhì)、Osager倒易關(guān)系的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)、

最小嫡產(chǎn)生原理和定態(tài)的穩(wěn)定性、線性非平衡態(tài)熱力學(xué)的應(yīng)用；4.非線性非平衡

態(tài)熱力學(xué)，包括熱力學(xué)的非線性問題、Lyapounov穩(wěn)定性理論、嫡產(chǎn)生的時(shí)間變

化率、非平衡定態(tài)的穩(wěn)定性和耗散結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)因素對定態(tài)的熱力學(xué)效應(yīng)。

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、李如生.非平衡態(tài)熱力學(xué)和耗散結(jié)構(gòu)[M].清華大學(xué)出版社，1986.

2、SR.DeGrootandP.Mazur.非平衡態(tài)熱力學(xué)[M].陸全康.上海科技

出版社，1981.

課程編號：01107020130

課程名稱：非平衡出統(tǒng)計(jì)力學(xué)

英文名稱：Non-equilibriumStatisticalMechanics

教學(xué)要求：掌握基本概率理論、主方程的推導(dǎo)及主方程的展開、馬爾柯夫鏈、

無規(guī)行走及生滅過程；掌握BBGKY系列、微觀輸運(yùn)方程，了解初等輸運(yùn)理論漲

落耗散定理及非平衡相變。

教學(xué)內(nèi)容：1.基本概率理論，包括排列與組合、概率的定義、分布函數(shù)、二

項(xiàng)式分布、無規(guī)行走、中心極限定理、大數(shù)定律；2.主方程，包括主方程的推導(dǎo)、

馬爾柯夫鏈、無規(guī)行走和擴(kuò)散方程、離散平穩(wěn)馬爾柯夫過程、生滅過程、主方程

的展開；3.動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中的概率分布，包括概率密度流體、BBGKY系列、微觀

平衡方程、概率密度算符、約化密度算符、維格納函數(shù)；4.初等輸運(yùn)理論，包

括初等動(dòng)力理論、玻耳茲曼方程、自擴(kuò)散系數(shù)、粘滯系數(shù)和熱導(dǎo)系數(shù)、量子動(dòng)力

論方程；5.漲落耗散定理；6非平衡相變。

主要教材及教學(xué)參考文獻(xiàn)：

KL.E.Reichl.統(tǒng)計(jì)物理現(xiàn)代教程[M].黃啊、夏蒙夢、仇韻清、趙凱華.北

京大學(xué)出版社，1983.

2、李如生.非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)力學(xué)[M].清華大學(xué)出版社，1986.

3、RBalescu.平衡與非平衡統(tǒng)計(jì)力學(xué)[M].陳光旨、吳寶路、張奎、安慶

吉.廣西師范大學(xué)出版社，1992.

課程編號：01100720131

課程名稱：結(jié)構(gòu)、功能與材料設(shè)計(jì)

英文名稱：Structure,FunctionandMaterialDesign

教學(xué)要求：系統(tǒng)掌握材料化學(xué)組成、組織結(jié)構(gòu)、工藝、性質(zhì)和使用性能之間

相互關(guān)系的基礎(chǔ)理論和研究方法，具備材料設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和材料的合理

使用等材料物理與化學(xué)相關(guān)的基本知識和基本技能。

教學(xué)內(nèi)容：材料科學(xué)方面的基本理論、基本知識、基本技能和材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)

結(jié)果分析；材料結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)特性；材料結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)與模擬。

預(yù)修課程：高等量子力學(xué)、固體理論、群論、量子統(tǒng)計(jì)、材料學(xué)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、吳興惠.現(xiàn)代材料計(jì)算與設(shè)計(jì)教程[M].電子工業(yè)出版社，2002.

2、王中林?納米相和納米結(jié)構(gòu)材料——應(yīng)用（I）手冊[M].清華大學(xué)出

版社，2003.

3、余永寧，毛衛(wèi)民.材料的結(jié)構(gòu)[M].冶金工業(yè)出版社.

4、熊家炯.材料設(shè)計(jì)[M].天津大學(xué)出版社.

5、馮端等.材料科學(xué)導(dǎo)論[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

6、潘金生，仝健民，田民波.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，1998.

課程編號：01100720132

課程名稱：輸運(yùn)理論

英文名稱：TransportTheory

教學(xué)要求：系統(tǒng)掌握輸運(yùn)過程的基本物理現(xiàn)象、規(guī)律、概念以及處理問題的

基本方法。

教學(xué)內(nèi)容：分子動(dòng)力學(xué)理論的平衡態(tài)理論、輸運(yùn)現(xiàn)象與分子動(dòng)力學(xué)理論的非

平衡態(tài)理論

預(yù)修課程：固體理論、量子統(tǒng)計(jì)

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、黃祖洽，丁鄂江.輸運(yùn)理論[M].科學(xué)出版社，1987.

凝聚態(tài)物理專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案

一、培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)符合國家建設(shè)需要，能為祖國和人民服務(wù)，具有良好道德品質(zhì)和科學(xué)素

質(zhì)，具有集體主義精神，實(shí)事求是、追求真理，獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的和具有扎實(shí)基礎(chǔ)

知識和良好科研能力的凝聚態(tài)物理專門人才和高等院校師資。

獲得本專業(yè)碩士學(xué)位的研究生應(yīng)掌握凝聚態(tài)物理學(xué)科堅(jiān)實(shí)、寬厚的基礎(chǔ)知

識，較全面和深入的專業(yè)知識，熟悉本專業(yè)研究方向的發(fā)展前沿和熱點(diǎn)。碩士

論文選題時(shí)，應(yīng)對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行較全面的調(diào)研和分析，在此基礎(chǔ)上，完成

具有創(chuàng)造性的研究成果。熟練掌握一門外語，包括專業(yè)閱讀和寫作，以及能用外

語進(jìn)行簡單的學(xué)術(shù)交流。

二、本專業(yè)總體概況、優(yōu)勢與特色

凝聚態(tài)物理學(xué)是研究由大量微觀粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚

態(tài)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、粒子間的相互作用、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其物質(zhì)性質(zhì)與應(yīng)用的科學(xué)。

本學(xué)科于1995年獲碩士學(xué)位授予權(quán)，1996年以“凝聚態(tài)理論”成為湖南省重點(diǎn)

學(xué)科“理論物理”的方向之一，1999年成為學(xué)?！?11工程”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“非

線性物理”的一個(gè)方問，2003年獲博士學(xué)位授予權(quán)。該學(xué)科目前已凝練成了表

面界面物理、凝聚態(tài)物理中的非線性問題、低維系統(tǒng)與介觀物理和納米材料與催

化劑工程四個(gè)穩(wěn)定的研究方向，其特色是抓住凝聚態(tài)物理學(xué)中的基本問題和當(dāng)前

與未來高技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題開展研究，把基礎(chǔ)研究與高技術(shù)探索相結(jié)合、理

論研究與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合，在多學(xué)科前沿領(lǐng)域的交叉點(diǎn)尋找突破。

三、本專業(yè)研究方向及簡介

表面、界面與計(jì)算凝聚態(tài)物理：主要用第一性原理和密度泛函理論，研究金

屬氧化物表面的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)特性，金屬/絕緣體結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)特性。

凝聚態(tài)物理中的非線性問題：主要研究原子分子軟凝聚體、玻色-愛恩斯坦

凝聚及超導(dǎo)Josephson結(jié)等體系中的孤子與混沌等非線性問題。

低維系統(tǒng)與介觀物理：主要用散射矩陣與非平衡格林函數(shù)方法，研究半導(dǎo)體

低維介觀納米量子結(jié)構(gòu)在分別考慮電子-電子、電子-聲子、外場、雜質(zhì)等各種相

互作用和電子軌道耦合情況下的電子結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)性質(zhì)。

納米材料與新功能材料物理：主要研究納米粉未、納米碳管、納米陶瓷材料

和催化劑、太陽能電池材料的制備與物性分析及其應(yīng)用。

四、專業(yè)課程一覽表

課程學(xué)任課教開課學(xué)期

課程編號課程名稱備注

學(xué)時(shí)分師（春/秋）

科學(xué)社會主義理論與

201秋

實(shí)踐

自然辯證法361.5春

公共必修課

碩士英語精讀翻譯與

1444秋、春

寫作

碩士英語聽說641.5秋、春

海文華

01107020501高等量子力學(xué)703方細(xì)明秋

余洪偉

匡樂滿

01107020502群論703秋專業(yè)必修課

劉翔

周光輝

01107020503固體理論603廖樹幟春

王小剛

課程學(xué)任課教開課學(xué)期

課程編號課程名稱備注

學(xué)時(shí)分師（春/秋）

肖長明

01107020504量子統(tǒng)計(jì)603方卯發(fā)秋專業(yè)選修課

曾浩生

方卯發(fā)

01107020505計(jì)算物理602方細(xì)明秋

王小剛

王小剛

01107020506表面物理602秋

曹治覺

海文華

01107020507玻色一愛恩斯坦凝聚602秋

顏家壬

周光輝

01107020508介觀物理602春

曾朝陽

廖樹幟

01107020509材料物理602秋

羊億副

01107020510材料熱力學(xué)602王小剛春

課程學(xué)任課教開課學(xué)期

課程編號課程名稱備注

學(xué)時(shí)分師（春/秋）

海文華

01107020511非線性物理602春

顏家壬

01107020512介觀瞬態(tài)運(yùn)輸602周光輝秋

01107020513納米材料物理602廖樹幟春

01107020514低維強(qiáng)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)602周光輝秋

01107020515薄膜物理602羊億副秋

01107020516材料物理實(shí)驗(yàn)602唐東升秋

01107020517專業(yè)文獻(xiàn)選讀402各導(dǎo)師春

教學(xué)實(shí)踐101

6-8必修環(huán)節(jié)

學(xué)術(shù)報(bào)告2

次

五、專業(yè)課程開設(shè)具體要求

課程編號：01107020501

課程名稱：嵩等量子力學(xué)

英文名稱：AdvancedQuantumMechanics

教學(xué)要求：高等量子力學(xué)是全體物理類專業(yè)研究生的碩士學(xué)位基礎(chǔ)課，它是

大學(xué)量子力學(xué)教程在理論深度廣度及應(yīng)用方面的延續(xù)。要求學(xué)生通過該課程的學(xué)

習(xí)，掌握高等量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)和研究方法。

教學(xué)內(nèi)容：第章：量子態(tài)的描述；第二章：量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系；

第三章：路徑積分；第四章：量子力學(xué)中的相位；第五章：二次量子化；第六

章：角動(dòng)量理論；第七章：量子體系的對稱性；第八章：時(shí)空反演；第九章：散

射理論；第十章：相對論量子力學(xué)

預(yù)修課程：大學(xué)本科物理專業(yè)課程

主要教材及參考文獻(xiàn)：

1、曾謹(jǐn)言.量子力學(xué)[M]（卷n）.

2、余壽綿.高等量子力學(xué)[M].

3、P.Roman.AdvancedQuantumTheory[M].

4、J.Bjorkenetal.RelativisticQuantumMechanics[M].

課程編號：01107020502