中科大物理系课程表.pdf
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中科大物理系课程表.pdf
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30物理学院一、学院概况物理学院由物理系、近代物理系、光学与光学工程系、天文与应用物理系、中国科学院结构分析重点实验室、中国科学院量子信息重点实验室和中国科学院基础等离子体物理重点实验室等组成。
现任院长为中国科学院院士杨国桢教授。
著名数学家华罗庚、吴文俊教授,著名物理学家赵忠尧、施汝为、钱临照、吴有训、严济慈教授等都曾在各系担任重要职务并执教多年。
学院现有教授136名,其中中科院院士4名,奥地利科学院通讯院士1名,博士生导师92名。
近年来,通过教育部“长江学者计划”、中科院“百人计划”以及“国家杰出青年基金”,集聚了一大批知名学者和教授,培养了一批年轻的学术带头人。
学院还聘请了多位“两院”院士和外籍知名学者担任兼职教授,并设有“华罗庚讲席”、“吴文俊”讲席、“赵忠尧讲席”和“严济慈讲席”等大师讲席,邀请国内外一流学者来院讲学,始终站在国际科技发展的最前沿。
学院拥有中国科学院结构分析重点实验室、中国科学院量子信息重点实验室以及十余个校级科研机构。
承担国家863、973、“211工程”、985工程和中科院“知识创新工程”的科研项目和基地建设项目;还承担有两项国家大科学工程以及大量的国家级科研基金和技术攻关项目。
同时,学院与中科院各研究机构和国外著名大学、研究所开展紧密的合作研究并联合培养博士生和博士后;与瑞士苏黎士高等工业学院成立了高能物理联合研究所,参与世界最大的高能电子对撞机、世界能量最高的相对论重离子对撞机、丁肇中先生领导的阿尔法磁谱仪等研制工作,天体物理中心还是国家天文中心以及第三世界科学院高级研究中心的重要组成部分。
学院在各个研究方向上做出了一批在国际上有显示度、国内领先的科研成果。
学院的物理学科为国家基础科学人才培养基地,以及中国科学院博士生重点培养基地,主要培养从事尖端科学、交叉科学的基础研究、应用研究和研制开发的高级人才。
几十年的实践经验表明,具有坚实数理基础的毕业生,在理论与技术创新,在通讯、电子、信息、材料等尖端技术领域的应用与开发,以及在经济与金融领域,都可以大显身手施展才华。
学院重视基础理论教学,坚持教学与科研、科学与技术、理论与实验相结合,培养学生宽、厚、实的理论基础,高、新、活的专业知识和实验技能,注重全面素质和创新精神的培养。
大批教学成果获得国家或省部级教学成果奖,并在国内高校广泛应用。
先进的实验仪器设备和计算机网络系统,为学生从事科学实验、直接了解最新科技信息等教学和研究提供了良好的条件。
每年,学院约80%的本科毕业生进入国内外大学攻读研究生,美国布朗大学数学系主任舒其望教授,美国普林斯顿大学鄂维南教授,美国麻省理工学院文小刚教授,四次入选国际物理学十大进展、在量子通讯方面做出重大贡献的潘建伟教授等31都是理学院优秀毕业生的代表。
学院本科生前期主要进行系统的基础理论教学和严格的实验技能训练。
后期学生可根据自己的志趣和能力自主选择专业。
学院现有4个一级学科,含14个二级学科,其中8个国家重点学科、2个省级重点学科,物理学科的重点学科数为全国高校之首。
学院具有物理学一级学科博士授予权及天体物理博士授权点,所有学科领域均建立有博士后流动站。
近年来,学院有4项成果7次获国家科技部年度基础科学研究十大新闻和中国高校科技十大进展,居全国高校之首。
此外,理学院最近5年来科研工作多次获得国家级和省部级奖励:
国家自然科学二等奖1项,国家自然科学三等奖1项,中科院自然科学一等奖1项,中科院科技进步二等奖2项,以及其它省部级奖9项。
此外,2002年龚昇教授获第五届华罗庚数学奖,2003年郭光灿教授获香港“何梁何利”奖。
学院每年发表的论文约500篇。
其中被SCI/EI收录约300篇。
2001-2003年3年间,中国科学技术大学在物理学最著名杂志PRL共发表53篇。
物理类在高影响因子区发表论文的比例在全国高校中居领先地位。
我国首批获得博士学位的18名博士中,有7人是物理学院培养的。
学院毕业生中已有11位当选为两院院士,并有6位在世界数学大会上作45分钟报告,名列国内高校之冠。
物理理学院以培养既能从事基础研究又能从事高新技术开发应用的优秀人为目标,重视基础理论教学,坚持教学与科研、科学与技术、理论与实验相结合,培养学生宽、厚、实的理论基础,高、新、活的专业知识和实验技能,注重全面素质和创新精神的培养。
二、院系专业设置专业专业方向(包含的二级学科)涉及的系物理学理论物理、粒子物理与原子核物理、原子分子物理2,4应用物理学凝聚态物理、微电子学和固体电子学、物理电子学、等离子体物理2,4天文学天体物理22光信息科学与技术光学、光学工程38三、院长签字32物理学专业一、培养目标培养学生具有坚实的数学基础、广博的物理学基本知识、系统扎实的物理学基础理论、基本实验方法和技能,了解物理学发展的前沿和科学发展的总体趋势,掌握必要的电子技术和计算机应用基础知识,熟练掌握英语,受到基础研究或应用基础研究的初步训练,具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力。
培养基础扎实、后劲足、适应能力和知识更新能力较强的高级人才。
毕业后适宜继续攻读物理学及相关的高新技术学科、交叉学科等学科领域的研究生,也可到科研、高等学校、产业部门等从事科研、教学、管理和高新技术研发工作。
二、学制、授予学位及毕业基本要求学制:
四年授予学位:
理学学士课程设置的分类及学分比例如下表:
类别学分比例(%)通修课7041.92-42.68学科群基础课63-6638.41-39.52专业课158.98-9.15任意选修课84.79-4.88毕业论文84.79-4.88合计164-167三、修读课程要求要求修读的课程分为四个层次,每个层次的课程设置及结构如下:
1、通修课:
(70学分)参照学校关于通修课的课程要求。
其中物理类理论课程以本专业要求为准,以下课程也作为本专业的通修要求:
电子线路基础实验(1学分)、大学物理现代技术实验(1.5学分)、大学物理研究性实验(1.5学分);2、学科群基础课:
(63-66学分)MA02*MA02*(数学类课程):
(11学分)33复变函数(A)(3学分)、数理方程(A)(3学分)、计算方法(B)(2学分)、概率论与数理统计(3学分);ES72*ES72*(电子类课程):
(7学分)电子技术基础
(1)(2学分)、电子技术基础
(2)(2学分)、电子技术基础(3)(3学分);PH02*PH02*(物理类课程):
(45-48学分)物理讲坛(2学分)、力学(甲型)(4学分)、热学(3学分)、电磁学(4学分)、理论力学(4学分)、光学(4学分)、原子物理(4学分)、电动力学(4学分)、量子力学A(6学分)和量子力学B(4学分)(二选一)、计算物理A(核科学类)(3学分)和计算物理B(非核科学类)(3学分)(二选一)、热力学与统计物理(4学分)、固体物理学A(4学分)和固体物理学B(3学分)(二选一)、物理学专业基础实验(2学分);3、专业课:
(选15学分)理论物理方向:
PH03*PH03*(物理类课程)(选15学分)高等量子力学(必修)(4学分)、广义相对论(3学分)、物理学中的群论(4学分)、量子场论(I)(4学分)、原子分子物理(4学分)、近代数学物理方法(3学分)、原子核理论(4学分)、非线性物理(4学分)、高等统计物理(4学分)、多体量子理论(4学分)、等离子体物理导论(2学分)、数据结构与数据库(3.5学分);粒子物理与原子核物理方向:
PH03*(物理类课程):
(选15学分)原子核物理(必修)(4学分)、粒子探测技术(4学分)、核与粒子物理导论(4学分)、高等量子力学(4学分)、核技术应用(4学分)、核物理实验方法(4学分)、等离子体物理导论(2学分)、数据结构与数据库(3.5学分);原子分子物理方向:
PH03*(物理类课程):
(选15学分)现代原子分子导论(必修)(3学分)、原子分子物理实验方法(3学分)、粒子探测技术(4学分)、广义相对论(3学分)、物理学中的群论(4学分)、高等量子力学(4学分)、近代数学物理方法(3学分)、量子场论(I)(4学分)、非线性物理(4学分)、高等统计(4学分)、多体量子理论(4学分)、等离子体物理导论(2学分)、数据结构与数据库(3.5学分);本专业主要课程:
高等数学、力学、热学、电磁学、光学、原子物理、理论物理、电子线路、信息技术、固体物理学等。
34四、主要课程关系结构图物理学专业基础和专业课程相互关系结构图说明:
灰色部分为选修课程电子技术基础(3)电子技术基础
(1)多变量微积分概率论与数理统计统计复变函数数理方程计算方法力学电磁学光学原子物理理论力学量子力学计算物理热力学与统计物理固体物理大学物理基础实验大学物理综合实验大学物理现代技术实验大学物理研究性实验物理学专业基础实验物理学专业实验广义相对论B原子核理论高等量子力学核与粒子物理导论现代原子分子导论原子核物理粒子探测技术线性代数热学多体量子理论等离子体物理导数据结构与数据电动力学单变量微积分电子线路基础实验计算机文化基础C语言程序设计电子技术基础
(2)物理讲坛35五、指导性学习计划表物理专业四年制指导性学习计划一年级一年级秋春秋春新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分PS01001无形势与政策讲座1PS01003104007马克思主义基本原理603PS01002104006中国近代史纲要402FL01002018502综合英语二级804PS01004104008思想道德修养与法律基础603PE012*103B01基础体育选项401FL01001018501综合英语一级404PH01701022162大学物理基础实验601.5PE011*103A01基础体育401MA01002001513多变量微积分1206CS01001210505计算机文化基础10/201MA01003001514线性代数804CS01002210502C语言程序设计40/302.5PH02003022052电磁学804MA01001001512单变量微积分1206PH02002022094热学603PH02001022093力学(甲型)804PH02006022168物理讲坛402PH02006022168物理讲坛402文化素质类课程小计小计(10)门课25.5小计小计(8+*)门课26.5二年级二年级秋春秋春新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分军事理论1PE013*103D01体育选项
(2)401PS01005104009重要思想概论80/806PH01703022164大学物理现代技术实验601.5FL01003018503综合英语三级804MA02504017080概率论与数理统计603Ph01702022163大学物理综合实验601.5ES72001004203电子技术基础
(2)402PE013*103C01体育选项
(1)401PH02005022054原子物理804ES72000004202电子技术基础
(1)402PH02102022057电动力学80436二年级二年级秋春秋春新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分MA02505001505复变函数(A)603MA02501001506数理方程(A)603PH02004022391光学804PH02101022392理论力学804文化素质类课程文化素质类小计小计(10+*)门课25.5小计小计(71*)门课18.5三年级三年级秋春秋春新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分PH02103022148量子力学A(2选1)1206PH02105022060热力学与统计物理804PH02104022059量子力学B(2选1)804PH02204002001固体物理A(2选1)804PH01704022165大学物理研究性实验601.5PH02205022118固体物理B(2选1)603ES72002004204电子技术基础(3)603PH02701004074物理学专业基础实验802IN01700210509电子线路基础实验401PH04101004612高等量子力学804PH02202022012计算物理A(2选1)603PH13005004106现代原子分子导论603PH02203004040计算物理B(2选1)603PH24212004610核与粒子物理导论804MA02503001511计算方法(B)402文化素质类课程文化素质类课程任意选修课任意选修课小计小计(6+*)门课14.5小计小计(3+*)门课937四年级四年级秋春秋春新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分CS01003210503数据结构与数据库60/303.5毕业论文8PH02201022125等离子体物理导论402PH13001004015广义相对论603PH14201004609物理学中的群论804PH14202004602量子场论(I)804PH13005004601粒子探测技术804PH13306004018原子核物理804PH13008004114原子分子物理实验方法603PH13301004110原子分子物理804PH13302004111近代数学物理方法603PH24214004608原子核理论804PH14204004606非线性物理804PH14205004604高等统计物理804PH13305004071多体量子理论804PH13307004044核技术应用804PH13308004021核物理实验方法804任意选修课小计小计(*)门课小计小计(1*)门课8注:
1.灰色部分为专业选修课程,至少选满15学分。
2.物理讲坛参加10次记2个学分。
3.任意选修课(非文化素质类课程)从第五学期开始选修,要求学分为8。
38六、课程简介理论物理方向课号:
PH13001课程名称(中文):
广义相对论课程名称(英文):
GeneralRelativity学时:
60学分:
3开课学期:
秋预修课程:
PH02102电动力学适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
该课程主要讲述广义相对论的原理与应用。
内容主要包括三个部分:
第一部分为绪论、扼要介绍广义相对论的三个来源非欧几何(包括仿射联络,协变微商,曲率张量,Christoffel联络等。
)、牛顿引力理论和相对性原理的历史。
第二部分是核心部分,着重讲述广义相对论的基本原理和应用,如引力场方程的推导,引力波辐射,Scwarzschild解,球地称引力场中粒子运动,光线偏折,近日点的进动,雷达回波延迟以及引力辐射等。
第三个部分介绍广义相对论中的黑洞理论等。
课号:
PH14201课程名称(中文):
物理学中的群论课程名称(英文):
GroupTheoryinPhysics学时:
80学分:
4开课学期:
春预修课程:
MA01514线性代数、PH02103/PH02104量子力学适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
群论本身是一门漂亮的数学理论,也是近代物理的一个重要数学工具。
它通过对对称性的描述和运算,建立起一个严整的逻辑体系,其方法具有明快简洁和整体性的特点。
利用它可以大大深化对现有物理规律的理解,探讨和发现新的物理规律,建立理论体系,预言新的物理,解决实际物理问题。
群论是物理学工作者,特别是从事偏理论工作的科学工作者的一门必备基础。
主要讲授:
抽象群概论(群,类,子群,陪集,拉格朗日定理,不变子群,商群,同构,同态)群表示论(群表示,等价,约化,不等价不可约表示,完备表示,正交定理,勃恩赛特定理,特征标)李群和李代数(连续群,李群,李群的整体性质,李群三定理,无穷小算符,李群的表示和无穷小算符的表示,李代数,理想,卡当子代数,半单李代数标准基,卡西米算符,根的性质,李代数的几何表示,李代数的分类)置换群表示(置换群的不可约表示,群代数及其表示,杨图定理,置换群不可约表示的阶)转动群表示(欧拉角,SO(3)的不可约表示,转动群的不可约表示,D函数,球谐函数,基础表示,乘积表示及其约化,克莱布施-戈登系数,不可约张量算符,维格纳-爱卡特定理,动力学对称)罗仑兹群表示(罗仑兹群无穷小算符,正罗仑兹群的不可约表示,乘积表示及其分解,旋量,张量,全罗仑兹群表示,狄拉克方程)。
课号:
PH04101课程名称(中文):
高等量子力学课程名称(英文):
AdvancedQuantumMechanics39学时:
80学分:
4开课学期:
春预修课程:
PH02103/PH02104量子力学适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
本课程是量子力学课程的进一步深化、提高和发展。
它从量子力学的基本原理和形式体系出发,结合量子力学中现代的理论及应用课题,讲授Dirac符号法、Green函数及传播子方法、路径积分、密度算符、二次量子化理论,对称性理论与角动量、形式散射理论和相对论量子力学等。
并把量子力学中的相位和近似方法作为选读内容。
同时根据教学进度与教学对象,有选择地简介如下一至三个专题:
量子统计基础、约束系统量子力学、辐射场量子化、原子与分子量子力学、凝聚态量子力学、量子信息、量子测量、计算量子力学等。
课号:
PH14202课程名称(中文):
量子场论(I)课程名称(英文):
QuantumFieldTheory学时:
80学分:
4开课学期:
秋预修课程:
PH02103/PH02104量子力学、PH02102电动力学适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
本课程以狭义相对论和量子力学为基础,介绍粒子物理学的基本动力学规律,以及基本方程的求解方法,为学生进行理论物理学研究及学习后续课程打下坚实的基础。
主要讲授内容为:
自由场量子化理论,包括:
标量场、旋量场、矢量场的量子化;相互作用的引入及有相互作用时的场方程;用微扰方法求解场方程,以及其应用;重正化理论及其应用;Heisenberg场理论及公理化场论;泛函微分与泛函积分方法的应用。
课号:
PH13302课程名称(中文):
近代数学物理方法课程名称(英文):
ModernMethodsofMathematicalPhysics学时:
80学分:
4开课学期:
秋预修课程:
MA02002数学分析(3)、MA01514线性代数、PH14201物理学中的群论适用对象和学科方向:
理论物理学主要内容:
本课程是理论物理专业的一门重要的基础课程,主要的目的在于介绍有用的先进数学工具以及几何学与物理学的联系,而不是在于严格精确地阐明数学理论。
通过本课程的学习,使学生掌握微分几何、流形上的积分以及纤维丛的基本概念和理论,了解其在电动力学、热力学以及牛顿力学中的应用,通过对熟悉的概念的新的数学表述使学生对所讨论的物理问题有一个更深刻的理解,特别是为以后进一步学习相对论和规范场论准备必要的数学基础。
主要讲授:
基础拓扑学、拓扑流形、微分流形、微分流形的切结构、微分形式与流形上的积分理论、DeRham上同调理论、李群及李代数、纤维丛及纤维丛上的联络等。
课号:
PH14204课程名称(中文):
非线性物理40课程名称(英文):
IntroductiontoNonlinearPhysics学时:
80学分:
4开课学期:
秋预修课程:
PH02101理论力学、PH02105热力学与统计物理、MA02501数理方程(A)、MA02009概率论、MA02503计算方法(B)适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
第一部分:
非线性动力学的基本概念和方法非线性振动理论、分岔和奇怪吸引子、通向混沌的道路、可积系统与不可积系统、分形的维数与奇异性谱、R/S分析、分形布朗运动、孤立波与孤立子、时间序列的非线性分析方法及其应用。
第二部分:
交通流复杂系统格气与元胞自动机模型、高速公路交通流及城市交通流模型、交通流的高速微观并行模拟,交通流中的自组织临界性与相变行为。
第三部分:
复杂网络、自适应复杂系统与经济物理学金融数据的统计性质,自适应复杂系统,金融物理的争当少数者博弈模型及其发展复杂网络的基本概念与统计力学研究,无标度网络与小世界网络、加权网络与演化网络,基于网络结构的复杂适应系统,具有进化机制的金融物理模型、社会人群姓氏分布及其动力学模型。
课号:
PH14205课程名称(中文):
高等统计物理课程名称(英文):
AdvancedStatisticalPhysics学时:
80学分:
4开课学期:
春或秋预修课程:
分析力学、PH02103/PH02104量子力学、PH02105热力学与统计物理适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
热力学:
热力学定律,相变的热力学,热力学应用。
概率论基础与分子运动论:
初等概率论与极限定理,主方程的推导及其解,随机动力学与布朗运动,统计力学基础,分子动力论问题,不可积哈密顿系统动力学,KAM定理,各态历经问题。
平衡统计力学:
经典统计力学,正则系综与巨正则系综,量子统计力学,配分函数的一般性质,费米系统,玻色系统,稀薄气体的平衡态,超流体,近似方法,伊辛模型,昂色格解,临界现象,朗道处理,有序无序相变,重正化群,相互作用流体。
非平衡统计力学:
近平衡的流体力学过程,输运理论,非平衡相变,非平衡系综。
复杂适应系统与复杂网络的统计力学。
课号:
PH24214课程名称(中文):
原子核理论课程名称(英文):
NuclearTheory学时:
80学分:
4开课学期:
秋预修课程:
PH02103/PH02104量子力学适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
原子核理论是物质结构研究的一个重要层次,是物理学专业学生应该掌握的必要知识。
本课41程是物理专业本科生的基础理论课程,主要内容包括:
核力问题,核结构,核反应,核衰变等的基本知识和基本理论以及原子核物理的一些新进展等。
课号:
PH13305课程名称(中文):
多体量子理论课程名称(英文):
QuantumManyParticlePhysics学时:
80学分:
4开课学期:
春或秋预修课程:
PH02204/PH02205固体物理、PH14205高等统计物理、PH04101高等量子力学适用对象和学科方向:
物理学主要内容:
量子多体理论是研究相互作用多粒子体系物理性质的量子理论,它的内容十分丰富。
本课程主要讲授多体量子理
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- 中科大 物理系 课程表