物理系量子光学研究生课程简介

《量子力学》课程
《量子力学》课程是一门研究微观粒子行为的物理学课程。

它涵盖了量子力学的基本概念、原理和计算方法。

该课程的主要目标是让学生了解量子力学的基本原理和应用，包括:
波粒二象性: 学生将学习到光和物质的波粒二象性，并了解如何解释这些现象.
不确定性原理: 学生将学习到不确定性原理，并了解它对物理学的影响.
薛定谔方程: 学生将学习到薛定谔方程及其应用，并了解如何求解偏微分方程.
量子态与量子测量: 学生将学习到量子态的概念以及如何描述和计算它们，并了解量子测量的原理和应用.
原子和分子的量子力学: 学生将学习到原子和分子的量子力学模型，并了解这些模型的应用.
总之，《量子力学》课程是一门非常重要的物理学课程，它为学生深入了解微观世界提供了必要的理论基础和实践技能。

一、课程简介本课程原名《量子光学》，作为光学方向的专业核心课，在物理学院的研究生教学当中长期占有重要的位置。

本课程以量子光学为核心，学习与研讨光场与原子相互作用系统理论，掌握辐射场量子化、相干光场、压缩光量子统计、光子计数实验的基本原理和物理图景，深刻理解辐射场与原子相互作用的基本模型、熟练运用其数学处理方法，以及学会分析受激吸收、受激辐射和自发辐射的物理过程。

二、课程思政教学设计坚持“专业知识传授和思想教育相融合”理念，深入挖掘学科领域中科技报国真实案例等思想政治教育资源，通过课上老师引领+课下线上交流辅助的教学设计，促进学生在系统学习和掌握课程内容、提高解决光与物质相互作用问题的方法和研究能力的基础上，树立家国情怀、报国之志。

三、课程思政教学示例示例一：结合中华文明智慧，增强学生民族认同感在介绍光通信的发展历史时，引入商周时期烽火戏诸侯、战国时期诸侯争霸等历史典故，介绍了烽火台这一古老的光通信形式，使得学生对古人的智慧及中华文明在人类文明史上的地位有更加具体的认识，从而潜移默化地增强学生的民族认同感和自豪感。

中国古老的烽火台示例二：弘扬领域先进人物精神，鼓励学生勇于实践创新在介绍光通信的信道媒介时，重点结合了领域的先驱者和奠基人中科院院士高锟先生科研奋斗的事迹。

1966年高锟先生提出了“以光代替电流、以玻璃纤维取代铜线传输电信讯号”的大胆构想，并通过多年的潜心研究，将设想逐渐变成现实。

高锟先生的光纤发明技术，为现代通讯网络的运行奠定了基石；同时，他对科学真理的坚定信仰和积极探索的科研精神，极大地鼓励了学生在实践中要大胆探索，勇于创新。

“光纤之父”高锟先生四、课程思政效果分析课程团队成员在量子光学领域有着多年的研究经验，并且都有长期的国外留学经历（四年以上），能很好地把握课程内容的历史发展脉络及现在的前沿方向；同时，合理运用了现代信息技术手段及各种教学媒体，加强师生交流沟通，促进了学生对课程内容的掌握和理解。

量子光学研究的主要内容
基于量子物理学原理，量子光学研究几十年来一直引起科学界的浓厚兴趣。

量子光学是研究奥斯特里特森公式（原子与光子之间存在的相互作用）的研究，它研究了量子态的光子如何影响物质，及其如何影响自身的性质。

量子光学的研究是多学科的综合研究，它涉及物理学、化学、以及技术科学等各个领域，它们共同参与到量子光学的研究中。

量子光学的研究内容，首先包括量子物理学方面的研究，它研究了光子的量子态，以及它们之间的相互作用，从而建立了一种新的量子光学理论，用来解释宇宙中物理现象的形成和发展。

其次，量子光学还包括对物理学和化学中量子态物质的研究，它们之间会发生特殊的相互作用，从而影响物质本身的性质。

量子光学还涉及到电磁场、热熵和动力学等研究，并在实验研究中将量子光学理论应用到实际工程中。

实验方面，量子光学研究了激光的功率分布、激光的双曲线特性、激光的相位结构以及激光的波长调制，并开发出了各种激光扫描系统，以及量子光学成像技术等应用于实际工程中的技术。

此外，量子光学还有诸多其他方面的研究，比如激光光谱、量子光学的计算机模拟研究、量子光学的光电子技术研究等。

在未来，量子光学的研究还将进一步深入，它将在电子学、医学、材料学、生物学以及环境科学等方面获得更多的应用，从而为人类社会做出大量的贡献。

量子光学的研究是一项复杂的任务，它不仅要求理论研究者仔细研究和理解量子物理学原理，而且还要求实验研究者投入大量的精力和资源，以开发出先进的实验技术和设备，从而为量子光学研究带来更深入的突破。

目前，量子光学已经取得了巨大的进步，它的应用领域也越来越广泛，因此量子光学的研究将继续在各个领域受到高度重视。

量子光学16学时/ 1学分英文译名：Quantum Optics适用领域：光学，光学工程教学目的：量子光学是描述激光与物质相互作用的一个新兴光学分支，通过讲授光场中二能级原子的密度矩阵方程，Maxwell-Bloch方程，光场中二能级原子的布洛赫方程，光场的量子化；光学孤子，光学自感应透明，光纤光孤子的产生，光孤子的传输系统；以及激光抽运，激光冷却，量子信息传递等技术使学生对光与物质的相互作用有深入的认识。

教学方式及学时分配：课堂授课12学时、查阅文献4学时教学主要内容及对学生的要求:先修知识：波动光学，量子力学，激光原理学习内容：本课程从激光与原子相互作用的角度出发，系统地介绍研究光子对原子外层电子的作用的基本原理及方法。

其中包括：密度矩阵方程，Maxwell-Bloch方程，光场中二能级原子的布洛赫方程，光场的量子化理论。

要求学生了解量子光学的研究内容和实际应用，为将来从事原子光学的研究提供必要的理论基础。

内容摘要：辐射场与原子相互作用的经典理论包括电偶极子的自发辐射，受迫振动、原子的吸收和色散，原子的谱线宽度，Do叩ler频移及增宽和渡越增宽。

用简化的光场中的二能级原子模型，推导出原子与光场相互作用的经典理论，光场中二能级原子的波函数，光场中二能级原子的密度矩阵方程，Maxwell-Bloch方程，光场中二能级原子的布洛赫方程，原子与光场相互作用产生Rabi振荡以及光场的量子化，二能级系统原子和光场相互作用的哈密顿算符等量子光学的基本理论。

量子光学的应用包括瞬态相干的光学现象(包括：光学章动、光子回波和光学自感应透明)，光学孤子的基本概念，光纤光孤子的产生，光孤子的传输系统等等；量子光学的最新进展方面含有激光抽运，激光冷去电磁感应透明(EIT),相干布局数囚禁(CPT)以及量子信息传递等技术。

考核方式：论文主要参考书目：1.沈柯编著，《量子光学导论》，北京理工大学出版社，1995年9月第一版2.郭光灿著，《量子光学》，高等教育出版社，1990年。

《量子光学》课程教学大纲一、中文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容）量子光学()是高校理科物理专业学术型硕士的专业选修课之一。

本课程48学时，3学分。

主要内容包括：量子力学基础、经典电磁场与原子的相互作用、电磁场物理量的算符表示、电磁场的量子态、电磁场量子态在相干态表象中的表示、电磁场的相干性、量子电磁场与原子的相互作用、量子光学的发展历史和研究前沿、量子光学相关科技的发展历史和研究前沿几部分。

二、英文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容）Quantum Optics () is one of the specialized optional courses for academic master in Department of Physics. It has 48 periods and 3 credits. The major elements of Quantum Optics are quantum mechanics theory, the interaction between classical electromagnetic field and atom, operators of electromagnetic field, quantum states of electromagnetic field, the representation in coherence state for quantum states of electromagnetic field, the coherence of electromagnetic field, the interaction between quantum electromagnetic field and atom, the history and frontier of Quantum Optics and its application.三、教学目标1 通过本课程的学习，掌握量子光学的基本概念和基本规律，为后续的科学研究打下必要的量子光学基础。

物理学院硕士学位研究生课程内容简介理论物理专业-------------------- 高等量子力学--------------------课程编号：1222601 课程类别：专业基础课课程名称：高等量子力学英文译名：Advanced Quantum Mechanics 学时：80学时学分：4学分开课学期：1 开课形式：讲授考核形式：闭卷适用学科：理论物理授课单位及教师梯队：物理学院，张宏标。

内容简介：从更深层次系统地介绍量子力学的基本原理和基本概念，突出对称性在量子力学中的重要地位。

系统地讲授二次量子化理论、角动量理论、散射理论以及相对论量子力学理论。

初步介绍费曼路径积分和规范场理论。

主要教材：徐在新：《高等量子力学》，华东师范大学出版社，1994年版。

参考书目（文献）：1．D. Landau and E.M.Lifshitz, Quantum Mechanics，世界图书出版社。

2．杨泽森：《高等量子力学》，北京大学出版社，1991年版。

3．曾谨言：《量子力学》（卷二），科学出版社。

-------------------- 群论--------------------课程编号：1222602 课程类别：专业基础课课程名称：群论英文译名：Group Theory学时：80学时学分：4学分开课学期：1 开课形式：讲授考核形式：闭卷适用学科：理论物理授课单位及教师梯队：物理学院，陈世浩。

内容简介：系统地讲授有限群和李群的基本理论，着重介绍群的表示理论及其在物理中的应用，初步介绍李代数理论。

主要教材：韩其智、孙洪洲：《群论》，北京大学出版社，1987年版。

参考书目（文献）：1．W.Joshi, Elements of Group Theory for Physics.2．Hamermesh, Group Theory and its Ampplication to Physical problems.-------------------- 高等统计物理学--------------------课程编号：1222603 课程类别：专业基础课课程名称：高等统计物理学英文译名：Advanced Statistical Physics学时：80学时学分：4学分开课学期：2 开课形式：讲授考核形式：闭卷适用学科：理论物理授课单位及教师梯队：物理学院，王宙斐。

研究生量子物理
研究生量子物理是指在研究生阶段专注于研究和学习量子物理学的课程和项目。

量子物理是物理学的一个分支，研究微观领域的物质和能量行为。

研究生量子物理的课程和研究项目涵盖了量子力学、量子信息和量子计算等方面。

研究生量子物理的课程通常包括量子力学和统计物理学的高级课程，如量子力学原理、量子力学的数学基础、量子力学中的近似方法、量子场论等。

此外，还可能包括与量子物理相关的实验课程，例如量子光学或超导量子计算等。

研究生量子物理的研究项目也可以非常多样化。

学生可以选择研究量子计算、量子通信、量子传感器或者量子光学等领域的具体问题。

研究项目可能涉及到开展理论模拟、数值计算或者实验研究。

研究生量子物理的目标是培养学生在量子物理领域的专业知识和研究能力。

毕业后，学生可以选择从事学术研究、工业研发、政府机构等领域的工作，或者选择继续攻读博士学位。

因为量子物理在许多科技领域有着广泛的应用，所以具有量子物理背景的研究生也往往具备竞争力较强的就业前景。