原子物理学-2022-2023-2

授课教师:160024,200372,210043,210285

总学时:54

课程教材:原子物理学,杨福家 原子物理学,褚圣麟

先修课程:力学,电磁学,高等数学,热学

主要参考书目:

Atomic physics: An exploration through problems and solutions by Dmitry Budker ,‎ Derek Kimball ,‎ David DeMille

[1]. Atoms and Molecules Interacting with Light: Atomic Physics for the Laser Era by Peter van der Straten,‎ Harold Metcalf Atomic Physics by Christopher J. Foot 

课程内容简介(中文):本科阶段的“原子物理学”是将原子作为电子和原子核的孤立体系进行研究的基础物理学课程,主要涉及电子在原子核周围的排列以及这些排列在电磁场影响下的变化过程。本课程将介绍原子结构、原子和电磁场之间的相互作用(包括离子,中性原子和简单分子)、原子核结构与性质、以及运用初等量子力学来理解上述物理现象与过程。本课程希望训练学生勤于观察思考和能用科学逻辑和方法解决实际问题的能力,通过原子物理学的发展历程教育学生培养尊重客观实际、勇于创新的科学精神。 教学内容覆盖20世纪原子物理学如何在实验与理论的矛盾中从经典物理学发展出来;电磁辐射的粒子性和微观粒子的波动性;量子力学的基本原理和Schrödinger方程;Bohr原子模型、氢原子模型和双电子原子模型;原子和电磁场的相互作用规律;分子结构和光谱;原子核结构,原子放射性和核反应基本原理;粒子物理基本知识等。课程采取基础知识基本原理授课和专门主题问题群组讨论分析讲解相结合的方式进行。课程通过一定量的前置习题和后置习题来引导教学活动的开展,使学生带着问题进入课堂,带着问题走出课堂,变“讲授-学习”循环为“问题-学习-讲授-问题-学习”循环,将采取一定的“及时教学法”和“同僚教学法”促进生动活泼教学环境。

课程内容简介(英文):

教师: 罗乐

原子物理学-2023-2024-2

授课教师:160024,200372,210043,210285

总学时:54

课程教材:原子物理学,杨福家 原子物理学,褚圣麟

先修课程:力学,电磁学,高等数学,热学

主要参考书目:

Atomic physics: An exploration through problems and solutions by Dmitry Budker ,‎ Derek Kimball ,‎ David DeMille

[1]. Atoms and Molecules Interacting with Light: Atomic Physics for the Laser Era by Peter van der Straten,‎ Harold Metcalf Atomic Physics by Christopher J. Foot 

课程内容简介(中文):本科阶段的“原子物理学”是将原子作为电子和原子核的孤立体系进行研究的基础物理学课程,主要涉及电子在原子核周围的排列以及这些排列在电磁场影响下的变化过程。本课程将介绍原子结构、原子和电磁场之间的相互作用(包括离子,中性原子和简单分子)、原子核结构与性质、以及运用初等量子力学来理解上述物理现象与过程。本课程希望训练学生勤于观察思考和能用科学逻辑和方法解决实际问题的能力,通过原子物理学的发展历程教育学生培养尊重客观实际、勇于创新的科学精神。 教学内容覆盖20世纪原子物理学如何在实验与理论的矛盾中从经典物理学发展出来;电磁辐射的粒子性和微观粒子的波动性;量子力学的基本原理和Schrödinger方程;Bohr原子模型、氢原子模型和双电子原子模型;原子和电磁场的相互作用规律;分子结构和光谱;原子核结构,原子放射性和核反应基本原理;粒子物理基本知识等。课程采取基础知识基本原理授课和专门主题问题群组讨论分析讲解相结合的方式进行。课程通过一定量的前置习题和后置习题来引导教学活动的开展,使学生带着问题进入课堂,带着问题走出课堂,变“讲授-学习”循环为“问题-学习-讲授-问题-学习”循环,将采取一定的“及时教学法”和“同僚教学法”促进生动活泼教学环境。

课程内容简介(英文):

热力学与统计物理-2023-2024-2

授课教师:160012,170225,180297

总学时:72

课程教材:《热力学与统计物理》,汪志诚,高等教育出版社,第六版

先修课程:热学

主要参考书目:

《热力学与统计物理》,林宗涵,北大出版社;《统计物理学》,苏汝铿,高教出版社;《热力学和统计物理》,顾莱纳,世界图书出版社

课程内容简介(中文):本课程的目标是学习使用热力学的宏观方法和统计物理的微观方法来研究宏观多体物理体系的性质,要求掌握和了解热力学第一、二定律等热力学基本规律、单元系相变、多元系复相平衡、热力学基本微分关系及麦克斯韦关系、近独立粒子统计方法及三种最概然分布、系综理论等,并初步接触涨落理论和非平衡统计等。教学内容包括热力学基本规律、均匀物质的热力学性质、单元系相变、多元系复相平衡、不可逆过程热力学基础、近独立粒子的最概然分布、玻耳兹曼统计、玻色统计和费米统计、系综理论、涨落理论、非平衡统计初步等。本课程同时从宏观和微观的角度介绍描述宏观系统的方法,有助于学者直接了解两个角度的异同,同时本课程也与量子物理、凝聚态、引力物理等其他领域的发展紧密相连。

课程内容简介(英文):

基础天文学-2023-2024-2

授课教师:170009,170097,190141

总学时:36

课程教材:PPT+视频以及部分演示实验

先修课程:

主要参考书目:

《天文学教程》,胡中为著;《今日天文》,埃里克.蔡森[美]

课程内容简介(中文):本课程是物理学和天文学系学生接触的第一门天文课,旨在引导学生了解天文学和天体物理学的基本概况,对宇宙尺度和天文数字有基本的概念,了解宇宙的形成和演化以及宇宙间万事万物的基本来源。

课程内容简介(英文):

教师: 李程远

电动力学-2022-2023-2

授课教师:140050,160175,180082,180172,180289

总学时:72

课程教材:郭硕鸿,高等教育出版社,第三版,2008年6月

先修课程:电磁学

主要参考书目:

Introduction to Electrodynamics (电动力学导论),David J. Griffiths, 世界图书出版公司,第三版,2011年9月

课程内容简介(中文):本课程目的是讲授电动力学的基本概念和方法,为学生今后的深造,科研和相关工作打下扎实的理论基础。内容上要求学生牢固掌握电磁场的普遍规律,尤其是静电场,静磁场以及电磁波的传播与辐射性质,能熟练应用麦克斯韦方程解决电动力学问题。一般掌握狭义相对论和带电粒子与电磁场的相互作用,了解电动力学的前沿发展和应用。本课程作为《电磁学》的深入,将着重介绍《电磁学》未涉及或深入讲解的内容,并适度联系科学前沿,激发学生学习兴趣。同时通过课程的学习,使学生了解电动力学的历史发展脉络,培养学生的科学思维和创新精神,提升基本的科学素养。

课程内容简介(英文):

教师: 余聪

电动力学-2023-2024-2

授课教师:140050,160175,180082,180172,180289

总学时:72

课程教材:郭硕鸿,高等教育出版社,第三版,2008年6月

先修课程:电磁学

主要参考书目:

Introduction to Electrodynamics (电动力学导论),David J. Griffiths, 世界图书出版公司,第三版,2011年9月

课程内容简介(中文):本课程目的是讲授电动力学的基本概念和方法,为学生今后的深造,科研和相关工作打下扎实的理论基础。内容上要求学生牢固掌握电磁场的普遍规律,尤其是静电场,静磁场以及电磁波的传播与辐射性质,能熟练应用麦克斯韦方程解决电动力学问题。一般掌握狭义相对论和带电粒子与电磁场的相互作用,了解电动力学的前沿发展和应用。本课程作为《电磁学》的深入,将着重介绍《电磁学》未涉及或深入讲解的内容,并适度联系科学前沿,激发学生学习兴趣。同时通过课程的学习,使学生了解电动力学的历史发展脉络,培养学生的科学思维和创新精神,提升基本的科学素养。

课程内容简介(英文):

教师: 余聪

数学物理方法-202314879

授课教师:160070,200313,220511

总学时:72

课程教材:《数学物理方法》第三版,高春媛,吴崇试 著;北京大学出版社2019年出版; ISBN:9787301302804

先修课程:《高等数学》或《数学分析》

主要参考书目:

1) 《数学物理方法习题集》第二版,武仁 著;北京大学出版社1995年出版;ISBN:9787301008898。推荐把该本习题全部做完。

[1]. 2) 《数学物理方法》第四版,梁昆淼著;高等教育出版社2010年出版;ISBN:9787040283525。推荐整本阅读。

课程内容简介(中文):本课程要求掌握复变函数和数学物理方程,并对物理中常用的数学技巧有一般了解。复变函数部分包括解析函数的概念和级数展开,要求牢固掌握;留数定理及其应用,要求一般掌握;积分变换,要求一般掌握。数学物理方程部分包括边值问题的各种求解方法,要求牢固掌握;以及涉及的一些特殊函数,要求一般掌握。本课程是应用数学和物理结合的实用性非常强的学科。该课程的教学结果将直接影响理论力学,热力学与统计物理,电动力学,量子力学等的教学。课程把侧重点放在和物理课程关系紧密的边值问题求解技巧上,不要求掌握背后的深刻数学理论背景。

课程内容简介(英文):

教师: 黄志琦

量子力学-202314860

授课教师:160037,200239

总学时:72

课程教材:量子力学教程,曾谨言(科学出版社,2003)

先修课程:

主要参考书目:

《量子力学教程》第二版 (周世勋)(高等教育出版社,2013)

[1]. David J. Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, 剑桥大学出版社

[2]. Gennaro Auletta, Mauro Fortunato, Giorgio Parisi, Quantum Mechanics, 剑桥大学出版社

[3]. Shabnam Siddiqui, Quantum mechanics: a simplified approach (CRC Press, Taylor & Francis Group, 2018)

课程内容简介(中文):使学生一般了解量子理论的历史,牢固掌握波函数的统计解释、态迭加原理、薛定谔方程、算符与力学量的关系,牢固掌握一维谐振子势和氢原子问题的理论计算,一般掌握态的表象、非简并定态微扰、含时微扰,牢固掌握电子自旋函数,一般掌握全同粒子的知识。

课程内容简介(英文):

银河系之旅-2022-2023-2

授课教师:王爽

总学时:36

课程教材:《宇宙奥德赛:穿越银河系》,王爽著,清华大学出版社, 2019.10

主要参考书目:

[1]. 《宇宙奥德赛:漫步太阳系》,王爽著,清华大学出版社, 2018.10

[2]. 《宇宙奥德赛:飞向宇宙尽头》,王爽著,清华大学出版社, 2023.1

[3]. 《给青少年讲宇宙科学》,王爽著,清华大学出版社, 2022.12

[4]. 《通俗天文学》,[美] 西蒙•纽康著,北京联合出版公司,2012.10

[5]. 《万物简史》,[美] 比尔•布莱森著,接力出版社,2005.2

[6].《给忙碌者的天体物理学》,[美] 尼尔•泰森著,北京联合出版公司,2018.6

课程内容简介(中文):本课程将基于课程负责人所写、目前豆瓣评分为9.2的《宇宙奥德赛:穿越银河系》一书,按照从近到远的顺序,依次游历银河系的12个景点。它将构建一个关于银河系的全新知识体系,并展示人类探索银河系的曲折历史。

教师: 王爽

太阳系之旅-2022-2023-2

授课教师:王爽

总学时:36

课程教材:《宇宙奥德赛:漫步太阳系》,王爽著,清华大学出版社, 2018.10

主要参考书目:

[1]. 《宇宙奥德赛:穿越银河系》,王爽著,清华大学出版社, 2019.10

[2]. 《宇宙奥德赛:飞向宇宙尽头》,王爽著,清华大学出版社, 2023.12

[3]. 《给青少年讲宇宙科学》,王爽著,清华大学出版社, 2022.12

[4]. 《通俗天文学》,[美] 西蒙•纽康著,北京联合出版公司,2012.10

[5]. 《万物简史》,[美] 比尔•布莱森著,接力出版社,2005.2

[6]. 《给忙碌者的天体物理学》,[美] 尼尔•泰森著,北京联合出版公司,2018.6

课程内容简介(中文):本课程基于课程负责人所写的《宇宙奥德赛:漫步太阳系》一书,将按照从近到远的顺序,依次游历太阳系的12个景点。它将构建一个关于太阳系的全新知识体系,并展示人类探索太阳系的曲折历史。

教师: 王爽