选课类别:计划内与自由选修 | 教学类型:理论课 |
课程类别:本科计划内课程 | 开课单位:化学物理系 |
课程层次:专业基础 | 学分:4.0 |
课程包含两次期中考试和一次期末考试,题目由助教出。考试难度比上课内容简单,涵盖了量子物理基础、谐振子、角动量、氢原子的电磁性质、玻恩-奥本海默近似、二次量子化、微扰、变分等。评卷较松,易拿高分。
给分较为友好,即使学生表示课程理解困难、作业完成质量一般,仍能获得不错的绩点。
作业难度较大,涉及到相对复杂的物理和数学概念,部分学生表示“书翻来覆去看了好几遍,但是依旧没搞明白。”学生一般需花费较多时间完成,但对于课程理解有显著帮助。
严以京老师在物理图像的讲解上颇有内涵,但不注重数学证明,授课内容较为高深,并默认学生已有较深的理论力学、电动力学、统计力学基础。教学热情高,教材多次修改订正,展现了极高的敬业精神。胡水明老师的具体评价未有详述,但从整体课程评价看,两位老师能有效协作。
课程涉及量子物理的核心内容和现代研究前沿,包括Dirac符号与表象不变性、化学物理理论与实验、哲学观念等内容,并对现代物理学、化学、生物学等领域有重要意义。课程拓展范围广,且尝试深入探讨量子物理中的哲学问题。
总体而言,《量子物理(英)》课程内容深入广泛,给分较为宽松,适合有一定物理和数学基础的学生选修。教材值得深入研究,但对于初学者或基础薄弱的学生,学习起来可能有一定难度。推荐在学习过程中结合相关参考书,如格里菲斯的《量子力学概论》、Sakurai的《现代量子力学》等。
我是2023和2022年秋季学期本课程的助教。不出意外的话,这是严老师最后一次讲量子物理课程,故在此总结以留作纪念,希望对之后学习的人有所帮助和启发。
量子物理是科大化学与材料相关专业本科生的必修课程,本英文课是对传统量子物理教授内容的提高与突破。我将其特点总结为三个方面:(1) 使用更简洁的工具和更有力的方法 (Dirac符号与表象不变性);(2) 与现代研究前沿相结合,包括化学物理理论与实验;(3) 探讨和反思量子力学中的哲学观念来重构世界观与方法论。
量子理论无疑是20世纪以来科学界最为重要的发展,它提供了对客观物质的概率刻画与动力学描述 (分别是态矢量描述和薛定谔方程),现代物理学、化学、生物学等等都或多或少建立于量子理论之上。自量子力学诞生以来,科学家就开始通过量子力学研究化学分子系统。在波恩-奥本海默近似的基础上,现代化学研究衍生出了若干重要方向:量子化学、反应动力学、光谱学等等。在此意义上,量子理论就已经是现代化学工作者的必修课。
学习量子力学的意义仍未止于此,因为并非所有学生都有志于从事化学研究,甚至都不会从事科研工作。薛定谔在《科学与人文主义》中谈到,科学和音乐、建筑、小说等等,共同构成人类文化的一部分,来回答“我们是谁”这个问题。量子理论是物理学家发明的伟大理论,它使哲学家对本体论和存在论的讨论不再空洞,使我们重新讨论存在与存在者的含义。量子力学的基本假设本身就有着强大的内在张力,蕴含了确定性与概率诠释之间的矛盾,也衍生了爱因斯坦关于时空定域性与因果律的探讨。
量子力学是一门需要反复学习的课程,我希望之后的老师和助教都有反思的意识来教授这门课。
在此上传习题课讲义和作业供参考:
课程相关教材会在之后出版。
嗯...教务处终于出分了。对于这门课,想了很多 写了很多 最后大部分删了,只留下了这些。严老师很有可能要退休了,所以点评这门课的意义变得不那么大了。我知道很多人来这里想看给分和考试的情况,所以写在前面:
给分:很好,这一点没什么好说的。这个学期我的确没学明白严老师高深精妙的物理,作业也是一脸懵圈地做的,好几次作业都是半夜2点以后提交的,不是故意拖延时间,是真没理解不会做。。书翻来覆去看了好几遍,但是依旧没搞明白(可能是我太菜了)但是即使如此依然给了4.3.说实话非常惭愧(逃)
考试:比上课的内容简单,2次期中1次期末,感觉都是助教出的题目。第1次期中包括量子物理基础,比如对易子、薛定谔方程、稳态、海森堡绘景、薛定谔绘景等等,第2次期中大部分是谐振子、角动量、氢原子的电磁性质,期中氢原子电磁性质这一章会要求每人做一个汇报。期末主要内容是玻恩-奥本海默近似、二次量子化、 微扰、变分等。期末卷面分不知道,但是可以感觉到评卷很松。
再来从初学者学生的角度评一评这门课。
严老师大概是想让学生了解更多的知识,所编写的教材也是非常的有内涵;严老师上课比较重视物理图像,而不注重数学方面的原理和证明,并且默认你已经有理论力学、电动力学、统计力学…等等的基础。严老师认为上课理解物理内涵是重要的,听不懂没关系,考试并不重要;所以我们应该给正常高考的高中生用麦克斯韦方程组处理电磁学问题,并且说:
“数学不重要!物理图像很清晰!Easy?Quite easy!”
这一定是个绝妙的点子吧?
虽然严老师以后可能不会在教学一线,但教材估计是会出版或者流传下来的。严老师的教材在本学期多次修改订正,甚至经常是在凌晨3点、4点这样的时间发update,对于一位老教授而言如此的敬业精神属实值得尊敬,并且也可见这样的教材肯定是浓缩了非常深刻的内涵,对于以后做理论研究的同学一定是非常值得仔细研究的一本教材。所以这里就不上传教材了,以后它一定会面世的。但是,我对这本教材是否适合作为“量子物理”这一门面向初学者的基础入门课的教材持保留意见。我不主观臆断地评价,只列出事实,自己评价:
以下是严老师的教材和格里菲斯《量子力学导论》上对于同一个内容(“绝热,adiabatic”)的阐释:
首先是严老师的教材:
然后是格里菲斯的书:
既然说到教材,那还是推荐一些参考书,如果以后这门课的上课内容不改变,可以在需要时参考。我在本学期把这些书目的有关章节基本都阅读了一遍,个人感觉对知识的理解有积极作用:
1. 格里菲斯《量子力学概论》,不解释,最好把习题解答也看一遍,会有用的。
2. 科恩《量子力学》,讲得比较详细,并且有补充材料,前期量子力学基础,后期微扰、变分等都可以参考一下。
3. Levine《Quantum Chemistry》,比较通俗,但用助教的话来说“不是很物理”。
4. Sakurai《现代量子力学》,玻恩-奥本海默近似、二次量子化等等可以参考;同时,前三章写得很好。
5. 张永德《量子力学》,氢原子电磁性质、微扰理论、变分法等部分讲得很好,也是我本学期氢原子电磁性质汇报的主要参考文献之一。
6. 喀兴林《高等量子力学》,对二次量子化解释得很详细(没错,二次量子化是英文班期末必考)。
我个人相比于绩点和考试,更看重课程本身和对于知识的理解,所以本学期对这门课确实比较重视,也花费了很多心思,毕竟我还是认为,量子物理这门课想要让我掌握的知识应该是非常重要的。但是我对我本学期在这门课程的知识的理解上的表现并不满意,如果可能,以后可能还会再学一遍相关的内容。
就这样吧
教师主页: 暂无