各位同学：

物理学院于本学期开设3学分《微观物理学与量子力学概论》国际化课程，欢迎大家于9月29日前踊跃报名！课程信息如下：

课程名称：叠加态宇宙-微观物理学与量子力学概论

主讲教师：宋宇 浙江大学，物理学院

海外教师：Surjeet Rajendran，美国约翰霍普金斯大学

课程代码：32190010  

学分：3学分

预修要求：微积分，线性代数，大学物理(力学, 热学, 光学, 电磁学)

面向对象：全校理工科本科生

课程号：(2023-2024-1)-32190010-0020051-1

具体上课安排：

考试时间：期中考试 11月8日 周三 第11-12节

考试时间：期末考试 12月20日 周三 第11-12节

地点：紫金港校区西1-309

报名时间：9月26日前

联系人：刘竹韵 物理学院教学科 87951684

报名链接：https://www.wjx.cn/vm/YwWtB7J.aspx# 

附课程大纲：

一、课程介绍

该课程属于国际化课程。量子力学是当代物理学的基础，但其对微观世界的描述却和人们在宏观世界的生活经验(如牛顿力学)有所出入。本课程旨在介绍量子力学中的关键概念，掌握简单的量子系统，如盒中粒子和谐振子。学生将在课程中通过学习简单的量子系统，理解身边的一些自然现象。课程内容将涵盖量子纠缠和测量理论，并讨论量子传感器和量子计算的基础。本课程将采取全英文授课。

二、教学目标
（一）学习目标

1) 了解量子力学的实验基础以及发展历程，掌握线性代数的基本概念，理解波函数的概念、狄拉克符号等。

2) 理解含时与不含时薛定谔方程和不确定性原理，理解量子力学中的测量问题及波函数的坍缩。

3) 掌握量子力学中的几个可解问题：一维势阱问题、双态系统、简谐振子和氢原子等。理解全同粒子的概念、玻色子与费米子。

4) 了解量子力学的宏观体现、量子纠缠、退相干等。

5) 了解量子测量和量子计算基础。
（二）育人目标

通过对课程的学习，锻炼学生的逻辑思维和思辨能力，激励学生对科学未知的探索热情，勉励学生成才，报效祖国，通过所学的科学和技术实现中华民族的伟大复兴。通过全英文授课和国际知名高校教授授课，提高学生通过英文获取知识和信息的能力，培养学生成兼备专业知识和国际化视野的人才。   
（三）可测量结果

1) 了解量子力学的实验基础以及发展历程，掌握线性代数的基本概念，理解波函数的概念、狄拉克符号等。

2) 理解含时与不含时薛定谔方程和不确定性原理，理解量子力学中的测量问题及波函数的坍缩。

3) 掌握量子力学中的几个可解问题：一维势阱问题、双态系统、简谐振子和氢原子等。理解全同粒子的概念、玻色子与费米子。

4) 了解量子力学的宏观体现、量子纠缠、退相干等。

5) 了解量子测量和量子计算基础。

三、课程要求
（一）授课方式与要求

授课方式：

讲授量子力学的基本原理和基本方法；开展引导和启发式教学，对课程难点重点，适时进行课堂提问及交流；对课程中的内容进行讨论、回顾，通过讲解习题掌握课程学习的内容。

课程由本校教师和海外教师联合授课。其中穿插安排8次助教课程（16课时）为线上教学模式，助教课程内容为：针对外教课程所涉及到的知识点总结梳理及组织开展相关主题的研讨，包括作业点评及答疑等。

课程要求：

学生将理解微观粒子运动的特点，特别是对波、粒二象性的理解，掌握量子力学的基本假设、理论框架和概念，能够运用量子力学中的基本理论方法处理和理解自然界中观察到的物理现象，初步了解量子信息、量子计算等领域。

（二）考试评分与建议

期中考试采用闭卷形式，百分制计分。 

期末考试采用闭卷形式, 百分制计分。

学习本课程最后得分：期中考试分(20%)、作业分(20%)、平时成绩分(20%)以及期末考试分(40%)四项分数之和。

平时成绩通过到课率和随堂测验进行考察。
四、教学安排

1. 量子力学的实验基础：粒子与波，普朗克黑体辐射假说、光电效应、康普顿散射、波尔的原子模型、德布罗意假设、电子在晶体中的衍射、玻恩对波函数的概率解释、不确定性原理等 （4学时）

2. 狄拉克符号、量子力学假设、含时与不含时薛定谔方程和海森堡不确定性原理等 （4学时）

3. 量子力学中的测量问题和波函数的坍缩 （2学时）

4. 一维薛定谔方程求解：一维势阱中的粒子、一维简谐振子等（6学时）

5. 自旋1/2 粒子系统、Stern-Gerlach 实验、全同粒子等；期中内容回顾（6学时）

6. 随堂期中考试（2学时）

7. 量子纠缠、EPR 悖论、贝尔不等式等（4学时）

8. 密度矩阵、量子退相干（4学时）

9. 氢原子、元素周期表等（4学时）

10. 量子探测与量子传感器（4学时）

11. 量子计算：量子比特、基本量子算法（6学时）

12. 随堂期末考试（2学时）

上述为初步教学安排，实际教学内容及时间分配可能视教学效果而有所变化。

五、参考教材及相关资料

参考资料为课堂讲义。

参考书（非必须）：

（1）《量子力学概论》（英文注释版 原书第三版）, David J. Griffiths、Darrell F. Schroeter著，机械工业出版社，2021年11月第一版

（2）《Quantum Mechanics (the theoretical minimum)》, Leonard Susskind、Art Friedman著，Basic Books，2015年5月版

（3）《Something Deeply Hidden》, Sean Carroll著，Dutton，2020年9月版
六、课程教学网站

 “微观物理学与量子力学概论”的全部课件放于“学在浙大”教学平台上，供同学们预习和复习之用。