量子力学II(2025春季)

郭文安

授课时间地点: 周四5-6节,教8; 双周二1-2节,教8

课程答疑: 科技楼C区717室

主要参考书:

  • Modern Quantum Mechanics, J.J.Sakurai, 世界图书出版公司
  • 课程信息发布

    讲义

    第一部分 [量子力学基本原理回顾]
    第二部分 [粒子在电磁场中的运动 ]
    第三部分 [规范变换与不变]
    第四部分 [磁荷量子]
    第五部分 [ 圆环上带电粒子的运动与磁通, 定态AB效应 ]
    第六部分 [AB 效应(非定态); 朗道规范,朗道能级]
    第七部分 朗道能级的简并度和几率流,轨道中心的测不准;对称规范
    第八部分 密度算符(Density operators),纯与混合系综(Pure and mixed ensembles), Bloch球
    第九部分 Von Neumann 熵; 系综的时间演化:刘维尔定理;连续谱;量子统计力学与热平衡系综
    第十部分 复合系统,约化密度算符与纠缠熵,Schmidt 分解
    第十一部分 隐变量理论与Bell不等式; 路径积分量子化, 作用量
    第十二部分 [ 路径积分与经典力学的联系, 路径积分的另一形式;虚时路径积分与平衡态统计力学]
    第十三部分 Larmor进动,自旋系统的路径积分:自旋相干态表象,导出经典力矩方程
    第十四部分 自旋系统虚时路径积分;绝热定理;Berry Phase: 只对封闭路径有意义; Berry connection, Berry 曲率; 旋转磁场中自旋的Berry phase计算;

    参考文献1: N. Nagaosa, Quantum Field Theory in Condensed Matter Physics

    参考文献2: X.G. Wen, 多体系统的量子场论

    第十五部分 Berry phase 进一步: Berry phase是几何相位; Berry connection与曲率类比矢势与磁场,规范变换与磁单极,Chern number; 路径积分作用量包含Berry phase, 证明自旋量子数必须是整数或半整数;
    补充参考文献: [邓肯Haldane诺贝尔] [Berry Phase原始论文]
    第十六部分 角动量理论,空间转动及其不对易性; 空间平移及其生成元, 时间演化及其生成元;
    第十七部分 空间转动及其生成元-角动量;角动量基本对易式的导出;角动量的转动
    第十八部分 角动量转动:期望值与态的转动;Larmor进动,干涉实验验证态的转动与空间转动的周期不同;
    第十九部分 量子力学中的对称性: 守恒与简并;离散对称性,宇称守恒;赝矢量与赝标量;
    第二十部分 对称破缺, 晶格平移对称性与能带;
    第二十一部分 SSH 模型的能带,拓扑性质与极化率,边缘态,手征对称性;
    第二十二部分 时间反演对称性及其应用(1):时间反演算符,反幺正,时间反演下算符的奇偶性
    第二十三部分 时间反演对称性及其应用(2): 非简并能级波函数性质,自旋1/2系统的时间反演算符,Kramers简并