量子力学II(2020春季)

郭文安

授课时间地点: 周二5-7节,教4-201; 双周三5-6节,教4-101

课程答疑: 科技楼C区717室

助教: 王哲,高云娇

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

    2019讲义

    第一部分 [量子力学基本原理回顾, 带电粒子在电磁场中的运动方程: 矢势,正则动量,机械动量, 几率流密度的改写] slides [s0.pdf] slides [s1.pdf] 回看 [zoom_0.mp4]
    第二部分 [规范变化与规范不变 ] slides [s2.pdf]
    第三部分 [Heisenberg 方程及其经典对应;朗道能级, 朗道规范, 简并度, 几率流] notes [s3.pdf]
    第四部分 [对称规范下讨论朗道能级, 量子霍尔效应] notes [s4.pdf] 额外阅读 [三维谐振子] [对称规范下朗道能级波函数]
    第五部分 [规范变化补充,磁单极子]
    第六部分 [圆环上带电粒子的运动与磁通, 定态AB效应, 非定态AB 效应的简单模型] [s6.pdf]
    第七部分 密度算符(Density operators),纯与混合系综(Pure and mixed ensembles)
    第八部分 系综的时间演化,连续谱,量子统计力学与热平衡系综
    第九部分 复合系统,约化密度算符与纠缠熵,Schmidt 分解
    第十部分 路径积分量子化, 作用量,与经典力学的联系
    第十一部分 传播子的两种形式,等时对易关系的路径积分形式,传播子是Green's function
    第十二部分 [虚时路径积分与平衡态统计力学]
    第十三部分 自由粒子,谐振子的经典路径和路径积分;利用路径积分求谐振子能量本征谱; AB效应的路径积分解释
    第十四部分 自旋系统的路径积分, 量子力学中的Berry Phase

    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: 只对封闭路径有意义; Larmor 进动与规范自由 [precession.pdf]
    第十六部分 [自旋系统的虚时路径积分,Berry phase及其几何意义]
    第十七部分 利用最小作用量原理推导自旋的经典运动方程; Haldane 开拓拓扑量子自旋
    补充参考文献: [邓肯Haldane诺贝尔] [Berry Phase原始论文]
    第十八部分 转动与角动量对易关系: 1.有限与无穷小转动; 2. 量子力学中的无穷小转动: 平移和动量算符,时间演化和能量算符
    第十九部分 续量子力学中的无穷小转动: 空间转动与角动量算符,利用空间转动的对易式 得到角动量算符的对易关系; 自旋1/2系统: 态矢空间的转动与3维空间角动量期望值的转动,再谈进动,时间演化的转动效果
    第二十部分 自旋1/2转动公式的应用; SO(3), SU(2), 欧拉转动, Hilbert空间转动算符的不可约表示; 量子力学中的对称性:连续对称性和简并度
    第二十一部分 离散对称性,宇称; 宇称变换下的物理量和波函数,赝矢量; 对称性破缺; 宇称不守恒
    第二十二部分 二次量子化; 1. 交换对称性 2. 二次量子化方法: 占据数表示和Fock空间,产生和消灭算符
    第二十三部分 [二次量子化: 3. 基矢变换 4. 单体算符的表示 5. 坐标表象多体波函数 6.二体 算符的表示 7. 应用: 原子气体,一维周期晶格上无自旋粒子系统 ]

    二次量子化部分的参考文献:A. Altland and B. Simons, Condensed Matter Field Theory

    作业

    第一次: 推导公式(2.14), (2.15)
    第二次 [hw2.pdf]
    第三次 [hw3.pdf]
    第四次 [hw4.pdf]
    第五次 [hw5.pdf]
    第六次 [hw6.pdf]
    第七次 [hw7.pdf]
    第八次 [hw8.pdf]
    第九次 [hw9.pdf]
    第十次 [hw10.pdf]
    第十一次 [hw11.pdf]
    第十二次 [hw12.pdf]
    第十三次 [hw13.pdf]
    第十四次 [hw14.pdf]
    第十五次 [hw15.pdf]
    第十六次 [hw16.pdf]
    第十七次 [hw17.pdf]
    第十八次 [hw18.pdf]
    第十九次 [hw19.pdf]
    第二十次 [hw20.pdf]
    第二十一次 [hw21.pdf]
    第二十二次 [hw22.pdf]