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凝聚態(tài)物理范文1
1 凝聚態(tài)物理的基本理論
同步輻射是粒子加速器中從幾百MeV到10GeV以上的高能帶電粒子（通常為電子）發(fā)射的電磁輻射。在同步源所提供的強輻射的波長范圍內(nèi)，還沒有適用的激光源或者可調(diào)諧的激光源。由于同步輻射具有很多我們所要的性能，比如高度大，可調(diào)范圍寬、準直性強、線性極化好、穩(wěn)定性高，另外這種輻射常常以0.1-1ns脈沖的形式出現(xiàn)，在過去的10年中，粒子物理學(xué)的這一廢棄的副產(chǎn)品已經(jīng)越來越多地應(yīng)用到低能物理學(xué)的廣闊領(lǐng)域之中，凝聚態(tài)物理學(xué)中，業(yè)已采用同步輻射從實驗上確定Cu或Ni之類元素或GaAs的CdS之類半導(dǎo)體材料中電子的能量—動量關(guān)系E（k）；通過實驗確定交換分裂同溫度的依賴關(guān)系，證明用純能帶模型去解釋Nir的鐵磁性是不恰當?shù)??？v觀凝聚態(tài)物理學(xué)的基本理論，如固體能帶理論、點陣動力學(xué)理論、對稱破缺的相變理論、缺陷理論等，都非常有效。它們解釋和指導(dǎo)了材料的生產(chǎn)，如：說明了銅、鋁等金屬的導(dǎo)電性；鍺、硅及砷化鎵等材料的半導(dǎo)體性質(zhì)；鐵、鈷、鎳及一些稀土金屬的鐵磁性；錫、鈮等金屬與合金的超導(dǎo)電性；鈦酸鋇、鈮酸鋰、磷酸二氘鉀等晶體的鐵電性。
2 SR在凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用
2.1 同步輻射的內(nèi)涵
同步輻射是一種用途廣泛的強光源。在電子同步加速器中，同步輻射強度與電子能量的四次方成正比，并與加速器半徑的平方成反比。就可以借著同步光源連續(xù)拍下間隔百分之一秒的圖像。（1）繞射同步輻射是很強而且極狹窄的光束，這兩點特性，可用于蛋白質(zhì)晶體的繞射研究，以了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)不容易生成晶體，故樣品本身的生成不是一個純技術(shù)的問題。一般來說，生成的蛋白質(zhì)晶體都很小，用同步輻射從事其繞射結(jié)構(gòu)的研究已顯示比傳統(tǒng)的高強度x光繞射結(jié)果清晰得多。另外，同步輻射具有連續(xù)而光度強的特性，已開始被用于能量散布繞射的實驗，照射時間短，因而可研究晶體粉末受壓、加溫時的相變化。（2）漫散射X光漫散射指的是高序的布喇格繞射，強度很弱，但是它對晶體結(jié)構(gòu)或非晶體結(jié)構(gòu)都能提供重要的資料，所以在以傳統(tǒng)的強x光為光源的實驗中，已有不少應(yīng)用。同步輻射具有強的連續(xù)光譜及狹窄的光束，在這方面的研究應(yīng)有很好的前途。
2.2 應(yīng)用領(lǐng)域
凝聚態(tài)物理研究固體、液體、液晶和無序物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)和規(guī)律，是物理學(xué)中內(nèi)容最豐富、應(yīng)用最廣泛的一門分支學(xué)科.SR的出現(xiàn)也是首先應(yīng)用到凝聚態(tài)物理范疇，凝聚態(tài)物理涉及的范圍十分廣泛，本文只介紹SR在凝聚態(tài)物理若干領(lǐng)域的應(yīng)用。
同步輻射加速器可以說是應(yīng)用范圍最廣泛的加速器。人類利用加速器的歷史已經(jīng)有很長一段時間了，從湯姆生（J．J．Thomson）發(fā)明陰極射線管而發(fā)現(xiàn)了電子以來，已經(jīng)有一百多年的歷史。在這期間加速器也越做越大，而且跟核物理和粒子物理的躍進息息相關(guān)，粒子加速器可以說是推動這兩門學(xué)科前進的助推器。歷經(jīng)一個世紀的衍生與改良，今天的粒子加速器幾乎在物理的各個分支（從基本粒子到固態(tài)物理）都可以找到廣泛的應(yīng)用實例，即使在其他學(xué)科中（例如研究物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物分子的排列，甚至進行微量元素的追蹤分析）都少不了各式各樣的加速器。不過，加速器的應(yīng)用范圍在同步輻射加速器發(fā)明以后，又大為擴充到前所未有的領(lǐng)域。
同步輻射不同于其他的光源，其方向性很強，并且其是一個天然的“窄束光”，能夠沿著電子軌道的切弦進行發(fā)射，并以切線方向作為其軸線，在該面積較窄的椎體中集中。從時間分布上來看，同步輻射形式為脈沖式，其中，每一個光脈沖能夠維持0.2ns左右的時間。決定脈沖周期的因素主要是電子團速間距其最短為2ns，最長為780ns，在跟光源有很遠距離的樣品中，其能夠接受很高的光強度，且光斑的面積很小，在這種情況下，有利于光刻、光的，也能夠在高壓的情況下進行工作。因此，脈沖光源其重復(fù)性很好，且其同步輻射，為瞬態(tài)過程研究提供一定條件。對于一些需要時間分辨的試驗，例如在對熒光物質(zhì)發(fā)光壽命進行測量時，可以充分利用該條件。
3 應(yīng)用實例——在高壓研究中同步輻射的應(yīng)用
物理性質(zhì)的基礎(chǔ)建立在物質(zhì)結(jié)構(gòu)上，而物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究可以采用X射線衍射作為一種有效的研究方法。在高壓時的X射線衍射不同于普通衍射，其主要區(qū)別主要有以下幾個方面：首先，在高壓情況下，樣品的體積比較小，且射線會經(jīng)過高壓腔體而被吸收，同時，因為壓力腔材料的強度會對其產(chǎn)生限制，為了保持其壓力，應(yīng)降低高壓腔體中所具有的樣品的體積。采用普通的X射線，其試驗時間及分辨率不能滿足要求，壓力比較低的情況下，采用普通的光源也不能進行任何動態(tài)反應(yīng)研究，因此，當壓力大大升高時，就更不可能實現(xiàn)了。采用這種光源，為高壓研究提供了理想的光源。
同步輻射具有亮度高、發(fā)散度低等優(yōu)點，其能夠產(chǎn)生很大的能量，從很久以前，人們就對同步輻射進行了研究，并采用其來進行高壓試驗，在高壓情況下，結(jié)構(gòu)研究緊密聯(lián)系同步輻射。研究壓力范圍也不斷拓展，目前，其壓力已經(jīng)達到了很高，從而為高壓中物質(zhì)結(jié)構(gòu)動態(tài)變化過程提供研究的可能性。并且在高壓結(jié)構(gòu)下，采用同步輻射光源，具有更精確的測量效果。高壓研究的發(fā)展是依賴于實驗手段的開發(fā)和壓力范圍的擴大而不斷深入的。
一個第三代同步輻射光源不僅可用于高壓下多晶的衍射、拓寬研究壓力范圍，而且可用于高壓高溫動態(tài)過程的研究、高壓下單晶衍射、X光吸收邊（EXAFS和XANES）、X光熒光等實驗方法的研究。
凝聚態(tài)物理范文2
本書是由兩位在此領(lǐng)域中有頗多成果的意大利著名專家根據(jù)這方面的最新進展所寫的一本新的教科書性質(zhì)的專著，它包括了熱動力學(xué)，統(tǒng)計力學(xué)和多體問題的經(jīng)典課題和這方面的最新進展。
19世紀末，開爾文公爵發(fā)表著名的演說，其中提到以經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)和經(jīng)典電磁理論為基礎(chǔ)的物理學(xué)大廈已經(jīng)建成，后人只需要做些小修小補的工作。然而在明亮的物理學(xué)天空中飄著兩朵烏云，其中之一便是黑體輻射問題。實驗發(fā)現(xiàn)黑體輻射無法用連續(xù)能量的觀點來處理，這對經(jīng)典的物理學(xué)提出了巨大的挑戰(zhàn)。為解決這一問題，一個嶄新的學(xué)科――量子力學(xué)應(yīng)運而生。它是由普朗克最先提出，由愛因斯坦、波爾、薛定諤、狄拉克等天才的物理學(xué)家們發(fā)展完善，是公認的20世紀物理學(xué)最偉大的突破之一。本書回顧了量子力學(xué)的發(fā)展歷史，介紹了量子力學(xué)的基本知識，是一本優(yōu)秀的量子力學(xué)教材。
全書共12章，分4個部分。第一部分 量子力學(xué)的提出與建立，包括第1章。分析了經(jīng)典物理學(xué)對處理黑體輻射、光電效應(yīng)和康普頓散射的困難，介紹海森堡不確定性原理、波爾對應(yīng)原理、含時的與定態(tài)的薛定諤方程、物理實際對薛定諤方程解的限制、本征波函數(shù)與本征值、波函數(shù)的完備性與正交性、疊加原理、互補原理以及相位的概念。最后明_了量子力學(xué)的幾個基本假設(shè)，強調(diào)了薛定諤方程本質(zhì)上是一種假設(shè)。第二部分 使用薛定諤波動方程處理量子力學(xué)問題，包括2-7章：2.求解一維無限深勢阱；3.自由粒子；4.線性諧振子；5.一維半無限有限高勢壘；6.勢壘隧穿處理α粒子衰變；7.一維有限深勢阱等模型的薛定諤方程的解。介紹球坐標空間，引入分離變量法，求解了氫原子的薛定諤方程。第三部分 使用海森堡矩陣力學(xué)處理量子力學(xué)問題，包括第8-10章：8.介紹角動量理論和自旋算符理論；9.介紹微擾理論；10.定態(tài)一級微擾和二級微擾，并成功應(yīng)用于解釋Stark效應(yīng)。最后介紹含時微擾，給出了費米黃金規(guī)則公式。第四部分 彈性散射理論，含第11-12章：11.并以剛球散射和方勢阱散射模型為例，求解散射振幅與微分截面；12.介紹狄拉克發(fā)展的酉算子和酉變換。
本書內(nèi)容簡單，利于理解，適合作為物理系本科生的專業(yè)教材。與常見的量子力學(xué)教材相比，本書有兩個優(yōu)勢，一是求解的數(shù)學(xué)過程完整且準確，可以幫助讀者建立堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；二是在每一章的前言部分，都有對量子力學(xué)發(fā)展歷史的介紹，其中對當時的物理學(xué)家們的言行描寫尤為生動，妙趣橫生。如果讀者閱讀英文有困難，也可以參考北大曾謹言教授編寫的《量子力學(xué)》，兩本書內(nèi)容相近，可以互為輔助。
本書內(nèi)容涉及2個領(lǐng)域：熱力學(xué)和經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)，其中包括平均場近似，波動和對于臨界現(xiàn)象的重整化群方法。作者將上述理論應(yīng)用于量子統(tǒng)計力學(xué)方面的主要課題，如正規(guī)的Feimi和Luttinger液體，超流和超導(dǎo)。最后，他們探索了經(jīng)典的動力學(xué)和量子動力學(xué)，Anderson局部化，量子干涉和無序的Feimi液體。
全書共包括21章和14個附錄，每章后都附有習(xí)題，內(nèi)容為：1.熱動力學(xué)：簡要概述；2.動力學(xué)；3.從Boltzmann到BoltzmannGibbs；4.更多的系統(tǒng)；5.熱動力極限及其穩(wěn)定性；6.密度矩陣和量子統(tǒng)計力學(xué)；7.量子氣體；8.平均場理論和臨界現(xiàn)象；9.第二量子化和HartreeFock逼近；10. 量子系統(tǒng)中的線性反應(yīng)和波動耗散定理：平衡態(tài)和小擾動；11.無序系統(tǒng)中的布朗運動和遷移；12.Feimi液體；13.二階相變的Landau理論；14.臨界現(xiàn)象的LandauWilson模型；15.超流和超導(dǎo)；16.尺度理論；17.重整化群方法；18.熱Dreen函數(shù)；19.Feini液體的微觀基礎(chǔ)；20.Luttinger液體；21.無序的電子系統(tǒng)中的量子干涉；附錄A.中心極限定理；附錄B.Euler 伽馬函數(shù)的一些有用的性質(zhì)；附錄C.Yang和Lee的第二定理的證明；附錄D.量子氣體的最可能的分布；附錄E.FeimiDirac和BoseEinstein積分；附錄F.均勻磁場中的Feimi氣體：Landau抗磁性；附錄G.Ising模型和氣體-格子模型；附錄H.離散的Matsubara頻率的和；附錄I.兩種液流的流體動力學(xué)：一些提示；附錄J.超導(dǎo)理論中的Cooper問題；附錄K..超導(dǎo)波動現(xiàn)象；附錄L.TomonagaLuttinger模型確切解的抗磁性方面；附錄M.無序的Fermi液體理論的細節(jié)；附錄N.習(xí)題解答。
本書適于理工科大學(xué)物理系的大學(xué)生、研究生、教師和理論物理、材料物理、超流和超導(dǎo)以及相變問題的研究者參考。
凝聚態(tài)物理范文3
關(guān)鍵詞 物理學(xué) 分析 前景
中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A
Physics Professional Analysis
ZENG Daimin[1], LI Yong[2]
([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;
[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)
AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.
Key wordsPhysics; analyse; prospects
物理學(xué)是研究物質(zhì)運動和相互作用的規(guī)律的科學(xué)，是除數(shù)學(xué)外最基本的一門學(xué)科。物理運動是自然界最普遍的一種現(xiàn)象，因此物理學(xué)研究的對象和內(nèi)容就是宇宙間各種物質(zhì)的性質(zhì)、存在狀態(tài)、各種物理運動形式及其轉(zhuǎn)化現(xiàn)象、物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組成部分，物理領(lǐng)域的各種基本相互作用及其規(guī)律。由于一切物理現(xiàn)象都在時間、空間中表現(xiàn)出來和發(fā)生運動和轉(zhuǎn)化，所以物理學(xué)也要研究時間和空間的性質(zhì)、聯(lián)系等。 進行物理學(xué)研究，首先是觀察各種客觀物理現(xiàn)象，再從許多表象性的現(xiàn)象中，揭示基本規(guī)律，建立較為系統(tǒng)的理論。物理學(xué)研究除了要依靠好的科學(xué)方法外，還要取決于認知工具。工具越先進，研究效率越高，成果越顯著。 物理學(xué)在發(fā)展過程中形成了一套完整的科學(xué)方法，它對其他學(xué)科的研究，乃至哲學(xué)發(fā)展，都有重要意義。①重慶大學(xué)物理學(xué)專業(yè)從2008年開始正式招生，到現(xiàn)在，第一屆學(xué)生即將進入大四。通過這幾年對物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，我們有一些體會，與同行共勉。
1 專業(yè)方向設(shè)置
1.1 理論物理方向
理論物理學(xué)從各類物理現(xiàn)象的普遍規(guī)律出發(fā)，運用數(shù)學(xué)理論和方法，系統(tǒng)深入的闡述有關(guān)概念，現(xiàn)象及其應(yīng)用。理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運動的基本規(guī)律的學(xué)科。理論物理的研究領(lǐng)域涉及物理學(xué)所有分支的基本理論問題。理論物理是在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物質(zhì)運動的基本規(guī)律，從而解決學(xué)科本身和在高科技探索中提出的基本理論問題。重慶大學(xué)物理學(xué)院理論物理方向目前包括：高能物理、引力波、天體物理、量子信息與量子通信等幾個分支。
1.2 凝聚態(tài)物理方向
凝聚態(tài)物理學(xué)是從微觀角度出發(fā)，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)、動力學(xué)過程及其與宏觀物理性質(zhì)之間的聯(lián)系的一門學(xué)科。凝聚態(tài)物理是以固體物理為基礎(chǔ)的外向延拓。凝聚態(tài)物理的研究對象除晶體、非晶體與準晶體等固相物質(zhì)外還包括從稠密氣體、液體以及介于液態(tài)和固態(tài)之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態(tài)金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，目前已形成了比固體物理學(xué)更廣泛更深入的理論體系。特別是上世紀八十年代以來，凝聚態(tài)物理學(xué)取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復(fù)雜。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的固體物理各個分支如金屬物理、半導(dǎo)體物理、磁學(xué)、低溫物理和電介質(zhì)物理等的研究更深入，各分支之間的聯(lián)系更趨密切；另一方面許 多新的分支不斷涌現(xiàn)，如強關(guān)聯(lián)電子體系物理學(xué)、無序體系物理學(xué)、準晶物理學(xué)、介觀物理與團簇物理等。從而使凝聚態(tài)物理學(xué)成為當前物理學(xué)中最重要的分支學(xué)科之一。由于凝聚態(tài)物理的基礎(chǔ)性研究往往與實際的技術(shù)應(yīng)用有著緊密的聯(lián)系，凝聚態(tài)物理學(xué)的成果是一系列新技術(shù)、新材料和新器件，在當今世界的高新科技領(lǐng)域起著關(guān)鍵性的不可替代的作用。
2 主干課程設(shè)置
重慶大學(xué)物理學(xué)專業(yè)的主干課程有力學(xué)：使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握力學(xué)基礎(chǔ)知識，且能比較靈活加以應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題與解決問題能力，初步培養(yǎng)學(xué)生的唯物主義世界觀。主要內(nèi)容有質(zhì)點運動學(xué)、牛頓運動定律、動量守恒定律和動量定理、功和能與碰撞問題、角動量、剛體力學(xué)、振動和波。熱學(xué)：使學(xué)生掌握物質(zhì)熱運動形態(tài)的規(guī)律性和熱運動與機械運動，電磁運動等其它基本運動形式之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律性。掌握統(tǒng)計規(guī)律性和統(tǒng)計的方法以及物性方面的知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。主要內(nèi)容有熱力學(xué)第零、第一、第二定律和熵、分子運動論、輸運過程、固體和液體及相變。電磁學(xué)：使學(xué)生全面地、系統(tǒng)地了解和掌握電磁運動的基本現(xiàn)象、基本概念和基本規(guī)律，具有一定的分析和解決電磁問題的能力，為后繼課程奠定必要的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容有靜電場、靜電場中導(dǎo)體和電介質(zhì)。穩(wěn)恒電流、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、磁介質(zhì)、交流電初步、麥克斯韋電磁理論和電磁波、電磁單位制。光學(xué)：使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握光學(xué)的基本知識，主要講授幾何光學(xué)、波動光學(xué)、量子光學(xué)初步和光學(xué)應(yīng)用。原子物理學(xué)：使學(xué)生掌握原子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和一般規(guī)律，掌握和了解核的性質(zhì)與核能利用，了解粒子的基本性質(zhì)。講授盧瑟福模型、氫原子的玻爾理論、量子力學(xué)初步、原子的精細結(jié)構(gòu)、多電子原子、X射線、原子核物理概論。理論力學(xué)：使學(xué)生掌握力學(xué)的基本理論，培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力。講授質(zhì)點力學(xué)、質(zhì)點組力學(xué)、剛體力學(xué)、非慣性系動力學(xué)與分析力學(xué)等基本理論。熱力學(xué)與統(tǒng)計物理：使學(xué)生掌握物質(zhì)的熱運動規(guī)律及熱運動對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響。講授熱力學(xué)的基本定律，熱力學(xué)函數(shù)、平衡及穩(wěn)定條件，相平衡及化學(xué)平衡，不可逆過程熱力學(xué)，最可幾統(tǒng)計法――玻爾茲曼分布、費米分布、玻色分布，氣體和固體的熱容量理論，金屬中的電子氣體、平衡輻射，系統(tǒng)理論，熱力學(xué)的統(tǒng)計表達式，非理想氣體態(tài)式，漲落理論，非平衡態(tài)統(tǒng)計物理簡介。電動力學(xué)：使學(xué)生掌握電磁場的基本屬性及運動規(guī)律以及它和帶電物質(zhì)之間的相互作用。講授電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律，靜電場和穩(wěn)定電流磁場，電磁波的傳播，電磁波的輻射，狹義相對論及帶電粒子和電磁場的相互作用。量子力學(xué)：了解微觀客體運動特點，初步掌握量子力學(xué)的基本原理和方法。課程內(nèi)容包括波函數(shù)、薛定鄂方程，量子力學(xué)中的力學(xué)量，態(tài)和表象理論，微擾理論等。固體物理：初步掌握固體物理的基本原理和特點。課程內(nèi)容包括晶體、晶體的缺陷和擴散、晶體振動、相圖、能帶論、金屬和半導(dǎo)體電子論、固體的磁性和介電性等。數(shù)學(xué)物理方法：掌握有關(guān)復(fù)變函數(shù)、復(fù)變函數(shù)的積分、冪級數(shù)展開、留數(shù)定理、傅里葉級數(shù)、積分變換、數(shù)學(xué)物理方程定解問題、分離變數(shù)法、二階常微分方程的級數(shù)解法、本征值問題、球函數(shù)、柱函數(shù)、格林函數(shù)、積分變換法等數(shù)學(xué)物理方法的基本知識。
3 培養(yǎng)規(guī)格及要求
通過四年的物理學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握數(shù)學(xué)的基本理論和基本方法，具有較高的數(shù)學(xué)修養(yǎng)；掌握堅實的、系統(tǒng)的物理學(xué)基礎(chǔ)理論及較廣泛的物理學(xué)基本知識和基本實驗方法，具有一定的基礎(chǔ)科學(xué)研究能力和應(yīng)用開發(fā)能力；了解相近專業(yè)的一般原理和知識；了解物理學(xué)發(fā)展的前沿和科學(xué)發(fā)展的總體趨勢；了解國家科學(xué)技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)等有關(guān)政策和法規(guī)；掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的實驗設(shè)計，創(chuàng)造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結(jié)果，撰寫論文，參與學(xué)術(shù)交流的能力。具有計算機應(yīng)用的基本技能。較熟練地掌握一門外國語言，具有良好的聽、讀、寫作和會話能力，能夠較順利地閱讀本專業(yè)的外文資料。
4 學(xué)生就業(yè)前景分析
重慶大學(xué)物理學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)具有寬厚扎實的物理學(xué)基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)優(yōu)秀，并且具有良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和實驗技能，能在物理學(xué)或相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中從事科研、教學(xué)、技術(shù)和相關(guān)管理工作的高素質(zhì)專門人才；培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識和科學(xué)的思維方式，以及分析和解決實際問題的能力以適應(yīng)學(xué)科交叉和社會的各種需要。
物理學(xué)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要從事以下一些行業(yè)：（1）繼續(xù)物理方向的深造，成為一名物理學(xué)家、物理教師。（2）從事與物理相關(guān)的一些工作，如技術(shù)工程師、發(fā)明家、研究助理等。（3）與物理關(guān)系不大的一些行業(yè)，如公務(wù)員、管理人員等。就業(yè)領(lǐng)域主要是：科研院所、高等院校、企事業(yè)單位、政府機關(guān)等。
總之，重慶大學(xué)成立物理學(xué)專業(yè)的主要目的是發(fā)現(xiàn)與培養(yǎng)真正熱愛物理的好苗子，讓他們打好基礎(chǔ)，再繼續(xù)深造，為物理學(xué)的發(fā)展做出貢獻。在學(xué)習(xí)的過程中，有部分同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己并不是很適合學(xué)物理，可以申請轉(zhuǎn)專業(yè)，找到適合自己發(fā)展的方向。最后留下來的絕大部分同學(xué)都會繼續(xù)讀研深造，向著他們心中神圣的物理殿堂繼續(xù)努力。實踐表明，物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生物理基礎(chǔ)打得非常堅實，為將來的繼續(xù)深造做好了準備，即將畢業(yè)的學(xué)生將有部分保送到中國科學(xué)院及各大高校，其余的同學(xué)也成為了本校碩士生導(dǎo)師爭搶的對象。物理學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)是成功的，并且也已經(jīng)成為重慶大學(xué)的一個優(yōu)勢特色專業(yè)，它將為全國培養(yǎng)和輸送更多、更好的物理方面人才。
基金項目：重慶大學(xué)人才引進科研啟動基金（0903005104675）資助
凝聚態(tài)物理范文4
人物=P
文小剛=W
P：2016年10月，你因為拓撲序理論及應(yīng)用獲巴克利獎，而你最早提出這一概念是在1989年。27年過去，你的研究有了哪些突破，為什么拓撲物態(tài)逐漸成為凝聚態(tài)物理研究的熱點？
W：世界上有很多物質(zhì)態(tài)，像液態(tài)，氣態(tài)，各種晶格，各種各樣的鐵磁、泛鐵磁態(tài)，做凝聚態(tài)物理就是研究各種物質(zhì)狀態(tài)的。怎么用一個理論描寫所有的物質(zhì)狀態(tài)呢？朗道（列夫?達維多維奇?朗道，因凝聚態(tài)特別是液氦的先驅(qū)性理論，被授予1962年諾貝爾物理學(xué)獎）就提出，物質(zhì)的狀態(tài)之所以不同是因為對稱性不同，物質(zhì)從一個相變到另一個相的相變，是一個對稱性的變化。這就是很有名的朗道對稱性破缺理論。長期以來，大家覺得郎道理論能描寫所有的物態(tài)和所有的相變。所以很多人覺得凝聚態(tài)物理做到頭了。因為有一個理論把所有的物質(zhì)態(tài)都包括了，下來也沒有什么好做的了。正是在這個背景下，我提出了拓撲序的理論。
當時我是在做高溫超導(dǎo)，自旋液體，這個自旋液體呢，就是一個沒有對稱破缺、沒有任何自旋排列結(jié)構(gòu)，這樣一個無序的狀態(tài)。后來，我在理論研究中發(fā)現(xiàn)，有好幾種不同的無序態(tài)，它們的對稱性都完全一樣。沒法用對稱性理論來區(qū)分。我就覺得，這里面有玩意，應(yīng)該是以前沒有發(fā)現(xiàn)的一個超出對稱性的一個物質(zhì)結(jié)構(gòu)。我發(fā)現(xiàn)，這種類型的物質(zhì)態(tài)，雖然不能夠用對稱性來區(qū)別它們，但是可以用其不同的拓撲性質(zhì)來區(qū)別它們。所以我就把這種新狀態(tài)叫做拓撲序。后來又花了差不多十幾年的時間才明白，原來這個拓撲序就是多體量子糾纏的構(gòu)形。量子計算、量子糾纏只有到1995年之后，才變得非常熱門。但是早期拓撲序這個名字就留下來了，沒有把它重新叫做量子糾纏序。
拓撲序這個概念的重要性，就在于它指出我們有一個未發(fā)現(xiàn)的新大陸新世界。而這一新世界中的主角，不是對稱性，而是量子糾纏。這一新的世界觀，甚至把物質(zhì)材料理論跟基本粒子理論聯(lián)系起來了。我們的真空本身可能就是一個物質(zhì)，是由很多很多量子比特所組成的，量子比特中間有很多糾纏。如果這個量子糾纏合適的話，那么這一量子比特海就可以產(chǎn)生所有的基本粒子。這就回到150年前的以太的說法，麥克斯韋（詹姆斯?克拉克?麥克斯韋，經(jīng)典電動力學(xué)的創(chuàng)始人）發(fā)現(xiàn)他的方程之后呢，他總覺得電磁波是某種媒介的波動。這種媒介被叫做以太?？墒且蕴恢睕]有發(fā)現(xiàn)，大家就放棄了。現(xiàn)在以太又回歸了，它就是高度糾纏的量子比特海。這一量子比特海不僅能給出光子，還能給出其它所有基本粒子。所以拓撲序量子糾纏，除了新的物質(zhì)態(tài)之外，還能夠?qū)玖Ｗ悠鹪刺岢鲆粋€新的看法。
P：每次物理革命都伴隨著新數(shù)學(xué)的發(fā)展，你現(xiàn)在的研究又需要怎樣的數(shù)學(xué)工具？
W：因為拓撲序所對應(yīng)的多體量子糾纏是一個新現(xiàn)象，這時候就有意思了。新現(xiàn)象總是要用新語言來描寫，而新的語言數(shù)學(xué)家有沒有發(fā)明，就看你的運氣了。這種新現(xiàn)象需要新數(shù)學(xué)，在歷史上，發(fā)生過很多次。
第一次物理革命我們叫做機械革命。當時牛頓研究他的牛頓力學(xué)的時候，描寫牛頓力學(xué)的工具還沒有發(fā)明。牛頓很了不起，他既發(fā)明了牛頓力學(xué)，又發(fā)明了數(shù)學(xué)工具微積分。所以當時數(shù)學(xué)和物理是齊頭并進的。
第二次麥克斯韋電磁革命，就運氣一些。因為電磁革命所需要的數(shù)學(xué)語言，偏微分方程之類的，當時已經(jīng)發(fā)明了。所以麥克斯韋不用發(fā)明新數(shù)學(xué)，只要拿來用就好了，用已知的數(shù)學(xué)就能描寫電磁波現(xiàn)象。這一理論統(tǒng)一了電，磁，和光學(xué)現(xiàn)象。
第三次革命是愛因斯坦發(fā)明他的廣義相對論。當時需要用到黎曼幾何，愛因斯坦不太懂黎曼幾何，所以他寫他的理論時比較困難。但是黎曼幾何已經(jīng)被發(fā)明了，所以他學(xué)一學(xué)就可以把他的理論寫出來。
量子力學(xué)呢，是第四次物理大革命，要用到的線性代數(shù)早就被發(fā)明了，所以不用再發(fā)明。量子力學(xué)是一個非常深刻的革命，它統(tǒng)一了波和粒子的概念，統(tǒng)一了頻率和能量。
這次由拓撲序多體量子糾纏所導(dǎo)致的新的世界觀，我把它叫做第二次量子革命。它不僅揭示了很多新的物質(zhì)態(tài)的存在，還能用量子信息，來統(tǒng)一所有的相互作用，和所有的基本粒子。甚至連空間幾何和其中的引力，也可能來源于糾纏的量子信息。多體量子糾纏是新的物理現(xiàn)象，其需要新的數(shù)學(xué)語言來描寫。在這第二次量子革命中，物理跟數(shù)學(xué)是齊頭并進的。它所用到的數(shù)學(xué)可能是所謂的張量范疇學(xué)，這也是現(xiàn)在數(shù)學(xué)家正在發(fā)展的一個理論。所以物理和數(shù)學(xué)會有很大的互動。物理學(xué)家研究的東西會告訴數(shù)學(xué)家，什么方向會最有意思，可能會有物理意義;那數(shù)學(xué)家可以告訴物理學(xué)家，可能有這個結(jié)構(gòu)，這個性質(zhì)，也許可以用到你的物理理論中。所以最近我也花很多時間來學(xué)數(shù)學(xué)，什么張量范疇學(xué)啊，代數(shù)拓撲學(xué)啊，很多這種東西。
P：大部分高能物理學(xué)家都持有還原論的觀點，覺得基本粒子可以無限分到最小，將萬物還原為簡單基本定律。但是在凝聚態(tài)領(lǐng)域，更多學(xué)者支持演生論，不同層次的物質(zhì)可以演生出全新的基本規(guī)律。你怎么看兩種觀點的分歧？
W：還原論基本上就是想找我們世界的基本構(gòu)件，覺得幾個基本的構(gòu)件可以構(gòu)造出世界的所有東西。還原論可以說是科學(xué)的主流，但是我們走到現(xiàn)在這個地步，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電子、光子、夸克這些基本粒子。要要更深刻地理解世界，就需要把它們分成更小的粒子。這時候就有問題了：我們一直沒有找到這些粒子的更小組成部分。也許到了現(xiàn)在這個階段，尋找更小的基本構(gòu)件，根本就是一個錯誤的方向。演生論的觀點就是認為這些基本粒子根本沒有更小的部分，進一步用分解的思路理解電子光子是錯誤的。錯在它認為空間是一個空的舞臺，而物質(zhì)是這個空的舞臺上的演員。這一分解的思路，還原論的思路，把空間和物質(zhì)分隔開了。但是現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，空間和物質(zhì)本身是一體的，空間本身不是空的舞臺?？盏目臻g是最復(fù)雜最豐富的東西。這是個很有哲理的觀念。所以，我們認為真空本身是一個媒介，那這個媒介是由什么組成的呢？最簡單的東西是量子比特。真空可以是一個量子比特的海洋，然后量子比特海洋的波動和缺陷就給出了所有的基本粒子。
某種意義上講，演生論也有點還原論的哲理，但是它不是把物質(zhì)分成越來越小的構(gòu)件，它是把空間分成最小的構(gòu)件，沒有比量子比特更小更基本的東西了?；緲?gòu)件本身不是用來構(gòu)造物質(zhì)，而是用來構(gòu)造空間的。演生論跟還原論的不同之處在于演生論強調(diào)結(jié)構(gòu)，強調(diào)糾纏，而通過糾纏的擾動形變來產(chǎn)生不同基本粒子。演生論不把基本粒子，看作構(gòu)成宇宙的基本構(gòu)件。
P：你說過“創(chuàng)新的生命力在小科學(xué)中”，為什么以高能物理、天體物理為代表的“大科學(xué)”在21世紀面臨危機，而凝聚態(tài)領(lǐng)域的研究層出不窮？
W：我自己并不反對大科學(xué)，我也是很支持大科學(xué)的。像高能粒子物理的實驗，它的條件是很苛刻的，只有通過建大型的設(shè)備才能探索新的基本粒子。天體物理也類似，需要大型的天體望遠鏡，衛(wèi)星等等，才能看得更遠更清楚。為什么大家覺得大儀器值得做？這是因為大儀器能探索新的參數(shù)空間，探索未知的世界。在這些從來沒有被探索過的地方，有時就能看到新的東西。
目前呢，中國做大型加速器實際上是分兩步走，第一個是正負電子對撞機，這個第一步能量并沒有提高多少，但是電子數(shù)的強度提高了很多，所以能做細致的實驗，也許能發(fā)現(xiàn)一些新東西。第二步呢，需要的一些新技術(shù)還有待解決，這個新技術(shù)就能增加很多能量。這里就有一個問題，對撞機的設(shè)計觀念并沒有太新，只是給它加大一號。可以說這種做法太暴力了。我更希望能有一個新的設(shè)計，一個從來沒有的東西，像探測引力波的設(shè)計就是。
其實，大科學(xué)小科學(xué)都很重要，只是大科學(xué)需要更多的支持，需要說服別人，說能看到新的東西。但是一旦你說服的理由成立，那看的這個東西就不是真正的新東西，因為它已經(jīng)有了名字，常常是理論上已經(jīng)預(yù)言的東西。其實最好的理由應(yīng)該是：我不知道能看到什么，我就是想去看看。做探索的思路跟做工程是不一樣的，做工程是有預(yù)期的，做科學(xué)探索，沒有預(yù)期的預(yù)期，是最好的預(yù)期。如果你看到預(yù)期的東西，其實是代表失敗。所以現(xiàn)在的LHC看到了Higgs，大家說是成功了，但是這個成功是失敗的成功。沒有新發(fā)現(xiàn)。
所以說，當你要錢的時候呢，最科學(xué)的理由就是，我不知道能看到能發(fā)現(xiàn)什么東西，我也不能告訴你能發(fā)現(xiàn)什么東西，因為這些東西在發(fā)現(xiàn)之前連名字都沒有。但這就可能要不來錢。小科學(xué)的話花錢沒有那么多，可能就沒有這個問題，你就可以隨意地去探索，可能看到?jīng)]想到的東西。有時你太為了某個目的設(shè)計實驗的時候，為了看到已經(jīng)知道的東西，反而可能看不到旁邊一些沒有想到的東西，會喪失發(fā)現(xiàn)新東西的機會。總的來說，科學(xué)探索是為了發(fā)現(xiàn)連名字都沒有的未知，而不是發(fā)現(xiàn)有了名字的已知。
P：楊振寧先生在《美與物理學(xué)》中說，狄拉克（保羅?狄拉克，量子力學(xué)奠基者之一）給人感覺是“秋水文章不染塵”，而海森堡（沃納?海森堡，量子力學(xué)主要創(chuàng)始人）的文章則朦朧、有渣滓。你做研究的風格是怎樣的？
W：這個很難講，你很難說一個藝術(shù)家他的審美觀念是什么東西，但是每個藝術(shù)家都有自己的審美觀念。很重要的是，我覺得每個人一定要有自己的審美，以自己的審美觀點來發(fā)展自己的科學(xué)研究，這才有科學(xué)研究的多樣性，才會有創(chuàng)新?，F(xiàn)在國內(nèi)的訓(xùn)練太標準化了，就是把每個人的審美都訓(xùn)練成一樣，這樣不是太有利。
凝聚態(tài)物理范文5
Correlated Electrons in
Quantum Matter
2012，550 p
Hardcover
ISBN9789814390910
P.Fulde著
長期以來凝聚態(tài)物理都是基于固體中的基本現(xiàn)象可以借助單粒子描述來理解，近20年這種認識發(fā)生了相當大的變化。人們發(fā)現(xiàn)電子關(guān)聯(lián)起著越來越大的作用。從技術(shù)角度看，許多新材料（如在各種存儲器和專用芯片中有著廣泛應(yīng)用的過渡金屬氧化物以及具有高轉(zhuǎn)換溫度的超導(dǎo)材料等），都具有非常強的電子關(guān)聯(lián)。關(guān)于強關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為一個活躍的前沿領(lǐng)域。本書的目的旨在以本科生能接受的水平描述最新的進展，盡管重點是強調(diào)關(guān)聯(lián)電子的理論問題，同時也包括了大量涉及實驗的實例。
20年前，作者曾撰寫了 “在分子與固體中的電子關(guān)聯(lián)”一書，其第3版也是最后一版于1995年出版。該書的主要目的是以統(tǒng)一的形式闡述電子關(guān)聯(lián)問題，建立一種能夠同時處理強、弱兩種電子關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的框架，它不依賴該體系是一個固體還是一個分子。本書原來的計劃是寫一部上一版的簡化版本，以便幫助缺少凝聚態(tài)物理和場論知識的學(xué)生更容易使用。但考慮到該領(lǐng)域近年來有了如此多的新進展，作者放棄了原來的想法，代之以壓縮了原著的很多內(nèi)容，刪去了對于分子的討論，為補充新的進展留出足夠的余地，并改變了書的標題，成為一部新書，使其成為一部教科書而不只是一部評述。從目前的發(fā)展來看，量子系統(tǒng)中電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)的理解已經(jīng)成為固體物理學(xué)中最具挑戰(zhàn)性的問題之一，然而還幾乎沒有任何一本試圖給出覆蓋絕緣體、半導(dǎo)體以及金屬領(lǐng)域的全面概述的相關(guān)書籍存在。本書試圖填補這一空白。
全書內(nèi)容共分15章：1.導(dǎo)言； 2.獨立電子； 3.均勻電子氣； 4.密度泛函理論； 5.波函數(shù)為基的方法； 6.關(guān)聯(lián)基態(tài)波函數(shù)； 7.準粒子激發(fā)； 8.非相干激發(fā)；9.相干勢近似； 10.強關(guān)聯(lián)電子； 11.過渡金屬； 12.過渡金屬氧化物； 13.重的準粒子； 14.帶有分數(shù)電荷的激發(fā)； 15.超導(dǎo)。書末附有10個附錄，分別簡要補充了書中一些章節(jié)用到的數(shù)學(xué)細節(jié)。
本書作者非常注重教學(xué)技巧，相關(guān)領(lǐng)域的專家以及研究生都會對此書感興趣。本書對于固體物理學(xué)的一個新的分支——無法用密度泛函理論處理的強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)進行了自成一體的描述。就這個方面而言，它可以作為固體物理的這一新分支的大學(xué)課程的一部很好的教科書。
丁亦兵，教授
（中國科學(xué)院大學(xué)）
凝聚態(tài)物理范文6
本書首先介紹背景知識，接著給出一些應(yīng)用實例，再挑選一些前沿領(lǐng)域的高等論題，給予詳細的論述。書中介紹的一些方法是作者與其合作者在科研實踐中發(fā)展起來的。每一章的末尾都編寫了一些習(xí)題，旨在給讀者掌握書中介紹的概念和技巧。通過學(xué)習(xí)本書，讀者應(yīng)當能夠讀懂凝聚態(tài)物理中有關(guān)多粒子相互作用效應(yīng)的文章。
全書內(nèi)容分兩大部分共17章。第一部分低維量子系統(tǒng)的線性響應(yīng)，含第1-13章：1. 引言；2. KuboGreenwood 線性響應(yīng)理論；3. 費曼圖展開；4. 介觀結(jié)構(gòu)中的等離體振子激發(fā)；5. 表面響應(yīng)函數(shù)、能量損耗和等離子體不穩(wěn)定性；6. 二維電子氣（2DEG）中Rashba 自旋-軌道相互作用；7. 電導(dǎo)：Kubo 和LanauerBüttiker公式； 8. 自旋－自旋二維電子液體的非局域電導(dǎo)； 9. 整數(shù)量子Hall效應(yīng)；10.分數(shù)量子Hall效應(yīng)；11. 二維電子系統(tǒng)和納米管中量子化絕熱電荷輸運；12. 石墨烯；13. 電子線性輸運的半經(jīng)典理論。第二部分低維量子系統(tǒng)的非線性響應(yīng)，含第14-17章：14. 非線性電子輸運理論；15. 多激子的自發(fā)和受激非線性波混合；16. 用相干光學(xué)譜在耦合量子點（QD）中探測激子和雙激子； 17. 熱電子的非熱分布。
本書作者來自知名的研究所、具有研究和教學(xué)經(jīng)驗，在開設(shè)的研究生課程講義基礎(chǔ)上撰寫本書。要求讀者具有大學(xué)生水平的基礎(chǔ)量子力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)和固體物理的知識基礎(chǔ)。對于那些從事半導(dǎo)體結(jié)、納米結(jié)構(gòu)和薄膜系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域教學(xué)與研究工作的讀者，特別是研究生，本書既可以當作專題課的輔助教材，也可以作為高等凝聚態(tài)物理課的教科書或重要的參考書。
丁亦兵，教授
(中國科學(xué)院研究生院)
