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原子分子物理硕士研究生培养方案

（学科专业代码：070203　授予理学硕士学位）

一、学科专业简介

本学科培养硕士和博士两个层次的研究生,具有教授5人.主要研究外场中原子分子结构状态和动力学过程的研究， 冷原子的物理及其应用研究，原子分子的相干量子态的制备、操纵和测量等，原子分子与光子相互作用，量子信息、量子计算研究等。

二、培养目标

掌握原子分子物理及相关专业的基础知识，熟悉本专业有关方向的国内外研究历史、现状和发展方向，掌握一门外语，具有从事科学研究、高等学校教学工作的能力，成为可持续发展的高层次人才。

三、研究方向简介

主要研究方向及其内容：

四、学习年限

学习年限为3年。

五、课程设置与学分

实行学分制，学分为36学分（学位公共课9学分，学位专业课12学分，指定与任意选修课13学分，实践环节2学分）。具体课程设置见附表。

六、实践环节

实践环节包括教学实践和学术活动，各1学分，共2学分。已有三年相关工作经历的硕士生，可以免修教学实践。

七、科学研究

1、必须在开展一项研究工作各个环节进行实践。

2、申请提前毕业的硕士生在校期间必须有署名单位为华中师范大学且以第一作者身份公开发表的本专业学术论文1篇。

八、学位论文

本专业硕士生学位论文应该具有以下四个要素：（1）学术性。研究原子分子物理或与之相关的交叉学科当前关注的有意义的课题，致力于解决其中的某个或一部分问题。（2）新颖性。提出有新意的理论思想，或提出有新意的物理观点，或按照基本理论对物理现象进行新的解释，或建立有新特点的研究方法。（3）工作量。论文应在反映硕士生有大约一年时间致力于学位论文相关的工作。（4）全面性。较全面地对硕士生的综合能力作训练。

九、培养方式与方法

采取理论学习和科研相结合，导师指导和课题小组集体指导、培养相结合，力争参加国内学术交流会议一次，充分发挥导师的主导作用和研究生的主动性，以灵活的方法，着力培养研究能力和独立工作能力，并力求进取和创新。

十、其它

1、硕士生须根据专业培养方案，在导师的指导下，结合本人实际，在入学半内，制订出个人培养（学习）计划。个人培养（学习）计划经导师和专业指导组组长审定后，报院、系所和研究生处备案。

2、本专业硕士生培养方案和个人培养计划完成与否，是审定本专业硕士能否毕业和授予学位的基本依据。

课程设置表：

原子分子物理硕士研究生专业课程内容简介

课程编号：112107020301 课程名称：高等原子物理

英文译名：Advanced Atomic Physics 开课学期：2

开课院（系）： 物理 学时/学分：68/2

任课教师：李勇

内容简介：第一章 量子力学预备知识， 1.1 有心力场中粒子运动的基本特征, 1.2 氢原子的初等量子理论,　1.3 角动量算符和角动量的耦合,　1.4 不可约张量及其角向矩阵元。第二章 原子结构理论基础,　2.1 原子结构的基本概念,　2.2 有心力近似与自洽场方法。第三章 非相对论性原子能级结构,　3.1 有心力近似下原子能级的简并度,　3.2 满壳层组态的原子能量,　3.3 含有开壳层的原子组态的能量,　3.4 表象变换与Racah方法。第四章 原子的相对论性哈密顿,　4.1 相对论性波动方程简介，　4.2 原子的相对论性哈密顿，　4.3 原子的精细结构哈密顿算符的球张量形式，4.4 原子能级的相对论修正。第五章 原子能级的精细结构，　5.1 原子中的自旋-轨道相互作用。第六章 原子能级的超精细结构。第七章 塞曼效应与斯塔克效应。

主要教材：原子结构理论, 黄时中, 中国科学技术大学出版, 2005年6月

参考书目：

1. Harald Friedrich，Theoretical Atomic Physics, Springer-Verlag,，1998

2 . M Weissbluth，Atoms and molecules，Academic Press, 1978

3. B. H. Brandsden and C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, Longman Scientific & Technical, England, 1988

4. H.A. Bethe and E.E. Salpeter, Quantum Mechanics of One- and Two-Electron Atoms, Plenum Rosetta, New York, 1977

5. R.E. Johnson, Introduction to atomic and molecular collisions, Plenum Press, New York, 1982

课程编号：112107020302 课程名称：高等分子物理（I）

英文译名：Advanced molecular physics 开课学期：2

开课院（系）：163am银河网页登录版地址 学时/学分：68/4

任课教师：侯喜文

课程目的和教学要求：熟练掌握分子物理的内容和研究方法，并能推导文献的一些重要结果。

主要内容：分子物理是研究分子结构，运动以及相互作用规律的学科。本课程将注重分析力学，量子力学，群论等在有实验基础的分子体系中的应用，同时介绍分子物理中的新方法和新进展，主要讲述的内容是：分子的对称性，分子振动和转动以及能级结构，拉曼效应，局域模简正模的李代数表示，分子高激发振动态的经典和量子动力学行为，最新进展等。

参考书目：1. 徐克尊，高等原子分子物理学，科学出版社，(2000).

2. D.Papcusek and M. R. Aliev, Molecular vibrational-rotational spectra, Elsevier, (1982).

3. 吴国祯，分子振动光谱学 原理与研究, 清华大学出版社，(2001).

教学方式：授课、自学、讨论

课程编号：112107020303 课程名称：原子分子中的少体问题(I)

英文译名：Few-Body Problems in Atom and Molecule 开课学期：3

开课院（系）： 物理 学时/学分：51/3

任课教师：李勇

内容简介：Introduction，Hyper-spherical approach，Methods of solving three-body problems in hyper-spherical coordinates，Applications of hyper-spherical methods to atomic systems in the adiabatic approximation，Applications of hyper-spherical methods to Coulomb three-body systems in the adiabatic approximation，Application of hyper-spherical close-coupling method

主要教材：

CD Lin, Hyper-spherical approach to atomic and other Coulomb three-body systems, Physics Report, 257 (1995) 1-83

教学方式：自学、讲授与讨论

参考书目：

1．E. Nielsen, D V Fedorov, A S Jensen, E. Garrido, The three-body problem with short-range interactions, Physics Report, 347 (2001) 373-459

2．U. Fano, Rep. Prog. Phys, 46 (1983) 97.

课程编号：112107020304 课程名称：分子振动的混沌理论

英文译名：Chaotic theory of molecular vibrations 开课学期：3

开课院（系）：163am银河网页登录版地址 学时/学分：51/3

任课教师：侯喜文

课程目的和教学要求：熟练掌握分子振动的混沌理论的主要内容和计算方法，特别是分叉分析和李指数的计算等。

主要内容：非线性力学领域中的丰富成果正大大丰富人们对分子振动和分子光谱学的理解和认识，非线性力学中的许多概念，如混沌，分形，李指数以及其他丰富内涵，都会在分子振动中有着非常重要的角色。本课程主要讲述的内容是：非线性力学的基本概念，su(2)动力学分析，局域性和简正性的统计解释，驰豫概率，作用量的局域性，分子振动的混沌运动和李指数，本征系数的分形，分子振动的H函数等。

参考书目：1. 吴国祯，分子振动的混沌理论，科学出版社，（2003）.

2. E. Ott, Chaos in dynamical systems, Cambridge University Press, (1993).

3. 徐躬耦，量子混沌运动，上海科学技术出版社，（1992）.

教学方式：授课、自学、讨论

课程编号：112107020305 课程名称：分子振转量子动力学

英文译名：Quantum dynamics of molecular rotations and vibrations 开课学期：3

开课院（系）：163am银河网页登录版地址 学时/学分：51/3

任课教师：侯喜文

课程目的和教学要求：熟练掌握描述分子量子动力学的一些物理量的计算，并能分析一些具体的问题。

主要内容：传统的分子光谱理论注重能级的计算和标识，这通常只需要解静态薛定鄂方程。由于光谱和激光技术的发展，人们开始注意到分子的量子动力学的特性，特别是利用激光技术，在理论上已提出了各种可能的分子量子计算方案，因而掌握和了解分子振转量子动力学的内容和方法是非常必要的。本课程重点讲述描述分子振动的量子动力学特性的物理量，包括局域化系数，熵，H分布等；重点讲述分子振动的量子动力学，包括振动的局域化和退局域化，能量转移，泡利熵，布居数分布等；重点讲述分子在外场作用下的量子动力学特性，包括能级和布居数的变化，熵和能量的转移等。

参考书目：1. X. W. Hou, J. H. Chen, and B. Hu, Phys. Rev. A 71, 034302 (2005).

2. D. Zheng, P. Wang, and G. Wu, Chem. Phys. Lett. 352, 79 (2002).

3. R. A. Pinto and S. Flach, Phys. Rev. A 73, 022717 (2006).

教学方式：授课、自学、讨论

课程编号：112107020306 课程名称：原子与光子相互作用

英文译名：Atom-Photon Interactions 开课学期：3

开课院（系）：163am银河网页登录版地址 学时/学分：51/3

任课教师： 胡响明、徐俊

内容简介：介绍跃迁幅度，吸收与色散，自发辐射与受激辐射，原子密度矩阵，原子系统演化，光学布洛赫方程，修饰原子。

主要教材：Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc, Gilbert Grynberg, Atom-Photon Interactions, John Wiley & Sons, Inc. 1992.

参考书目：Rodney Loudon, The Quantum Theory of Light, Oxford University Press, 2nd ed. 1983, （光的量子理论，于良、王维新、段存贤译，高等教育出版社，1992年）

课程编号：112107020307 课程名称：光子学基础

英文译名：The Quantum Theory of Light 开课学期：3

开课院系：物理系 学时/学分：51/3

任课教师： 胡响明、徐俊

开课形式：自主学习、集中讨论 考核方式：课程论文

内容简介：电磁场量子化，光场数态、相干态和压缩态，光的量子相干性，衰变的量子理论，光腔中的输入输出公式，产生压缩光的非线性光学系统，光场的稳态量子统计，原子衰变，激光量子理论，光学双稳和四波混频的全量子理论，量子力学中的基本问题以及从实验上检验光学中的Bell不等式，量子非破坏测量。

主要教材：D. F. Walls, G. J. Milbern, Quantum Optics, Speringer-Verlag, Berlin Heidelberg 1994.

参考书目：M. O. Scully, M. S. Zubairy, Quantum Optics, Cambridge University Press, 1997

课程编号：112107020308 课程名称：非线性光学

英文译名：Nonlinear Optics 开课学期：3

开课院系：物理系 学时/学分：51/3

任课教师：胡响明、徐俊

开课形式：自主学习、集中讨论 考核方式：课程论文

内容简介：非线性光学极化率，非线性光学相互作用的波动方程描述，非线性光学极化率的量子力学描述，强度依赖的折射率，二能级原子非线性光学，基于强度依赖折射率的过程，自发光散射，受激布里渊散射和受激瑞利散射、受激拉曼散射。

主要教材：Robert W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press, Inc., 1992.

参考书目：Y. R. Shen, The priciples of Nonlinear Optics, John Wiley & Sons, Inc., 1984（《非线性光学原理》，顾世杰译，科学出版社，1987年）。