荣誉物理是什么课程?
这门课是UW-Madison物理系本科的必修的课程,属于PHYC107系列,一共需要修3学分(相当于一门专业课的学分)。 该课主要介绍量子力学的基本概念和框架。内容涉及量子力学的数学基础、量子力学描述的客观性、海森堡不确定性原理、量子力学的计算机模拟等。
本课程的主要目标是从头到尾完整地、正确地阐述量子力学的体系结构;同时学生应该能掌握量子力学重要性质的证明。 课程内容具体包括:量子力学的数学基础(矩阵、线性代数、复变函数),波函数与薛定谔方程,态的叠加,保边变换,微扰理论,一维势阱,氢原子,角动量,自旋,量子力学在化学中的运用及发展。
授课教师为Kourosh Kalantar-Zadeh教授,在量子计算、纳米科学与技术等领域有着非常重要的贡献。他是美国物理学会会士,IEEE的高级会员。曾获得美国自然科学基金杰出青年基金的资助。讲授过“Quantum Mechanics”、“Nanoelectronics and Nanotechnology” 和 “Nanoengineering: Fundamentals and Applications”等课程。
该门课共有8个实验,分别包含量子力学基本理论和具体问题两大方面。每个学生必须完成其中4个实验才有资格取得本门的学分数。每个实验都包含两部分,首先是基本理论的部分,要求学生运用量子力学的理论知识来解释具体的实验结果;其次才是具体的实验问题的解决,学生需要通过做具体的实验来验证或者探索新的结论。
所有实验都需要使用量子力学的相关软件包来模拟具体的量子系统。软件包包含QMCPack,Qutip,Psi4,OpenFermion等。QMCPP是专门为量子力学这门课程而开发的软件包,包含了所有的基本功能和常用的设置。