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PHYS2111

量子力学 1

6 学分难度

课程定位 PHYS2111 是 UNSW 物理系的‘成人礼’。它标志着你正式告别经典力学的宏观逻辑,进入由波函数和概率支配的微观宇宙。它是所有现代半导体、量子计算及材料科学的唯一理论母门。如果你想真正理解‘为什么世界是不确定的’,这门课会为你提供最严密的数学框架。它是物理系最硬核、也是最具颠覆性的核心课程。 技术栈与学习内容 课程围绕‘薛定谔方程 (Schrödinger Equation)’展开。核心内容包括:波粒二象性物理基础、波函数概率解释、算符代数(对易关系)、一维势阱问题、量子谐振子(算子法解法)、希尔伯特空间初步、以及最为核心的氢原子模型解析。课程强调严密的线性代数应用(Bra-Ket notation),并涉及复杂的常微分与偏微分方程求解。 课程结构 10 周理论高压期。前三周夯实波函数与势阱基础,中期引入狄拉克符号与算符理论(这是最大的难点),后期转向三维空间中的氢原子。评估体系严谨:包含每周的高难证明习题 (Problem Sets)、两次阶段性闭卷小测、一个关于量子现象模拟的研究任务、以及极具区分度的期末大考。该课极其强调‘逻辑证明的自洽性’。 适合人群 物理、数学或高级工程专业学生。必须具备深厚的线性代数基础。如果你对抽象的数学符号感到恐惧,这门课会非常煎熬。建议每周投入 20 小时以上进行模型推导。

Course decision

选课先看

先看考核重心、截止节奏和入门要求,再决定这门课是否适合你的学期安排。

考核总权重

100%

4 项考核

最高单项

45%

Final Examination

期末考试

以官方 outline 为准

Hurdle

1 项

需要单独满足

Deadline map

考核时间线

按截止周排列作业节点;持续考核会保留在下方完整考核结构中。

Week 6

Mid-term Class Test

20%

涵盖薛定谔方程基础解法与一维势阱问题的闭卷测试。

Week 9

Research Project

15%

针对一具体量子现象(如量子纠缠或超导初步)进行文献调研与原理分析。

Week 10

Mathematical Problem Sets

20%

每周发布的深度证明题,要求利用符号推导解决特定的量子动力学问题。

Week 11

Final Examination

45%

综合考察算符理论、谐振子及氢原子模型深度的顶级难度笔试。

Syllabus

每周大纲

默认只展示每周独有的知识重点;节奏、考核、Tutorial 和避坑信息按需展开。

  1. 1

    量子力学起源与波函数

    黑体辐射回顾,波函数的概率解释,归一化条件,概率流密度定义。

  2. 2

    时间独立薛定谔方程

    无限深势阱,有限深势阱,束缚态与连续态分析,能量本征值计算。

  3. 3

    势垒穿透与隧道效应

    阶梯势垒,穿透系数推导,量子隧穿在 STM 与放射性衰变中的应用。

  4. 4

    量子谐振子 (QHO)

    能量表象解法,升降算子 (Creation & Annihilation operators) 的引入与代数推导。

  5. 5

    狄拉克符号与公理化

    Bra-Ket notation,态矢与算符,不确定性原理的严格证明,期望值计算。

  6. 6

    灵活性周 (Flex Week)

    复习算符代数与势阱解法,准备期中闭卷大测。

  7. 7

    三维空间中的量子力学

    球坐标下的薛定谔方程,分离变量法,中心力场问题通解。

  8. 8

    角动量理论

    角动量算符及其对易子,阶梯算符在角动量中的应用,球谐函数基础。

  9. 9

    氢原子模型深度解析

    径向方程求解,量子数 (n, l, m) 的起源,电子云概率分布可视化。

  10. 10

    自旋与全课总结

    斯特恩-盖拉赫实验,Pauli 矩阵初步;全学期量子图景大复盘。

Assessment

考核结构

Mathematical Problem Sets

每周发布的深度证明题,要求利用符号推导解决特定的量子动力学问题。

20%

Week 10

Mid-term Class Test

涵盖薛定谔方程基础解法与一维势阱问题的闭卷测试。

20%

Week 6

Research Project

针对一具体量子现象(如量子纠缠或超导初步)进行文献调研与原理分析。

15%

Week 9

Final ExaminationHurdle

综合考察算符理论、谐振子及氢原子模型深度的顶级难度笔试。

45%

Week 11

From Seniors

学长留下的

基础信息谁都查得到,真正值钱的是过来人的经验。

学姐说

比你早一年的学长留下的真实经验 —— ChatGPT 给不了。

这门课还没有学长经验,你可以是第一个 —— 注册后在课内分享。

往年考点 / 踩坑

这门课暂无往年考点记录。

毕业生去向(整体)

下面是匠人学院毕业生整体去过的公司分布(来自脱敏校友证言)。这是全平台的总体去向,不代表选这门课的人一定去这些公司。

统计自 317 份脱敏校友证言

Deloitte

6 位校友

岗位:Graduate Program · Graduate Consulting · Platform Engineer · Web developer · Platform engineer

Zerologix

4 位校友

岗位:Frontend Dev · junior frontend developer · Front-end Developer · Full Stack Developer

Servian

4 位校友

岗位:Full-stack Developer · Data Engineer · Consultant

关于这块数据,我们说实话

雇主墙来自脱敏毕业生证言(testimonials)的整体分布,无法关联到具体学员或其所选课程;仅作为毕业生去向的总体社会证明展示。

我们没有"某位学长选了这门课、后来进了哪家公司"这种可查询的个人去向档案 —— 校友证言是脱敏的,无法关联到具体的人或他选过的课。所以这里只给整体分布,不给个人路径,不编。