生命科学学院

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1 数学系 一 系概况数学系于 1958 年由著名数学家华罗庚教授亲自主持创办并任首任系主任, 关肇直 吴文俊 冯康 龚昇 王元 万哲先 陆启铿 石钟慈 林群 张景中等一大批知名专家曾在此任教 本系为首批全国理科人才培养基地 中国科学院博士生重点培养基地 长江学者特聘岗位设置学科, 并获得首批数学一级学科博士学位授予权 ( 涵盖数学所有博士点 ), 其中基础数学为国家重点学科, 在国家 "211 工程 " 建设中, 数学与非线性科学是重点建设项目之一 为吸引高水平的学者来我系讲学, 学校为本系设立了 华罗庚大师讲席 及 吴文俊大师讲席 经过四十多年的艰苦创业, 现已形成一支力量雄厚 结构合理的师资队伍 本系现有教授 20 人 副教授 30 名 讲师 9 人, 其中拥有 2 名长江学者 4 位杰出青年基金获得者及 8 名中科院百人计划学者 年轻学者均具有国内外博士学位, 形成了求实创新的治学风格, 培养了一大批出类拔萃的人才, 取得了很多高水平的研究成果 五十年来, 中国科大数学系培养了一大批杰出人才, 其中包括两位中科院院士, 一位第三世界科学院院士, 六十多位在海外著名高校工作的数学家, 二十多位长江学者 国家杰出青年基金获得者及中科院百人计划获得者 本科人才培养的指导思想是 : 打好基础 淡化专业 提高素质, 培养具有良好数学素养和创造性才能的从事数学研究和应用的优秀人才 为此, 本系注重加强基础课的教学, 同时开展数学建模与数学实验等多种教学和实践活动, 培养学生具有扎实基础和综合运用数学与计算机知识解决实际问题的能力 2009 年起, 数学系和中科院数学与系统科学研究院联合创办了华罗庚数学科技英才班, 利用双方优势资源, 共同培养世界级的精英数学人才, 华罗庚数学科技英才班 每年从数学系和少年班新生中选拔 30 人左右 多年来, 本系毕业生遍布海内外, 他们中有的已成为有影响的数学家, 有的凭借自身的深厚数学功底, 走进计算机 信息 经济等应用领域并做出突出成绩 每年的毕业生中, 约 50% 左右获得美国或欧洲著名大学的全额奖学金, 继续攻读博士学位 ; 约 30% 被保送到中科院相关院所或国内大学, 攻读硕士或博士学位 二 系专业设置 系 1 专业数学与应用数学 方向基础数学应用数学 经济数学 1 信息与计算科学 计算数学 三 系负责人签字 10

2 数学与应用数学专业 一 培养目标培养学生具有扎实的数学和应用数学的基础, 掌握数学研究的基本方法, 通过数学建模 计算机和数学软件方面的基本训练, 使学生初步具备科学研究 教学 开发软件等解决实际问题的能力 毕业后, 作为高级专门人才, 能在科技 教育和经济部门从事研究 教学工作或在生产经营及管理部门从事实际应用 开发研究和管理工作, 或继续攻读研究生 二 学制 授予学位及毕业基本要求学制四年 学校授予理学学士 课程设置的分类及学分比例如下表 : 类别学分比例通修课 % 学科群基础课 % 专业课 % 毕业论文 % 合计 160 三 修读课程要求要求修读的课程分为四个层次, 每个层次的课程设置及结构如下 : 1 通修课:(58.5 学分 ) 参照学校关于通修课的课程要求 其中数学类课程要求以本专业要求为准 2 学科群基础课:(69 学分 ) MA02*( 数学类课程 ): 数学分析 (1)(6 学分 ) 数学分析(2)(5 学分 ) 数学分析(3)(4 学分 ) 解析几何 (3 学分 ) 初等数论(3 学分 ) 线性代数(1)(4 学分 ) 线性代数(2)(4 学分 ) 实变函数 (4 学分 ) 常微分方程(4 学分 ) 近世代数(4 学分 ) 微分几何(4 学分 ) 复变函数 (4 学分 ) 拓扑学(4 学分 ) 偏微分方程(4 学分 ) 泛函分析(4 学分 ) 数理统计(4 学分 ) 概率论(4 学分 ); 3 专业课:( 24.5 学分 ) 专业必修课 :MA03*( 数学类课程 ):(12 学分 ) 数值代数 (3 学分 ) 数值分析(3 学分 ) 有限元方法(3 学分 ) 运筹学(3 学分 ); 11

3 专业选修课 :( 选 12.5 学分 ) MA03*( 数学类课程 ): 符号计算系统 (2 学分 ) 数学实验(2 学分 ) 数学基础(2 学分 ) 数学建模(2 学分 ) 软件工程(2 学分 ) 组合数学(3 学分 ) 计算机图形学(3 学分 ) 整体微分几何 (3 学分 ) 信息论基础(3 学分 ) 偏微分方程数值解(3 学分 ) 代数编码(3 学分 ) 控制论 (3 学分 ) 数理经济学(3 学分 ) 拓扑学选讲(3 学分 ) 群与代数表示论(3 学分 ); MA04*( 数学类高级课程 ) 图论 (3 学分 ) 代数拓扑(4 学分 ) 调和分析(4 学分 ); CS01*( 计算机类课程 ) 数据结构与数据库 (3.5 学分 ); PH0*( 物理类课程 ) 理论力学 (3 学分 ) 跨学科选修课程 : 暂不作硬性要求 本专业主干课程 : 数学分析 (1) 数学分析(2) 数学分析(3) 解析几何 线性代数(1) 线性代数(2) 实变函数 近世代数 微分几何 12

4 四 主要课程关系结构图 数学与应用数学专业主要课程关系结构图 拓扑学 复变函数 概率论 数理统计 数学分析 (1) 数学分析 (2) 数学分析 (3) 实变函数 泛函分析 解析几何 微分几何 常微分方程 偏微分方程 线性代数 (1) 线性代数 (2) 近世代数 初等数论 13

5 五 指导性学习计划表 数学与应用数学专业四年制指导性学习计划 一年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PS01001 无 形势与政策讲座 1 PS 马克思主义基本原理 60 3 PS 中国近现代史纲要 40 2 FL 综合英语二级 80 4 PS 思想道德修养与法律基础 60 3 PE012** 103B01 基础体育选项 40 1 FL 综合英语一级 40 4 PH 力学与热学 80 4 PE011** 103A01 基础体育 40 1 PH 大学物理 - 基础实验 CS 计算机文化基础 10/20 1 MA 数学分析 (2) CS C 语言程序设计 40/ MA 线性代数 (1) 80 4 MA 数学分析 (1) MA 初等数论 60 3 MA 解析几何 60 3 MA 符号计算系统 40 2 文化素质类课程 小计 ( 10 ) 门课 22.5 小计 ( 7+2* ) 门课 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 无 军事理论 1 PH 光学与原子物理 80 4 PS 重要思想概论 80/80 6 PE013** 103D01 体育选项 (2) 40 1 FL 综合英语三级 80 4 MA 概率论 80 4 PH 电磁学 80 4 MA 实变函数 80 4 MA 数学分析 (3) 80 4 MA 复变函数 80 4 MA 线性代数 (2) 80 4 MA 数学建模

6 秋 二年级 新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分 MA 常微分方程 80 4 MA 软件工程 40 2 PE013** 103C01 体育选项 (1) 40 1 CS 数据结构与数据库 60/ PH 大学物理 - 综合实验 文化素质类课程 MA 数学基础 20/20 2 MA 数学实验 40 2 文化素质类课程 小计 ( 9+3* ) 门课 小计 ( 5+3* ) 门课 17+4 秋 三年级 新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分 MA 微分几何 80 4 MA 拓扑学 80 4 MA 近世代数 80 4 MA 偏微分方程 80 4 MA 泛函分析 80 4 MA 数理统计 80 4 MA 数值代数 60 3 MA 数值分析 60 3 PH 理论力学 60 3 MA 运筹学 60 3 MA 组合数学 60 3 MA 计算机图形学 60 3 文化素质类课程 MA 代数编码 60 3 MA 信息论基础 60 3 MA 整体微分几何 60 3 MA 调和分析 80 4 春 春 文化素质类课程 MA 高级微观经济学 60 3 MA 高级宏观经济学 60 3 小计 ( 4+3* ) 门课 15+6 小计 ( 4+6* ) 门课

7 四年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 MA 有限元方法 60 3 MA 拓扑学选讲 60 3 MA 偏微分方程数值解 60 3 MA 数理经济学 60 3 MA 控制论 60 3 MA 群与代数表示论 60 3 MA 图论 60 3 MA 代数拓扑 80 4 毕业论文 8 MA 金融经济学 60 3 MA 动态经济学方法 60 3 小计 (* ) 门课 6 小计 ( 5* ) 门课 8 注 :1. 灰色部分为选修课程 ; 16

8 信息与计算科学专业 一 培养目标培养学生具有扎实的数学和应用数学的基础, 掌握信息科学和计算科学的基本理论和方法, 通过计算机和软件开发的训练, 使学生初步具备从事科学研究 教学 解决实际问题及开发软件等能力 毕业后, 作为高级专门人才, 能在科技 教育 信息安全 经济部门从事研究 教学工作 应用开发和管理工作, 或继续攻读研究生 二 学制 授予学位及毕业基本要求学制四年 学校授予理学学士 课程设置的分类及学分比例如下表 : 类别学分比例通识课 % 学科群基础课 % 专业课 % 集中实践环节 % 合计 160 三 修读课程要求修读的课程分为四个层次, 每个层次的课程设置及结构如下 : 1 通修课:(58.5 学分 ) 参照学校关于通修课的课程要求 其中数学类课程要求以本专业要求为准 2 学科群基础课:(69 学分 ) MA02*( 数学类课程 ): 数学分析 (1)(6 学分 ) 数学分析(2)(5 学分 ) 数学分析(3)(4 学分 ) 解析几何 (3 学分 ) 初等数论(3 学分 ) 线性代数(1)(4 学分 ) 线性代数(2)(4 学分 ) 实变函数 (4 学分 ) 常微分方程(4 学分 ) 近世代数(4 学分 ) 微分几何(4 学分 ) 复变函数 (4 学分 ) 拓扑学(4 学分 ) 偏微分方程(4 学分 ) 泛函分析(4 学分 ) 数理统计(4 学分 ) 概率论(4 学分 ); 3 专业课:( 24.5 学分 ) 专业必修课 :MA03*( 数学类课程 ):(12 学分 ) 数值代数 (3 学分 ) 数值分析(3 学分 ) 有限元方法(3 学分 ) 运筹学(3 学分 ); 17

9 专业选修课 :( 选 12.5 学分 ) MA03*( 数学类课程 ): 符号计算系统 (2 学分 ) 数学实验 (2 学分 ) 数学基础 (2 学分 ) 数学建模 (2 学 分 ) 软件工程(2 学分 ) 组合数学(3 学分 ) 计算机图形学(3 学分 ) 整体微分几何 (3 学分 ) 信息论基础(3 学分 ) 偏微分方程数值解(3 学分 ) 代数编码(3 学分 ) 控制论 (3 学分 ) 数理经济学(3 学分 ) 拓扑学选讲(3 学分 ) 群与代数表示论(3 学分 ); MA04*( 数学类高级课程 ) 图论 (3 学分 ) 代数拓扑(4 学分 ) 调和分析(4 学分 ); CS01*( 计算机类课程 ) 数据结构与数据库 (3.5 学分 ); PH0*( 物理类课程 ) 理论力学 (3 学分 ) 跨学科选修课程 : 暂不作硬性要求 本专业主干课程 : 数学分析 (1) 数学分析(2) 数学分析(3) 解析几何 线性代数(1) 线性代数(2) 实变函数 近世代数 微分几何 18

10 四 主要课程关系结构图 信息与计算科学专业主要课程关系结构图 拓扑学 复变函数 概率论 数理统计 数学分析 (1) 数学分析 (2) 数学分析 (3) 实变函数 泛函分析 解析几何 微分几何 常微分方程 偏微分方程 线性代数 (1) 线性代数 (2) 近世代数 初等数论 19

11 五 指导性学习计划表 信息与计算科学专业四年制指导性学习计划 一年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PS01001 无 形势与政策讲座 1 PS 马克思主义基本原理 60 3 PS 中国近代史纲要 40 2 FL 综合英语二级 80 4 PS 思想道德修养与法律基础 60 3 PE012** 103B01 基础体育选项 40 1 FL 综合英语一级 40 4 PH 力学与热学 80 4 PE011** 103A01 基础体育 40 1 PH 大学物理 - 基础实验 54 1 CS 计算机文化基础 10/20 1 MA 数学分析 (2) CS C 语言程序设计 40/ MA 线性代数 (1) 80 4 MA 数学分析 (1) MA 初等数论 60 3 MA 解析几何 40 2 MA 符号计算系统 40 2 文化素质类课程 2 小计 ( 10 ) 门课 22.5 小计 ( 7+2* ) 门课 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 军事理论 1 PH 光学与原子物理 80 4 PS 重要思想概论 80/80 6 PE013** 103D01 体育选项 (2) 40 1 FL 综合英语三级 80 4 MA 概率论 80 4 PH 电磁学 80 4 MA 实变函数 80 4 MA 数学分析 (3) 80 4 MA 复变函数 80 4 MA 线性代数 (2) 80 4 MA 数学建模

12 秋 二年级 新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分 MA 常微分方程 80 4 MA 软件工程 40 2 PE013** 103C01 体育选项 (1) 40 1 CS 数据结构与数据库 60/ Ph 大学物理 - 综合实验 文化素质类课程 MA 数学基础 20/20 2 MA 数学实验 40 2 文化素质类课程 小计 ( 9+3* ) 门课 小计 ( 5+3* ) 门课 17+4 秋 三年级 新课号老课号课程名称学时学分新课号老课号课程名称学时学分 MA 微分几何 80 4 MA 拓扑学 80 4 MA 近世代数 80 4 MA 偏微分方程 80 4 MA 泛函分析 80 4 MA 数理统计 80 4 MA 数值代数 60 3 MA 数值分析 60 3 PH 理论力学 60 3 MA 运筹学 60 3 MA 组合数学 60 3 MA 计算机图形学 60 3 文化素质类课程 MA 代数编码 60 3 MA 信息论基础 60 3 MA 整体微分几何 60 3 MA 调和分析 80 4 春 春 文化素质类课程 MA 高级微观经济学 60 3 MA 高级宏观经济学 60 3 小计 ( 4+3* ) 门课 15+6 小计 ( 4+6* ) 门课

13 四年级 秋 春 MA 有限元方法 60 3 MA 拓扑学选讲 60 3 MA 偏微分方程数值解 60 3 MA 数理经济学 60 3 MA 控制论 60 3 MA 群与代数表示论 60 3 MA 图论 60 3 MA 代数拓扑 80 4 MA 金融经济学 60 3 毕业论文 8 MA 动态经济学方法 60 3 小计 ( * ) 门课 6 小计 ( 5* ) 门课 8 注 :1. 灰色部分为选修课程 ; 22

14 六 课程简介课号 :MA02000 课程名称 ( 中文 ): 数学分析 (1) 课程名称 ( 英文 ):Mathematical Analysis(1) 学时 :120 学分 :6 开课学期 : 秋预修课程 : 高中数学适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程主要讲授单变量函数的微积分学 主要内容有 : 实数理论, 极限理论, 单变量函数的微分学和积分学的基本内容以及基本的运算技巧和方法 课号 :MA02001 课程名称 ( 中文 ): 数学分析 (2) 课程名称 ( 英文 ):Mathematical Analysis(2) 学时 :100 学分 :5 开课学期 : 春预修课程 :MA02000 数学分析 (1) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程主要讲授数项级数, 函数列与函数项级数,Fourier 级数与 Fourier 积分 ;R n 的拓扑及多变量连续函数的性质 课号 :MA02002 课程名称 ( 中文 ): 数学分析 (3) 课程名称 ( 英文 ):Mathematical Analysis(3) 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :MA02001 数学分析 (2) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程讲授多变量函数的微分学和积分学, 表达重积分和线面积分之间关系的 Green 公式, Gauss 公式和 Stokes 公式 ; 介绍数量场和向量场中几个重要的量以及它们之间的关系 ; 讲授用参变量积分表示的函数的性质 课号 :MA02003 课程名称 ( 中文 ): 解析几何课程名称 ( 英文 ):Analytic Geometry 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 : 高中数学适用对象和学科方向 : 数学 23

15 主要内容 : 用代数方法讨论一些简单图形和变形的性质, 所谓代数的方法就是坐标法和向量运算 简 单图形和变形是指直线 平面 二次曲线 二次曲面和正交变换以及仿射变换 课号 :MA03010 课程名称 ( 中文 ): 数学基础课程名称 ( 英文 ):Foundations of Mathematics 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 : 高中数学适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 逻辑预备知识 ; 集论基本概念 ; 数系 : 从自然数到实数 ; 势的基本知识 ; 序结构与超限归纳法 ; 序数与基数 课号 :MA02005 课程名称 ( 中文 ): 线性代数 (1) 课程名称 ( 英文 ):Linear Algebra (I) 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 : 整数与多项式 MA03003 解析几何适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程讲授行列式和矩阵的运算性质及线性方程组的解法 ; 讲授线性空间的基本理论和线性变换的基本知识 课号 :MA02006 课程名称 ( 中文 ): 线性代数 (2) 课程名称 ( 英文 ):Linear Algebra (II) 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 : 整数与多项式 MA03003 解析几何适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程讲授线性空间关于线性变换的空间分解理论和矩阵的 Jordan 标准型理论 ; 讲授 Euclid 空间 酉空间及二次型的基础知识, 和矩阵在各种关系下的分类问题 学习关于空间的几何方法和关于矩阵的代数方法, 以及它们的应用 课号 :MA02015 课程名称 ( 中文 ): 泛函分析课程名称 ( 英文 ):Functional Analysis 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02005 线性代数 (I) MA02007 实变函数 MA02008 常微分 24

16 方程 MA02012 复变函数适用对象和学科方向 : 数学 物理 力学等主要内容 : 度量空间, 完备性, 列紧性, 线性赋范空间, 凸集与不动点, 内积空间, 线性算子与线性泛函,Riesz 定理及其应用, 纲与开映象定理,Hahn-Banach 定理, 共轭空间, 弱收敛, 自反空间, 线性算子的谱, 紧算子,Riesz-Fredholm 理论, 紧算子的谱理论等 课号 :MA03012 课程名称 ( 中文 ): 符号计算系统课程名称 ( 英文 ):Symbolic Computation 学时 :30+30( 上机 ) 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02005 线性代数 (1) CS01002C 语言程序设计适用对象和学科方向 : 理工科主要内容 : 本课程主要介绍符号计算系统 Mathematica 的总体结构 ; 内容按符号计算 数值计算 图型演示和编程划分 ; 讲授如何用 Mathematica 计算初等代数 微积分 线性代数和计算方法中的常见的数学问题, 包括求极限 求导 积分 计算特征值和特征向量 解微分方程等问题 它是数学实验和数学模型的前序课程 课号 :MA03000 课程名称 ( 中文 ): 组合数学课程名称 ( 英文 ):Introductory Combinatorics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :MA02004 初等数论 MA02010 近世代数适用对象和学科方向 : 数学 计算机科学主要内容 : 本课程组合数学中的组合计数的基础理论, 组合矩阵论的一些基础知识, 组合设计的一些入门知识 课号 :MA04241 课程名称 ( 中文 ): 图论课程名称 ( 英文 ):Graph Theory 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :MA03000 组合数学适用对象和学科方向 : 应用数学主要内容 : 以有向图为着眼点, 系统地介绍图论的基本概念 理论和方法以及基本应用 并将一些经典材料作现代处理, 揭示各概念和理论之间的联系 内容包括 Euler 回 Hamilton 圈 树 图空间 平面图 网络与连通度 匹配与独立集 染色理论 图与群以及图在矩阵论 组合数学 运筹学 线性规划 科学管理 电子学以及通讯和计算机科学等多方面的基本应用 25

17 课号 :MA02011 课程名称 ( 中文 ): 微分几何课程名称 ( 英文 ):Differential Geometry 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02006 线性代数 (2) 适用对象和学科方向 : 数学专业主要内容 : 本课程主要学习经典微分几何学的一些基本概念和基本思想 通过对 E 3 中曲线和曲面局部理论的学习, 掌握有关的几何不变量, 重点介绍活动标架方法的含义以及它在曲面理论中的应用 课号 :MA14001 课程名称 ( 中文 ): 数学实验课程名称 ( 英文 ):Mathematics Experiment 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 :MA02002 数学分析 (3) 适用对象和学科方向 : 公共基础课主要内容 : 本课程通过视数学为一门 实验科学, 使学生在体验解决问题的过程中掌握基本的数学思想和数学方法, 培养学生的动手 自学和科研能力 课号 :MA03024 课程名称 ( 中文 ): 群与代数表示论课程名称 ( 英文 ):Representation Theory of Finite Groups and Associative Algebras 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 预修课程 :MA02006 线性代数 (2) MA02010 近世代数适用对象和学科方向 : 基础数学主要内容 : 本课程主要以线性代数为基础, 介绍有限群和紧群的表示理论 群表示的基本概念 特征标理论 结合代数的表示 诱导表示和诱导特征标 Artin 定理和 Brauer 定理及其应用 紧群的表示理论 课号 :MA03028 课程名称 ( 中文 ): 计算机图形学课程名称 ( 英文 ):Computer Graphics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 : 解析几何与线性代数 CS01002C 语言程序设计适用对象和学科方向 : 计算数学主要内容 : 计算机图形学是在计算机的环境中通过算法与程序在显示设备上构造出图形 计算机图形 26

18 学自上世纪 50 年代发展至今已逐渐成为一门较成熟的学科 它在相当广泛的领域, 如 : 计 算机辅助设计与制造 科学计算可视化 交互性的事务管理 过程控制 计算机动画与广告 计算机艺术等有着重大的应用 课号 :MA02013 课程名称 ( 中文 ): 拓扑学课程名称 ( 英文 ):Topology 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :MA02002 数学分析 (3) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 该课程系统介绍一般拓扑学中的一些概念 ( 如拓扑空间 连通性 可数性 分离性 紧致性 ), 并着重研究了有关的重要定理 通过定理的叙述和论证以及大量具体实例 ( 正面的例子与反面的例子 ) 的引入, 使得读者能够熟悉上述各种重要概念之间的联系和区别 更重要的是, 学习一般拓扑学可使读者站到 拓扑 这高度来处理和研究各种数学问题 对度量空间中拓扑性质的深入讨论和度量化定理的详细论述, 无疑有利于熟练掌握拓扑学的基本内容 方法和技巧 课号 :MA03018 课程名称 ( 中文 ): 信息论基础课程名称 ( 英文 ):Basis of Information Theory 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :MA02009 概率论适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 信息理论课程的中心内容是介绍 Shannon( 香浓 ) 提出的基本概念 方法与定理, 较系统全面地介绍信息论 既讲述成熟原理, 又适当介绍发展中的前沿课题 如有关信息及其度量 信源及其编码 信道及其编码的基本概念与基本理论, 并对非统计意义下的信息论也作适当的讨论 作为应用例子, 介绍数学传输码 压缩码 检错与纠错码 最大熵等 课号 :MA02004 课程名称 ( 中文 ): 初等数论课程名称 ( 英文 ):Elementary Number Theory 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 : 高中数学适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程由可类比的两部分内容组成, 第一部分讲述整数的基础知识, 如数的整除, 同余, 原根, 二次剩余及简单的不定方程 ; 第二部分讲述初等多项式理论, 涉及域上的一元多项式, 整系数多项式和多元多项式 27

19 课号 :MA02012 课程名称 ( 中文 ): 复变函数课程名称 ( 英文 ):Function of The Complex Variable 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02006 线性代数 (2) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 本课程系统介绍全纯函数的 Cauchy 积分理论及其应用 Weierstrass 级数理论及其应用 全纯开拓 共形映射 调和函数与次调和函数等内容, 强调与其它数学分支的联系 引入若干现代的方法简化处理一些较难的证明是本课程的特色 课号 :MA03003 课程名称 ( 中文 ): 运筹学课程名称 ( 英文 ):Operations Research 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02006 线性代数 (2) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 主要介绍线性规划 整数线性规划 非线性规划的模型 基本解法以及应用, 还介绍计算评审术 动态规划 课号 :MA03005 课程名称 ( 中文 ): 数值分析课程名称 ( 英文 ):Numerical Analysis 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02006 线性代数 (2) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 :1 数值逼近: 这部分主要讨论函数在不同模下的各种逼近方法, 介绍函数的数值求导, 数值积分及常微分方程的数值求解方法 ; 2 数值代数: 讨论大规模线性方程组的求介理论和方法 矩阵特征值的数值求解方法 课号 :MA02014 课程名称 ( 中文 ): 偏微分方程课程名称 ( 英文 ):Partial Differential Equations 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :MA02002 数学分析 (3) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 该课程系统地介绍了偏微分方程中的一些基本概念, 着重讨论了 N 个自变量的波动方程 28

20 热传导方程与调和方程的定解问题, 解的存在性 唯一性和稳定性 适当地介绍方程线的相应问题及柯西 - 柯娃列夫斯卡娅定理, 对特征理论 算子理论 广义函数理论也做了适量的讨论 通过内容的论述介绍了偏微分方程中常用的广义解及处理手段并适当地引入一些现代化的处理方法 课号 :MA02008 课程名称 ( 中文 ): 常微分方程课程名称 ( 英文 ):Ordinary Differential Equations 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA02006 线性代数 (2) 适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 该课程系统介绍常微分方程中的基本概念和基本方法, 重点介绍初等解法, 解的存在和唯一性等基本理论 线性方程的通解理论及其解法 该课程的另一侧重点是利用已学的基本方法和理论去解决物理 化学 生物等学科的一些应用问题 课号 :MA03004 课程名称 ( 中文 ): 数学建模课程名称 ( 英文 ):Mathematical Modeling 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :MA01002 多变量微积分 MA01003 线性代数适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 该课程介绍数学建模的基本方法, 通过一些实际问题, 对工业与应用数学中常见的微分方程模型 随机模型和最优化模型进行讨论和分析 课号 :MA03009 课程名称 ( 中文 ): 整体微分几何课程名称 ( 英文 ):Global Differential Geometry 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :MA02011 微分几何 MA02012 复变函数 MA02014 偏微分方程适用对象和学科方向 : 数学主要内容 : 该课程主要讲授有关曲线和曲面整体微分几何的一些经典结果 郑重介绍极小曲面, 常平均曲率曲面近几十年来较系统的发展 29

21 地球和空间科学学院 一 学院概况地球是人类唯一的家园, 资源和环境与我们的生活息息相关, 可持续发展是目前全世界共同关心的话题 地球和空间科学的研究领域由地球内部延伸到行星际空间, 包括这个广大区域中不同层次的结构和物质组成, 以及物质的运动和各种物理化学过程, 其目标是以物理或化学为基础, 认识我们生活的地球和她周围的宇宙空间, 了解地球本身的运动规律和其它星体对她的影响, 为更加有效地利用资源, 保护环境, 防灾减灾, 实现可持续发展奠定科学基础 学院师资力量雄厚, 现有中国科学院院士 3 人, 教授 24 人, 副教授 21 人 承担多项国家重点基础研究发展规划项目 国家自然科学基金项目 国家攀登计划项目和中国科学院知识创新工程项目, 是第三世界科学院的地球科学与天文学高级研究中心, 空间物理 地球化学是国家级重点学科, 固体地球物理为省级重点学科 地球和空间科学学院的前身地球和空间科学系是 1978 年重组建系的 实际上早在从 1958 年科大建校时学院的部分专业就开始招收培养本科生 经过广大教师的共同努力, 学院在空间物理 大气物理与大气环境 固体地球物理 地球化学 环境科学等专业方向上, 科研和教学生机勃勃 成绩斐然 培养的硕士已经超过 300 人, 博士也已有 90 余人, 本科生目前每年都在 80 人左右 在我们培养的学生中有三人现在是中国科学院院士, 一人是国家 973 计划首席科学家, 有两人为 长江学者 特聘教授 多人获得 杰出青年基金 和 百人计划 支持 86 届地球物理专业毕业生宋晓东教授关于地球内核比外部地球自转更快的研究被评为 1996 年度国际十大科技新闻 88 届空间物理专业毕业生温联星教授荣获 2003 年度美国地球物理学会 James B. Macelwane 奖 92 届地球物理专业毕业生邓中翰博士荣获第九届 中国青年五四奖章 有多位毕业生在美国和欧洲的著名大学中获得了终生职位 二 院系专业设置学院按地球物理学 ( 包括固体地球物理和空间物理 ) 大气科学 地球化学 环境科学四个专业 ( 横跨四个一级学科 ) 组织教学与科研, 能够培养硕士和博士研究生并招收博士后 212

22 固体地球物理 : 运用物理学的各种原理和方法, 以强有力的数学和计算机应用为工具, 来研究固体地球的整体行为及其内部结构 物质组成 状态和运动规律 各圈层的演化和相互作用等动力学过程及其对人类的影响 ; 了解整体地球系统的过去 现在和未来的行为, 为认识和预报地震 火山 滑坡等自然灾害, 为资源探测 能源开发 工程建设 污染治理和环境保护等实际问题提供理论依据 空间物理 : 主要研究近地 ( 包括电离层 磁层 ) 和行星际空间的各种物理过程, 太阳活动的规律 起因及其对地球环境和地外飞行器的影响 大气科学 : 运用物理 数学 化学的理论和新的探测技术, 研究大气运动及其变化的过程 机制与规律, 探讨物质和能量在大气中迁移和转化的物理化学过程, 以及人类活动对大气环境的影响 地球化学 : 运用现代化学理论与分析技术研究地球内部不同层圈岩石 矿物和流体的化学组成 结构及其演化规律, 应用元素和同位素示踪方法解决岩浆演化 变质作用和成矿环境等基本科学问题, 认识地球及其表层板块运动的化学地球动力学, 探讨在自然条件下各种化学反应的机制等 环境科学 : 运用环境科学的基本理论 基本知识和基本技能, 对地球固体圈层 水圈和生物圈 气圈以及近地空间等各个圈层的具体环境问题进行基础性和应用基础性的研究, 包括环境的演化 环境监测与环境治理 三 院长签字 213

23 地球物理专业 一 培养目标培养学生具备 宽 厚 实 的理论基础和系统的地球物理专业知识, 具有现代知识结构和创新能力 熟悉计算机应用, 掌握一门外语, 具备较熟练的实验技能和较强的动手能力 受到基础研究和应用基础研究的基本训练, 具有良好的科学素养, 能够胜任本专业以及相邻学科的教学 科研 技术开发和管理工作 空间物理方向培养学生具有坚实的数理基础和较系统的日地空间物理知识, 熟悉计算机运用, 掌握一门外语和基本实验技能, 受到基础研究和应用基础研究的基本训练, 具有较好的科学素养和创新能力, 毕业后能够在空间物理 空间环境及相邻学科从事教学 科研 技术开发和管理工作 二 学制 授予学位及毕业基本要求 学制 : 标准学制 4 年, 弹性学习年限 3-6 年 授予学位 : 理学学士 毕业基本要求 : 完成 166 学分 ( 地球物理方向 ) 164 学分 ( 空间物理方向 ) 课程设置的分类及学分比例如下表 : 类 别 学分比例 (%) 地球物理空间物理地球物理空间物理 通 修 课 学科群基础课 专 业 课 集中实践环节 合 计 三 修读课程要求 71.5 要求修读的课程分为四个层次, 每个层次的课程设置及结构如下 : 1 通修课:(71.5 学分 )( 物理类课程在学科群基础课中 ) 参照学校关于通修课的课程要求 其中物理类课程以本专业要求为准 此外, 还要求修读以下课程 : 电子线路基础 (4 学分 ) 电子线路基础实验(1 学分 ) 微机原理与接口(3.5 学分 ) 大学物理 - 现代技术实验 (1.5 学分 )( 选修 ) 大学物理- 研究型实验 (1.5 学分 )( 选修 ) 214

24 2 学科群基础课:(54 学分 ) MA02*( 数学类课程 ):(11 学分 ) 复变函数 (A)(3 学分 ) 计算方法(B)(2 学分 ) 数理方程(A)(3 学分 ) 概率论与数理统计 (3 学分 ); PH02*( 物理类课程 ):(33 学分 ) 力学 ( 甲型 )(4 学分 ) 热学(3 学分 ) 电磁学(4 学分 ) 光学(4 学分 ) 原子物理 (4 学分 ) 理论力学(4 学分 ) 电动力学(4 学分 ) 热力学与统计物理(3 学分 ) 量子力学 (3 学分 ); IN02*( 信息类课程 ):(4 学分 ) 信号分析与数字处理 (4 学分 ); GP02*( 地球物理类课程 ):(6 学分 ) 地球科学概论 (2 学分 ) 普通天文学(2 学分 ) 大气和海洋学(2 学分 ); 3 专业课:( 地球物理方向 : 32.5 学分 ; 空间物理方向 : 30.5 学分 ) 地球物理方向 :( 32.5 学分 ) 专业必修课 :(22.5 学分 ) GP03*( 地球物理类课程 ):(15.5 学分 ) 连续介质力学基础 (4 学分 ) 地震学原理及应用(3 学分 ) 地电地磁学理论与应用 (3 学分 ) 重力与固体潮(3 学分 ) 地球物理基础实验(1)(1 学分 ) 地球物理基础实验 (2)(1.5 学分 ); CS03*( 计算机类课程 ):(3 学分 ) FORTRAN 语言 (3 学分 ) GE03*( 地球化学类课程 ):(4 学分 ) 地质学原理 (3 学分 ) 普通地质学野外实习(1 学分 ) 专业选修课 :( 10 学分 ) 地震勘探引论 (3 学分 ) 岩石力学(3 学分 ) 中国区域大地构造学(2 学分 ) 野外地球物理实习考察 (1 学分 ) 普通地球化学(3 学分 ) 环境地球物理学(3 学分 ) 构造地质学 (2 学分 ) 遥感 地理信息系统与全球定位系统(3 学分 ); 要求的跨学科选修课程 :(4.5 学分 ) 数据库基础 (2.5 学分 ) 有限元分析与应用(2 学分 ); 空间物理方向 :( 30.5 学分 ) 专业必修课 :(22.5 学分 ) GP03*( 地球物理类课程 ):(19.5 学分 ) 215

25 流体力学 (3 学分 ) 等离子体物理(3 学分 ) 磁流体力学(3 学分 ) 空间物理学导论 I(2 学分 ) 空间物理学导论 II(4 学分 ) 空间探测及资料处理(3 学分 ) 空间物理实习 (1.5 学分 ); CS03*( 计算机类课程 ):(3 学分 ) FORTRAN 语言 (3 学分 ) 专业选修课 :( 选 8 学分, 共 22 学分 ) GP03*( 地球物理类课程 ):(2.5 学分 ) 电离层探测野外实习 (1) 空间探测实验(1.5 学分 ); PH03*( 物理类课程 ):(17 学分 ) 天体物理概论 (4 学分 ) 实验物理中的信号采集处理(4 学分 ) 等离子体诊断导论 (3 学分 ) 等离子体物理理论(4 学分 ) 激光遥感(2 学分 ); CS03*( 计算机类课程 ):(2.5 学分 ) 数据库基础 (2.5 学分 ); 4 高级课:GP4*( 地球物理类课程 ) 针对希望继续固体地球物理研究学习的学生, 不作硬性要求 地球物理学进展 (4 学分 ) 计算地震学(3 学分 ) 针对希望继续空间物理研究学习的学生, 不作硬性要求 磁流体力学的解析方法 (3 学分 ) 磁流体力学的数值模拟方法(3 学分 ) 本专业主干课程 : 连续介质力学基础 地震学原理 地磁地电学理论与应用 重力与固体潮 地球物理基础实验 地质学原理 岩石力学 地震勘探引论 中国区域大地构造学 普通地球化学 216

26 四 主要课程关系结构图 地球物理专业主要课程关系结构图 数据结构和数据库 微机原理与接口 计算机文化 C 语言 计算方法有限元分析与应用 Fortran 语言 信号分析与数字处理 热力学和统计物理学 力学和热学 电磁学光学和原子物理学 理论力学电动力学 量子力学 连续介质力学基础 大学物理基础实验大学物理综合实验大学物理现代技术实验 地质 地球物理实验和实习 地球科学概论 普通天文学 大气和海洋学 地震学原理重力与固体潮地磁地电学理论地质学基础 地震勘探引论岩石力学中国区域大地构造普通地球化学 计算地震学环境地球物理地球物理学进展遥感 地理信息系统与全球定位系统构造地质学 217

27 空间物理专业主要课程关系结构图 程序设计 计算机文化 数据结构与数据库 Fortran 语言 电子技术 微机原理 电子技术实验 高等数学力学与热学 线性代数 概率论与数理统计 复变函数 电磁学 光学与原子物理 数学物理方程 理论力学 电动力学 流体力学热力学统计物理流体力学等离子体物理 磁流体力学 空间物理导论 空间探测及资料处理 普通天文学 地球科学概论 大气与海洋学 高级课程 信号分析与数据处理 大学物理实验 近代物理实验 专业实验 大学英语 218

28 五 指导性学习计划表地球物理专业四年制指导性学习计划 一年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PS01001 无 形势与政策讲座 1 PS 马克思主义基本原理 60 3 PH 力学 ( 甲型 ) 80 4 FL 综合英语二级 80 4 PS 思想道德修养与法律基础 60 3 PE012** 103B01 基础体育选项 40 1 PS 中国近现代史纲要 40 2 CS 数据结构与数据库 60/ FL 综合英语一级 80 4 PH 大学物理 - 基础实验 PE011** 103A01 基础体育 40 1 MA 多变量微积分 CS 计算机文化基础 10/30 1 MA 线性代数 80 4 CS C 语言程序设计 40/ PH 电磁学 80 4 MA 单变量微积分 PH 热学 60 3 EN 地球科学概论 40 2 文化素质类课程 小计 ( 10 ) 门课 26.5 小计 ( 9+* ) 门课 30 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 军事理论 1 PE013** 103D01 体育选项 (2) 40 1 PS 重要思想概论 80/80 6 MA 计算方法 (B) 40 2 PE013** 103C01 体育选项 (1) 40 1 PH 原子物理 80 4 FL 综合英语三级 80 4 PH 电动力学 80 4 PH 大学物理 - 综合实验 IN 电子线路基础 80 4 MA 数理方程 (A) 60 3 IN 电子线路基础实验

29 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 MA 概率论与数理统计 60 3 CS 微机原理与接口 60/ MA 复变函数 (A) 60 3 PH 大学物理 - 现代技术实验 PH 光学 80 4 PH 理论力学 80 4 文化素质类 GP 普通天文学 40 2 文化素质类课程 6 小计 ( 10+1* ) 门课 32.5 小计 ( 7+2* ) 门课 19.5 地球物理方向 : 秋 三年级 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 CS 数据库基础 40/ PH 热力学与统计物理 60 3 PH 大学物理 - 研究性实验 GP 重力与固体潮 60 3 GP 信号分析与数字处理 80 4 GP 地电地磁学理论与应用 60 3 AE 大气和海洋学 40 2 GE 地质学原理 60 3 PH 量子力学 60 3 GP 地震学原理及应用 60 3 GP 连续介质力学基础 80 4 GP 地球物理基础实验 (1) 40 1 CS Fortran 语言 60 3 GP 野外地球物理实习考察 2 周 1 文化素质类课程 GP 中国区域大地构造学 40 2 文化素质类课程 春 小计 ( 5+2* ) 门课 16 小计 ( 6+2* ) 门课

30 四年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 GE 普通地质学野外实习 2 周 1 GP 地球物理学进展 80 4 GP 地球物理基础实验 (2) 20/ 毕业论文 8 GP 岩石力学 60 3 GP 普通地球化学 60 3 PI 有限元分析与应用 40 2 GP 计算地震学 60 3 GP 环境地球物理学 60 3 GP 构造地质学 40 2 GP 地震勘探引论 60 3 GP 遥感 地理信息系统与全球定位系统 60 3 小计 ( 8 ) 门课 20.5 小计 ( 1 ) 门课 12 合计 ( 49+12* ) 门课 221

31 空间物理方向 : 三年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 GP 信号分析与数字处理 80 4 PH 热力学与统计物理 60 3 AE 大气和海洋学 40 2 GP 空间物理实习 PH 量子力学 60 3 GP 磁流体力学 60 3 GP 流体力学 60 3 GP 空间物理学导论 I 40 2 GP 等离子体物理 60 3 PH 等离子体物理理论 80 4 CS Fortran 语言 60 3 文化素质类课程 PH 大学物理 - 研究性实验 CS 数据库基础 40/ 文化素质类课程 小计 ( 6+2* ) 门课 18 小计 ( 4+2* ) 门课 9.5 四年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 GP 空间物理学导论 II 80 4 GP 电离层探测野外实习 2 周 1 GP 空间探测及资料处理 60 3 毕业论文 8 GP 空间探测实验 20/ AY 天体物理概论 80 4 PH 等离子体诊断导论 60 3 GP 磁流体力学的解析方法 60 3 GP 磁流体力学的数值模拟方法 60 3 GP 激光遥感 40 2 PH 实验物理中的信号采集处理 80 4 小计 ( 2+7* ) 门课 7 小计 ( 1* ) 门课 9 合计 注 :1. 灰色部分为选修课程 ( 49+12* ) 门课 222

32 六 课程简介课号 :GP03001 课程名称 ( 中文 ): 连续介质力学基础课程名称 ( 英文 ):Foundation of Continuous Media Mechanics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :PH02001 力学 ( 甲型 ) PH02101 理论力学 MA01002 多变量微积分适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 本课程介绍固体和流体介质的基本力学原理和静力 动力学问题的一些分析方法 课程中侧重于阐述弹性力学和流体力学的基础理论 ; 根据地球介质的特点, 介绍了有限形变 粘弹性 粘滞流体等有关理论 课号 :GP03002 课程名称 ( 中文 ): 地震学原理及应用课程名称 ( 英文 ):Principles and Application of Seismology 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :GP03001 连续介质力学基础适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 该课程系统介绍与地震有关的一些基本概念 ; 着重讨论利用在地球内部传播的地震波研究地球内部构造的基本理论和方法, 以及目前人们对地球内部构造的了解 ; 对天然地震产生的机制和地震活动的主要特征做适当介绍 结合文献调研和课堂讨论, 使学生对目前地震学研究领域的热点问题和研究方法有概括的了解 课号 :GP03003 课程名称 ( 中文 ): 重力与固体潮课程名称 ( 英文 ):Gravity and Earth Tide 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :PH02101 理论力学适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 课程将系统地介绍地球重力场 地球自转的基本理论, 卫星重力学的基本理论以及地球固体潮研究的基本理论 同时课程将尽可能地介绍重力及固体潮观测资料在地球内部构造, 地球物理勘探方面和地球动力学方面以及现代研究方面的最新成果 课号 :GP03004 课程名称 ( 中文 ): 地电地磁学理论与应用课程名称 ( 英文 ):Theory and Application of Geomagnetism & Geoelectricity 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春 229

33 预修课程 :MA02501 数理方程 (A) PH02003 电磁学适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 该课程实际包含地球物理学两门主要专业课 : 地磁学和地电学 地磁学偏理科, 地电学偏应用, 电磁感应是这两门专业课的结合点 地磁学基本内容 : 地磁场的高斯球谐分析理论 ; 基本磁场及其长期变化规律 ; 变化磁场及电流体系 ; 古地磁学及地磁场起源 ; 地球的电磁感应及地球内部的电导率分布 ; 地磁异常及应用 地电学基本内容 : 岩石电性 ; 稳定电流场理论与电阻率法 ; 岩 矿石的电化学特性与激发极化法 ; 自然电场法 ; 平面电磁波传播与大地电磁测深理论 ; 交变电磁场理论与电磁感应法 除地电学主要原理外, 地电学的观测技术 资料整理 推断解释等也是课程的重要内容 课号 :GP03005 课程名称 ( 中文 ): 中国区域大地构造学课程名称 ( 英文 ):Regional Geotectonics of China 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :GE 地质学原理适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 介绍地球内部构造特征, 尤其是地壳上地幔结构的地质 地球物理 地球化学特征分析 ; 介绍多种大地构造学说理论 各学说的立论依据以及大地构造的研究现状 ; 运用板块构造学理论分析岩浆作用 沉积作用 变质作用及地震造山运动等地质作用, 进一步讨论板块构造学原理及其与旧学说 ( 特别是槽台学说 ) 的本质区别 ; 根据槽台学说和板块构造学说讨论中国大地构造的概况及其发展演化历史, 了解我国区域大地构造格局的基本特征 课号 :GP03006 课程名称 ( 中文 ): 地震勘探引论课程名称 ( 英文 ): An Introduction to Seismic Exploration 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :MA01002 多变量微积分 GP03002 地震学原理及应用适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 地震勘探是利用地震学理论知识勘探地球内部介质物性差异及构造形态的一门应用学科 ; 主要研究地震波的传播理论 探测方法及地震资料处理技术 另外, 有关地震资料的解释方法也是本课程的一个重要内容 课号 :GP03007 课程名称 ( 中文 ): 岩石力学课程名称 ( 英文 ):Rock Mechanics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋 230

34 预修课程 :GP03001 连续介质力学基础 GE03001 地质学原理适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 : 首先介绍了与岩石物理力学性能研究密切相关的弹塑性力学基础, 以及岩石力学的实验研究方法和有关理论, 在此基础上对最重要的岩石力学性态 脆性破裂和摩擦滑动作了详细讲述 考虑到在实际应用中岩石经常处于动载作用 ( 如地震 爆炸等 ) 的情况, 本课程还概要介绍了岩石动态力学行为以及为描述这种行为而发展的几种典型本构模型和断裂准则 最后对岩石力学在地震预报 地球物理 岩土工程 地质找矿 采矿 国防等方面的应用作了简要介绍和展望 课号 :GP03703 课程名称 ( 中文 ): 野外地球物理实习考察课程名称 ( 英文 ): Field Practices and Investigations of Geophysics 学时 :2 周学分 :1 开课学期 : 春预修课程 :EN02001 地球科学概论 GE03001 地质学原理 GP03002 地震学原理及应用适用对象和学科方向 : 固体地球物理学主要内容 :1. 昆明地区 (3 天 ): 参观云南地震局地震监测台网和数字地震台网 黑龙潭地震台, 了解地震监测技术及仪器发展 2. 大理地区 (2 天 ): 参观大理国家地震实验场 ; 了解数字地震台网监控能力 3. 丽江地区 (3 天 ): 参观丽江地震现场 ; 了解地震灾害的破坏及特点 ; 断裂构造的观察与描述 4. 腾冲地区 (2 天 ): 了解腾冲火山的喷发地点, 喷发强度 类型, 了解地形影响的灾害分布和造成的损失 ; 了解基于 GIS 的火山喷发灾害 ( 主要考虑熔岩流灾害 ) GPS 使用方法, 野外定点方法, 采样方法, 野外记录方法 课号 :GP03101 课程名称 ( 中文 ): 流体力学课程名称 ( 英文 ):Fluid Mechanics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 : 无适用对象和学科方向 : 空间物理学和大气物理学主要内容 : 在介绍了流体的基本性质 基本概念和流体力学基本方程组后, 着重讨论了不可压缩理想流体的各种运动, 包括定常流动 平面势流 轴对称势流 涡旋流动和波动, 以及不可压缩粘性流体运动的某些解析解和近似方法 ( 包括边界层理论 ), 对湍流也作了一定介绍 在可压缩流体部分, 讨论了一维等熵流 声波和激波的基本知识 课号 :GP03102 课程名称 ( 中文 ): 等离子体物理课程名称 ( 英文 ):Plasma Physics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋 231

35 预修课程 :PH02102 电动力学适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 从宏观角度和微观角度阐明等离子体的基本性质, 其中包括线性理论和非线性理论 第一章为对等离子体的一般介绍, 第二章阐述单粒子运动, 第三章简介磁流体理论, 第四章讨论等离子体的各种波动现象, 第五章介绍等离子体动力学理论的基本知识, 第六章简介等离子体的应用 课号 :GP03103 课程名称 ( 中文 ): 磁流体力学课程名称 ( 英文 ):Magnetohydrodynamics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :PH02102 电动力学 GP03101 流体力学适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 磁流体力学是分析导电流体在磁场中运动规律的宏观理论, 是经典电动力学和连续介质力学相结合而形成的一门边缘学科 本课程介绍磁流体力学的基本方程及其磁流体的基本特性, 磁静平衡态 磁流体波动和激波 课号 :GP03104/ GP03105 课程名称 ( 中文 ): 空间物理学导论 I/II 课程名称 ( 英文 ):Introduction to Space Physics 学时 :40/80 学分 :2/4 开课学期 : 春 / 秋预修课程 :GP03102 等离子体物理适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 主要介绍太阳大气 行星际介质 地球磁层和电离层 其它行星大气和磁层的动力学结构 基本物理过程和典型活动现象, 以及日地空间各圈层的相互作用 课号 :GP03106 课程名称 ( 中文 ): 空间探测及资料处理课程名称 ( 英文 ):Space Observation and Data Analysis 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :GP03104/ GP03105 空间物理学导论 I/II 适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 本课程讲解利用雷达 光电探测系统 卫星等地面和空间探测设备的原理和方法, 以及对观测资料进行处理的方法 ; 开设对太阳和电离层的部分探测实验 课号 :GP03107 课程名称 ( 中文 ): 空间探测实验课程名称 ( 英文 ):Experiments on Space Observations 学时 :20/20 232

36 学分 :1.5 开课学期 : 秋预修课程 :GP03104/ GP03105 空间物理学导论 I/II 适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 本课程将在介绍 GPS 基准站 电离层斜测仪 电离层闪烁监测仪 太阳光谱系统 激光雷达 天文望远镜等仪器的基本原理的基础上, 利用这些仪器对太阳活动现象及其对地球电离层的影响进行观测, 使学生对此有初步的了解 课号 :GP03801 课程名称 ( 中文 ): 空间物理实习课程名称 ( 英文 ):Practice in Space Physics 学时 :60 学分 :1.5 开课学期 : 春预修课程 :GP03102 等离子体物理 GP03103 磁流体力学适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 通过与一线科研人员面对面的交流和学习, 了解空间物理相应领域的最新研究动态, 掌握常用的观测仪器的工作原理和简单操作, 以及观测数据的处理方法 课号 :GP03802 课程名称 ( 中文 ): 电离层探测野外实习课程名称 ( 英文 ):Practice of Ionosphere Observation in Open Country 学时 :2 周学分 :1 开课学期 : 春预修课程 :GP03104/ GP03105 空间物理学导论 I/II 适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 通过在海南的探测基地的电离层探测, 让学生掌握电离层观测仪器的工作原理和操作, 了解低纬地区电离层的特性, 以及观测数据的处理方法 课号 :GP24202 课程名称 ( 中文 ): 磁流体力学的解析方法课程名称 ( 英文 ):Analytical Methods in Magnetohydrodynamics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :GP03103 磁流体力学适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 介绍磁流体力学中的各类相似解法, 用于求解非线性磁流体力学方程 ( 组 ); 介绍空间静磁场 磁静平衡态的典型解析处理方法 ; 介绍磁流体力学的能量原理的建立 证明和在磁静平衡态稳定性分析中的应用 课号 :GP24203 课程名称 ( 中文 ): 磁流体力学的数值模拟方法课程名称 ( 英文 ):Numerical Methods in Magnetohydrodynamics 233

37 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :GP03103 磁流体力学适用对象和学科方向 : 空间物理学主要内容 : 介绍磁流体动力学中的有限差分数值解法 系统地讲述有限差分格式的数学理论 偏微分方程的差分格式及其性质, 差分格式设计及数值求解 磁流体动力学方程的数值求解 ; 磁流体动力学方程的定态流动问题和时变问题 234

38 地球化学专业 一 培养目标本专业培养具有坚实的数理基本知识 系统扎实的化学基础理论, 基本掌握地质学基本理论 基本知识和基本技能, 受到地球化学基础研究 应用基础研究和技术研发基本训练, 了解地球化学发展的前沿动态, 崇尚科学精神 具有创新意识的专门人才 要求掌握必要的计算机应用基础知识和英语, 毕业后适宜继续攻读地球化学及相关学科 交叉领域的研究生, 也可到科研 高等院校 产业部门等从事科研 教学 管理和高新技术研发等工作 二 学制 授予学位及毕业基本要求学制 : 标准学制四年, 弹性学习年限 3~6 年 授予学位 : 理学学士 毕业基本要求 : 本科生毕业最低学分要求为 160 学分 课程设置的分类及学分比例如下表 : 类别学分比例 (%) 通修课 学科群基础课 专业课 集中实践环节 合计 三 修读课程要求要求修读的课程分为四个层次, 每个层次的课程设置及结构如下 : 1 通修课:(78 学分 ) 参照学校关于通修课的课程要求 2 学科群基础课:(37 学分 ) (1) 化学类课程 (CH02*):(28 学分 ) 化学原理 (A)(4 学分 ) 无机化学基础实验( 上 )(2 学分 ) 无机化学(2 学分 ) 无机化学基础实验 ( 下 )(2 学分 ) 分析化学(2 学分 ) 分析化学基础实验( 上 )(2 学分 ) 物理化学 A( 上 )(3 学分 ) 物理化学基础实验( 上 )(2 学分 ) 物理化学 A( 下 ) (3 学分 ) 物理化学基础实验( 下 )(2 学分 ) 有机化学(B)(4 学分 ) (2) 生物类课程 (BI03*):(3 学分 ) 普通生物化学 (3 学分 ) 235

39 (3) 地学类课程 (GP02* AE02* EN02*):(6 学分 ) 地球科学概论 (2 学分 ) 普通天文学(2 学分 ) 大气和海洋学(2 学分 ) 3 专业课:( 36.5 学分 ) (1) 专业必修课程 :GE03*( 地质地球化学类课程 ):(33.5 学分 ) 普通地质学 (2 学分 ) 地球化学概论(1 学分 ) 结晶学(2.5 学分 ) 矿物学(2.5 学分 ) 光性矿物学(1.5 学分 ) 构造地质学(2 学分 ) 火成岩岩石学(3 学分 ) 沉积岩岩石学 (2 学分 ) 变质岩岩石学(2 学分 ) 矿床学和矿相学(2 学分 ) 地球化学(3 学分 ) 同位素地球化学(2 学分 ) 区域大地构造学(2 学分 ) 仪器分析(2 学分 ) 岩矿成分分析 (2 学分 ) 地球化学进展(2 学分 ) (2) 专业选修课程 :( 3 学分 ) 天体化学 (2 学分 ) 环境地球化学(2 学分 ) 分子生物学(3 学分 ) 固体地球物理导论 (2 学分 ) 4 集中实践环节(11 学分 ) 普通地质学野外实习 (1 学分 ) 构造地质学野外实习(1 学分 ) 岩矿野外地质实习 (1 学分 ) 毕业论文(8 学分 ) 本专业主干课程 : 普通地质学 矿物学 火成岩石学 沉积岩石学 变质岩石学 构造地质学 地球化学 同位素地球化学 236

40 四 主要课程关系结构图 地球化学专业主要课程关系结构图 237

41 五 指导性学习计划表地球化学专业四年制指导性学习计划 一年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PS01001 无 形势与政策讲座 1 PS 马克思主义基本原理 60 3 PS 中国近代史纲要 40 2 FL 综合英语二级 80 4 PS 思想道德修养与法律基础 60 3 PE012** 103B01 基础体育选项 40 1 FL 综合英语一级 80 4 MA 多变量微积分 PE011** 103A01 基础体育 40 1 MA 线性代数 80 4 CS 计算机文化基础 10/20 1 PH 力学与热学 80 4 CS C 语言程序设计 40/ CH 无机化学 40 2 MA 单变量微积分 CH 无机化学基础实验 ( 下 ) 80 2 EN 地球科学概论 40 2 CH 分析化学 40 2 CH 化学原理 (A) 80 4 GE 普通地质学 40 2 CH 无机化学基础实验 ( 上 ) 80 2 GE 地球化学概论 20 1 文化素质类课程 2 小计 ( 10 ) 门课 28.5 小计 ( 11+1* ) 门课 33 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 军事理论 1 PE013** 103D01 体育选项 (2) 40 1 FL 综合英语三级 80 4 PH 光学与原子物理 80 4 PE013** 103C01 体育选项 (1) 40 1 PH 大学物理 - 基础实验 PH 电磁学 80 4 CH 物理化学 A( 上 ) 60 3 GP 普通天文学 40 2 CH 物理化学基础实验 ( 上 ) 80 2 CH 分析化学基础实验 ( 上 ) 80 2 CS 数据结构与数据库 60/ GE 结晶学 40/ GE 光性矿物学 20/ GE 矿物学 40/ GE 火成岩岩石学 60 3 GE 普通地质学野外实习 2 周 1 GE 构造地质学

42 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PS 重要思想概论 80/80 6 GE 构造地质学野外实习 2 周 1 文化素质类课程 2 文化素质类课程 2 小计 ( 9+1* ) 门课 28 小计 ( 11+1* ) 门课 24.5 三年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 CH 物理化学 A( 下 ) 60 3 GE 地球化学 60 3 CH 物理化学基础实验 ( 下 ) 80 2 GE 区域大地构造学 40 2 CH 有机化学 (B) 80 4 GE 矿床学和矿相学 30/20 2 PH 大学物理 - 综合实验 GE 岩矿野外地质实习 2 周 1 AE 大气和海洋学 40 2 BI 分子生物学 60 3 GE 沉积岩石学 20/40 2 GP 固体地球物理导论 40 2 GE 变质岩石学 30/20 2 文化素质类课程 2 BI 普通生物化学 60 3 文化素质类课程 2 小计 ( 8+1* ) 门课 21.5 小计 ( 4+3* ) 门课 10 四年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 GE 同位素地球化学 40 2 毕业论文 8 GE 仪器分析 40 2 GE 地球化学进展 40 2 GE 岩矿成分分析 20/40 2 GE 环境地球化学 40 2 GE 天体化学 40 2 小计 ( 3+1* ) 门课 6 小计 ( 2+1* ) 门课 10 合计 ( 58+9* ) 门课 注 :1. 灰色部分为选修课程 239

43 六 课程简介课号 :GE03001 课程名称 ( 中文 ): 普通地质学 / 地质学原理课程名称 ( 英文 ):Physical Geology 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :EN02001 地球科学概论适用对象和学科方向 : 地球化学 环境科学 地球物理专业本科生以及非地学类报考地学类硕士研究生主要内容 : 通过本课程使学生掌握地质学的基础理论和方法, 能识别常见的矿物 岩石, 初步掌握地史 古生物和地质构造的基本知识, 了解内外动力地质作用及其产物 课号 :GE03002 课程名称 ( 中文 ): 地球化学概论课程名称 ( 英文 ):Elementary Geochemistry 学时 :20 学分 :1 开课学期 : 春预修课程 :EN02001 地球科学概论适用对象和学科方向 : 全校一年级本科生主要内容 : 通过系统介绍地球化学专业课程体系设置 师资力量 教学科研实验室构成 学科优势与特点, 使新生对本专业有一全面了解, 从而对今后专业选择作出理性判断 课程采用专题讲座 座谈 实验室参观等多种形式, 既有本专业教师授课, 也邀请部分杰出校友回校宣讲其地球化学研究新成果 通过互动式了解 沟通, 逐步培养学生对地球化学专业的兴趣 课号 :GE03003 课程名称 ( 中文 ): 结晶学课程名称 ( 英文 ):Crystallography 学时 :40/20 学分 :2.5 开课学期 : 秋预修课程 :GE03001 普通地质学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 结晶学是研究晶体的生长 形貌 内部结构及其物理性质的一门科学 根据专业要求, 本课程主要阐述结晶学的基础知识, 着重讨论晶体的宏观对称规律, 晶体定向, 晶体构造的几何理论及晶体化学的有关内容 课号 :GE03004 课程名称 ( 中文 ): 矿物学课程名称 ( 英文 ):Mineralogy 学时 :40/20 学分 :

44 开课学期 : 秋预修课程 :GE03003 结晶学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 通过本课程使学生了解并掌握作为地球物质组成的基本单元 矿物的组成 结构 性质 成因及其变化, 并掌握鉴定矿物的基本方法 具体内容包括三部分 : 首先介绍矿物和矿物学的概念 发展史 研究现状和研究内容 ; 矿物化学 形态 物理性质 ; 矿物种 矿物命名和矿物分类 第二部分是矿物各论, 包括自然元素 硫化物及其类似化合物 氧化物及氢氧化物 硫酸盐 碳酸盐 卤化物以及硅酸盐等 第三部分讲述矿物的成因和矿物的变化, 建立矿物系统联系 课号 :GE03005 课程名称 ( 中文 ): 光性矿物学课程名称 ( 英文 ):Optical Mineralogy 学时 :20/20 学分 :1.5 开课学期 : 春预修课程 :GE03003 结晶学 GE03004 矿物学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 光性矿物学是研究透明矿物光学性质的科学 主要介绍偏光显微镜的结构和使用方法, 晶体光学基础知识, 矿物在单偏光 正交偏光以及锥光下的光学性质和测定方法, 透明矿物的光学分类, 常见造岩矿物族的通性及其主要体系的光学特征和鉴定方法等内容 课号 :GE03006 课程名称 ( 中文 ): 构造地质学课程名称 ( 英文 ):Structural Geology 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :GE03001 普通地质学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 介绍地壳 岩石圈的构造形变 构造演化和构造成因, 包括对各种级别 ( 大 中 小 微 ) 层次( 深 中 浅 ) 性质( 升 降 开 合 扭 ) 的构造要素和构造单元以及它们的构造组合的构造形态 构造序列 构造条件等内容的讲授 该课程的目的是使学生了解地壳变形的时空特征及形成条件, 为学习后继专业课程和从事地学研究奠定基础 课号 :GE03007 课程名称 ( 中文 ): 火成岩岩石学课程名称 ( 英文 ):Igneous Petrology 学时 : 60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 :GE03005 光性矿物学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 掌握火成岩的分类命名和鉴定方法, 识别常见的火成岩 ; 从基本的岩石学特征, 结合相 241

45 图 岩石化学计算和理论研究, 综合分析岩浆的形成 演化和火成岩的成因 ; 了解火成岩共生组合与大地构造背景及成矿作用的关系, 认识火成岩石学对于研究地壳形成演化 地球起源以及资源环境等重大科学问题的意义 课号 :GE03008 课程名称 ( 中文 ): 沉积岩石学课程名称 ( 英文 ):Sedimentary Petrology 学时 :20/40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 :GE03005 光性矿物学 GE03007 火成岩石学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 通过本课程掌握沉积岩分类和定名的基本知识和技能, 了解沉积岩形成方式和成岩机制, 介绍沉积岩的主要类型及其特征, 常见沉积环境和沉积相识别, 沉积作用和板块构造在空间上的联系以及沉积矿产在地史上的分布特征等内容 课号 :GE03009 课程名称 ( 中文 ): 变质岩石学课程名称 ( 英文 ):Metamorphic Petrology 学时 :30/20 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 :GE03005 光性矿物学 GE03007 火成岩石学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 通过本课程掌握变质岩分类和定名的基本知识和技能, 了解变质岩形成机制, 重点介绍变质作用 变质反应 变质条件以及变质岩的主要类型, 特征变质矿物共生组合与变质级别 变质系列和变质带之间的关系, 正负变质岩的区分以及不同大地构造背景中变质作用 P-T-t 演化轨迹等 课号 :GE03010 课程名称 ( 中文 ): 矿床学和矿相学课程名称 ( 英文 ):Mineral Deposit and Ore Petrography 学时 :30/20 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :GE03004 矿物学 GE03007 火成岩石学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 系统讲授矿床学的基本理论和研究方法, 使学生了解和掌握常见成因类型矿床的地质特征, 控矿因素和形成机制以及矿床在时 空上的演化特征和分布规律 介绍利用矿物反射光学特性识别矿石矿物 研究矿石结构 - 构造特征, 并进而探讨矿床成因类型及其成矿地质条件等内容 课号 :GE03011 课程名称 ( 中文 ): 地球化学 242

46 课程名称 ( 英文 ):Geochemistry 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春预修课程 : 无适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 系统讲授地球化学基本理论的基本内容及其应用实例, 着重讲授元素丰度体系 地球化学热力学基础 痕量元素地球化学原理 放射性同位素体系的定年和示踪以及稳定同位素地球化学的测温和示踪等内容 适量讲授地球化学原理在研究地球及其各圈层化学组成和化学演化以及在资源 环境和自然灾害等领域中的应用实例 课号 :GE03012 课程名称 ( 中文 ): 仪器分析课程名称 ( 英文 ):Instrumental Analysis 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 :GE03011 地球化学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 着重介绍地球化学研究中比较重要而且广泛应用的现代仪器分析方法, 包括原子吸收和原子发射光谱分析,X 射线荧光光谱分析, 质谱分析, 中子活化分析和色谱分析等, 并对微束分析技术作简要介绍 通过本课程的学习, 使学生掌握现代仪器分析的研究手段与方法, 熟悉各类方法的原理和特点以及在地球化学领域中的应用, 从而能根据所研究的对象和任务, 正确选择和使用所需仪器分析方法, 培养学生进行综合科学研究和解决实际问题的能力 课号 :GE03013 课程名称 ( 中文 ): 同位素地球化学课程名称 ( 英文 ):Isotope Geochemistry 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 :GE03011 地球化学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 要求学生理解放射性衰变和稳定同位素分馏的基本规律, 初步掌握同位素年代学 放射成因同位素和轻质量数稳定同位素示踪的基本原理和方法, 为学生进一步在地球化学或其它相关领域深造奠定基础 课号 :GE03014 课程名称 ( 中文 ): 岩矿成分分析课程名称 ( 英文 ):Earth Material Analysis 学时 :20/40 学分 :2 开课学期 : 秋 243

47 预修课程 :GE03012 仪器分析适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 通过本课程使学生掌握岩石矿物化学组成分析的基本理论和实验技术, 培养学生理论联系实际和动手能力, 使学生能够掌握实验技术和设计实验方案, 为将来从事地球化学研究工作以及其他相关工作打下坚实基础 讲授内容包括岩石矿物样品分解 ; 元素的定量分离与富集 ; 岩石矿物主要成分 次要成分及痕量元素的测定方法 ; 分析数据的质量监控 实验内容为应用分光光度法, 原子吸收分光光度法, 发射光谱分析法, 离子选择电极等测定岩石中主要成分和痕量元素的含量 课号 :GE03015 课程名称 ( 中文 ): 区域大地构造学课程名称 ( 英文 ):Tectonics of China 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :GE03006 构造地质学 GE03007 火成岩石学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 讲授中国地壳 岩石圈的岩石地层组合 结构 - 构造型式 成生变革历史 运动学和动力学, 涉及成矿和成震, 该课程的开设对学生理解中国区域地质演化规律有重要意义 课号 :GE03016 课程名称 ( 中文 ): 天体化学课程名称 ( 英文 ):Cosmochemistry 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 秋预修课程 : 无适用对象和学科方向 : 全校高年级本科生主要内容 : 为使学生了解这一前沿学科领域的研究现状和基本原理, 具备从事天体化学研究的基本知识, 或在从事各自学科方向研究时具有更宽阔的思路 具体授课内容包括元素起源和丰度分布规律, 太阳系起源和演化的研究现状, 行星的地质学和化学特征及其演化过程, 行星的环境模型和地球环境演化的对比, 陨石的化学和同位素特征及其演化历史, 通过撞击作用了解太阳系天体和地球演化的关系 课号 :GE03019 课程名称 ( 中文 ): 环境地球化学课程名称 ( 英文 ):Environmental Geochemistry 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :GE03011 地球化学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 从地球环境的演化 环境质量变异的地球化学原理出发, 说明人体对化学元素的需求关系, 阐述有害物质的释放 迁移 富集的原理 过程和研究方法, 评价环境质量的原理和方法 244

48 课号 :GE03701 课程名称 ( 中文 ): 普通地质学野外实习课程名称 ( 英文 ):Field Trip of Physical Geology 学时 :2 周学分 :1 开课学期 : 春预修课程 :GE03001 普通地质学适用对象和学科方向 : 地球化学 环境科学 地球物理专业本科生以及非地学类报考地学类硕士研究生主要内容 : 学会野外工作的基本方法 ; 观察与认识各种常见岩石与矿物, 地质现象及分析其形成 发生的原因 ; 建立地质环境发生 发展的时空概念 ; 掌握总结野外工作成果的方法 课号 :GE03702 课程名称 ( 中文 ): 构造地质学野外实习课程名称 ( 英文 ):Field Trip of Structural Geology 学时 :2 周学分 :1 开课学期 : 春预修课程 :GE03006 构造地质学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 针对野外地质构造现象的识别和认识, 开展地质填图的教学内容 其目的是培养学生具有在野外实地鉴别地质构造形迹和从事地质填图及编写构造专题报告或综合地质报告的能力 训练学生初步掌握野外地质调查所必备的基本知识 基本方法和基本技能, 从而加深对已学知识的理解 课号 :GE03703 课程名称 ( 中文 ): 岩矿野外地质实习课程名称 ( 英文 ):Field Trip of Petrology and Ore Deposits 学时 :2 周学分 :1 开课学期 : 春预修课程 :GE03008 沉积岩石学 GE03009 变质岩石学以及 GE03010 矿床学和矿相学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生主要内容 : 通过野外现场教学, 使学生能够将课堂所学理论知识与实际地质现象结合起来, 熟悉并掌握岩石学和矿床学基本的野外工作方法, 增强学生解决实际问题的能力 以安徽大别山地区作为实习基地, 对其周围出露的沉积岩 火成岩 变质岩以及 Cu Fe 矿床进行实地考察, 使学生了解并掌握区域主要构造格架 出露地层 岩体和矿床的基本特征和相应的野外工作方法 通过对岩石类型的初步分类和定名, 进行岩相带 变质相系以及沉积环境的划分和恢复, 通过对矿石和脉石矿物鉴定及其结构 - 构造的观察, 对成矿机制和矿床成因进行初步推断 课号 :GE14202 课程名称 ( 中文 ): 地球化学进展课程名称 ( 英文 ):Advanced Geochemistry 245

49 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :GE03011 地球化学 GE03013 同位素地球化学适用对象和学科方向 : 地球化学专业本科生毕业班主要内容 : 采用专题讲座形式, 邀请本专业资深教授结合各自研究课题, 向学生介绍当前地球化学前沿研究领域的基本理论 研究方法和典型实例, 要求掌握元素和同位素示踪与地球动力学演化的基本原理和方法, 从而使学生有针对性地开展毕业论文的选题工作, 并为今后从事地球化学或其它相关领域工作和学习奠定坚实基础 课号 :GP03108 课程名称 ( 中文 ): 固体地球物理导论课程名称 ( 英文 ):Introduction of Physics of Solid Earth 学时 :40 学分 :2 开课学期 : 春预修课程 :MA01002 多变量微积分 PH01003 光学与原子物理 PH02101 理论力学适用对象和学科方向 : 非地球物理学专业的地球科学本科生 研究生主要内容 : 本课程主要讲授固体地球物理学研究的方法及主要内容, 讲解固体地球物理领域各分支学科的基本理论, 介绍当代地球物理学科的发展和主要成果, 旨在使非地球物理专业学生对固体地球物理学有一总体理解 本课程将涵盖固体地球物理学的主要研究领域 : 行星及地球 地球年龄 地球自转 地球重力及形状 地磁学 地热 地震学 地球内部物理学及地球动力学等学科的基本知识 基本理论 主要研究成果以及它们的应用等等 重点在于建立对地球整体系统的认识, 学习如何用数学 物理方法以及观测资料为基础建立地球模型, 并进而认识地球 246

50 物理学院 一 学院概况物理学院由物理系 近代物理系 光学与光学工程系 天文与应用物理系 中国科学院结构分析重点实验室 中国科学院量子信息重点实验室和中国科学院基础等离子体物理重点实验室等组成 现任院长为中国科学院院士杨国桢教授 著名数学家华罗庚 吴文俊教授, 著名物理学家赵忠尧 施汝为 钱临照 吴有训 严济慈教授等都曾在各系担任重要职务并执教多年 学院现有教授 136 名, 其中中科院院士 4 名, 奥地利科学院通讯院士 1 名, 博士生导师 92 名 近年来, 通过教育部 长江学者计划 中科院 百人计划 以及 国家杰出青年基金, 集聚了一大批知名学者和教授, 培养了一批年轻的学术带头人 学院还聘请了多位 两院 院士和外籍知名学者担任兼职教授, 并设有 华罗庚讲席 吴文俊 讲席 赵忠尧讲席 和 严济慈讲席 等大师讲席, 邀请国内外一流学者来院讲学, 始终站在国际科技发展的最前沿 学院拥有中国科学院结构分析重点实验室 中国科学院量子信息重点实验室以及十余个校级科研机构 承担国家 工程 985 工程和中科院 知识创新工程 的科研项目和基地建设项目 ; 还承担有两项国家大科学工程以及大量的国家级科研基金和技术攻关项目 同时, 学院与中科院各研究机构和国外著名大学 研究所开展紧密的合作研究并联合培养博士生和博士后 ; 与瑞士苏黎士高等工业学院成立了高能物理联合研究所, 参与世界最大的高能电子对撞机 世界能量最高的相对论重离子对撞机 丁肇中先生领导的阿尔法磁谱仪等研制工作, 天体物理中心还是国家天文中心以及第三世界科学院高级研究中心的重要组成部分 学院在各个研究方向上做出了一批在国际上有显示度 国内领先的科研成果 学院的物理学科为国家基础科学人才培养基地, 以及中国科学院博士生重点培养基地, 主要培养从事尖端科学 交叉科学的基础研究 应用研究和研制开发的高级人才 几十年的实践经验表明, 具有坚实数理基础的毕业生, 在理论与技术创新, 在通讯 电子 信息 材料等尖端技术领域的应用与开发, 以及在经济与金融领域, 都可以大显身手施展才华 学院重视基础理论教学, 坚持教学与科研 科学与技术 理论与实验相结合, 培养学生宽 厚 实的理论基础, 高 新 活的专业知识和实验技能, 注重全面素质和创新精神的培养 大批教学成果获得国家或省部级教学成果奖, 并在国内高校广泛应用 先进的实验仪器设备和计算机网络系统, 为学生从事科学实验 直接了解最新科技信息等教学和研究提供了良好的条件 每年, 学院约 80% 的本科毕业生进入国内外大学攻读研究生, 美国布朗大学数学系主任舒其望教授, 美国普林斯顿大学鄂维南教授, 美国麻省理工学院文小刚教授, 四次入选国际物理学十大进展 在量子通讯方面做出重大贡献的潘建伟教授等 30

51 都是理学院优秀毕业生的代表 学院本科生前期主要进行系统的基础理论教学和严格的实验技能训练 后期学生可根据自己的志趣和能力自主选择专业 学院现有 4 个一级学科, 含 14 个二级学科, 其中 8 个国家重点学科 2 个省级重点学科, 物理学科的重点学科数为全国高校之首 学院具有物理学一级学科博士授予权及天体物理博士授权点, 所有学科领域均建立有博士后流动站 近年来, 学院有 4 项成果 7 次获国家科技部年度基础科学研究十大新闻和中国高校科技十大进展, 居全国高校之首 此外, 理学院最近 5 年来科研工作多次获得国家级和省部级奖励 : 国家自然科学二等奖 1 项, 国家自然科学三等奖 1 项, 中科院自然科学一等奖 1 项, 中科院科技进步二等奖 2 项, 以及其它省部级奖 9 项 此外,2002 年龚昇教授获第五届华罗庚数学奖,2003 年郭光灿教授获香港 何梁何利 奖 学院每年发表的论文约 500 篇 其中被 SCI/EI 收录约 300 篇 年 3 年间, 中国科学技术大学在物理学最著名杂志 PRL 共发表 53 篇 物理类在高影响因子区发表论文的比例在全国高校中居领先地位 我国首批获得博士学位的 18 名博士中, 有 7 人是物理学院培养的 学院毕业生中已有 11 位当选为两院院士, 并有 6 位在世界数学大会上作 45 分钟报告, 名列国内高校之冠 物理理学院以培养既能从事基础研究又能从事高新技术开发应用的优秀人为目标, 重视基础理论教学, 坚持教学与科研 科学与技术 理论与实验相结合, 培养学生宽 厚 实的理论基础, 高 新 活的专业知识和实验技能, 注重全面素质和创新精神的培养 二 院系专业设置专业 专业方向 ( 包含的二级学科 ) 涉及的系 物理学 理论物理 粒子物理与原子核物理 原子分子物理 2,4 应用物理学 凝聚态物理 微电子学和固体电子学 物理电子学 2,4 等离子体物理 天文学 天体物理 22 光信息科学与技术 光学 光学工程 38 三 院长签字 31

52 物理学专业 一 培养目标培养学生具有坚实的数学基础 广博的物理学基本知识 系统扎实的物理学基础理论 基本实验方法和技能, 了解物理学发展的前沿和科学发展的总体趋势, 掌握必要的电子技术和计算机应用基础知识, 熟练掌握英语, 受到基础研究或应用基础研究的初步训练, 具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力 培养基础扎实 后劲足 适应能力和知识更新能力较强的高级人才 毕业后适宜继续攻读物理学及相关的高新技术学科 交叉学科等学科领域的研究生, 也可到科研 高等学校 产业部门等从事科研 教学 管理和高新技术研发工作 二 学制 授予学位及毕业基本要求 学制 : 四年 授予学位 : 理学学士 课程设置的分类及学分比例如下表 : 类 别 学 分 比 例 (%) 通 修 课 学科群基础课 专 业 课 任意选修课 毕业论文 合 计 三 修读课程要求要求修读的课程分为四个层次, 每个层次的课程设置及结构如下 : 1 通修课:(70 学分 ) 参照学校关于通修课的课程要求 其中物理类理论课程以本专业要求为准, 以下课程也作为本专业的通修要求 : 电子线路基础实验 (1 学分 ) 大学物理 现代技术实验 (1.5 学分 ) 大学物理- 研究性实验 (1.5 学分 ); 2 学科群基础课:(63-66 学分 ) MA02*( 数学类课程 ):(11 学分 ) 32

53 复变函数 (A)(3 学分 ) 数理方程(A)(3 学分 ) 计算方法(B)(2 学分 ) 概率论与数理统计 (3 学分 ); ES72*( 电子类课程 ):(7 学分 ) 电子技术基础 (1)(2 学分 ) 电子技术基础(2)(2 学分 ) 电子技术基础(3)(3 学分 ); PH02*( 物理类课程 ):(45-48 学分 ) 物理讲坛 (2 学分 ) 力学( 甲型 )(4 学分 ) 热学(3 学分 ) 电磁学(4 学分 ) 理论力学 (4 学分 ) 光学(4 学分 ) 原子物理(4 学分 ) 电动力学(4 学分 ) 量子力学 A(6 学分 ) 和量子力学 B(4 学分 )( 二选一 ) 计算物理 A( 核科学类 )(3 学分 ) 和计算物理 B( 非核科学类 )(3 学分 )( 二选一 ) 热力学与统计物理(4 学分 ) 固体物理学 A(4 学分 ) 和固体物理学 B(3 学分 )( 二选一 ) 物理学专业基础实验(2 学分 ); 3 专业课:( 选 15 学分 ) 理论物理方向 :PH03*( 物理类课程 )( 选 15 学分 ) 高等量子力学 ( 必修 )(4 学分 ) 广义相对论(3 学分 ) 物理学中的群论(4 学分 ) 量子场论 (I)(4 学分 ) 原子分子物理(4 学分 ) 近代数学物理方法(3 学分 ) 原子核理论 (4 学分 ) 非线性物理(4 学分 ) 高等统计物理(4 学分 ) 多体量子理论(4 学分 ) 等离子体物理导论 (2 学分 ) 数据结构与数据库(3.5 学分 ); 粒子物理与原子核物理方向 :PH03*( 物理类课程 ):( 选 15 学分 ) 原子核物理 ( 必修 )(4 学分 ) 粒子探测技术(4 学分 ) 核与粒子物理导论(4 学分 ) 高等量子力学 (4 学分 ) 核技术应用(4 学分 ) 核物理实验方法(4 学分 ) 等离子体物理导论 (2 学分 ) 数据结构与数据库(3.5 学分 ); 原子分子物理方向 :PH03*( 物理类课程 ):( 选 15 学分 ) 现代原子分子导论 ( 必修 )(3 学分 ) 原子分子物理实验方法(3 学分 ) 粒子探测技术 (4 学分 ) 广义相对论(3 学分 ) 物理学中的群论(4 学分 ) 高等量子力学(4 学分 ) 近代数学物理方法 (3 学分 ) 量子场论(I)(4 学分 ) 非线性物理(4 学分 ) 高等统计 (4 学分 ) 多体量子理论(4 学分 ) 等离子体物理导论(2 学分 ) 数据结构与数据库(3.5 学分 ); 本专业主要课程 : 高等数学 力学 热学 电磁学 光学 原子物理 理论物理 电子线路 信息技术 固体物理学等 33

54 四 主要课程关系结构图 物理学专业基础和专业课程相互关系结构图 计算机文化基础 C 语言程序设计 电子技术基础 (1) 电子技术基础 (2) 电子技术基础 (3 ) 数据结构与数据 电子线路 等离子体物理导 基础实验 单变量微积分 多变量微积分线性代数 数理方程复变函数 概率论与数理统计统计 计算方法 热力学与统计物理固体物理 广义相对论 B 原子核理论 力学物理讲坛 热学电磁学 理论力学光学 原子物理电动力学 量子力学计算物理 高等量子力学核与粒子物理导论 原子核物理粒子探测技术 现代原子 分子导论 多体量子理论 大学物理基础实验 大学物理综合实验 大学物理现代技术实验 大学物理研究性实验 物理学专业基础实验 物理学专业实验 说明 : 灰色部分为选修课程 34

55 五 指导性学习计划表 物理专业四年制指导性学习计划 一年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PS01001 无 形势与政策讲座 1 PS 马克思主义基本原理 60 3 PS 中国近代史纲要 40 2 FL 综合英语二级 80 4 PS 思想道德修养与法律基础 60 3 PE012** 103B01 基础体育选项 40 1 FL 综合英语一级 40 4 PH 大学物理 - 基础实验 PE011** 103A01 基础体育 40 1 MA 多变量微积分 CS 计算机文化基础 10/20 1 MA 线性代数 80 4 CS C 语言程序设计 40/ PH 电磁学 80 4 MA 单变量微积分 PH 热学 60 3 PH 力学 ( 甲型 ) 80 4 PH 物理讲坛 40 2 PH 物理讲坛 40 2 文化素质类课程 小计 ( 10 ) 门课 25.5 小计 ( 8+* ) 门课 26.5 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 军事理论 1 PE013** 103D01 体育选项 (2) 40 1 PS 重要思想概论 80/80 6 PH 大学物理 - 现代技术实验 FL 综合英语三级 80 4 MA 概率论与数理统计 60 3 Ph 大学物理 - 综合实验 ES 电子技术基础 (2) 40 2 PE013** 103C01 体育选项 (1) 40 1 PH 原子物理 80 4 ES 电子技术基础 (1) 40 2 PH 电动力学

56 二年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 MA 复变函数 (A) 60 3 MA 数理方程 (A) 60 3 PH 光学 80 4 PH 理论力学 80 4 文化素质类课程 文化素质类 小计 ( 10+* ) 门课 25.5 小计 ( 7+1* ) 门课 18.5 三年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 PH 量子力学 A(2 选 1) PH 热力学与统计物理 80 4 PH 量子力学 B(2 选 1) 80 4 PH 固体物理 A(2 选 1) 80 4 PH 大学物理 - 研究性实验 PH 固体物理 B(2 选 1) 60 3 ES 电子技术基础 (3) 60 3 PH 物理学专业基础实验 80 2 IN 电子线路基础实验 40 1 PH 高等量子力学 80 4 PH 计算物理 A(2 选 1) 60 3 PH 现代原子分子导论 60 3 PH 计算物理 B(2 选 1) 60 3 PH 核与粒子物理导论 80 4 MA 计算方法 (B) 40 2 文化素质类课程 文化素质类课程 任意选修课 任意选修课 小计 ( 6+* ) 门课 14.5 小计 ( 3+* ) 门课 9 36

57 四年级 秋 春 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 新课号 老课号 课程名称 学时 学分 CS 数据结构与数据库 60/ 毕业论文 8 PH 等离子体物理导论 40 2 PH 广义相对论 60 3 PH 物理学中的群论 80 4 PH 量子场论 (I) 80 4 PH 粒子探测技术 80 4 PH 原子核物理 80 4 PH 原子分子物理实验方法 60 3 PH 原子分子物理 80 4 PH 近代数学物理方法 60 3 PH 原子核理论 80 4 PH 非线性物理 80 4 PH 高等统计物理 80 4 PH 多体量子理论 80 4 PH 核技术应用 80 4 PH 核物理实验方法 80 4 任意选修课 小计 (* ) 门课小计 ( 1* ) 门课 8 注 :1. 灰色部分为专业选修课程, 至少选满 15 学分 2. 物理讲坛 参加 10 次记 2 个学分 3. 任意选修课 ( 非文化素质类课程 ) 从第五学期开始选修, 要求学分为 8 37

58 六 课程简介理论物理方向课号 :PH13001 课程名称 ( 中文 ): 广义相对论课程名称 ( 英文 ):General Relativity 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 秋预修课程 :PH02102 电动力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 该课程主要讲述广义相对论的原理与应用 内容主要包括三个部分 : 第一部分为绪论 扼要介绍广义相对论的三个来源 非欧几何 ( 包括仿射联络, 协变微商, 曲率张量, Christoffel 联络等 ) 牛顿引力理论和相对性原理的历史 第二部分是核心部分, 着重讲述广义相对论的基本原理和应用, 如引力场方程的推导, 引力波辐射,Scwarzschild 解, 球地称引力场中粒子运动, 光线偏折, 近日点的进动, 雷达回波延迟以及引力辐射等 第三个部分介绍广义相对论中的黑洞理论等 课号 :PH14201 课程名称 ( 中文 ): 物理学中的群论课程名称 ( 英文 ):Group Theory in Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :MA01514 线性代数 PH02103/PH02104 量子力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 群论本身是一门漂亮的数学理论, 也是近代物理的一个重要数学工具 它通过对对称性的描述和运算, 建立起一个严整的逻辑体系, 其方法具有明快简洁和整体性的特点 利用它可以大大深化对现有物理规律的理解, 探讨和发现新的物理规律, 建立理论体系, 预言新的物理, 解决实际物理问题 群论是物理学工作者, 特别是从事偏理论工作的科学工作者的一门必备基础 主要讲授 : 抽象群概论 ( 群, 类, 子群, 陪集, 拉格朗日定理, 不变子群, 商群, 同构, 同态 ) 群表示论 ( 群表示, 等价, 约化, 不等价不可约表示, 完备表示, 正交定理, 勃恩赛特定理, 特征标 ) 李群和李代数 ( 连续群, 李群, 李群的整体性质, 李群三定理, 无穷小算符, 李群的表示和无穷小算符的表示, 李代数, 理想, 卡当子代数, 半单李代数标准基, 卡西米算符, 根的性质, 李代数的几何表示, 李代数的分类 ) 置换群表示 ( 置换群的不可约表示, 群代数及其表示, 杨图定理, 置换群不可约表示的阶 ) 转动群表示 ( 欧拉角,SO(3) 的不可约表示, 转动群的不可约表示,D 函数, 球谐函数, 基础表示, 乘积表示及其约化, 克莱布施 - 戈登系数, 不可约张量算符, 维格纳 - 爱卡特定理, 动力学对称 ) 罗仑兹群表示 ( 罗仑兹群无穷小算符, 正罗仑兹群的不可约表示, 乘积表示及其分解, 旋量, 张量, 全罗仑兹群表示, 狄拉克方程 ) 课号 :PH04101 课程名称 ( 中文 ): 高等量子力学课程名称 ( 英文 ):Advanced Quantum Mechanics 38

59 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :PH02103/PH02104 量子力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程是量子力学课程的进一步深化 提高和发展 它从量子力学的基本原理和形式体系出发, 结合量子力学中现代的理论及应用课题, 讲授 Dirac 符号法 Green 函数及传播子方法 路径积分 密度算符 二次量子化理论, 对称性理论与角动量 形式散射理论和相对论量子力学等 并把量子力学中的相位和近似方法作为选读内容 同时根据教学进度与教学对象, 有选择地简介如下一至三个专题 : 量子统计基础 约束系统量子力学 辐射场量子化 原子与分子量子力学 凝聚态量子力学 量子信息 量子测量 计算量子力学等 课号 :PH14202 课程名称 ( 中文 ): 量子场论 (I) 课程名称 ( 英文 ):Quantum Field Theory 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :PH02103/PH02104 量子力学 PH02102 电动力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程以狭义相对论和量子力学为基础, 介绍粒子物理学的基本动力学规律, 以及基本方程的求解方法, 为学生进行理论物理学研究及学习后续课程打下坚实的基础 主要讲授内容为 : 自由场量子化理论, 包括 : 标量场 旋量场 矢量场的量子化 ; 相互作用的引入及有相互作用时的场方程 ; 用微扰方法求解场方程, 以及其应用 ; 重正化理论及其应用 ; Heisenberg 场理论及公理化场论 ; 泛函微分与泛函积分方法的应用 课号 :PH13302 课程名称 ( 中文 ): 近代数学物理方法课程名称 ( 英文 ):Modern Methods of Mathematical Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :MA02002 数学分析 (3) MA01514 线性代数 PH14201 物理学中的群论适用对象和学科方向 : 理论物理学主要内容 : 本课程是理论物理专业的一门重要的基础课程, 主要的目的在于介绍有用的先进数学工具以及几何学与物理学的联系, 而不是在于严格精确地阐明数学理论 通过本课程的学习, 使学生掌握微分几何 流形上的积分以及纤维丛的基本概念和理论, 了解其在电动力学 热力学以及牛顿力学中的应用, 通过对熟悉的概念的新的数学表述使学生对所讨论的物理问题有一个更深刻的理解, 特别是为以后进一步学习相对论和规范场论准备必要的数学基础 主要讲授 : 基础拓扑学 拓扑流形 微分流形 微分流形的切结构 微分形式与流形上的积分理论 De Rham 上同调理论 李群及李代数 纤维丛及纤维丛上的联络等 课号 :PH14204 课程名称 ( 中文 ): 非线性物理 39

60 课程名称 ( 英文 ):Introduction to Nonlinear Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :PH02101 理论力学 PH02105 热力学与统计物理 MA02501 数理方程 (A) MA02009 概率论 MA02503 计算方法 (B) 适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 第一部分 : 非线性动力学的基本概念和方法非线性振动理论 分岔和奇怪吸引子 通向混沌的道路 可积系统与不可积系统 分形的维数与奇异性谱 R/S 分析 分形布朗运动 孤立波与孤立子 时间序列的非线性分析方法及其应用 第二部分 : 交通流复杂系统格气与元胞自动机模型 高速公路交通流及城市交通流模型 交通流的高速微观并行模拟, 交通流中的自组织临界性与相变行为 第三部分 : 复杂网络 自适应复杂系统与经济物理学金融数据的统计性质, 自适应复杂系统, 金融物理的争当少数者博弈模型及其发展复杂网络的基本概念与统计力学研究, 无标度网络与小世界网络 加权网络与演化网络, 基于网络结构的复杂适应系统, 具有进化机制的金融物理模型 社会人群姓氏分布及其动力学模型 课号 :PH14205 课程名称 ( 中文 ): 高等统计物理课程名称 ( 英文 ):Advanced Statistical Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春或秋预修课程 : 分析力学 PH02103/PH02104 量子力学 PH02105 热力学与统计物理适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 热力学 : 热力学定律, 相变的热力学, 热力学应用 概率论基础与分子运动论 : 初等概率论与极限定理, 主方程的推导及其解, 随机动力学与布朗运动, 统计力学基础, 分子动力论问题, 不可积哈密顿系统动力学,KAM 定理, 各态历经问题 平衡统计力学 : 经典统计力学, 正则系综与巨正则系综, 量子统计力学, 配分函数的一般性质, 费米系统, 玻色系统, 稀薄气体的平衡态, 超流体, 近似方法, 伊辛模型, 昂色格解, 临界现象, 朗道处理, 有序 - 无序相变, 重正化群, 相互作用流体 非平衡统计力学 : 近平衡的流体力学过程, 输运理论, 非平衡相变, 非平衡系综 复杂适应系统与复杂网络的统计力学 课号 :PH24214 课程名称 ( 中文 ): 原子核理论课程名称 ( 英文 ):Nuclear Theory 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :PH02103/PH02104 量子力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 原子核理论是物质结构研究的一个重要层次, 是物理学专业学生应该掌握的必要知识 本课 40

61 程是物理专业本科生的基础理论课程, 主要内容包括 : 核力问题, 核结构, 核反应, 核衰变等的基本知识和基本理论以及原子核物理的一些新进展等 课号 :PH13305 课程名称 ( 中文 ): 多体量子理论课程名称 ( 英文 ):Quantum Many Particle Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春或秋预修课程 :PH02204/PH02205 固体物理 PH14205 高等统计物理 PH04101 高等量子力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 量子多体理论是研究相互作用多粒子体系物理性质的量子理论, 它的内容十分丰富 本课程主要讲授多体量子理论中的主要理论和方法, 包括 : 第一部分 : 常见的多粒子体系及其元激发 :( 包括 : 谐振子与声子 ; 二次量子化 ; 电 - 声相互作用系统 ; 自旋相互作用系统 ; 电磁相互作用系统 ; 对分布函数 ) 第二部分: 零温 Green 函数 :( 相互作用表象 ;S 矩阵 ; Green 函数 ;Wick 定理 ;Feynman 图 ; 真空极化 ;Dyson 方程 ;Feynman 图规则 ; 环路 Green 函数 ; 光子 Green 函数 ) 第三部分: 有限温度 Green 函数 :(Matsubara Green 函数 ; 推迟 Green 函数和超前 Green 函数 ;Dyson 方程 ; 频率求和方法 ; 集体展开 ; 实时 Green 函数 ; Wigner 分布函数 ;Kubo 公式 ) 粒子物理与原子核物理方向课号 :PH24211 课程名称 ( 中文 ): 粒子探测技术课程名称 ( 英文 ):Technique of Particle Detection 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :PH02005 原子物理 IN02008 模拟与数字电路适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程以核物理与粒子物理实验为背景, 介绍各种微观粒子探测器的基本结构 工作原理 主要特性 种类和应用 要求学生掌握粒子与物质相互作用的基本规律, 各种粒子被探测的基本原理 基本方法和关键技术, 根据实验要求, 会选择粒子探测器, 确定采用的探测技术, 设计安排实验, 并给出实验原理方框图 主要讲授 : 核物理与粒子物理实验和各种探测器的基本概念和基础知识, 包括 : 微观粒子的性质和它们的探测原理, 粒子探测器的统计性质和试验数据处理知识 以及各种探测器 : 气体探测器 半导体探测器 闪烁探测器 契伦柯夫探测器 气体多丝室 各种径迹探测器 粒子探测系统 各种磁谱仪 ( 高能磁谱仪和重离子磁谱仪 ) 等 课号 :PH24212 课程名称 ( 中文 ): 核与粒子物理导论课程名称 ( 英文 ):Introduction to Nuclear and Particle Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋 41

62 预修课程 :PH02005 原子物理 PH02103/PH02104 量子力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程作为近代物理的基础 重点介绍实验观测到的核与粒子的基本特性, 它们之间相互作用的基本规律 ; 运用量子力学和部分量子场论 (I) 的基本概念, 从基本对称性原理出发来把握核与粒子相互作用过程应服从的守恒定律 ; 讲解对称性破缺一些典型的物理过程 在核子的层次上讲解原子核的结构, 在部分子的层次上讲解强子的结构 使学生对当今人类探索物质结构的前沿有较好的认识 讲授内容有 :1 粒子碰撞运动学 ;2 核与粒子的基本特性 ;3 核与粒子的非点结构 ;4 对称性与守恒定律 ;5 强子结构的夸克模型 ;6 粒子及其相互作用 ;7 原子核结构模型 ;8 原子核衰变和原子核反应 ;9 亚原子物理和宇宙学 课号 :PH13306 课程名称 ( 中文 ): 原子核物理课程名称 ( 英文 ):Nuclear Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :PH24212 核与粒子物理导论适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 原子核物理 是研究原子核转化 ( 以衰变和反应 ), 结构和支配它们的作用机制及其规律的课程 是重要的基础课程之一, 又有广泛应用性, 但由于两条难点 ; 和原子物理比出现了宏观经典不存在的弱作用和强作用, 强作用又是最复杂多样的 ; 和粒子物理比, 它是多体问题 ) 内容繁杂, 较难掌握 课程内容着重以下几方面 1 考虑到两条难点, 故以原子核态的性质为主线, 力使繁杂的课程内容有条理, 使学生初步了解上述难点的物理内涵及其处理思路, 了解核物理领域是如何在实验和理论的紧密结合不断推动下, 达到当前的较为深入的认识水平 ;2 介绍核物理中的前沿内容, 介绍核物理的交叉科学和应用学科 ;3 通过和诸多前期微观物理实验和理论课程的联系, 帮助学生建立清晰的微观物理基本概念和图象 ;4 不仅传授知识, 而且重点讲授历史的认知过程, 以提高学生的物理素质 讲授内容具体包括 :1 原子核态性质;2 放射性衰变规律及其应用;3 原子核结构模型 ;4 γ 跃迁 ;5 β 衰变 ;6 α 衰变, 裂变和其他强子衰变 ;7 核反应;8 核力; 9 原子核物理与武器, 能源, 宇宙和天体 课号 :PH13307 课程名称 ( 中文 ): 核技术应用课程名称 ( 英文 ):Nuclear Technique Applications 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 春预修课程 :PH24212 核与粒子物理导论 PH24211 粒子探测技术适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程帮助攻读核物理及应用物理的本科大学生, 系统了解核技术在社会 经济和科学研究领域中应用和形成的交叉学科 主要讲授 :1) 核分析技术及其应用 : 带电粒子弹性散射和反冲分析, 沟道效应分析, 瞬发核反应分析, 正电子湮没分析, 活化分析,X 射线荧光分析, 穆斯堡尔效应分析, 加速 42

63 器质谱分析, 同步辐射分析 2) 工业核测量 : 标记式测量, 电离式测量, 散射式仪表, 透射式仪表, 源激发 X 荧光仪 3) 核医学技术 : 功能仪及扫描仪,γ 相机, 单光子发射 CT(SPECT), 正电子断层扫描 PET, 同位素治疗和放射治疗, 体外分析 3) 射线影像技术 : 医学 XCT, 工业 XCT, 磁共振成像 MRI 4) 辐射加工 : 辐射物理加工, 辐射化学加工, 辐射消毒和辐射杀菌, 辐射环境治理 5) 核能源 : 裂变能源, 聚变能源进展, 同位素能源及应用 课号 :PH13308 课程名称 ( 中文 ): 核物理实验方法课程名称 ( 英文 ):Experiment Method of Nuclear Physics 学时 :80 学分 :4 开课学期 : 秋预修课程 :PH24211 粒子探测技术适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程主要介绍核与粒子物理基本物理量的测量的基本原理和实验方法, 以及这些方法的综合应用 主要讲授 : 束流的获得和输运 ( 粒子束的产生 束流的传输 加速器的种类等 ), 符合测量的基本原理和主要参量及定时的方法,β 放射性活度的绝对测量 ( 小立体角和 4π β -γ 符合法等 ), 带电粒子的能量和动量测量 ( 磁谱仪和高能量能器等 ),γ 射线能量测量 (NaI 探测器 低能 X 射线测量 高分辨 γ 谱仪等 ), 中子能量通量测量 ( 飞行时间谱仪 核反冲法 核反应法等 ), 质量和电荷测量 粒子鉴别 ( 飞行时间谱仪 切论科夫谱仪 磁谱仪等 ), 寿命测量 ( 延迟符合测核能级寿命 电子学方法测粒子寿命等 ), 截面测量 ( 微分截面和总截面的测量 对撞机上的截面测量 ), 自旋磁矩和极化测量 ( 激发态原子核自旋和磁矩的测量 粒子的自旋和磁矩的测量 极化测量的基本原理等 ) 原子分子物理方向课号 :PH13005 课程名称 ( 中文 ): 现代原子分子导论课程名称 ( 英文 ):Introduction to Modern Atomic and Molecular Physics 学时 :60 学分 :3 开课学期 : 春或秋预修课程 : 近代物理学 PH02103/PH02104 量子力学适用对象和学科方向 : 物理学主要内容 : 本课程主要介绍原子分子物理学的基本内容 : 结构 谱学和碰撞, 内容包括原子结构与原子谱学 分子结构与分子谱学 原子碰撞基础以及原子分子物理的若干应用等四部分 主要讲授 : 单电子原子结构 ( 单电子原子的薛定谔方程, 能级与波函数 ) 单电子原子光谱 单电子原子与电磁辐射的相互作用 ( 带电粒子与电磁场的相互作用, 跃迁几率, 偶极近似, 爱因斯坦系数, 选择定则, 单电子原子光谱, 谱线强度, 激发态寿命, 线形和线宽 ) 单电子原子与电场和磁场的相互作用 ( 氢原子的精细结构 Zeeman 效应 Stark 效应,Lamb 移位, 超精细结构 ) 多电子原子结构( 有心力场近似, 元素周期率, 自洽场和 Hartree-Fock 方法, 有心力场近似的修正 LS 耦合和 jj 耦合 ) 多电子原子光谱( 选择定则, 碱金属原子光谱, 氦和碱土金属原子光谱, 惰性气体原子和卤素原子光谱, 部分复杂原子光谱, 外场中的原子 ) 双原子分子结构(Born-Oppenhemier 近似, 分子电子能级, 分子状态, 选择定 43