墨尔本大学Mathematical Physics包含哪些课程？

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  课程顾问-小管家 2024-03-22 15:51:17

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  墨尔本大学的Mathematical Physics专业将数学和物理学相结合，旨在为学生提供了解物理世界所需的工具，并介绍高级数学理论。以下是对墨尔本大学Mathematical Physics课程的详细分析。

  一、Mathematical Physics课程要求

  学生将深入了解物理世界，培养数学建模、解决问题和批判性思维的能力。

  - 第一和第二学年，你将完成主修专业的先修科目，包括数学和物理科目。

  - 第三学年，你将学习50个学分（四门科目）的数学物理高级课程。

  整个学位期间，除了主修科目和先修课程外，你还将选修理科选修科目和广度（非理科）科目。

  

  二、Mathematical Physics课程设置

  1. 核心课程

  • 量子物理

  本课程涵盖的主题包括：量子力学的基本原理（概率解释；薛定谔方程；赫米特算子、特征状态和观测值；对称性、非对称性和泡利排除原理；纠缠）；波包、傅立叶变换和动量空间；特征值谱和德尔塔函数归一化；海森堡不确定性原理；自旋矩阵理论；希尔伯特空间或使用狄拉克括号符号的状态矢量形成；谐振子；角动量的量化和中心力问题等。

  • 复分析

  本课程涵盖的主题包括：复平面拓扑；复序列和复数列的收敛；全态函数、Cauchy-Riemann方程、谐函数及其应用；等值线积分和Cauchy积分定理；奇异性、劳伦数列、残差定理、使用等值线积分求积分、保形映射；以及伽马函数的各个方面。

  2. 选修课程

  - 选修 A

  • 统计物理学

  本课程涵盖的主题包括：集合和基本公设；热力学第二和第三定律的统计基础；典型集合、微观典型集合和大型典型集合以及相关的统计和热力学函数；理想量子气体；黑体辐射等。

  • 电动力学

  本课程涵盖的主题包括：麦克斯韦方程的回顾、解决静态和时变场边界值问题的策略、材料中的电磁场（包括电介质、磁性材料、导体、等离子体和超材料）、电磁波、从麦克斯韦方程推导几何光学、导波、相对论电动力学和电动力学的协变公式、天线辐射和加速带电粒子。

  - 选修 B

  • 公元和希尔伯特空间

  本课程涵盖的主题包括：度量和规范空间、序列极限、开集和闭集、连续性、拓扑性质、紧凑性、连通性；考奇序列、完备性、收缩映射定理；希尔伯特空间、正态系统、有界线性算子和函数、应用。

  • 数学物理方法

  本课程涵盖的主题包括：高级微分方程（贝塞尔函数、勒让德多项式、球谐波和应用，如极坐标/球坐标中的拉普拉斯/薛定谔方程）；高级向量微积分（微分形式、积分、斯托克斯定理和应用，如麦克斯韦方程、电荷守恒和狄拉克单极）；希尔伯特空间（L2空间、有界和无界算子、可归一化和不可归一化特征函数、分布以及量子理论的应用）；群论（李群和代数、表示和应用，如量子自旋和粒子物理学）。

  三、Mathematical Physics学习建议

  1. 加强数学基础：Mathematical Physics专业对数学的要求非常高，因此在入学前建议学生加强数学基础。特别是微积分、线性代数和微分方程等知识，对于后续的学习非常重要。

  2. 熟悉物理原理：作为数学物理学的交叉学科，Mathematical Physics专业需要学生对物理原理有一定的了解。提前学习和掌握一些基本的物理知识，如经典力学、电磁学和量子力学，将有助于你在专业学习中更加容易上手。

  3. 培养编程能力：数学物理学领域通常需要进行数值计算和模拟实验，因此具备一定的编程能力是必要的。提前学习编程语言，如Python或Matlab，将为你今后的学习和研究提供很大的帮助。

  总结起来，墨尔本大学Mathematical Physics专业包含了数学物理学中的基础知识和前沿研究课程。如果你在学习该专业的过程中需要一对一的辅导帮助，可以直接和考而思教育的课程顾问进行沟通，顾问老师会根据你的具体学习需求，为你安排有针对性的墨尔本大学课程辅导，帮助你解决课业难题，从而更好地进行学习。

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