中科院物理科学学院理论物理与原子与分子物理考博初试主要考察考生在专业领域的知识储备、研究能力及科学素养,考试内容涵盖基础理论、前沿进展与跨学科应用。理论物理方向重点考察量子场论、统计物理、凝聚态理论、微分几何与拓扑物理等核心内容,要求考生掌握路径积分、重整化群、拓扑序等关键概念,并结合具体模型(如弦理论、拓扑绝缘体)进行推导与讨论。原子与分子物理方向则聚焦原子结构理论(如氢原子精细结构、多体原子能级)、分子振动与转动光谱、原子碰撞动力学、激光与原子/分子相互作用等,需熟练运用微扰论、变分法、蒙特卡洛模拟等计算工具解决复杂问题。
参考书目方面,理论物理方向以张永德《量子力学》(含非相对论与相对论部分)、周世勋《量子力学教程》、李约瑟《统计物理教程》为基础,辅以杨福家的《量子力学》与Weinberg《The Quantum Theory of Fields》中关联性章节。原子与分子物理方向推荐吴学周《原子光谱学》、陈洪渊《原子物理教程》、Cohen-Tannoudji《Quantum Mechanics》中原子部分,以及Dalgarno与Rosenbluth的碰撞理论论文。近年真题显示,约40%考题涉及经典教材中易错概念辨析(如路径积分与波函数展开的区别),30%侧重结合近年顶刊论文(如《Nature Physics》《Physical Review Letters》)的专题研究,剩余部分考察跨学科综合应用(如拓扑绝缘体与量子计算关联)。
备考策略需分三阶段实施:第一阶段(1-3个月)完成教材精读与公式推导,建立知识树状图,重点攻克微扰论(特别是二级微扰能量计算)、哈密顿量对易关系(如角动量与自旋耦合)、Slater行列式构建等高频考点。第二阶段(4-6个月)进行专题突破,针对场论中的对称性破缺与规范不变性、原子物理中的Feshbach共振理论等前沿领域,结合MIT OCW公开课与《Physics Reports》综述论文深化理解,每日完成2道计算题(如Bose-Einstein凝聚态温度推导)与1篇文献精读。第三阶段(7-9个月)真题模拟与弱点攻坚,近五年真题显示,约65%题目涉及非对称性时空背景下的场论计算(如AdS/CFT对应)或超冷原子体系中玻色-爱因斯坦凝聚动力学,需针对性训练。最后阶段(10-12个月)强化面试准备,重点梳理个人研究计划中的理论框架创新点(如拓扑量子计算中的 Majorana 粒子束缚态设计),并模拟学术答辩场景。
考试形式包含闭卷笔试(3小时)与面试(30分钟),笔试部分分为理论物理(60分)与原子与分子物理(60分)两套试卷,要求在120分钟内完成20道选择题(含多选,每题3分)与5道计算题(含1道证明题,总分75分)。近年出现典型考题如:试推导二维电子气中Landau能级的朗道直径与磁场强度的关系(理论物理,15分),或设计实验方案测量氦原子基态超精细结构常数(原子物理,20分)。面试环节侧重考察学术潜力,常问及报考动机与研究方向可行性(如“拓扑量子计算中的自旋液体模型如何突破马约拉纳费米子实验瓶颈”),需准备3分钟英文陈述(中英双语能力为加分项)。
特别需要注意的是,2023年新增交叉学科考核模块(20分),涉及理论物理与凝聚态实验的关联(如超导BCS理论在高温超导中的失效机制),以及原子物理与量子信息技术的结合(如原子钟在引力波探测中的应用)。建议考生关注《Physical Review》《中国科学:物理》等期刊的年度综述,并参与暑期学校(如中科院理论物理所“量子信息与量子计算”暑期班)积累科研经验。最后提醒考生注意时间分配,理论物理计算题建议单题不超过25分钟,原子物理实验设计题需突出创新性与可操作性,避免陷入复杂公式推导而失分。