6.728包括基本量子力學及統計物理的概念。此課程介紹應用量子物理,強調量子力學的實驗基礎。這些概念包括:應用於自由粒子的薛丁格方程式、穿遂效應、諧振子、氫原子、變分法、費米─狄拉克(譯註一)、波司─愛因斯坦(譯註二)、波茲曼分佈函數(譯註三)、簡單金屬模型、半導體以及包括電子顯微鏡、穿透式掃瞄電子顯微鏡、熱射極、原子力顯微鏡等的元件。
6.728 covers concepts in elementary quantum mechanics and statistical physics. The course introduces applied quantum physics and emphasizes an experimental basis for quantum mechanics. Concepts covered include: Schrodinger's equation applied to the free particle, tunneling, the harmonic oscillator, and hydrogen atom, variational methods, Fermi-Dirac, Bose-Einstein, and Boltzmann distribution functions, and simple models for metals, semiconductors, and devices such as electron microscopes, scanning tunneling microscope, thermonic emitters, atomic force microscope, and others.
譯註一:
適用於費米粒子(Fermi particles)的分佈函數。其中費米粒子指的是粒子全同且不可區分、自旋量子數為半整數、波函數為反對稱者。(如電子)
費米粒子的分佈函數為:

上式表示在絕對溫度時,費米粒子處於能態的數目或機率。
譯註二:
適用於波司粒子(Boson particles)的分佈函數。其中波司粒子指的是粒子全同且不可區分、自旋量子數為零或整數、波函數為對稱者。(如光子、聲子)。
波司粒子的分佈函數為:

上式表示在絕對溫度時,波司粒子處於能態的數目或機率。
譯註三:
適用於古典粒子(Classical particles)的分佈函數。其中古典粒子指的是粒子可區分者。(如氣體分子)。
古典粒子的分佈函數為:

其中 A 為常數, T 為絕對溫度,n為粒子數目或分佈機率。
對以上三種分佈函數作圖,我們得到:

當ε << KT時,古典粒子分佈介於波司分佈與費米分佈之間。當ε >> KT時,波司分佈與費米分佈趨近於波茲曼分佈。