近年来，随着实验技术的发展，对结合腔量子电动力学与冷原子的耦合体系的研究取得了很大的进展。与自由空间相比，在远共振的强耦合色散区，腔场产生的光学势动力学依赖于原子的密度分布，而需要与原子波函数来自洽决定。一般来说，腔势会在原子间诱导出一个有效的非局域的相互作用。这种非线性的耦合会带来许多有趣的物理现象，并提供了一个研究量子多体物理的新途径。在过去的几年里，实验上已经成功的利用玻色爱因斯坦凝聚体与一个高精细的腔耦合实现了腔光力学模型和Dicke模型及其超辐射转变的冷原子的类比。由于这种原子腔体系具有良好的操控性，同时实验上也能很方便的对腔场的各种动力学量进行高精度的测量，可以预见到，它将在理论和实验上得到更加广泛的关注和应用。　　 本文中，作者将从单模单原子腔量子电动力学的基本理论出发，利用二次量子化的方案推广到多原子情形，得到一个工作在远共振的强耦合色散区的有效的多体哈密顿量，并针对玻色子和费米子体系进行具体的研究。在第一章中，简单介绍腔量子电动力学及其基本模型-Jaynes-Cummings模型的基本知识和强耦合区的基本物理。在这个基础之上，在第二章中，利用场量子化的语言，推导出一个描述腔与多体冷原子体系的有效哈密顿量，然后结合已有的实验和理论导出具体的有效模型并简单讨论之。从第三章开始，首先考虑一个一维相互作用玻色气体与腔耦合的体系，在小光子数极限下，利用玻色化的方法，推导出一个有效的腔光力学模型，并分析其动力学和稳态的行为以及在量子相和相变测量上的应用；然后在第四章中，考虑了一个简并的格点费米气体与腔耦合的体系，推导出一个有效的自旋模型，并分析了可能的双稳动力学和稳态的密度波转变。