Mechanika kwantowa
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1100-3001 |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.203
|
Nazwa przedmiotu: | Mechanika kwantowa |
Jednostka: | Wydział Fizyki |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Założenia (opisowo): | Znajomość mechaniki klasycznej, liczb zespolonych, rachunku różniczkowego i całkowego, algebry macierzy. |
Tryb prowadzenia: | w sali |
Skrócony opis: |
Celem wykładu jest zapoznanie słuchaczy z matematycznym formalizmem i zastosowaniami nierelatywistycznej mechaniki kwantowej do opisu mikroświata. |
Pełny opis: |
Celem wykładu jest wprowadzienie słuchaczy w fascynujący świat obiektów opisywanych prawami nierelatywistycznej mechaniki kwantowej. Uwaga będzie skupiona na kształtowaniu "intuicji kwantowej" słuchaczy poprzez zastosowania teorii do opisu zjawisk w świecie atomów, cząsteczek i jąder atomowych. Program: 1. Funkcja falowa i równanie Schrödingera. Liniowość równania Schrödingera i jej konsekwencje. 2. Postulaty mechaniki kwantowej. Obserwable kwantowe. Zasada nieoznaczoności. 3. Klasyfikacja rozwiązań równania Schrödingera: stany cząstki swobodnej, stany cząstki związanej w studni potencjału, stany rozproszeniowe, rozwiązania pasmowe w układach periodycznych. 4. Oscylator harmoniczny. Operatory kreacji i anihilacji. 5. Kwantowa teoria momentu pędu. Spin. Elementy teorii składania momentów pędu. 6. Ruch w polu sił centralnych. Atomu wodoru. 7. Ruch cząstki naładowanej w polu elektromagnetycznym. 8. Metody przybliżonego rozwiązywania równania Schrödingera: stacjonarny rachunek zaburzeń, metoda wariacyjna, przybliżenie WKB. 9. Rachunek zaburzeń zależny od czasu. Jonizacja atomu wodoru. Złota reguła Fermiego. 10. Kwantowa teoria rozpraszania: szereg Borna i metoda fal parcjalnych. 11. Elementy teorii wielu ciał: orbitale i wiązania molekularne na przykładzie cząsteczki H2, model gazu Fermiego, przybliżenie pola średniego. 12. Kwantowa natura Modelu Standardowego i jej tajemnice. Zajęcia wymagane przed wykładem: Analiza matematyczna i Algebra z geometrią lub Matematyka, Fizyka IV, Mechanika klasyczna Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin - szczegółowe reguły zaliczenia zostaną podane na pierwszych zajęciach Oszacowanie czasu: Wykład = 60 godzin Ćwiczenia = 60 godzin Zadania domowe = 70 godzin Przygotowanie do testów i egzaminów = 70 godzin W sumie około 260 godzin Opis sporządził Stanisław Głazek, lipiec 2013. |
Literatura: |
1. L. Schiff, Mechanika kwantowa. 2. L.D. Landau i E.M. Lifszyc, Mechanika kwantowa. 3. I. Białynicki-Birula, M. Cieplak i J. Kamiński, Teoria kwantów. 4. B.G. Englert, Lectures on Quantum Mechanics. 5. R.L. Liboff, Wstęp do mechaniki kwantowej. 6. R. Shankar, Mechanika kwantowa. |
Efekty uczenia się: |
Wiedza: - znajomość zjawisk fizycznych pokazujących nieprzystawalność fizyki klasycznej do mikroświata - opanowanie podstawowych pojęć i formalizmu matematycznego mechaniki kwantowej - zrozumienie kwantowego obrazu wielkości fizycznych, takich jak energia, moment pędu, itp. Umiejętności: - rozwiązywanie standardowych zagadnień nierelatywistycznej mechaniki kwantowej - opis zjawisk kwantowych za pomocą prostych modeli matematycznych - wyjaśnianie efektów wynikających z dualizmu korpuskularno-falowego i interferencji kwantowej |
Metody i kryteria oceniania: |
- zadania domowe - kolokwia - końcowy egzamin pisemny - końcowy egzamin ustny |
Praktyki zawodowe: |
brak |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.