Quantum Mechanics

fizyka

Wykład jest przeznaczony dla studentów, którzy ukończyli kursy z Analizy matematycznej oraz Algebry, bądź równoważne im kursy z Matematyki, a także znają Mechanikę klasyczną. Dobrze widziane jest ukończenie kursu Fizyka IV lub Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii. Studenci powinni w miarę swobodnie posługiwać się językiem angielskim. Znajomość słownictwa przedmiotowego w języku angielskim nie jest jednak wymagana, gdyż student przyswaja je w trakcie trwania kursu.

w sali

Celem kursu jest zapoznanie studentów z formalizmem i zastosowaniami nierelatywistycznej teorii kwantowej do opisu zjawisk zachodzących w świecie mikroskopowym.

Celem kursu jest wprowadzenie studentów w arkana zjawisk i procesów zachodzących w świecie mikrospopowym, który opisuje mechanika kwantowa. W trakcie trwania wykładu, student poznawał będzie fundamenty nierelatywistycznej teorii kwantowej w nawiązaniu do licznych eksperymentów i faktów doświadczalnych, które miały wpływ na rozwój tej teorii. Duży nacisk położony zostanie na zastosowania teorii kwantów do opisu konkretnych problemów fizycznych, leżących u podstaw naszego obecnego rozumienia świata obiektów mikroskopowych takich jak atomy, cząsteczki czy jądra atomowe. Podkreślona zostanie rola symetrii w mechanice kwantowej i ich związek z prawami zachowania. Umiejętności praktycznego stosowania pojęć, postulatów oraz formalizmu mechaniki kwantowej studenci nabywać będą w trakcie ćwiczeń rachunkowych.

Program:

1. Postulaty mechaniki kwantowej.

2. Stany czyste i mieszane.

3. Postulat Borna, kwantowe obserwable. Kwantowa dynamika.

4. Stany splątane. Entropia i informacja. Qubit.

5. Równanie Schrödingera.

6. Położenie i pęd cząstki kwantowej: zasada nieoznaczoności.

7. Kwantowa przestrzeń fazowa. Funkcja Wignera.

8. Klasyfikacja rozwiązań równania Schrödingera.

9. Stany związane i poziomy energetyczne.

10. Naładowana cząstka w polu elektromagnetycznym.

11. Spin cząstki kwantowej i równanie Pauliego.

12. Liniowy oscylator harmoniczny.

13. Kwantowa teoria moment pędu.

14. Cząstka w potencjale centralnym. Atom wodoru.

15. Metody przybliżone w mechanice kwantowej.

16. Rachunek zaburzeń dla stanów związanych, metoda WKB, rachunek zaburzeń z czasem.

17. Złota reguła Fermiego. Emisja i absorpcja promieniowania.

18. Kwantowa teoria rozpraszania. Przybliżenie Borna, fale parcjalne.

Nakład pracy studenta:

wykład - 60 godzin

ćwiczenia - 60 godzin

zadania domowe - 45 godzin

przygotowanie do kolokwiów - 60 godzin

przygotowanie do egzaminów - 45 godzin

Razem - 270 godzin

Opis sporządził Stanisław D. Głazek (czerwiec 2007), zaktualizowała Katarzyna Krajewska (maj 2010).

Literatura przedmiotu dobierana jest w każdym cyklu z osobna.

Student:

1. zna podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej

2. stosuje te pojęcia do opisu zjawisk kwantowych

3. zna i stosuje niezbędne metody matematyczne

4. posługuje się sformułowaniem falowym i macierzowym

5. rozwiązuje równanie Schrödingera

6. zna i stosuje metody przybliżone

7. określa związki między mechanikami klasyczną i kwantową

8. posługuje się terminologią polską i angielską

Forma oceniania: zaliczenie ćwiczeń, egzamin (pisemny i ustny).

Brak