Mechanika kwantowa
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1100-2AF23 |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.2
|
Nazwa przedmiotu: | Mechanika kwantowa |
Jednostka: | Wydział Fizyki |
Grupy: |
Astronomia, I stopień; przedmioty dla II roku Fizyka, I stopień; przedmioty obowiązkowe na II roku Fizyka, ścieżka standardowa; przedmioty dla II roku Nauczanie fizyki; przedmioty dla II roku ZFBM, II stopień; Projektowanie molekularne i bioinformatyka |
Punkty ECTS i inne: |
8.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Kierunek podstawowy MISMaP: | fizyka |
Założenia (opisowo): | Znajomość mechaniki klasycznej, liczb zespolonych, podstawowych funkcji zmiennych rzeczywistych i zespolonych, rachunku różniczkowego i całkowego, algebry macierzy. |
Tryb prowadzenia: | w sali |
Skrócony opis: |
(tylko po angielsku) The course is to introduce students to the non-relativistic quantum mechanics and its role in description of the microscopic systems. |
Pełny opis: |
Celem wykładu jest wprowadzenie słuchaczy w świat obiektów opisywanych teoretycznie za pomocą pojęć nierelatywistycznej mechaniki kwantowej. Zajęcia pomogą uczestnikom kształtować sobie ,,intuicję kwantową'' poprzez stosowanie teorii do opisu przykładów zjawisk w świecie atomów, cząsteczek i jąder atomowych. Program: 1. Funkcja falowa i równanie Schrödingera. Zasada superpozycji stanów kwantowych. Liniowość równania Schrödingera i jej konsekwencje. 2. Postulaty mechaniki kwantowej. Obserwable. Zasada nieoznaczoności. 3. Klasyfikacja rozwiązań równania Schrödingera: stany cząstki swobodnej, stany cząstki związanej w studni potencjału, stany rozproszeniowe, pasma energetyczne w układach periodycznych. 4. Oscylator harmoniczny. Operatory kreacji i anihilacji. 5. Kwantowa teoria momentu pędu. Orbitalny moment pędu. Spin. Całkowity moment pędu. Składanie momentów pędu. 6. Cząstka w polu sił centralnych. 7. Ruch cząstki naładowanej w polu elektromagnetycznym. 8. Atomu wodoru. 9. Metody przybliżonego rozwiązywania równania Schrödingera: stacjonarny rachunek zaburzeń, metoda wariacyjna, przybliżenie WKB. 10. Rachunek zaburzeń z zależnością od czasu. Jonizacja atomu wodoru. Złota reguła Fermiego. 11. Kwantowa teoria rozpraszania: przybliżenie Borna i metoda fal parcjalnych. 12. Opis układu w stanie mieszanym. Operator gęstości. 13. Elementy relatywistycznej mechaniki kwantowej: równania Kleina-Gordona i Diraca. Zajęcia, których zaliczenie jest wymagane przed wykładem: Analiza, III, Algebra z geometrią I i II lub Matematyka III, Fizyka I-III, zaliczenie mechaniki klasycznej jest pożądane Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin - szczegółowe reguły zaliczenia zostaną podane na pierwszych zajęciach Oszacowanie nakładu czasu: Wykład = 60 godzin Ćwiczenia = 60 godzin Zadania domowe = 15 tyg. razy 6 godz. = 90 godzin Przygotowanie do testów = 30 godzin Przygotowanie do egzaminów = 30 godzin W sumie około 270 godzin Opis sporządził Stanisław Głazek, listopad 2014. |
Literatura: |
1. L. Schiff, Mechanika kwantowa. 2. D.J. Griffiths, Wstęp do mechaniki kwantowej. 3. K. Konishi, G. Paffuti, Quantum mechanics 4. R. Shankar, Mechanika kwantowa 5. I. Białynicki-Birula, M. Cieplak i J. Kamiński, Teoria kwantów. |
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 lub moment pędu 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: |
Odbędą się cztery sprawdziany pisemne: kolokwium I - 24 marca, godz. 8-12, sala 0.03 kolokwium II - 5 maja, godz. 9-13, sala 0.03 egzamin pisemny w pierwszym terminie - 18 czerwca, godz. 9-13, sala 1.01, 1.02 i B0.14 egzamin pisemny w drugim terminie - 1 września, godz. 9-13, sala 0.03 Każdy sprawdzian pisemny będzie miał następujące elementy: test na platformie Kampus - 10 pkt. 2-4 zadania - łącznie 20 pkt. Podczas całego sprawdzianu pisemnego można mieć ze sobą kartkę A4 zapisaną jedno- lub dwustronnie dowolnym sposobem. Do wyznaczenia oceny bazowej z przedmiotu zostaną uwzględnione najlepsze dwa wyniki sprawdzianów pisemnych. Ocena bazowa będzie wyznaczana zgodnie ze schematem: 2+ [30,35) pkt 3 [35,40) pkt 3+ [40-45) pkt 4 [45-50) pkt 4+ [50-55) pkt 5 [55-60] pkt Egzamin ustny jest obowiązkowy. Można z niego zrezygnować, ale wtedy ocena z przedmiotu będzie oceną bazową pomniejszoną o jeden stopień skali. Nie można zrezygnować z egzaminu ustnego z oceną bazową 2+ i 3. Na egzaminie ustnym będzie można zmienić ocenę o jeden poziom skali w górę lub w dół, lub pozostawić ją bez zmian. Egzaminy ustne będą prowadzone przez następujące osoby: ocena bazowa 4+ i 5 - Andrzej Dragan ocena bazowa 2+, 3, 3+ i 4 - Krzysztof Turzyński Do celów wyznaczenia oceny końcowej przyjmuje się, że ocena 2+ jest równoważna ocenie niedostatecznej, a stopień wyższy od oceny 5 to ocena celująca (5!). Obecność na kolokwiach i egzaminie jest obowiązkowa, a nieobecność musi zostać usprawiedliwiona w terminie do 7 dni po sprawdzianie. Nieusprawiedliwiona nieobecność jest równoważna wynikowi 0 ze sprawdzianu. |
Praktyki zawodowe: |
brak |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/25" (zakończony)
Okres: | 2025-02-17 - 2025-06-08 |
Przejdź do planu
PN CW
WT CW
CW
WYK
CW
ŚR WYK
CZ CW
CW
CW
CW
PT CW
CW
|
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 60 godzin, 80 miejsc
Wykład, 60 godzin, 80 miejsc
|
|
Koordynatorzy: | Andrzej Dragan, Krzysztof Turzyński | |
Prowadzący grup: | Andrzej Dragan, Mateusz Majczak, Mikołaj Misiak, Marek Olechowski, Piotr Toczek, Krzysztof Turzyński | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.