Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Mechanika kwantowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-2AF23
Kod Erasmus / ISCED: 13.2 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Mechanika kwantowa
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Astronomia, I stopień; przedmioty dla II roku
Fizyka, I stopień; przedmioty obowiązkowe na II roku
Nauczanie fizyki; przedmioty dla II roku
ZFBM, II stopień; Fizyka medyczna
ZFBM, II stopień; Projektowanie molekularne i bioinformatyka
Punkty ECTS i inne: 8.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
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. Elementy teorii wielu ciał: orbitale i wiązania molekularne na przykładzie molekuły wodoru, przybliżenie pola średniego.

13. Elementy relatywistycznej mechaniki kwantowej: równania Kleina-Gordona i Diraca.

Zajęcia, których zaliczenie jest wymagane przed wykładem:

Analiza, Algebra lub Matematyka, Fizyka IV, Mechanika klasyczna

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. 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 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:

Ćwiczenia:

Na ocenę z ćwiczeń będą składały się:

- praca domowa

- kartkówki

- kolokwia

- aktywność na ćwiczeniach

Ocena końcowa:

Na ocenę końcową złożą się:

- ocena z ćwiczeń

- ocena z egzaminu pisemnego

- ocena z egzaminu ustnego

Praktyki zawodowe:

brak

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (zakończony)

Okres: 2022-02-21 - 2022-06-15
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 60 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 60 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Mikołaj Misiak
Prowadzący grup: Adam Bednorz, Mateusz Czaja, Mikołaj Misiak, Anna Socha
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 55 32 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-1 (2022-08-01)