University of Warsaw, Faculty of Physics - Central Authentication System

Quantum Mechanics

General data

Course ID:	1100-2AF23
Erasmus code / 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) Physics The ISCED (International Standard Classification of Education) code has been designed by UNESCO.
Course title:	Quantum Mechanics
Name in Polish:	Mechanika kwantowa
Organizational unit:	Faculty of Physics
Course groups:	(in Polish) Nauczanie fizyki; przedmioty dla II roku (in Polish) ZFBM, II stopień; Fizyka medyczna (in Polish) ZFBM, II stopień; Projektowanie molekularne i bioinformatyka Astronomy (1st level); obligatory courses on 2nd year Physics (1st level); obligatory courses on 2nd year
ECTS credit allocation (and other scores):	8.00 Basic information on ECTS credits allocation principles: the annual hourly workload of the student’s work required to achieve the expected learning outcomes for a given stage is 1500-1800h, corresponding to 60 ECTS; the student’s weekly hourly workload is 45 h; 1 ECTS point corresponds to 25-30 hours of student work needed to achieve the assumed learning outcomes; weekly student workload necessary to achieve the assumed learning outcomes allows to obtain 1.5 ECTS; work required to pass the course, which has been assigned 3 ECTS, constitutes 10% of the semester student load. view allocation of credits
Language:	Polish
Main fields of studies for MISMaP:	physics
Prerequisites (description):	Knowledge of classical mechanics, complex numbers, basic functions of real and complex arguments, differentiation, integration, matrix algebra.
Mode:	Classroom
Short description:	The course is to introduce students to the non-relativistic quantum mechanics and its role in description of the microscopic systems.
Full description:	(in Polish) 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, 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.
Bibliography:	1. L. Schiff, Quantum Mechanics. 2. L.D. Landau and E.M. Lifszyc, Quantum Mechanics. 3. I. Białynicki-Birula, M. Cieplak and J. Kamiński, Theory of Quanta. 4. B.G. Englert, Lectures on Quantum Mechanics. 5. R.L. Liboff, Introductory Quantum Mechanics. 6. R. Shankar, Quantum Mechanics.
Learning outcomes:	Knowledge: - knowledge of physical phenomena demonstrating incompatibility of classical physics with microscopic world - mastering basic notions and mathematical formalism of quantum mechanics - comprehension of the quantum picture of physical quantities, such as energy or angular momentum Skills: - solving standard problems in nonrelativistic quantum mechanics - describing quantum phenomena using simple mathematical models - explaining effects resulting from wave-particle duality and quantum interference
Assessment methods and assessment criteria:	Class: Grading will include: - tests - activity during classes Final grade: Final grade will be based on: - grade from the class - grade from written exam - grade from oral exam
Practical placement:	none

Classes in period "Summer semester 2023/24" (in progress)

Time span:	2024-02-19 - 2024-06-16	Selected timetable range: weekly course term Navigate to timetable MO CW TU CW CW WYK CW W WYK TH CW CW CW CW FR CW CW
Type of class:	Classes, 60 hours, 80 places more information Lecture, 60 hours, 80 places more information
Coordinators:	Marek Olechowski
Group instructors:	Mateusz Majczak, Mikołaj Misiak, Marek Olechowski, Krzysztof Rolbiecki, Bartłomiej Zglinicki
Students list:	(inaccessible to you)
Examination:	Course - Examination Lecture - Examination

Course descriptions are protected by copyright.
Copyright by University of Warsaw, Faculty of Physics.