Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Mechanika kwantowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-2INZ27
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Mechanika kwantowa
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Inżynieria nanostruktur; przedmioty dla II roku
Nanoinżynieria; przedmioty dla II roku
Strona przedmiotu: https://www.fuw.edu.pl/~mbadziak/MK_IN.htm
Punkty ECTS i inne: 5.00 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.
Język prowadzenia: polski
Kierunek podstawowy MISMaP:

fizyka

Założenia (opisowo):

Podstawy mechaniki klasycznej oraz analizy i algebry.

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Celem wykładu jest wprowadzenie słuchaczy w fascynujący świat obiektów rządzonych probabilistycznymi prawami nierelatywistycznej mechaniki kwantowej. Główny nacisk będzie położony na stronę zjawiskową i kształtowanie "intuicji kwantowej" słuchaczy poprzez liczne, praktyczne zastosowania formalizmu matematycznego teorii do konkretnych problemów fizycznych świata atomów.

Pełny opis:

1. Wstęp (w tym m.in. eksperyment Sterna-Gerlacha).

2. Podstawy matematyczne (definicje, przykłady): przestrzeń wektorowa z iloczynem skalarnym, baza w przestrzeni wektorowej, notacja Diraca, przestrzeń Hilberta, operatory liniowe.

3. Równanie Schroedingera i jego interpretacja: operatory położenia, pędu, energii kinetycznej i potencjalnej w reprezentacji położeniowej i ich wektory i wartości własne, zapis równania Schroedingera zależnego od czasu oraz wyprowadzenie równania niezależnego od czasu, pomiar w mechanice kwantowej i zasada nieoznaczoności.

4. Cząstka swobodna: dyskusja reprezentacji położeń i pędów oraz zasady nieoznaczoności, paczka falowa.

5. Cząstka w studni potencjalu: wektory i wartości własne w reprezentacji położeniowej, problem ewolucji czasowej.

6. Cząstka w potencjale harmonicznym: wektory i wartości własne w reprezentacji położeniowej, rozwiązanie przy pomocy operatorów kreacji i anihilacji.

7. Cząstka w potencjale atomu wodoru: separacja zmiennych radialnych i kątowych, funkcje własne operatora momentu pędu, wektory i wartości własne, problem spinu (zarys), atomy wieloelektronowe i układ okresowy pierwiastków (zarys).

8. Cząstka w potencjałach wymagających używania metod przybliżonych.

Literatura:

1. L. I. Schiff, Mechanika kwantowa, PWN 1987.

2. S. Brzezowski, Wstęp do mechaniki kwantowej (skrypt), Kraków 2000.

3. S. Kryszewski, Mechanika kwantowa (skrypt dla studentów III roku UG), Gdańsk 2002-2010.

Efekty uczenia się:

Wiedza i umiejętności.

- 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,

- analiza właściwości rozwiązań równania Schrödingera dla cząstki w pudle, oscylatora harmonicznego i atomu wodoru.

Umiejętności

- umiejętność rozwiązywania standardowych zagadnień nierelatywistycznej mechaniki kwantowej,

- opis zjawisk kwantowych za pomocą prostych modeli matematycznych,

- wyjaśnianie efektów wynikających z dualizmu korpuskularno-falowego i interferencji kwantowej.

Ponadto Student

- potrafi docenić podejście modelowe i teoretyczne w różnych dziedzinach życia, od nauki do gospodarki i życia codziennego.

- nabiera nawyków zdyscyplinowanego i uporządkowanego myślenia.

Metody i kryteria oceniania:

- zadania domowe

- kolokwia

- końcowy egzamin pisemny

Praktyki zawodowe:

NIE

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, 45 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Marcin Badziak
Prowadzący grup: Marcin Badziak, Krzysztof Wohlfeld
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)