Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka kwantowa
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. Piotr Magierski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fizyka Techniczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2009/2010
Liczba punktów ECTS:
6
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład45h
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Ukończenie kursu podstaw fizyki i mechaniki klasycznej.
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Na wykładzie student zapoznaje się z mechaniką kwantową dla układu jednej i dwóch oddziałujących cząstek. Uczy się mechaniki falowej opartej na równaniu Schroedingera razem z elementami bardziej abstrakcyjnego sformułowania w przestrzeni Hilberta. Celem wykładu jest nauczenie studenta rozwiązywania konkretnych problemów kwantowo-mechanicznych takich jak: znajdowania prawdopodobieństwa tunelowania przez barierę potencjału, obliczania energii własnych przy pomocy rachunku zaburzeń, znajdowania prawdopodobieństwa przejścia kwantowego pod wpływem zewnętrznego zaburzenia, itd. Ponadto na wykładzie student zapozna się z koncepcjami tworzącymi podstawy teorii kwantów, oraz z nieoczekiwanymi, a czasem sprzecznymi z intuicją przewidywaniami mechaniki kwantowej.
Treści kształcenia:
1. Przegląd najważniejszych eksperymentów podważających fizykę klasyczną. Stara teoria kwantów. 2. Równanie Schroedingera. Probabilistyczna interpretacja funkcji falowej. 3. Operatory wielkości fizycznych. Funkcje własne i wartości własne. 4. Pomiar w mechanice kwantowej. Wartość oczekiwana. Twierdzenie Ehrenfesta. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. 5. Ruch cząstki swobodnej. Paczka falowa. Funkcje własne operatora pędu. Normalizacja w pudełku. 6. Liniowy oscylator harmoniczny. Poziomy energii, funkcje falowe. 7. Ruch w potencjale sferycznie symetrycznym. Operator momentu pędu. 8. Atom wodoru. 9. Abstrakcyjne sformułowanie mechaniki kwantowej. Przestrzeń Hilberta. Wektor stanu. Notacja 'bra' i 'ket' Diraca. Transformacje unitarne. Operatory rzutowe. Ewolucja układu kwantowego jako transformacja unitarna. 10. Operatory kreacji i anihilacji dla oscylatora harmonicznego. 11. Spinowy moment pędu. Ruch cząstki w polu magnetycznym. Zjawisko Zeemana. 12. Rachunek zaburzeń w mechanice kwantowej. Złota reguła Fermiego. 13. Pomiar w mechanice kwantowej raz jeszcze: paradoks EPR, nierówność Bella, kwantowa teleportacja.
Metody oceny:
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń. Na ocenę z ćwiczeń składają się wyniki z kolokwiów (dwóch), ocena umiejętności rozwiązywania zadań domowych oraz aktywność na zajęciach. Szczegółowe wymagania przedstawia prowadzący ćwiczenia na pierwszych zajęciach. Ocena z przedmiotu = 1/2*(ocena z egzaminu) + 1/2*(ocena z ćwiczeń). Przewiduje się zwolnienie z egzaminu dla osób, które zdobędą na ćwiczeniach określoną liczbę punktów.
Egzamin:
Literatura:
1. L. Schiff, Mechanika kwantowa, PWN 1997 2. A.S. Dawydow, Mechanika kwantowa, PWN 1969 3. L.D. Landau, E.M. Lifszyc, Mechanika kwantowa, PWN 1979 4. I. Białynicki-Birula, M. Cieplak, Teoria kwantów, PWN 1991 5. B. Średniawa, Mechanika kwantowa, PWN 1981
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się