480-2052/03 – Kvantová fyzika I (KFI)
Garantující katedra | Katedra fyziky | Kredity | 6 |
Garant předmětu | Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa | Garant verze předmětu | Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2024/2025 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské, bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Objasnit základní principy přístupu kvantové mechaniky k řešení problémů.
Aplikovat tuto teorii na vybrané jednoduché problémy.
Diskutovat výsledky dosažených řešení a jejich měřitelné důsledky.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět navazuje na znalosti studenta ze základních bakalářských kurzů matematiky a fyziky. Jeho cílem je seznámit
studenty se základy nerelativistické kvantové fyziky a důležitými aplikacemi.
Povinná literatura:
SKÁLA, L.: Úvod do kvantové mechaniky, Academia Praha 2005
BEISER, A.: Úvod do moderní fyziky, Academia, Praha 1975
Doporučená literatura:
STUCHLÍK, Z.: Kvantová fyzika, VŠB Ostrava, 1988;
KLÍMA, J., VELICKÝ, B.: Kvantová mechanika I., MFF UK, Praha 1992 ;
FORMÁNEK, J.: Úvod do kvantové teorie, Academia, Praha 1983 (vybrané partie);
FEYNMAN, R. P., LEIGHTON, R. B., SANDS, M.: Feynmanove prednášky z fyziky 5, Alfa, Bratislava 1990;
HRIVNÁK, Ľ., BEZÁK, V., FOLTIN, J., OŽVOLD, M.: Teória tuhých látok, Veda,
SAV Bratislava 1985 (I. kapitola);
LACINA, A.: Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky,
PřF UJEP, Brno 1989;
HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER J.: Fyzika. Část 5, Moderní fyzika. VUT v Brně, nakl. Vutium a nakl. Prometheus
Praha, 2000.
MERZBACHER, E.: Quantum mechanics, Wiley, New York 1970
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Písemný test, aktivní účast studentů na cvičeních.
E-learning
Další požadavky na studenta
Systematická domácí příprava na výuku.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
- Úvod – historické souvislosti a potřeba vzniku nové teorie.
- Postuláty kvantové mechaniky, časová a bezčasová
Schrödingerova rovnice. Rovnice kontinuity.
- Matematický aparát – operátory, lineární hermiteovské operátory, veličiny, měřitelnost. Souřadnicová reprezentace. Základní vlastnosti operátorů, úpravy operátorových výrazů, vlastní funkce a vlastní hodnoty, střední hodnota, operátory odpovídající vybraným fyzikálním veličinám a jejich vlastnosti.
- Volná částice, vlnová klubka. Relace neurčitosti.
- Modelové aplikace stacionární Schrödingerovy rovnice – konstantní potenciál, nekonečně hluboká pravoúhlá potenciálová jáma – spojité a diskrétní spektrum energií.
- Další aplikace: potenciálový schod, konečně hluboká pravoúhlá potenciálová jáma, pravoúhlá potenciálová bariéra - tunelový jev, periodický potenciál.
- Aproximace vybraných reálných situací pravoúhlými potenciály.
- Harmonický oscilátor v souřadnicové a Fockově reprezentaci.
- Sféricky symetrické pole, atom vodíku. Spin.
- Soubory nerozlišitelných částic, Pauliho princip. Atomy s více
elektrony, optická a rentgenová spektra.
- Základní aproximace v teorii chemické vazby.
- Interpretace kvantové mechaniky, propletené stavy, kvantová kryptografie,kvantové počítače, Bellovy nerovnosti.
- Základy kvantové teorie rozptylu.
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.