480-2052/01 – Kvantová fyzika I (KFI)
| Garantující katedra | Katedra fyziky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa | Garant verze předmětu | Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2018/2019 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | USP, 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
1. Úvod – historické souvislosti a potřeba vzniku nové teorie.
2. Postuláty kvantové mechaniky, časová a bezčasová
Schrödingerova rovnice. Rovnice kontinuity.
3. Matematický aparát – operátory, lineární hermiteovské operátory, veličiny, měřitelnost. Souřadnicová reprezentace.
4. Základní vlastnosti operátorů, úpravy operátorových výrazů, vlastní funkce a vlastní hodnoty, střední hodnota, operátory odpovídající vybraným fyzikálním veličinám a jejich vlastnosti.
5. Volná částice, vlnová klubka. Relace neurčitosti.
6. Modelové aplikace stacionární Schrödingerovy rovnice – konstantní potenciál, nekonečně hluboká pravoúhlá potenciálová
jáma – spojité a diskrétní spektrum energií.
7. Další aplikace: potenciálový schod, konečně hluboká pravoúhlá potenciálová jáma, pravoúhlá potenciálová bariéra - tunelový jev.
8. Aproximace vybraných reálných situací pravoúhlými potenciály.
9. Harmonický oscilátor v souřadnicové a Fockově reprezentaci.
10. Sféricky symetrické pole, atom vodíku. Spin.
11. Soubory nerozlišitelných částic, Pauliho princip. Atomy s více
elektrony, optická a rentgenová spektra.
12. Základní aproximace v teorii chemické vazby.
13. Interpretace kvantové mechaniky.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky