516-0805/01 – Quantum Physics (KF)

Gurantor departmentInstitute of PhysicsCredits5
Subject guarantorMgr. Jana Trojková, Ph.D.Subject version guarantorMgr. Jana Trojková, Ph.D.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year2Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction2000/2001Year of cancellation2004/2005
Intended for the facultiesHGFIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
TRO70 Mgr. Jana Trojková, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Bude doplněno.

Teaching methods

Summary

Předmět seznamuje studenty se základními experimentálními výsledky, které vedly ke vzniku kvantové fyziky, její stavbou, matematickým aparátem a důsledky. Zahrnuje aplikace teorie nejprve na jednoduché idealizované modely pravoúhlých potenciálů, pak na modely odpovídající reálným systémům - atom vodíku, harmonický oscilátor, periodický potenciál. Stručně pojednává o přibližných metodách řešení kvantově-mechanických problémů, popisu souborů identických částic a příslušných aplikacích.

Compulsory literature:

1) Stuchlík, Z.: Kvantová fyzika, VŠB Ostrava, 1988 2) Klíma, J., Velický, B.: Kvantová mechanika I., MFF UK, Praha 1992 3) Formánek, J.: Úvod do kvantové teorie, Academia, Praha 1983 (vybrané partie) 4) Beiser, A.: Úvod do moderní fyziky, Academia, Praha 1975 5) Sakurai, J. J.: Modern Quantum mechanics, Benjamin/Cummings, Menlo Park. Calif. 1985 6) Merzbacher, E.: Quantum mechanics, Wiley, New York 1970 7) Feynman, R. P., Leighton, R. B., Sands, M.: Feynmanove prednášky z fyziky 5, Alfa, Bratislava 1990 8) Hrivnák, Ľ., Bezák, V., Foltin, J., Ožvold, M.: Teória tuhých látok, Veda, SAV Bratislava 1985 (I. kapitola) 9) Lacina, A.: Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky, PřF UJEP, Brno 1989 10)Pišút, J., Černý, V., Prešnajder, P.: Zbierka úloh z kvantovej mechaniky, Alfa VTEL Bratislava, SNTL Praha 1985

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

1. Úvod – historické souvislosti a potřeba vzniku nové teorie. 2. Feynmanův myšlený experiment se střelami, vlnami a elektrony. Mikrosvět a makrosvět. Základní axiomy kvantové mechaniky, popis stavu, princip superpozice. 3. 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. 4. Relace neurčitosti. Časový vývoj stavu mikroobjektu, Schrödingerova rovnice. 5. 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, mikročástice uzavřená v krychli - degenerace energetických hladin. 6. Aproximace vybraných reálných situací pravoúhlými potenciály. Kronigův- Penneyův model periodického potenciálu. 7. Harmonický oscilátor. 8. Sféricky symetrické pole, atom vodíku. 9. Zeemanův jev. Spin. Soubory nerozlišitelných částic, Pauliho princip. 10.Systémy vzájemně interagujících částic. Poruchové metody, metody středního pole. 11.Atomy s více elektrony, optická a rentgenová spektra. 12.Dvouatomové molekuly a jejich spektra. Základní typy chemické vazby. 13.Redukce vícečásticové vlnové funkce. EPR paradox, kvantová teleportace.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 40 (40) 0
                Written exam Written test 20  0
                Other task type Other task type 20  0
        Examination Examination 60 (60) 0
                Written examination Written examination 30  0
                Oral Oral examination 30  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2003/2004 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2002/2003 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2000/2001 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner