717-2160/01 – Kvantová fyzika I (KFI)

Garantující katedraKatedra fyzikyKredity4
Garant předmětuMgr. Jana Trojková, Ph.D.Garant verze předmětuDoc. Dr.RNDr. Petr Alexa
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2016/2017Rok zrušení2017/2018
Určeno pro fakultyUSP, FEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské, bakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
ALE02 Doc. Dr.RNDr. Petr Alexa
TRO70 Mgr. Jana Trojková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

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

Prezenční forma (platnost od: 2016/2017 zimní semestr, platnost do: 2017/2018 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 20
                První zápočtový test Písemka 20  8
                Druhý zápočtový test Písemka 20  8
        Zkouška Zkouška 60 (60) 16
                Písemná část Písemná zkouška 30  15
                Ústní část Ústní zkouška 30  1
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (N2658) Výpočetní vědy (2612T078) Výpočetní vědy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2658) Výpočetní vědy (2612T078) Výpočetní vědy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku