9360-0130/03 – Úvod do kvantové fyziky a chemie (KFCH)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Jana Seidlerová, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jana Seidlerová, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
ALE02 Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa
KAL0063 doc. RNDr. René Kalus, Ph.D.
SEI40 prof. Ing. Jana Seidlerová, CSc.
TRO70 Mgr. Jana Trojková, Ph.D.
VIT0060 Mgr. Aleš Vítek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Seznámit studenty se základy teorie kvantové fyziky a chemie. Objasnit chování elementárních částic a atomu a vysvětlit podstatu chemické vazby z hlediska kvantové teorie. Student umí pracovat se základními operátory, je schopen definovat postup výpočtu energie vicelektronového atomu a molekuly. Je schopen vysvětlit podstatu elektronových a molekulových spekter.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět navazuje na znalosti studenta ze základních bakalářských kurzů matematiky, fyziky a chemie. Jeho cílem je seznámit studenty se základy nerelativistické kvantové fyziky a chemie a důležitými aplikacemi.

Povinná literatura:

SKÁLA, L.: Úvod do kvantové mechaniky, Academia Praha 2005. BEISER, A.: Úvod do moderní fyziky, Academia, Praha 1975. FIŠER, J.: Úvod do kvantové chemie, ACADEMIA, Praha, 1983. ATKINS., P., PAULA, J.: Atkin´s Physical Chemistry, seventh edition, 2002, Oxford University Press. ISBN 0-19-879285-9.

Doporučená literatura:

FEYNMAN, R. P., LEIGHTON, R. B., SANDS, M.: Feynmanove prednášky z fyziky 5, Alfa, Bratislava 1990. ATKINS., P., PAULA, J.: Fyzikální chemie, VŠCHT, Editor českého překladu P. Chuchvalec, Praha 2013, ISBN 978-80-7080-830-6.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemnou prací dle podmínek absolvování předmětu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Po absolvování cvičení zpracovat práci o praktickém použití oboru.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Kvantová fyzika 1. Úvod – historické souvislosti a potřeba vzniku nové teorie. Postuláty kvantové mechaniky, časová a bezčasová Schrödingerova rovnice. Rovnice kontinuity. 2. 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. 3. Volná částice, vlnová klubka. Relace neurčitosti. 4. 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. Aproximace vybraných reálných situací pravoúhlými potenciály. 5. Harmonický oscilátor v souřadnicové a Fockově reprezentaci. 6. Sféricky symetrické pole, atom vodíku. Spin. Soubory nerozlišitelných částic, Pauliho princip. Atomy s více elektrony, optická a rentgenová spektra. 7. Interpretace kvantové mechaniky. Kvantová chemie 1. Základní aproximace v teorii chemické vazby. 2. Symetrie v kvantové chemii. 3. Systémy s více elektrony. 4. Základní a speciální metody teorie chemické vazby. 5. Interakce molekul s elektrony a fotony. 6. Atom a molekula ve vnějším poli. 7. Chemická reaktivita.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  21
        Zkouška Zkouška 60  31
Rozsah povinné účasti: 90 %.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P angličtina Ostrava 3 povinný stu. plán
2018/2019 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P angličtina Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku