Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Mechanika kwantowa 1300-FZ12MK-SD
Wykład (WYK) Semestr letni 2018/19

Informacje o zajęciach (wspólne dla wszystkich grup)

Liczba godzin: 30
Limit miejsc: (brak limitu)
Zaliczenie: Egzamin
Rygory zaliczenia zajęć: egzamin
Literatura uzupelniająca: 1. J.D. Bjoerken, S.D. Drell, Relatywistyczna teoria kwantów, PWN, 1985.
2. L. Piela, Idee chemii kwantowej, PWN, Warszawa 2005.
3. P.A.M. Dirac, Lectures on Quantum Mechanics, Dover, 2001.
Metody dydaktyczne: metody dyskusyjne
wykład kursowy
zajęcia realizowane innymi metodami
Metody dydaktyczne - inne: - wykład z prezentacją,
- konsultacje
Literatura:

1. A.S. Dawydow, Mechanika kwantowa, PWN, 1969.

2. L.I. Schiff, Mechanika kwantowa, PWN, 1977.

3. R.P. Feynman, M. Sands, R. Leighton, Feynmana wykłady z fizyki, t. 3: Mechanika kwantowa, PWN, 2007

Efekty uczenia się:

- posiada pogłębioną wiedzę z zakresu fizyki teoretycznej i fizyki kwantowej (P_W01)

- posiada pogłębioną wiedzę dotyczącą założeń teorii fizycznych i dobrze rozumie ograniczenia stosowalności tych teorii (P_W02)

- potrafi prawidłowo korzystać z matematycznych modeli fizyki oraz formułować krytyczne wnioski w oparciu o wyniki teoretyczne uzyskane z tych modeli (P_U01)

- potrafi dostosować teoretyczną metodę do opisu układu kwantowego i właściwie zinterpretować otrzymane wyniki teoretyczne (P_U02)

- rozumie potrzebę popularnego, ale nie zakłamanego, przedstawiania laikom wybranych osiągnięć fizyki współczesnej (P_K01)

Metody i kryteria oceniania:

egzamin ustny:

pytania otwarte sprawdzające, czy i w jakim zakresie student zna podstawy mechaniki kwantowej, ograniczenia jej stosowalności; ponadto potrafi przeprowadzać wyprowadzenia wzorów fizycznych w oparciu o matematyczne założenia i modele fizyki teoretycznej oraz formułować krytyczne wnioski w oparciu o wyniki teoretyczne uzyskane z tych modeli.

Kryteria oceniania:

Ocena bardzo dobra: Student wykazuje dogłębną znajomość podstaw teoretycznych mechaniki kwantowej w zakresie przewidzianym w sylabusie; potrafi biegle stosować tę wiedzę do formułowania krytycznych wniosków w oparciu o wyniki teoretyczne uzyskane z tej teorii

Ocena dobra: Student wykazuje dużą znajomość podstaw teoretycznych mechaniki kwantowej w zakresie przewidzianym w sylabusie; potrafi swobodnie stosować tę wiedzę do formułowania krytycznych wniosków w oparciu o wyniki teoretyczne uzyskane z tej teorii.

Ocena dostateczna: Student wykazuje podstawową znajomość podstaw teoretycznych mechaniki kwantowej w zakresie przewidzianym w sylabusie; potrafi stosować tę wiedzę w stopniu wystarczającym do formułowania krytycznych wniosków w oparciu o wyniki teoretyczne uzyskane z tej teorii.

Ocena niedostateczna: Student nie osiągnął standardów opisanych przy pomocy powyższych deskryptorów.

Zakres tematów:

1. Elementarna teoria przedstawień (reprezentacji)

1.1. Notacja Diraca. Przestrzeń Hilberta

1.2. Przedstawienie położeniowe, energetyczne i pędowe

2. Ogólna teoria transformacji unitarnych

2.1. Przekształcenie kanoniczne

2.2. Transformacje unitarne odpowiadające zmianom z upływem czasu

3. Elementy teorii grup ciągłych

3.1. Definicja grupy

3.2. Grupy ciągłe; r-parametrowe grupy Lie’go, generatory grupy

4. Symetrie i zasady zachowania

4.1. Jednorodność czasu i przestrzeni; izotropia i inwersja przestrzeni, inwersja czasu

4.2. Zasady zachowania energii, pędu, momentu pędu, parzystości; twierdzenie Kramersa

5. Wartości własne operatorów J2 i Jz

5.1. Wyznaczenie wartości własnych operatorów J2 i Jz w oparciu o związki komutacyjne

6. Składanie momentów pędu

6.1. Złożenie dwóch momentów pędu; współczynniki Clebscha-Gordana i współczynniki 3-j

6.2. Złożenie trzech momentów pędu; współczynniki 6-j

7. Równanie Kleina-Gordona

7.1. Cząstki elementarne w mechanice kwantowej

7.2. Równanie Kleina-Gordona

7.3. Swobodny ruch cząstki o spinie równym zero

8. Stany stacjonarne cząstki w polu elektromagnetycznym

8.1. Rozwiązanie równania Kleina-Gordona dla cząstki swobodnej; antycząstki

8.2. Rozwiązanie równania Kleina-Gordona dla elektronu w polu kulombowskim; struktura subtelna widma

8.3. Struktura subtelna widma

9. Równanie Diraca

9.1. Heurystyczne wyprowadzenie równania Diraca

10. Swobodny ruch cząstek opisywanych równaniem Diraca

10.1. Stany stacjonarne cząstki swobodnej; antymateria

10.2. Dokładność wyznaczenia położenia cząstki w relatywistycznej mechanice kwantowej

11. Moment pędu elektronu w teorii Diraca

11.1. Spin elektronu

11.2. Całkowity moment pędu elektronu

12. Równanie Pauliego

12.1. Relatywistyczne poprawki do ruchu elektronu w polu elektromagnetycznym

12.2. Przybliżone rozwiązanie równania Diraca dla elektronu w polu kulombowskim

12.3. Struktura subtelna widma

13. Atom wodoru w teorii Diraca

13.1. Rozwiązanie ścisłe równania Diraca dla elektronu w polu kulombowskim

14. Atom w zewnętrznych polach

14.1. Atom w zewnętrznym polu magnetycznym; zjawisko Zeemana i Paschena-Backa

14.2. Atom w zewnętrznym polu elektrycznym; liniowy i kwadratowy efekt Starka

Grupy zajęciowe

zobacz na planie zajęć

Grupa Termin(y) Prowadzący Miejsca Akcje
1 każdy czwartek, 9:15 - 10:45, sala 9
Piotr Malinowski 3/15 szczegóły
Wszystkie zajęcia odbywają się w budynku:
Budynek przy placu Weyssenhoffa
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy.