Podstawy fizyki kwantowej

1.Znajomość analizy matematycznej.

2.Znajomość równań różniczkowych.

3.Kurs podstawowy fizyki.

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

Wykład 30

Konwersatorium 30

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 60

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego 3

Godziny nie kontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie się do konwersatorium 20

Przygotowanie do kolokwium 30

Studiowanie literatury 15

Łączna liczba godzin nie kontaktowych: 65

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe: 2

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 5

W1,W2,W4,W5,W7– kolokwia, egzamin

U1,U2,U3,U4, U5- kolokwia, egzamin

K1,K2 – kolokwia,

1.Powstanie mechaniki kwantowej: promieniowanie ciała doskonale czarnego, efekt fotoelektryczny, efekt Comptona, produkcja par, model atomu Bohra, Sommerfelda.

2.Matematyczne narzędzia mechaniki kwantowej, przestrzeń Hilberta, operatory hermitowskie, komutacja operatorów, wartości własne, transformacje unitarne, reprezentacja macierzowa operatorów, reprezentacja Diraca (symbole bra, ket),

3.Postulaty mechaniki kwantowej, równanie Schrodingera,

4.Operato ewolucji w czasie,

5.Symetrie i prawa zachowania,

6. Twierdzenie Ehrenfersta,

7.Układ wielu cząstek, zasada Pauliego.

8.Problemy 1-wymiarowe: 1-wymiarowy ruch cząstki, bariera potencjału, oscylator harmoniczny,

9.Moment pędu w mechanice kwantowej, formalizm operatorów momentu pędu,

spinowy moment pędu, macierze Pauliego,

10.Problemy 3-wymiarowe: oscylator harmoniczny, bariera potencjału, atom wodoru, atom helu, efekt pola magnetycznego,

11.Mechanika kwantowa w obrazie Schrodingera i Heisenberga.

12.Teoria perturbacji: niezależnych od czasu, zależnych od czasu,

13.Metoda wariacyjna, przybliżenie WKB, przybliżenie Hartree-Focka,

14. Równanie Kleina-Gordona,

16. Relatywistyczna mechanika kwantowa, spinory, równanie Diraca.

1.R.Liboff-Wstęp do mechaniki kwantowej PWN 1987,

2.B.Średniawa- Mechanika kwantowa, PWN 1978,

3.St.Szpikowski - Mechanika kwantowa,1990,

4.L.D.Landau, E.M.Lifszyc - Mechanika kwantowa, PWN 2003.

WIEDZA

W1.zna i rozumie wybrane fakty, obiekty i zjawiska oraz teorie wyjaśniające złożone zależności między nimi, stanowiące podstawową wiedzę ogólną z zakresu poszczególnych działów współczesnej fizyki, m.in. astronomii, mechaniki klasycznej i relatywistycznej, (K_W01)

W2.zna i rozumie podstawy teoretyczne oraz wybrane zagadnienia, w tym twierdzenia, prawa i ich dowody, z w mechaniki klasycznej i relatywistyczne,(K_W02)

W3.zna i rozumie wybrane metody badawcze stosowane we współczesnej fizyce (K_W04),

W4. zna i rozumie w zaawansowanym stopniu aparat matematyczny niezbędny do opisu i analizy praw i teorii fizycznych, (K_W05)

W5. zna i rozumie fundamentalne dylematy współczesnej cywilizacji związane z aktualnymi kierunkami rozwoju nauki i najnowszymi odkryciami naukowymi z zakresu fizyki, (K_W07)

UMIEJĘTNOŚCI

U1.potrafi wykorzystywać posiadaną wiedzę do formułowania i rozwiązywania złożonych i nietypowych problemów fizycznych oraz do wykonywania zadań w warunkach nie w pełni przewidywalnych, a także odnieść zdobytą wiedzę do pokrewnych dyscyplin naukowych, w tym chemii, informatyki, matematyki, techniki, (K_U01)

U2. potrafi właściwie dobrać źródła informacji naukowych z zakresu fizyki, dokonać ich oceny, krytycznej analizy i syntezy, (K_U02),

U3.potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki eksperymentów, obserwacji i obliczeń teoretycznych z zakresu fizyki, a także przedyskutować niepewności pomiarowe, (K_U4),

U4.potrafi komunikować się z otoczeniem z użyciem specjalistycznej terminologii fizycznej, lecz także sposób zrozumiały przedstawić wyniki odkryć fizycznych (K_U5),

U5.potrafi samodzielnie planować i realizować własne uczenie się przez całe życie, (K_U10)

KOMPETENCJE

K1.jest gotów do krytycznej oceny posiadanej i nabywanej wiedzy naukowej z zakresu fizyki, (K_01)

K2.uznaje wiedzę za środek w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych z zakresu fizyki oraz jest gotów do zasięgania opinii specjalistów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu, (K_02)