Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Wybrane zagadnienia mechaniki kwantowej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0900-FS3-1ZMK Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Wybrane zagadnienia mechaniki kwantowej
Jednostka: Wydział Fizyki.
Grupy: studia doktoranckie 1 rok sem. letni
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 2.00 (w zależności od programu)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Wymagania (lista przedmiotów):

Elementy elekrodynamiki klasycznej 0900-FS1-2EEK
Elementy mechaniki kwantowej 0900-FS1-3EMK
Elementy mechaniki teoretycznej 0900-FS1-2EMT
Mechanika kwantowa 0900-FS2-1MKT
Mechanika kwantowa 0900-FS2-1MKD

Założenia (lista przedmiotów):

Elementy elekrodynamiki klasycznej 0900-FS1-2EEK
Elementy mechaniki kwantowej 0900-FS1-3EMK
Elementy mechaniki teoretycznej 0900-FS1-2EMT
Mechanika kwantowa 0900-FS2-1MKD
Mechanika kwantowa 0900-FS2-1MKT

Założenia (opisowo):

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zastosowaniem mechaniki kwantowej do opisu struktury materii ciała stałego oraz oddziaływania z zewnętrznym polem elektromagnetycznym.. Szczególny nacisk kładzie się na zastosowanie pełnego formalizmu mechaniki kwantowej, notacji Diraca.

Omawiane przybliżone metody rachunkowe mają ukazać prawdziwy charakter obliczeń kwantowo-mechanicznych dla układów fizycznych.


Tryb prowadzenia przedmiotu:

w sali

Skrócony opis:

Wybrane zagadnienia mechaniki kwantowej jest jedno-semestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 30 godzin wykładu..

Treść nauczania obejmuje:

1. Formalizm mechaniki kwantowej dla jednej cząstki

2. Rachunek zaburzeń niezależny od czasu

3. Operatory Hamiltonianu w reprezentacji położeniowej

4. Przybliżenie Hartree dla równania Schrödingera

5. Atomy wodoropodobne i alkaliczne.

6. Atomy dwuelektronowe.

7. Rachunek wariacyjny

8. Pełna funkcja falowa elektronów w atomach

9. Metoda Hartree-Focka

10. Atomy w polu elektromagnetycznym

11. Teorie wiązań chemicznych

Pełny opis:

Wybrane zagadnienia mechaniki kwantowej jest jedno-semestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 30 godzin wykładu (2 godziny tygodniowo).

Profil studiów: ogólnoakademicki.

Forma studiów: stacjonarne.

Moduł: fizyka teoretyczna, przedmiot obowiązkowy.

Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki fizyczne, mechanika kwantowa.

Rok studiów, semestr: 1 rok, 2semestr, studia III stopnia.

Wymagania wstępne: kurs mechaniki klasycznej, elementy elektrodynamiki klasycznej, elementy mechaniki kwantowej, mechanika kwantowa

Metody dydaktyczne: wykład, rozwiązywanie zadań, zadania domowe, dyskusje, konsultacje, samodzielne studiowanie.

Punkty ECTS: 5.

Bilans nakładu pracy studenta: wykład (30 godzin), dyskusje (5 godzin), konsultacje (15 godzin), samodzielne studiowanie (90 godzin).

Wskaźniki ilościowe: wykład (2 punkty ECTS), dyskusje (0,5 punktu ECTS), konsultacje (0,5 punktu ECTS), samodzielne studiowanie (2 punkty ECTS).

Treść nauczania obejmuje:

1. Formalizm mechaniki kwantowej dla jednej cząstki

2. Rachunek zaburzeń niezależny od czasu, przypadek bez degeneracji,

przypadek z degeneracją dwukrotną.

3. Operatory Hamiltonianu w reprezentacji położeniowej, kinematyczne poprawki relatywistyczne, równanie Diraca, oddziaływanie z polem elektromagnetycznym, równanie Pauliego jako granica nierelatywistyczna równania Diraca, równanie Diraca - poprawki relatywistyczne dla potencjału sferycznie symetrycznego

4. Przybliżenie Hartree dla równania Schrödingera

5. Atomy wodoropodobne, atom wodoru - użyteczne wzory,

atom wodoropodobny, prawdopodobieństwo radialne,

równanie kątowe i harmoniki sferyczne.

6. Atomy alkaliczne, elektrony rdzenia, elektron optyczny.

7. Atomy dwu-elektronowe, stan podstawowy w rachunku zaburzeń,

fizyczna interpretacja całki kulombowskiej,

8. Rachunek wariacyjny, dobór próbnych funkcji falowych, energia stanu

podstawowego dla atomu 2-elektronowego, parametryzacja funkcji próbnej -

metoda Hylleraasa

9. Pełna funkcja falowa elektronów w atomach, stany wzbudzone jednego

elektronu w atomie 2-elektronowym, układ okresowy pierwiastków.

10. Metoda Hartree-Focka, równania Hartree-Focka.

11. Atomy w polu elektromagnetycznym, efekt Starka w rachunku perturbacyjnym, liniowy efekt Starka, oddziaływanie z polem magnetycznym:

zakres Paschena-Backa, zakres Zeemana, diamagnetyzm atomowy.

12. Teorie wiązań chemicznych, przybliżenie Borna-Oppenheimera,

cząsteczka dwuatomowa, metoda orbitali molekularnych (MO-LCAO) dla układu

jedno-elektronowego, metoda orbitali molekularnych (MO-LCAO) dla układu

dwu-elektronowego, mtoda wiązań walencyjnych (VB), porównanie metod MO i VB

Literatura:

1) L. Schiff: "Mechanika kwantowa"

2) J.J. Sakurai, J.J.Napolitano: "Modern quantum mechanics".

3) D.J. Griffiths; "Introduction to quantum mechanics.

4) S. Weinberg, "Lectures on quantum mechanics".

5) I. Białynicki-Birula, M. Cieplak, J. Kaminski: "Teoria kwantów"

Efekty uczenia się:

Student:

1. Rozumie rolę modelu ilościowego i abstrakcyjnego opisu obiektu fizycznego oraz zjawiska fizycznego w zakresie podstawowych działów fizyki.

2. Zna ograniczenia stosowalności wybranych teorii fizycznych, modeli obiektów fizycznych i opisu zjawisk fizycznych.

3. Rozumie formalną strukturę podstawowych teorii fizycznych, potrafi użyć odpowiednich narzędzi matematycznych do ilościowego opisu zjawisk z wybranych działów fizyki.

4. Ma wiedzę z zakresu podstaw mechaniki kwantowej, formalizmu i probabilistycznej interpretacji teorii, zna teoretyczny opis oraz narzędzia matematyczne do analizy wybranych układów kwantowych.

5. Umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z zasobów literatury oraz zasobów Internetu w odniesieniu do problemów mechaniki kwantowej.

6. Rozumie strukturę fizyki jako dyscypliny naukowej, uzyskuje świadomość powiązań poszczególnych dziedzin i teorii, zna przykłady błędnych hipotez fizycznych i błędnych teorii fizycznych.

7. Umie stosować poznane narzędzia matematyki do formułowania i rozwiązywania wybranych problemów z zakresu fizyki teoretycznej i doświadczalnej.

8. Umie przedstawić teoretyczne sformułowanie mechaniki kwantowej oraz używając odpowiednich narzędzi matematycznych przeprowadzić teoretyczną analizę wybranych układów kwantowych.

9. Zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych.

10. Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych.

Kody:

K_W22, K_U20.

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie oceny, która uwzględnia:

1. Umiejętność dyskusji na tematy związane z przedmiotem.

2. Umiejętność korzystania z zasobów literatury i Internetu.

3. Zdolność do współpracy w grupie.

4. Kreatywność w podejściu do rozwiązywanych problemów.

Ocenianie ciągłe przez prowadzącego zajęcia.

Ocena końcowa wyrażona liczbą przewidzianą w regulaminie studiów, która uwzględnia ocenę wiedzy, umiejętności i kompetencji studenta.

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2018/19" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Przeszowski
Prowadzący grup: Jerzy Przeszowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.