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

Mechanika kwantowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 390-FS2-1MKD Kod Erasmus / ISCED: 13.204 / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Mechanika kwantowa
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: fizyka ogólna 1 rok II stopień doświadczalna i teoretyczna sem.zimowy 2020/2021
Punkty ECTS i inne: 6.00
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

kierunkowe
obowiązkowe
specjalnościowe

Wymagania (lista przedmiotów):

Algebra 0900-FG1-1AL
Analiza matematyczna I 0900-FS1-1AM1
Analiza matematyczna II 0900-FS1-1AM2
Elementy elekrodynamiki klasycznej 0900-FS1-2EEK
Elementy mechaniki kwantowej 0900-FS1-3EMK
Elementy mechaniki teoretycznej 0900-FS1-2EMT

Założenia (lista przedmiotów):

Algebra 0900-FG1-1AL
Analiza matematyczna I 0900-FS1-1AM1
Analiza matematyczna II 0900-FS1-1AM2
Elementy elekrodynamiki klasycznej 0900-FS1-2EEK
Elementy mechaniki kwantowej 0900-FS1-3EMK
Elementy mechaniki teoretycznej 0900-FS1-2EMT

Założenia (opisowo):

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zastosowaniem mechaniki kwantowej do wyjaśnienia tych zjawisk fizycznych, których nie można wytłumaczyć stosując pojęcia fizyki klasycznej.. Stosuje się często odniesienie do symetrii badanych układów. Przybliżone metody rachunkowe mają ukazać prawdziwy charakter obliczeń kwantowo-mechanicznych dla układów fizycznych.

Tryb prowadzenia przedmiotu:

w sali

Skrócony opis:

Mechanika kwantowa jest jedno-semestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 30 godzin wykładu i 30 godzin konwersatorium.

Treści nauczania dotyczą skończenie wymiarowej mechaniki kwantowej,

różnych modeli kwantowych na przestrzeni Hilberta, różnych typów rachunków perturbacyjnych dla tych modeli.

Pełny opis:

Mechanika kwantowa jest jedno-semestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 30 godzin wykładu i 30 godzin konwersatorium (2 godziny wykładu i 2 godziny konwersatorium 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, 1semestr, studia II stopnia.

Wymagania wstępne: kurs analizy matematycznej, kurs algebry, kurs mechaniki klasycznej, elementy elektrodynamiki klasycznej, elementy mechaniki kwantowej

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

Punkty ECTS: 6.

Bilans nakładu pracy studenta: wykład 30 godzin), konwersatorium (30 godzin), zadania domowe (60 godzin), dyskusje (5 godzin), konsultacje (15 godzin), samodzielne studiowanie (60 godzin).

Wskaźniki ilościowe: wykład (1.5 punktu ECTS), konwersatorium (2 punkty ECTS), zadania domowe (1 punkt ECTS), dyskusje (0,5 punktu ECTS), konsultacje (0,5 punktu ECTS), samodzielne studiowanie (0.5 punktu ECTS).

Treść nauczania obejmuje:

Skończenie wymiarowa mechanika kwantowa.

Zakaz klonowania i zasada nieusuwalności, teleportacja kwantowa, kodowanie supergęste, kwantowe pomiary nieniszczące, komputery kwantowe.

Modele kwantowe na przestrzeni Hilberta.

Rachunek zaburzeń dla nierelatywistycznego równania Schrödingera niezależnego od czasu.

Wyznaczenie struktury subtelnej poziomów energetycznych elektronu w atomie wodoru.

Rachunek wariacyjny zastosowany do wyznaczania poziomu energii stanu podstawowego.

Atom helu He. Zasada Pauliego.

Rachunek zaburzeń dla równania Schroedingera zależnego od czasu.

Przejścia pomiędzy poziomami dla układu 2-poziomowego.

Równanie Pauliego dla cząstki o spinie ½.

Zasada minimalnego sprzężenia z polem elektromagnetycznym.

Sprzężenie spin-orbita.

Zasada Pauliego. Atom wieloelektronowy w zewnętrznym polu elektromagnetycznym.

Efekt diamagnetyczny.

Efekt Starka w polu elektrycznym.

Literatura:

1) L. Schiff: "Mechanika kwantowa"

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

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

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

5) M. Hirvensalo. "Algorytmy kwantowe"

Efekty uczenia się:

Student:

1. Rozumie rolę teorii fizycznej i abstrakcyjnego opisu obiektów fizycznych oraz zjawisk fizycznych w zakresie wybranych zagadnień fizyki współczesnej i jej zastosowań.

2. Ma poszerzoną wiedzę z zakresu wybranych działów fizyki teoretycznej, zna i rozumie podstawowe koncepcje teoretyczne oraz modele matematyczne wybranych układów i zjawisk.

3. Umie w sposób popularny przytoczyć współczesne osiągnięcia w zakresie poznanych działów fizyki, przedstawić najnowsze rozwiązania praktyczne oparte na badaniach naukowych.

4. Umie ze zrozumieniem stosować metody fizyki teoretycznej do ilościowej i jakościowej analizy wybranych układów i zjawisk fizycznych w zakresie przewidzianym programem specjalności.

5. Umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z fachowej literatury i zasobów Internetu - w tym źródeł w języku angielskim w odniesieniu do studiowanych problemów fizyki.

Kody: K_W02, K_W09, K_U01, K_U09, K_U10.

Metody i kryteria oceniania:

Studenci uczestniczą w wykładzie wzbogaconym o symulacje komputerowe ilustrujące przekazywane treści. Są stymulowani do zadawania pytań i dyskusji.

Po zakończeniu kształcenia z przedmiotu mechaniki kwantowej odbywa się egzamin pisemny i ustny, który weryfikuje uzyskaną wiedzę.

Studenci otrzymują listy zadań do samodzielnego rozwiązania. Podczas zajęć przedstawiają ich rozwiązania. Prowadzący zwraca szczególną uwagę na rozumienie używanych pojęć, klarowność prezentacji, stymuluje grupę do zadawania pytań i dyskusji. Prowadzący stara się wytworzyć w grupie ćwiczeniowej poczucie odpowiedzialności za zespół i zachęca do pracy zespołowej.

Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie oceny, która uwzględnia:

1. Umiejętność rozwiązywania zadań z określonych działów mechaniki kwantowej.

2. Umiejętność prezentacji rozwiązań.

3. Umiejętność dyskusji na tematy związane z przedmiotem.

4. Umiejętność korzystania z zasobów literatury i Internetu.

5. Zdolność do współpracy w grupie.

6. 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 2019/20" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Konwersatorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Spaliński
Prowadzący grup: Michał Spaliński, Jan Żochowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2020-10-01 - 2021-06-30
Wybrany podział planu:


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