Kvantová fyzika

Přednášející:

Petr Jizba (gar.), Libor Šnobl (gar.)

Cvičící:

Petr Jizba (gar.), Libor Šnobl (gar.), Jiří Hrivnák

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Popis stavu vlnovou funkcí a její statistická interpretace, popis stavu Fourierovou transformací vlnové funkce a její statistická interpretace, statistické střední hodnoty a kvadratické fluktuace dynamických proměnných bezstrukturní částice, operátory přiřazené dynamickým proměnným. Stacionární vázané stavy, bezčasová Schrödingerova rovnice. Heisenbergovy relace neurčitosti. Vlastní hodnoty a vlastní funkce operátorů dynamických proměnných. Kvantování momentu hybnosti. Vodíkový atom. Časová Schrödingerova rovnice, rovnice kontinuity, hustota toku pravděpodobnosti.

Požadavky:

Znalost lineární algebry, teorie pravděpodobnosti, teoretické fyziky a matematické analýzy na úrovni třetího ročníku (ČVUT) bakalářského kursu se předpokládá.

Osnova přednášek:

1. Experimenty vedoucí ke vzniku kvantové mechaniky

2. De Broglieova hypotéza, Schroedingerova rovnice

3. Popis stavů a pozorovatelných v QM

4. Harmonický oscilátor

5. Kvantování momentu hybnosti

6. Částice ve sféricky symetrickém potenciálu, Coulombické pole

7. Střední hodnoty pozorovatelných a pravděpodobnosti přechodu

8. Časový vývoj stavu

9. Částice v elektromagnetickém poli, spin

10. Systémy více částic, bosony a fermiony

11. Tunelový jev

Osnova cvičení:

Procvičení znalostí na konkrétních problémech vztahujících se k okruhům

1. Schroedingerova rovnice

2. Popis stavů a pozorovatelných v QM

3. Harmonický oscilátor

4. Kvantování momentu hybnosti

5. Částice ve sféricky symetrickém potenciálu, Coulombické pole

6. Střední hodnoty pozorovatelných a pravděpodobnosti přechodu

7. Časový vývoj stavu

8. Částice v elektromagnetickém poli, spin

9. Systémy více částic, bosony a fermiony

Cíle studia:

Znalosti:

Základní pojmy a struktury kvantové mechaniky, popis a chování jednoduchých kvantových systémů

Schopnosti:

Výpočet předpovědí výsledků fyzikálních měření na nejjednodušších kvantových systémech, určení časového vývoje takových systémů

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] P.A.M. Dirac, The Principles of Quantum Mechanics, Fourth ed., (Cambridge University Press, Cambridge, 1958)

[2] J. Formánek, Úvod do kvantové teorie, (Academie, Praha, 1983)

Doporučená literatura:

[3] A. Messiah, Quantum Mechanics, Two Volumes Bound as One, (Dover Publications, New York, 1999)

[4] J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, (Addison-Wesley, Reading, 1996)

[5] P.V. Landshoff, A. Metherell, W.G. Rees, Essential Quantum Physics, CUP 2010.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: