Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Mechanika kwantowa 1

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-MEKW1 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Mechanika kwantowa 1
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Przedmioty do wyboru dla Fizyki s1
Przedmioty z fizyki
Punkty ECTS i inne: 8.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Znajomość algebry liniowej i analizy matematycznej w zakresie wykładanym na wydziale.

Znajomość treści wykładu Fizyka kwantowa I i II, Mechanika klasyczna.


Całkowity nakład pracy studenta:

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 95 godz.):

- udział w wykładach - 45

- udział w ćwiczeniach – 45

- konsultacje z nauczycielem akademickim- 5


Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 105 godz.):

- przygotowanie do wykładu- 30

- przygotowanie do ćwiczeń – 20

- czytanie literatury- 5

- przygotowanie do egzaminu- 30

- przygotowanie do kolokwium - 20


Łącznie: 200 godz. (8 ECTS)


Efekty uczenia się - wiedza:

Student:

- posiada pogłębioną wiedzę o fizyce mikroświata (K_W01).

- zna podstawowe prawa fizyki kwantowej w wersji zaawansowanej (K_W01, K_W05).

- zna podstawowe metody teoretyczne używane w fizyce kwantowej, najważniejsze narzędzia i metody opisu układów kwantowych (K_W01,K_W04, K_W05).


Efekty uczenia się - umiejętności:

Student:

- potrafi używając formalizmu matematycznego opisać układ kwantowy (K_U01).

- posiada umiejętności przeprowadzania obliczeń teoretycznych do opisu układów kwantowych (K_U03, K_U04).

- potrafi stosować przybliżenia niezbędne do otrzymania konkretnych wyników (K_U03, K_U04).

- jest przygotowany do słuchania wykładów specjalistycznych dotyczących układów kwantowych i samodzielnych studiów literaturowych (K_U04, K_U05, K_U07).


Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

Student:

- posiada współczesny obraz mikroświata

- dysponuje ważnym przykładem zastosowania wyrafinowanej teorii matematycznej do opisu przyrody,

- zdaje sobie sprawę z sukcesów i trudności interpretacyjnych mechanik kwantowej

(K_K01, K_K04)


Metody dydaktyczne:

Metody dydaktyczne podające: wykład informacyjny (konwencjonalny)



Metody dydaktyczne poszukujące:

ćwiczeniowa


Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa

Skrócony opis:

Celem zajęć z Mechaniki kwantowej 1 jest:

- przekazanie usystematyzowanej i zaawansowanej wiedzy o teorii układów kwantowych:

- opis układów kwantowych w języku przestrzeni Hilberta i ich reprezentacji,

- opis oddziaływania atomu z polem elektromagnetycznym,

- przedstawienie kwantowej teorii zderzeń,

- przedstawienie elementów relatywistycznej mechaniki kwantowej,

- prezentacja współczesnych osiągnięć mechaniki kwantowej.

- pogłębienie intuicji dotyczących falowej natury materii i probabilistycznego opisu.

Pełny opis:

Zajęcia z Mechaniki kwantowej 1 mają na celu przekazanie sformalizowanej wiedzy o opisie układów kwantowych. Chodzi w szczególności o zaprezentowanie najważniejszych narzędzi matematycznych i ich intuicyjne przybliżenie.

Istotnymi elementami są:

- systematyczny opis układów kwantowych w języku przestrzeni Hilberta,

- uogólnienie opisu stanu układu kwantowego i jego ewolucji,

- powiązanie symetrii układów kwantowych i zasad zachowania,

- opis oddziaływania układu atomowego ze skwantowanym polem elektromagnetycznym,

- opis zderzeń kwantowych w formalizmie zależnym i niezależnym od czasu,

- opis relatywistycznej cząstki o spinie ½ za pomocą równania Diraca,

- prezentacja wybranych najnowszych problemów mechaniki kwantowej (nierówności Bella, stany splątane, teleportacja, warianty interpretacji teoriopoznawczej).

Plan wykładu obejmuje:

1.Przestrzeń Hilberta i formalizm Diraca.

2.Reprezentacje i obrazy w mechanice kwantowej, związek praw zachowania i symetrii.

3.Stany mieszane i macierz gęstości.

4 Oddziaływanie układów atomowych z polem elektromagnetycznym: hamiltonian, cechowania, kwantowanie pola fali elektromagnetycznej.

5.Teoria przejść kwantowych. Rachunek zaburzeń zależny od czasu.

6. Elementy teorii oddziaływania promieniowania z układami atomowymi. Przejścia dipolowe elektryczne, dipolowe magnetyczne i kwadrupolowe elektryczne. Emisja spontaniczna, czas życia atomu. Przesunięcie Lamba.

7. Równania Kleina-Gordona i Diraca. Niezmienniczość teorii względem transformacji Lorentza. Atom wodoru: rozwiązanie ścisłe równania Diraca i poprawki relatywistyczne.

8. Elementy teorii funkcji Greena.

9.Elementy kwantowej teorii rozpraszania. Macierz rozpraszania. Analiza parcjalna. Rozpraszanie cząstek identycznych.

10. Stany splątane. Nierówności Bella. Teleportacja.

Ćwiczenia:

Rozwiązywanie problemów ilustrujących zagadnienia omawiane na wykładzie.

Literatura:

Literatura:

- A. S. Dawydow, Mechanika kwantowa (PWN, 1967).

- L. D. Landau, E. M. Lifszyc, Mechanika kwantowa, teoria nierelatywistyczna(PWN, 1979).

- L. Schiff, Mechanika kwantowa(PWN, 1977).

- J. D. Bjorken, S. D. Drell, Relatywistyczna teoria kwantów(PWN, 1985).

- M. Grabowski, R. S. Ingarden, Mechanika kwantowa(PWN, 1989).

- M. Hamermesh,Teoria grup w zastosowaniu do zagadnień fizycznych (PWN, 1968).

- S. Szpikowski, Podstawy mechaniki kwantowej, Wyd. UMCS, 2006.

- R. Shankar, Mechanika kwantowa, PWN, 2006

Metody i kryteria oceniania:

Metody oceniania:

Wykład: egzamin ustny

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie aktywności na zajęciach lub pracy domowej

(K_W01, K_W04, K_W05, KU-01, KU-03, K_U04)

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2017/18" (zakończony)

Okres: 2018-02-26 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Raczyński
Prowadzący grup: Andrzej Raczyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Raczyński
Prowadzący grup: Andrzej Raczyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Raczyński
Prowadzący grup: Andrzej Raczyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Raczyński
Prowadzący grup: Andrzej Raczyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.