Optyka kwantowa 1
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 0800-OPTKW1 |
Kod Erasmus / ISCED: |
(brak danych)
/
(0533) Fizyka
|
Nazwa przedmiotu: | Optyka kwantowa 1 |
Jednostka: | Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej |
Grupy: |
Fizyka s2, przedmioty wszystkie Przedmioty z fizyki do wyboru dla Astronomii s2 |
Punkty ECTS i inne: |
5.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Wymagania wstępne: | Wykład (30 godzin) o charakterze teoretycznym adresowany do studentów fizyki 2. stopnia oraz jako wykład do wyboru do doktorantów i studentów zainteresowanych tą dziedziną. Wykładowi towarzyszą ćwiczenia rachunkowe (30 godzin). Kurs poświęcony jest przedstawieniu podstawowej problematyki i metod optyki kwantowej i stanowi pierwszą część rocznego kursu, którego kontynuacją jest kurs Optyka kwantowa 2. Wymagana jest znajomość mechaniki kwantowej i fizyki atomowej oraz klasycznej optyki w zakresie wykładanym na kursach tych przedmiotów. Pożyteczne (ale niekonieczne) byłoby wysłuchanie wykładu monograficznego "Oddziaływanie układów atomowych ze światłem". |
Całkowity nakład pracy studenta: | - godziny realizowane z udziałem nauczyciela: 60 h - czas poświęcony na pracę indywidualną potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu: 45 h - czas wymagany do przygotowania się i uczestnictwa w procesie oceniania: 45 h - czas wymagany do odbycia obowiązkowych praktyk: 0 h |
Efekty uczenia się - wiedza: | - posiada wiedzę w zakresie fizyki, w tym powiązanej z astronomią, oraz matematyki niezbędną do opisu oraz analizy zjawisk fizycznych z dziedziny optyki kwantowej (fizyka: K_W01 , astronomia: K_W01 ) - posiada pogłębioną wiedzę szczegółową z fizyki w zakresie współczesnej optyki kwantowej i atomowej oraz metody stosowane do ich opisu (fizyka: KW_04) - posiada wiedzę o aktualnych kierunkach rozwoju optyki kwantowej (fizyka: KW_05) - posiada pogłębioną wiedzę w zakresie zaawansowanej matematyki i metod matematycznych, konieczną do rozwiązywania problemów w obszarze optyki (astronomia: KW_02) |
Efekty uczenia się - umiejętności: | - potrafi zastosować metodę naukową w rozwiązywaniu problemów i wnioskowaniu, w szczególności w zakresie optyki kwantowej (fizyka: K_U01) - potrafi dokonać krytycznej analizy wyników obliczeń teoretycznych w zakresie optyki kwantowej wraz z oceną dokładności wyników (fizyka: K_U03) - potrafi znajdować niezbędne informacje dotyczące wybranych zagadnień z zakresu optyki kwantowej w literaturze fachowej; potrafi odtworzyć tok rozumowania lub przebieg wybranych eksperymentów, w tym omawianych na zajęciach eksperymentów myślowych opisanych w literaturze z uwzględnieniem poczynionych założeń i przybliżeń (fizyka: K_U04, astronomia: K_U05) - potrafi zaadaptować wiedzę i metody teoretyczne fizyki kwantowej i elektrodynamiki do rozwiązywania problemów w innych obszarach fizyki z astronomią (fizyka: K_U05) - potrafi przedstawić wyniki obliczeń teoretycznych lub numerycznych, a także prowadzić krytyczne dyskusje w zakresie optyki kwantowej w formie pisemnej lub ustnej (fizyka: K_U06, astronomia: K_U06) - potrafi skutecznie komunikować się ze zróżnicowanymi kręgami odbiorców w zakresie problematyki optyki kwantowej (fizyka: K_U07) - ma umiejętność posługiwania się fachowym językiem angielskim w zakresie optyki kwantowej (fizyka: K_U09, astronomia: K_U07) - potrafi określić kierunki dalszego doskonalenia swojej wiedzy i umiejętności (w tym samokształcenia) w zakresie optyki kwantowej i tematów pokrewnych oraz ukierunkowywać kształcenie innych, potrafi precyzyjnie formułować pytania, rozumie potrzebę dalszego kształcenia się (fizyka: K_U11, astronomia: K_U08) - potrafi pracować indywidualnie i w zespole, w szczególności w zakresie rozwiązywania problemów w obszarze optyki kwantowej; rozumie konieczność systematycznej pracy, potrafi dotrzymywać terminów (fizyka: K_U12, astronomia: K_U09) |
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | - zna ograniczenia własnej wiedzy w zakresie optyki kwantowej i rozumie potrzebę zasięgania opinii ekspertów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu (fizyka: K_K01, astronomia: K_K01) |
Metody dydaktyczne: | Wykład konwencjonalny i ćwiczenia rachunkowe |
Metody dydaktyczne podające: | - wykład informacyjny (konwencjonalny) |
Metody dydaktyczne poszukujące: | - ćwiczeniowa |
Skrócony opis: |
Celem kursu jest przekazanie podstawowej wiedzy: - na temat problematyki współczesnych badań w optyce kwantowej i optyce atomowej, - na temat podstawowych praw dotyczących kwantowej natury promieniowania i jej konsekwencji fizycznych oraz metod jej analizy i opisu teoretycznego, - na temat wybranych zagadnień szczegółowych z tej dziedziny. |
Pełny opis: |
Kurs jest poświęcony wybranym zagadnieniom teoretycznego opisu kwantowych właściwości promieniowania elektromagnetycznego (światła) oraz oddziaływania układów atomowych z promieniowaniem laserowym i obejmuje następujące tematy : 1. Wstępne informacje nt. zjawisk kwantowych w promieniowaniu. 2.Kwantowy opis pola promieniowania. 3.Stany kwantowe pola (stany Focka, stany koherentne i ściśnięte pola elektromagnetycznego). 4. Podstawy detekcji fotonów, funkcje korelacji, efekty interferencyjne w kwantowej teorii światła. 5. Wybrane metody teoretycznego opisu oddziaływania atomów z polem elektromagnetycznym i podstawowe procesy fizyczne w oddziaływaniu. 6. Promieniowanie jako rezerwuar, równanie master dla atomu 7 .Optyczne równania Blocha. 8. Model atomu ubranego. Uwaga: możliwa jest pewna modyfikacja i opcjonalny dobór tematyki w zależności od przygotowania, zainteresowań i preferencji studentów, którzy zapiszą się na wykład. Ćwiczenia poświęcone są dyskusji wybranych uzupełniających i technicznych zagadnień związanych z tematyką kursu. |
Literatura: |
Istnieje (i jest dostępna w bibliotece IF) bogata literatura poświęcona problematyce optyki kwantowej oraz oddziaływania układów atomowych z promieniowaniem laserowym, które stanowić mogą uzupełnienie i rozszerzenie materiału wykładu, między innymi: - C.C. Gerry, P. L. Knight, Optyka kwantowa. - Fox, Quantum Optics. - B. W. Shore, The Theory of Coherent Atomic Excitations (Wiley, 1991). - C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, G. Grynberg, Atom-Photon Interactions (Wiley, 1993) , Photons and Atoms (Wiley 1989) - M. O. Scully, M. S. Zubairy, Quantum Optics (Cambridge, 1997). - G.S. Agarwal, Quantum Optics (Cambridge 2013). - L. Allen, J. H. Eberly, K. Rzążewski, Rezonans optyczny (PWN, 1981). - K. Shimoda, Wstęp do fizyki laserów (PWN, 1993). - H. Haken, Światło (PWN, 1993). |
Metody i kryteria oceniania: |
Zaliczenie wykładu na podstawie egzaminu ustnego lub pisemnego. Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prac domowych i aktywności na zajęciach . Kryteria oceniania: obowiązują te same progi punktowe dla zaliczenia ćwiczeń i wykładu: >= 90% - 5.0 >= 80% - 4.5 >= 70% - 4.0 >= 60% - 3.5 >= 50% - 3.0 . |
Praktyki zawodowe: |
nie ma |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (zakończony)
Okres: | 2022-10-01 - 2023-02-19 |
Przejdź do planu
PN WT WYK
ŚR CZ CW
PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Karolina Słowik | |
Prowadzący grup: | Karolina Słowik | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
|
Uwagi: |
Ze względu na stan pandemii, zaliczenie ćwiczeń i egzamin odbywają się w formie ustnej, online z wykorzystaniem platformy webex. |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-02-19 |
Przejdź do planu
PN CW
WT WYK
ŚR WYK
CW
CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Karolina Słowik | |
Prowadzący grup: | Karolina Słowik | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/25" (zakończony)
Okres: | 2024-10-01 - 2025-02-23 |
Przejdź do planu
PN WT CW
ŚR WYK
CW
CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Karolina Słowik | |
Prowadzący grup: | Karolina Słowik | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
|
Skrócony opis: |
Celem kursu jest przekazanie podstawowej wiedzy: - na temat problematyki współczesnych badań w optyce kwantowej i optyce atomowej, - na temat podstawowych praw dotyczących kwantowej natury promieniowania i jej konsekwencji fizycznych oraz metod jej analizy i opisu teoretycznego, - na temat wybranych zagadnień szczegółowych z tej dziedziny. |
|
Pełny opis: |
Kurs jest poświęcony wybranym zagadnieniom teoretycznego opisu kwantowych właściwości promieniowania elektromagnetycznego (światła) oraz oddziaływania układów atomowych z promieniowaniem laserowym i obejmuje następujące tematy : 1. Wstępne informacje nt. zjawisk kwantowych w promieniowaniu. 2.Kwantowy opis pola promieniowania. 3.Stany kwantowe pola (stany Focka, stany koherentne i ściśnięte pola elektromagnetycznego). 4. Podstawy detekcji fotonów, funkcje korelacji, efekty interferencyjne w kwantowej teorii światła. 5. Wybrane metody teoretycznego opisu oddziaływania atomów z polem elektromagnetycznym i podstawowe procesy fizyczne w oddziaływaniu. 6. Promieniowanie jako rezerwuar, równanie master dla atomu 7 .Optyczne równania Blocha. 8. Model atomu ubranego. Uwaga: możliwa jest pewna modyfikacja i opcjonalny dobór tematyki w zależności od przygotowania, zainteresowań i preferencji studentów, którzy zapiszą się na wykład. Ćwiczenia poświęcone są dyskusji wybranych uzupełniających i technicznych zagadnień związanych z tematyką kursu. |
|
Literatura: |
Istnieje (i jest dostępna w bibliotece IF) bogata literatura poświęcona problematyce optyki kwantowej oraz oddziaływania układów atomowych z promieniowaniem laserowym, które stanowić mogą uzupełnienie i rozszerzenie materiału wykładu, między innymi: - C.C. Gerry, P. L. Knight, Optyka kwantowa. - Fox, Quantum Optics. - B. W. Shore, The Theory of Coherent Atomic Excitations (Wiley, 1991). - C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, G. Grynberg, Atom-Photon Interactions (Wiley, 1993) , Photons and Atoms (Wiley 1989) - M. O. Scully, M. S. Zubairy, Quantum Optics (Cambridge, 1997). - G.S. Agarwal, Quantum Optics (Cambridge 2013). - L. Allen, J. H. Eberly, K. Rzążewski, Rezonans optyczny (PWN, 1981). - K. Shimoda, Wstęp do fizyki laserów (PWN, 1993). - H. Haken, Światło (PWN, 1993). |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2025/26" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-10-01 - 2026-02-22 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Karolina Słowik | |
Prowadzący grup: | Karolina Słowik | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
|
Skrócony opis: |
Celem kursu jest przekazanie podstawowej wiedzy: - na temat problematyki współczesnych badań w optyce kwantowej i optyce atomowej, - na temat podstawowych praw dotyczących kwantowej natury promieniowania i jej konsekwencji fizycznych oraz metod jej analizy i opisu teoretycznego, - na temat wybranych zagadnień szczegółowych z tej dziedziny. |
|
Pełny opis: |
Kurs jest poświęcony wybranym zagadnieniom teoretycznego opisu kwantowych właściwości promieniowania elektromagnetycznego (światła) oraz oddziaływania układów atomowych z promieniowaniem laserowym i obejmuje następujące tematy : 1. Wstępne informacje nt. zjawisk kwantowych w promieniowaniu. 2.Kwantowy opis pola promieniowania. 3.Stany kwantowe pola (stany Focka, stany koherentne i ściśnięte pola elektromagnetycznego). 4. Podstawy detekcji fotonów, funkcje korelacji, efekty interferencyjne w kwantowej teorii światła. 5. Wybrane metody teoretycznego opisu oddziaływania atomów z polem elektromagnetycznym i podstawowe procesy fizyczne w oddziaływaniu. 6. Promieniowanie jako rezerwuar, równanie master dla atomu 7 .Optyczne równania Blocha. 8. Model atomu ubranego. Uwaga: możliwa jest pewna modyfikacja i opcjonalny dobór tematyki w zależności od przygotowania, zainteresowań i preferencji studentów, którzy zapiszą się na wykład. Ćwiczenia poświęcone są dyskusji wybranych uzupełniających i technicznych zagadnień związanych z tematyką kursu. |
|
Literatura: |
Istnieje (i jest dostępna w bibliotece IF) bogata literatura poświęcona problematyce optyki kwantowej oraz oddziaływania układów atomowych z promieniowaniem laserowym, które stanowić mogą uzupełnienie i rozszerzenie materiału wykładu, między innymi: - C.C. Gerry, P. L. Knight, Optyka kwantowa. - Fox, Quantum Optics. - B. W. Shore, The Theory of Coherent Atomic Excitations (Wiley, 1991). - C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, G. Grynberg, Atom-Photon Interactions (Wiley, 1993) , Photons and Atoms (Wiley 1989) - M. O. Scully, M. S. Zubairy, Quantum Optics (Cambridge, 1997). - G.S. Agarwal, Quantum Optics (Cambridge 2013). - L. Allen, J. H. Eberly, K. Rzążewski, Rezonans optyczny (PWN, 1981). - K. Shimoda, Wstęp do fizyki laserów (PWN, 1993). - H. Haken, Światło (PWN, 1993). |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.