Přednáška z kvantové teorie navazující na NOFY027 Úvod do kvantové mechaniky. Přednáška je určena pro posluchače 3. ročníku bakalářského studijního programu Fyzika, především pro studenty experimentálních oborů.

Udělení zápočtu je nutným předpokladem pro přihlášení ke zkoušce.

Pro získání zápočtu je nutné získat dostatečný počet bodů (specifikovaný na prvním cvičení) z domácích úloh, které jsou zadávány v průběhu semestru, a za aktivní účast na cvičení.

Zkouška má písemnou a ústní část.

J. Klíma, B. Velický, Kvantová mechanika I, II, Karolinum, Praha 2015, 2018

J. Klíma, M. Šimurda, Sbírka problémů z kvantové teorie, Academia, Praha 2006

J. Zamastil, J. Benda, Kvantová mechanika a elektrodynamika, Karolinum, Praha 2016

J. Zamastil, J. Benda, T. Uhlířová, Quantum Mechanics and Electrodynamics, Springer 2017

1. Formální schéma kvantové teorie

Diracova notace; teorie reprezentací; shrnutí základů QM; čisté a smíšené stavy; matice hustoty

2. Moment hybnosti.

Spin - Sternovy-Gerlachovy experimenty; Larmorova precese; Rabiho oscilace; obecné řešení momentu hybnosti; skládání momentů hybnosti; symetrie atomu vodíku.

3. Přibližné metody - variační a poruchová metoda

Anharmonický oscilátor; spřažené oscilátory; atom vodíku ve statickém elektrickém a magnetickém poli.

4. Struktura atomových spekter

Hrubá, jemná a hyperjemná struktura atomových hladin; započtení relativistických a magnetických efektů - Diracova a Pauliho rovnice.

5. Problém více částic

Antisymetrie vlnové funkce a výměnná interakce; formalismus druhého kvantování; Hartreeho-Fockova aproximace; stavba atomů; Bornova-Oppenheimerova aproximace; molekula vodíku.

6. Základy kvantové elektrodynamiky (nerelativistická teorie)

Hamiltonián soustavy nabitých částic a elektromagnetického (EM) pole; kvantování EM pole; časová poruchová metoda a Fermiho zlaté pravidlo; spontánní emise; výběrová pravidla.

7. Základy teorie rozptylu

Formulace úlohy - Greenova funkce; Lippmannova-Schwingerova rovnice.

Pružný rozptyl - metoda parciálních vln; analýza fází; nízko-energetická limita: srážková délka; efektivní dosah.

Nepružný rozptyl v Bornově aproximaci - fotoefekt; excitace atomu elektronem; rozptyl fotonu na atomu.