Quantum Theory I - NFPL010

• Title: Kvantová teorie I
• Guaranteed by: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2018
• Semester: winter
• E-Credits: 9
• Hours per week, examination: winter s.:4/2, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: not taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Is provided by: NBCM110
• Additional information: http://podmínkou ke zkoušce je obdržení zápočtu
• Guarantor: doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.
• Classification: Physics > Solid State Physics
• Incompatibility : NBCM110, NJSF060, NJSF094, NOFY042, NOFY045, NTMF066
• Is incompatible with: NTMF066, NBCM110, NOFY042, NOFY045, NJSF094
• Is pre-requisite for: NBCM003, NHIF025
• Is interchangeable with: NOFY042

Annotation

English

A comprehensive course on quantum theory suitable both for experimental and theoretical physicists. The basic knowledge at the level of introductory undergraduate course (like OFY044 at MFFUK) is assumed. Otherwise the course is self-contained, starting with postulates and mathematical prerequisites and going on from one-body motion in a central field to the electronic structure of atoms and molecules and their interaction with electromagnetic field. Also included are theory of elastic scattering and basic knowledge of Dirac theory.

Last update: T_KFES (02.05.2013)

Czech

V návaznosti na OFY044 tvoří tato přednáška spolu s FPL011 úplný třísemestrální kurz KT, který umožňuje porozumět všem navazujícím přednáškám studijních směrů AA, TF, FPL, OOE, FEVF a FMBS. V návaznosti na OFY044 tvoří tato přednáška spolu s FPL011 úplný třísemestrální kurz KT, který umožňuje porozumět všem navazujícím přednáškám studijních směrů AA, TF, FPL, OOE, FEVF a FMBS. Formální schema KT. Teorie momentu hybnosti a spin. Metody přibližného řešení stacionární Schrödingerovy rovnice (SR). Stavba atomů. Teorie rozptylu. Metody přibližného řešení nestacionární SR.

Last update: T_KFES (23.05.2003)

Course completion requirements

English

The condition for granting the credit is successful completion of the final test (solving at least 3 out of 4 examples). The credit has two correction terms.

Last update: Mikšová Kateřina, Mgr. (09.02.2022)

Czech

Podmínkou udělení zápočtu je úspěšné absolvování závěrečného testu (vyřešení alespoň 3 ze 4 příkladů). Zápočet má dva opravné termíny.

Last update: Korytár Richard, Ing., Ph.D. (10.10.2017)

Literature

English

1. J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UK

2. J. Klíma, M. Šimurda, Sbírka problémů z kvantové teorie, Academia 2005

3. A.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978

4. J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983

5. Eisberg, Robert; Resnick, Robert (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd ed.). Wiley & Sons.

6. Feynman, Richard P. (2005). The Feynman Lectures on Physics. Vol. 3 (2nd ed.). Addison-Wesley.

7. French, A. P.; Taylor, Edwin (1978). An Introduction to Quantum Physics. W. W. Norton & Company.

8. Gasiorowicz, Stephen (2003). Quantum Physics (3rd ed.). Wiley.

9. Griffiths, David (2005). Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.). Pearson Prentice Hall.

10. Stone, James (2020). The Quantum Menagerie: A Tutorial Introduction to the Mathematics of Quantum Mechanics (1st ed.). Sebtel Press.

11. Townsend, John (2012). A Modern Approach to Quantum Mechanics (2nd ed.). University Science Books.

12. Zettili, Nouredine (2009). Quantum Mechanics: Concepts and Applications. Chichester, UK: Wiley.

Last update: Mikšová Kateřina, Mgr. (09.02.2022)

Czech

• J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UK

• J. Klíma, M. Šimurda, Sbírka problémů z kvantové teorie, Academia 2005

• A.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978

• J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983

• L. Landau, E.M. Lifšic: Kvantovaja mechanika, Moskva 1963

• nebo libovolná jiná z mnoha učebnic kvantové mechaniky.

Last update: Korytár Richard, Ing., Ph.D. (05.10.2017)

Syllabus

English

I. Formal structure of QM. Postulates. Representations. Aharon-Bohm effect.

II. Angular momentum and spin. Spin resonance. Bells theorem and EPR paradox.

III. Approximate methods to solve stationary Schroedinger equation (SE). Variational principle. Hartree-Fock theory. Motion in constant electrical and magnetic fields.

IV. Scattering theory. Phase shifts. Resonance.

V. Approximate methods to solve time dependent SE. Sudden, harmonic and adiabatic change.

VI. Semiclassical theory of interaction with the electromagnetic radiation. Calibration invariance. Absorption, emission.

VII. Dirac equation. Free particle. Pauli equation. Second order corrections.

VIII. Born-Oppenheimer approximation. Basic theory of molecular structure.

Literature:

C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloë: Quantum Mechanics I,II, J. Wiley 1977

J.J.Sakurai: Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley 1994

Last update: T_KFES (02.05.2013)

Czech

I. Formální schema KT

Diracova notace. Teorie reprezentací. Oscilátor v E-reprezentaci. Čisté a smíšené stavy.

II. Teorie momentu hybnosti a spin.

Kvantování momentu hybnosti, L-reprezentace, kulové funkce.Ilustrace: volná částice v L-reprezentaci a sférická jáma.

Spinový formalismus. Precese spinu v magnetickém poli a spinová resonance.

Skládání momentů hybnosti. EPR paradox a Bellova nerovnost.

III. Metody přibližného řešení stacionární SR.

Variační princip a poruchový počet. Hartree-Fockova aproximace. Ilustrace: stavba atomů. Vodíková molekula.

IV. Pohyb v konstantním elektrickém a magnetickém poli.

Kalibrační invariance. Volný elektron, paramagnetismus, diamagneticmus. Starkův jev.

V. Teorie rozptylu.

Greenova funkce, Bornova aproximace, rozptyl na sféricky symetrickém potenciálu,

resonance, rozptyl dvou částic

VI. Přibližné řešení nestacionární SR.

Náhlá, adiabatická a harmonická porucha. Zlaté pravidlo.

VII. Interakce atomu se zářením

Semiklasická teorie emise a absorpce záření. Doba života. Výběrová pravidla.

VIII. Druhé kvantování.

Reprezentace obsazovacích čísel, anihilační a kreační operátory. Fermiony a bozóny.

IX. Diracova rovnice.

Spin. Pauliho rovnice jako limita řádu v/C.

Last update: KLIMA (08.02.2006)