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 2015 to 2016
• 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: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. RNDr. Jan Klíma, CSc.
• Classification: Physics > Solid State Physics
• Incompatibility : NBCM110, NJSF060, NJSF094, NOFY042, NOFY045, NTMF066
• Is incompatible with: NBCM110, NTMF066, NJSF094, NOFY042, NOFY045
• Is pre-requisite for: NHIF025, NBCM003, NBCM042, NOOE119
• Is interchangeable with: NOFY042

Annotation

English

Last update: T_KFES (02.05.2013)

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.

Czech

Last update: T_KFES (23.05.2003)

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.

Literature

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

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

• 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.

Syllabus

English

Last update: T_KFES (02.05.2013)

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

Czech

Last update: KLIMA (08.02.2006)

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.