Quantum Theory I - NOFY075

• Title: Kvantová teorie I
• Guaranteed by: Laboratory of General Physics Education (32-KVOF)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2021
• Semester: winter
• E-Credits: 8
• 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. Mgr. Jaroslav Zamastil, Ph.D.; doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.; doc. Ing. Pavel Soldán, Dr.
• Incompatibility : NBCM110, NOFY042, NOFY076
• Interchangeability : NBCM110, NOFY076
• Is incompatible with: NOFY076, NBCM110, NOFY042
• Is interchangeable with: NOFY076, NBCM110

Annotation

Last update: doc. RNDr. Helena Valentová, Ph.D. (15.01.2018)

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.

Course completion requirements

Last update: doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D. (28.09.2021)

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.

Literature

Last update: Mgr. Hana Kudrnová (12.01.2018)

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

Syllabus

Last update: doc. RNDr. Helena Valentová, Ph.D. (15.01.2018)

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.